干燥設備的設計例選

1、9.1干燥設備的設計例選9.1.1回轉圓筒干燥器設計示例9.1.1.1設計條件被干燥物料名稱硫酸銨生產能力7000 kk /h物料進口含水量w1300 (濕基)物料出口含水量w20.10。（濕基）物料入口溫度125C)物料出口溫度235 (C)加熱介質空氣流向順流空氣速度u 2.6Kg/(m2?h)空氣溫度t027 (C)濕球溫度tW017 (C)熱空氣進口溫度t1=82 (C)干燥器出口氣體溫度t2=37 (C)硫酸銨的粒度dp=13mm堆積密度900Kg/m3 ,比熱容C 2KJ/ (KgC)物料衡算和熱量衡算(1) 水分蒸發(fā)量生產能力為Gi=7000 kg/h=1.93 kg/s,若以絕

2、對干料計，則GC G(1 3oo)1.93 (1 0.03) 1.872(Kg/s)將濕基含水量換算成干基含水量歸0.031您水/您絕干料喬 0.。1您水/您絕干料水分蒸發(fā)量為W=Gc( !2)=1.872 X (0.031-0.001)=0.056(kg/s)(2) 空氣消耗量按 t°=27C、tw0=17C ,由 I-H 圖(圖 9-1 )可查得 HO=0.008 kk水/ kk絕干氣，I o=47.6KJ/ kk絕干氣。設絕干空氣的消耗量為L,kk覺干氣/s，則干燥系統(tǒng)的熱量衡算列于表9-1。表9-1干燥系統(tǒng)熱量收支情況收入支出進口空氣帶入熱LIO出口廢空氣帶出熱LI2濕物料帶

3、入熱G2C2 1 Wiw,產品帶出熱G2C2 2干燥系統(tǒng)加入熱Q0裝置的散熱損失QL*熱量計算時，時間1s、溫度以0C為基準。干燥系統(tǒng)包括預熱器和干燥器，參見圖9-2嚴5科在熱量收支平衡時，按表9-1可得LI oG2C2 1 Wi w, 1Q0LI 2G2C2 2 Ql式中各項分別為LI o=47.6LG2C2 11.872 1 W2)C2 W2Cw 25=1.872x (1-0.001) x 2+0.001 x 4.2 x 25=93.7其中，C2為產品的比熱；。§為硫銨的比熱，C§ =2KJ/ (kg ? C)Wiw, 10.056 104.8 5.87G2C2 21.

4、872 (10.001) 2 0.001 4.2 25 131.8QL常以Q的0.2倍估算，則干燥器的熱量衡算方程為 47.6L+93.7+5.87+Q o=L|2+131.18+0.2Q。即 0.8Q o=LI2-47.6L+36.61(a)又 I2=(1.01 + 1.88H2)t 2+2492H=(1.01 + 1.88H2) X 37+2492H即 I2=37.37+2561.56H2(b)又 LI2=LI O+CH(t2-t o)+Wiv,a=LI O+(Cg + CwH(t 2-to)+Wi v,a=47.6L+(1.014+1.88 X 0.008 ) (37-27) +0.05

5、6 X 2565.4即 LI2=57.86L+143.66(c)又 l= W0.056(d)H2 H1 H20.008聯(lián)立式(a)、(b)、(c)、(d),解得H2=0.02 kg / kg絕干氣I2=88.6KJ/ kg絕干氣L=4.67kk絕干氣 /sQo=223(KJ9-2干爆介質利干燥物料的狀態(tài)參數(shù)將已知的和算出的濕空氣、濕物料的狀態(tài)參數(shù)標于圖9-2中"1代 -0 008A311=27 X：世1V107匸靳鮭空氣1*于燦器*2 5 ； A；產甜 " 0產跖尼預熱段干燥弟-階段.干燥澳二階段K-OWI傳熱速率和溫度差的計算為了簡化計算，根據(jù)被干燥物料狀態(tài)的變化情況，把

