单层卷筒流化床干燥器课程设计Word文档下载推荐.docx

1、此外气体通过干燥系统的流动阻力较大，风机的动力消耗较高，因而气流干燥器的能量消耗较高。（2）转筒干燥器 机械化程度高，生产能力较大，干燥介质通过转筒的阻力较小，对物料的适应性较强，操作稳定，运行费用低。但是装置比较笨重，金属耗材多，传动机构复杂，维修量较大，设备投资高，占地大。（3）喷雾干燥器 干燥速度快，干燥时间短，特别适合热敏性物料的干燥。但是它的体积传热系数很低，水分汽化强度小，因而干燥器体积庞大，热效率低，动力消耗大。（4）厢式干燥器 可以用于各种物料的干燥，但其热效率低，产品质量不均匀，主要用于小规模多品种、干燥条件变动大的场合。（5）流化床干燥器 优点：床层温度均匀，体积传热系数大

2、（23007000W /m3）。生产能力大，可在小装置中处理大量的物料；物料干燥速度大，在干燥器中停留时间短，所以适用于某些热敏性物料的干燥；物料在床内的停留时间可根据工艺要求任意调节，故对难干燥或要求干燥产品含湿量低的过程非常适用；设备结构简单，造价低，可动部件少，便于制造、操作和维修；在同一设备内，既可进行连续操作，又可进行间歇操作。 缺点：床层内物料返混严重，对单级式连续干燥器，物料在设备内停留时间不均匀，有可能使部分未干燥的物料随着产品一起排出床层外；一般不适用于易粘结或结块、含湿量过高物料的干燥，因为容易发生物料粘结到设备壁面上或堵床现象；对被干燥物料的粒度有一定限制，一般要求不小于

3、30m、不大于6mm。；对产品外观要求严格的物料不宜采用。干燥贵重和有毒的物料时，对回收装量要求苛刻。3.单层圆筒形流化床干燥器连续操作的单层流化床干燥器可用于初步干燥大量的物料，特别适用于表面水分的干燥。然而，为了获得均匀的干燥产品，则需延长物料在床层内的停留时间，与此相应的是提高床层高度从而造成较大的压强降。在内部迁移控制干燥阶段，从流化床排出的气体温度较高，干燥产品带出的显热也较大，故干燥器的热效率很低。（后面补充些关于流化态理论的介绍见参考书）二.课程设计任务书1.设计任务 设计一台单层圆筒形流化床干燥器，用于干燥某粒状药品，将其含水量从12%干燥至0.5%（以上均为湿基），产量为50

4、0kg/h.2.干燥条件 （1）干燥介质：空气。其初始温度和湿度根据成都地区的气候条件来选定。进干燥器温度为t1=120.（2）物料进口温度：1=20.（3）热源：饱和蒸汽，压力自选400kPa. （4）操作压力：常压；（5）厂址：自选。三基础数据（1）被干燥物料：颗粒密度s=2000kg/m3,堆积密度b=1100kg/m3,绝干物料比热Cs=0.712kJ/kg;颗粒平均直径dmax=0.5mm，颗粒最小直径dmin=0.1mm；临界湿含量XC=0.05，平衡湿含量X*0;产品温度不能超过65。（2）物料静床层高度z0=0.15m（3）干燥装置热损失为有效传热量的15.四设计内容（1）干燥

5、流程的确定和和说明。（2）干燥器主体工艺尺寸的计算和结构设计。（3）辅助设备的选型和计算（气固分离器、空气加热器、供风装置、加料器）。三.设计方案1干燥方法和设备的确定 根据我们此次设计的主要任务：药物颗粒的湿含量从0.12降至0.005，可以看出药物颗粒的初始湿含量较低，其中存在的水应该是结合水，流化床干燥器最大优点是干燥结合水，故选择流化床干燥器。在流化床干燥器中我们选择设备结构简单，耗材量少的单层圆筒流化床干燥器。2.干燥装置流程的确定 如图所示：因为空气中含有杂质，外界空气首先经空气过滤器进入送风机，在风机的输送下进入空气加热器，使温度提高到要求的120后从下部进入单层圆筒流化床干燥器

6、，使物料得以干燥。由于出干燥器的空气会带走部分药物颗粒，为减少浪费和污染所以在排空之前使用旋风分离器进行气固分离。最后是排风机帮助输出空气，进行后半段的流体输送。3.操作条件的确定 由资料查得，成都地区的空气平均湿度=80，平均温度t0=16 其他已知参数为：X1= X2= XC=0.05 X*0 G2=500kg/h Cs=0.712kJ/kg t1=120 1=20且2不高于65（一）物料衡算 对连续操作的干燥装置，其物料衡算式为： =Gc（X1-X2）=L（H2-H1） 每蒸发1kg水分所消耗的绝干空气量可表示为：l= 绝干物料量2（1-W2）=500（1-0.005）=497.5kg/

