课程设计卧式多室流化床干燥器装置的设计.docx

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课程设计卧式多室流化床干燥器装置的设计

化工原理课程设计说明书

设计名称：

卧式多室流化床干燥器装置的设计

一．设计任务书2

二．设计内容概述2

2.1设计目的2

2.2干燥流程简介及卧式多室流化床干燥意义简述3

三．工艺计算4

3.1物料和热量衡算4

3.2流化速度的确定5

3.3流化床层底面积的计算6

3.4干燥器的长度和宽度7

3.5干燥器的高度7

3.6干燥器的结构设计8

四．附属设备的选型9

4.1送风机和排风机9

4.2气固分离设备9

4.3供热设备9

4.4供料设备9

五．数据汇总10

六．认识与体会11

七．参考文献11

卧式多室流化床干燥装置的设计

．设计任务书

1.设计题目试设计一台卧式多室流化床干燥器，用于干燥颗粒状化肥，将其含水量从0.04干燥至0.004（干基），生产能力（以干燥产品计）

干燥装置热损失为有效传热量的15％。

．设计内容概述

1．设计目的

1）培养学生运用化工原理课程及有关知识进行化工工艺设计的能力；2）在培养学生设计能力的同时，建立正确的设计思路和设计方法。

2．干燥流程简介及卧式多室流化床干燥意义简述卧式多室流化床干燥器的横截面制成长方形。

用垂直挡板分隔成多室

（一般为4-8室），挡板与多孔板间留有一定间歇（一般为几十毫米）使物料能够通过。

湿物料加入后好像液体一样由第一室依次流经各室，至最后一室卸出。

由于挡板的作用，各室的物料不可能像单室干燥那样互相交混。

物料由一室依次流经各室时其湿含量亦依次减小。

所以产品的干燥程度均匀，这是卧式干燥器的主要优点。

来自气流干燥器的颗粒状物料用星型加料器加到干燥器的第一室，依次

经各室后，于403C下离开干燥器。

湿空气由送风机送到翅片加热器升湿到80C后进入干燥器，经过与悬浮物料接触进行传热传质后温度降到67C。

废气经旋风分离器净化后由抽风机排至大气。

空气加热器以392.4kPa的饱

和水蒸气作载热体。

流程中采用前送后抽式供气系统，维持干燥器在略微负压下工作。

分育器5.植环下料管6.拓?