6、轉筒干燥 器分為三段，即：物料預熱段、干燥第一階段、干燥第二階段。（1）物料預熱段物料在此段內溫度由 1升到 A ，假設無水蒸發(fā)。由圖 9-2 看出，物料表面在干燥第一階段的溫度為 A, 此溫度 應為相對應的濕空氣的濕球溫度 t WA。由t仁82C和H仁H0=0.008/您絕干氣，查圖9-1的濕球溫 度 twA=30C,即卩 A=tw=30C預熱段得傳熱速率為QAG1)1.872 (1 w1)Cw1CW (tWA1)= 10872 X (1-0.03 ) X 2+0.03 X 4.2 (30-25) =19.34( KJ/S)考慮預熱段內加熱損失為 20%，則預熱段內空氣給物料的傳熱 速率為Q

7、A 1.2QA 1.2 19.34 23.2 ( KJ/s ) 對預熱段作熱量衡算，得QA LCH A(t1 tA) L(1.01 1.88H1)(t1 tA)即：23.2=4.67 X (1.01+1.88 X 0.008)(82- tA)解得：tA 77(C)預熱段得平均溫差為：t(t11 )(tAtWA )tmA2(83 25)(7730)52 (廠)(2)干燥第一階段干燥第一階段課稱為蒸發(fā)段，此段中水分蒸發(fā)量為0.056 kg/s。并認為蒸發(fā)過程中，物料表面始終被非結合水所 潤濕，表面的溫度b等于它接觸的空氣的濕球溫度tw&tw= tw=30C . 相應的水的汽化潛熱r=242

8、3.7KJ/ kk。蒸發(fā)段的傳熱速率為QBWr0.056 2423.7 135.73 (KJ/s)考慮蒸發(fā)段內加熱損失為20%，則空氣給出的傳熱為QB 1.2QB 1.2 135.73162.87對蒸發(fā)段作熱量衡算，得QB LChb (tA tB)L(1.01 1.88H2)(tA tB)162.874.67 (1.01 1.88 0.02)(75 tB)解得：tB=42.6( C)蒸發(fā)段的平均溫度差為tmBIn(tAtWA) /(tBtWB)(7730)(42.630)ln (7730)/( 42.6 30)=25.8( C)(3) 干燥第二階段干燥第二階段課稱加熱段。物料在此段內溫度由B升

9、到2，并且沒有水蒸發(fā)。該段的傳熱速率為Q2GC( 2B)GC 1 W2)CsW2CW ( 2 B)= 1.872x【(1-0.001 )X 2+0.001 X4.2 】(35-30)= 18.74 (KJ/s)亦考慮熱損失20%，則Q2 1.2Q21.2 18.74 22.49 (KJ/s)加熱段的平均溫差為t = (tBtm2 =-b)(t2In (tBB)22) = (42.630)(3735)2)ln( 42.6 30) /(37 35)=106=5.8 C1.849.1.1.4工藝尺寸計算(1) 轉筒直徑轉筒的直徑可根據(jù)空氣的最大流量Ws,max 計算?？諝怆x開轉筒是的流量為WS,ma

10、x=L (1+H2 =4.67 X 1.02=4.76( kg濕空氣轉筒的直徑為4L(1 H2)4 4.762.61.527(m)取筒體直徑1.8m(2)轉筒長度轉筒長度Z為預熱段、蒸發(fā)段、加熱段三段長度之和。而每段長度均應滿足下式所示的對流傳熱速率的要求，即QA Zt m式中轉筒的橫截面積，川；a 轉筒干燥器的體積傳熱系數(shù)，KW/（mc）若轉筒的填充率 在0.050.15范圍內，a可由下式計算,0.324 ,Ws,max、016_0.324“4.76、016/丁)=丁(丁)0.160.21KW/(m3? C)】Z2Z3QatmAQbtmBQ2tm2轉筒總體長度為23.220.21 1.852

11、40.83(m)162.8711.81(m)0.211.8225.8422 499 7.26(m)20.21 1.85.84Z=Z i+N+Z=0.83+11.81+7.26=19.9(m)取Z=20m 轉筒干燥器的長徑比為 Z/D=20/1.8=11，在412的范圍內，故為合理。轉筒的轉速n和傾斜率T的選擇筒體轉速一般為n上10選取n=角 1° 30',7 478 4(r/mi n);則轉筒的斜率D筒體的傾斜度一般為08°,取傾斜T=0.02618填充率檢驗在計算體積傳熱系數(shù)時，曾假定填充率 為0.050.15，現(xiàn)在進行檢驗。填充率為：VsV式中停留時間，s ；(0.23Z10Z叫max、60(0.23 2010 20 4.67 )(Tn0.9DGCdp0.5(0.02168 4