7、h 水分蒸发量：W=GC（X1-X2）=497.5*（0.1364-0.005）=65.37kg/h 16空气的饱和蒸汽压 空气进口湿含量：（二）空气和物料出口温度的确定 空气出口温度应比出口湿球温度高2050在这里取27 由t1=120及H1=0.0091021,可查图（化工原理下册图12.5）得：tas=38.5 对空气水系统tw1tas,近似取出口湿球温度约等于进口湿球温度为38.5. 所以空气出口温度t2=65.5 因,而故式 又因=2491.27-2.30285*38.5=2402.6kJ/kg 故得到62.2965（三）热量衡算 本次设计中干燥器无补充热量即Qd=0 Q=QP=Qw

8、+Qm+Ql+Ql其中 =65.37（2491.27+1.88465.5-4.18720）/3600=45.96kW, =497.5（0.712+4.1870.005025）（62.29-20）/3600=4.28kW=L（1.005+1.884*0.0091021）（65.5-20）/3600=0.01405LkW=L（1.005+1.884*0.0091021）（120-20）/3600=0.02953LkW因为干燥器的热损失为有消耗热量的15%，有=5.6295Kw将上面格式带入物料守恒式为0.02953L=45.96+4.28+0.01405L+5.6295解得 L=3609.1kg绝

9、干气体/h由W=L（H2-H1）得空气出口湿含量 H2=W/L+H1=65.37/3609.1+0.0091021=0.02721 QP=0.02953L=106.6Kw 干燥器的效率 =45.96/106.6=43.11由于饱和蒸汽的压力为400kPa,由水蒸汽表查得该气压下冷凝潜热r=2133kJ/kg则蒸汽耗量：D=QP/r*3600=106.6/2133*3600=179.92kg/h （四）操作速度的确定 1.临界流化速度umf 120下空气的有关参数为密度=0.898，粘度，导热系数由化工原理第四章经验公式物料的临界流化空隙率按 且有经验式 代入得umf=0.00032（2000-

10、0.898）9.81/（1502.2910-511） =0.0467m/s2沉降速度ut 解此方程得ut=1.697m/s验证：Rep= 满足 2Re500 3.操作流化速度u 由u=（0.4-0.8）ut 取u=0.6ut=0.6*1.697=1.018m/s四.干燥器主体设计1.流化床截面积的计算 气体温度为65.5及湿含量为H2状态下的比容 VH2=（0.002835+0.004557H2）（t2+273） =（0.002835+0.004557*0.02721）*（65.5+273） =1.002m3/kg 由公式2.物料在流化床中的平均停留时间3.设备高度 （1）浓相段高度Z1 =9

11、06.72 由公式得沸腾床空隙率 由 得 （2）分离段高度Z2 取实际床层直径为1120mm 由干燥设备书中图4-14得 Z2/D=1.18 得Z2=1.17m （3）扩大段高度Z3 要进一步减少粉尘带出,可在分离高度以上增加扩大段,降低气流速度,以利颗粒沉降.根据经验取Z3=1m （4）利用最大直径和最小直径校核（未找到相关资料，未来得及咨询，请老师见谅）4.干燥器的结构计算 （1）分布板 分布板上的压力损失 =0.15（1-0.4）（2000-0。898）9.81 =1765.0Pa 取床层压降为分布板压降的15% 取分布板阻力系数为2 筛孔气速uor： 分布板的开孔率则空气进入干燥器的体

12、积流量为V为： V=L（0.002835+0.004557H0）（t+273） =3609.1（0.002835+0.004557*0.0091021）（120+273）/3600 =1.110m3/h 选取筛孔直径d0=15mm,则总筛孔数为： 分布板上筛孔按等边三角形分布则 孔心距为（2）溢流堰 为了保证流化床层内物料厚度的均匀性，物料出口通常采用溢流方式。溢流堰的高度可取50200mm，其值可用下式计算，即其中 解得 EV=7.505 将其代入公式整理得: 221.04h+lnh=232.22 利用试差法解得 h=1.05m总体数据数据名称符号单位计算数据生产能力G2500物料温度入口20出口62.29气体温度12065.5气体用量绝干气体/3609.1热效率%43.11流化速度1.018底面积Am20.987设备高Hm2.59布气板型号单层多孔板