L板1.空

吒预热祸8.空汽过滤龄9■鼓风机

•工艺计算

（2）空气和物料出口温度的确定

空气的出口温度t2应比出口处湿球温度高出20〜50C（这里取35C）即

t2323567C

物料离开干燥器的温度2由下式计算，即

67-

2472.5>0.01324725（0.004-0）-1.47（67-32）（0.00-0）47（67―32）

2472.5X（0.013—0）-1.47X（67-32）

2='0.013-0

67-32

解得2=40.3°C

（3）干燥器的热量衡算

干燥器中不补充热量，故Qd0，因而可用下式进行计算，即

QQpQ1Q2Q3Ql

式中Q1W（r0Cpvt2Cpl1）112.56（25001.88674.1930）86.04kw

Q2Gg21）Gc（Cs4.叫）（21）

2988（1.474.190.004）（40.330）12.71kw

Q3V（1.011.88H。

）（t2to）0.012Vkw

QpV（1.011.880.01）（8025）0.01572Vkw因为干燥装置热损失为有效传热量的15%,即

Ql0.15©Q2）0.15（86.0412.71）14.81kw

将上面各式代入热量衡算式，便可解得空气耗用量，即

0.01572V86.0412.710.012V

解得V30527kg/h

（4）预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量

Qp0.01572V479.9kw

由水蒸气表查得，392.4kPa水蒸气的温度Ts142.9°C,冷凝潜热r=2140kJ/kg

蒸气消耗量为

干燥器的热效率为

2.流化速度的确定

（1）临界流化速度Umf的计算

导热系数3.044102w/m°c

（0.14103）3（17301）19.81

62

（21.110）

取球形颗粒床层在临界流化点mf0.4,由mf和A的数值查图得

Lymf3106,

3~sgJ310621.110617309.81

临界流化速度为Umf32312

0.01024m/s

（2）颗粒带出速度ut

由=1和Ar值查图得Lyt0.70

带出速度为

（3）操作流化速度u

取操作流化速度为0.7ut，即

u0.70.63050.4414m/s

3.流化床层底面积的计算

（1）干燥第一阶段底面积A由下式计算，即

“（1.011.88H0）L

aZo

（1.011.88H°）LA1（t1tw1）

-1

GJX1X2）rtw2

式中有关参数计算如下：

取静止床层厚度为Z。

0.15m

干空气得质量流速取为u，即

由于dm0.14mm0.9mm,对a予以校正，由dm值查得C=0.11

a0.1111211412333w/m3°c

12333

（1.011.880.01）0.4414

（1.011.880.01）0.4414A（8032）12988

（0.041670.004）2472.5

3600

解得

A3.547m2

（2）物料升温阶段所需底面积A2由下式计算，即

4（1.72.5/5）0.7727m

2（1.72.5/5）

De

3.0

Z23.0De3.00.77272.32m

为了减少气流对固体颗粒的带出量，取分布板以上的总高度为3m

6.干燥器结构设计

（1）布气装置

采用单层多孔布气板，且取分布板压强降为床层压强降的15%则

Pd0.15Pb0.15Z°（1o）（s）g

0.150.15（10.4）（17301）9.81

229Pa

再取阻力系数2,则筛孔气速为：

干燥介质的体积流量为：

30527802732

VS（0.7221.2440.01）8.601m/s

s3600273

A-0.0022180951

A0413.38%

A4.25

在分布板上筛孔按等边三角形布置，孔心距为:

t0.952d

t0

°.952_0.002

.13.38%

5.206mm取5.2mm

隔板与分布板之间的距离为20:

40mm（可

1.7m，高2.5m,由5mml厚钢板制造。

Ret

dut

1.41040.630514.83

25

UUmf

E

0.44

Ret

6

21.110

2504413.32

4.183

13.32E6.7430.44140.01024

用下式求溢流堰高度h，即

2.14（Z0亍）

——18

（1）1/3（Gc）2/3

（e）（rr）

1.521n（空）

5h

将有关数据代入上式，即

2.929、

仮怜）

2.14（0.156.743

2988

18

（1）1/3（2988）2/3

（6.743）（36001.7800）

整理得，65.474683.3334h1.52lnh

经试差得，h=0.79m

四•附属设备的选型

1.送风机和排风机

（1）送风机

t273

V1V（0.7721.244H0）」

273

30527（0.7721.2240.01）一一26139.5m3/h

273

根据经验，取风机全风压为

9-27-101N08型风机。

（2）排风机

4000Pa。

由风机的综合特性曲线图可选

✓>"7Q"7Q

V230527（0.7721.2240.0137）6329998.6m3/h

273

根据经验，取风机全风压为3000Pa。

由风机的综合特性曲线图可选

9-27-101N08型风机。

2.供热设备

根据设计要求拟选用SRZ型螺旋翅片加热器。

3.气固分离设备

为获得比较高的固相回收率，拟选用XLP/B-8.2型旋风分离器。

其圆筒直径820mm，

入口气速20m/s。

压强降为1150Pa，单台生产能力8650m3/h。

4.供料设备

根据物料性质（散粒状）和生产能力（3t/h）选用星型供料装置（加料和排料）。

其规格和操作参数如下：

规格：

200200mm

生产能力：

4m3/h

叶轮转速：

20r/min

链轮传动

齿轮减速电机：

型号JTC561,功率1kW，输出转速31r/min

五.卧式多室流化床干燥装置的设计计算结果汇总

项目

符号

单位

计算数据

处理产品量

G2

kg/h

3000

物料温度

入口

1

C

30

出口

2

C

40.3

气体温度

入口

tl

C

80

出口

t2

C

67

气体用量

V

kg绝干气/h

30527

热效率

h

%

20.58%

流化速度

u

m/s

0.4414

床层底面积

第一阶段

Ai

2m

3.547

加热段

A

2m

0.627

设备尺寸

长

l

m

2.5

宽

b

m

1.7

高

z

m

3

布气板

型号

单层多孔板

孑L径

do

mm

2

孑L速

Uo

m/s

15.13

孑L数

n。

个

180951

开孔率

%

13.38%

分隔板

宽

b

m

1.7

与布气板距离

he

mm

20:

40

物料出口堰咼

h

m

0.79

六．认识与体会

在此次设计的过程中，由于运算量很大而且资料的查阅量也比较大，每天的时间基本上都用于运算和找数据，通过设计过程中的查找与计算，使得我对化工原理有关知识的掌握进一步加深了。

对原来不太清楚的概念公式有了比较熟练的掌握和应用，而且了解了许多有关工程设计的经验式。

通过参与整个过程的设计，使得自己的逻辑思维能力得到了加强，动手能力得到了提高，在设计过程中，大家相互配合，相互帮助，在完成任务的同时也增加了大家的团队精神和协作意识，对将来的工作有很大的帮助。

由于CAD制图还没有开课学习，导致制图有稍许瑕疵，还有第一次接触此类设计不知道查什么资料，有些无从下手，多亏老师的帮助与指导，才使得此次设计任务能顺利完成。

今后应更好的将所学的知识能运用到实践中去。

迫于时间紧迫和各种非人为因素，说明书中所列公式及表格未一一注明出处，实是遗憾。

七．参考文献

1.《化工原理》（第三版）上、下册，陈敏恒、丛德滋、方图南和齐鸣斋编，

化学工业出版社。

2.《化工设备设计全书---干燥设备》，《化工设备设计全书》编辑委员会、

金国淼等编，化学工业出版社。

3.《流态化干燥技术》，童景山、张克主编，中国建筑工业出版社。

4.《化学工程师技术全书》邝生鲁化学工业出版社