化工原理课程设计

合肥学院。

题目：脉冲气流干燥器设计。

系别：化学材料与工程系

专业。学号。

姓名。指导教师。

二零一四年一月二十七日。

目录。设计任务书 3

1.概述 3

1.1气流干燥的特点 3

1.2设计方案简介 3

2.工艺计算及主体设备设计 4

2.1已知的基本条件 4

2.2物料衡算和热量衡算 4

2.2.1物料衡算 4

2.2.2热量衡算 5

2.2.3校核假设的物料出口温度 5

2.3气流干燥管直径的计算 6

2.3.1加速段气流干燥管直径的计算 6

2.3.2加速运动段管高的计算 6

2.3.3减速段管高的计算 11

2.4总的干燥管的高度 19

3.辅助设备的选择与计算 19

3.1管路的选择与计算 19

3.2加料装置 19

3.3风机 20

3.4热风加热装置 20

3.5分离装置 20

4.主要符号和单位 21

5. 干燥装置的工艺流程 22

6.设计评价 22

附录 23参考文献 24

本次以重油燃烧气为干燥介质，对物料进行干燥，分离，保证品质，在设计过程中涉及工艺计算及主体设备设计，风机的选择，热风加热装置，加料装置的选择等，通过循环让物料及过程中产生的中间物及废料达到最高利用率。

气流干燥在我国是一种应用最广发最久远的干燥器，随着不同新型气流干燥器的开发成功，气流干燥我干燥领域方兴未艾。由于干燥时间短适合容易受高温变质物料的干燥；不适合粘性大的物料干燥，管道较厂一般超过20米，安装的限制制约了其发展。

气流干燥器的主要缺点在于干燥管太高，为降低其高度，近年来出现了几种新型的气流干燥器：①多级气流干燥器。将几个较短的干燥管串联使用，每个干燥管都单独设置旋风分离器和风机，从而增加了入口段的总长度。

②脉冲式气流干燥器。采用直径交替缩小和扩大的干燥管（脉冲管），由于管内气速交替变化，从而增大了气流与颗粒的相对速度。③旋风式气流干燥器。

使携带物料颗粒的气流，从切线方向进入旋风干燥室，以增大气体与颗粒之间的相对速度，也降低了气流干燥器的高度。

在气流干燥器中，主要除去表面水分，物料的停留时间短，温升不高，所以适宜于处理热敏性、易氧化、易燃烧的细粒物料。但不能用于处理不允许损伤晶粒的物料。目前，气流干燥在制药、塑料、食品、化肥和染料等工业中应用较广。

物料呈颗粒状，圆球形，处理量为3000kg/h，颗粒平均直径在200。本设计采用脉冲式气流干燥器来干燥物料，可以减少干燥管的高度和节省设备的成本。脉冲式干燥器由于其不断变化的管径，可以使颗粒在管内保持与干燥气流的相对快速运动，增强了干燥的效果并减少了干燥的时间。

2.1.1物料的基本参数。

干燥介质：空气稀释重油燃烧气。

生产能力（湿基）

物料颗粒的平均直径。

物料颗粒的最大直径。

物料密度。要求物料从（干基），干燥至（干基）

物料进口温度。

干物料比热。

物料的临界含水量（干基）

平衡湿含量极小，忽略不计。

2.1.2空气的基本参数。

进气流干燥管的空气温度。

其空气湿含量。

气流干燥管内的物料衡算式：（*

绝干物料。干燥去除水分

结合（*）式有： ①

气流干燥管内热量衡算式：

选定空气的出口温度，假设物料出口温度为76

对于空气——水系统，运用下式：

得到进口空气的焓值：

出口焓值：

将、值代入热量衡算式：

解得： ②联立 ①、式，得：

按下式进行校核。

查得。代入上式得：

与假设的基本一致，不必试算。

由经验假设口空气速度，空气进气流干燥管温度，空气进气流干燥管湿度，查得空气比容，代入下式：

（1）预热段干燥管的计算。

a）已知进料温度，在进气、气状态下的湿球温度，故预热段所需热量为：

b）热气的热量衡算：

解得：故在此段内，平均温度，平均湿度，查得气体各项性质为：

的定性温度为]

c）加速运动段预热带颗粒与气流间的传热量及的计算

该段内的平均气速。

将上述各数据代入式（**中，得。

代入得：设，则上述等式右边项为：

故预热带终了的，与其相对应的颗粒运动速度为：

d）预热带干燥管的高度计算。

预热带自、开始，至、结束。由于数值均处于过渡区，故干燥管高度的计算公式为。

2）表面蒸发带干燥高度计算。

本段之所以要分开求干燥管高度，。

物料湿含量自0.25干燥至0.20区间。

a）作热平衡，求物料干燥至湿含量0.20时气体的温度：

其中 562是的汽化潜热。

解得。b）该段内各物理数据：

物料干燥至0.20时相应的气体湿含量为。

干燥用混合气在、时的各项物理性质为：

定性温度为]

c）该段内气流与颗粒的给热量及的计算。

干燥所需要的热量：

该段内平均气速：

故该段开始的。

传热平均温度。

将上述各数值代入给热量的计算公式得：

设，则上述等式右边项为；

故物料湿含量由0.25到0.20，该段终了的。

与49相对应的颗粒速度为；

d）物料含湿量由0.25到0.20段干燥管的高度计算。

该段自，开始，到，结束。

由于雷诺数数值均处于过渡区，故干燥管的高度的计算公式为：

物料含湿量有0.20到0.15区间：

a）作热平衡方程，求物料干燥至湿含量为0.15是气体的温度：

b）该段内各项物性数据为：

物料干燥至0.15时相应的气体湿含量为为。

干燥用混合气在时的各项物理性质为：

定性温度]c）该段内气流与颗粒的给热量及雷诺数的计算：

干燥所需要的热量：

该段内平均气速：

故该段开始时的。

传热平均温度。

将上述数值代入给热量的计算公式得 :

设，则上述等式右边项为：

故物料湿含量由0.20 0.15,该段终了的。与相应的颗粒速度为：

d）物料含湿量由0.20到0.15段干燥管的高度计算：

该段自，开始，至，结束。

故干燥管的高度的计算式为：

e）当的颗粒沉降速度计算：

该处的风速为：

而根据阿兰定律：颗粒的沉降速度为：

而物料含湿量为0.15截面处，气流与颗粒的沉降速度为：

和已相差不大，自此处开始，进行第一次脉冲扩大，加速段总管高为：

资料表明：脉冲管的扩大截面与缩小管截面之比一般取4。

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