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1、目录第一章 总论31 概述31.1 聚酰胺干燥的目的31.2 聚酰胺干燥的原理42 国内外发展状况42.1BM干燥设备（沸腾床式预结晶器+填充式干燥塔）42.2LVC干燥设备(脉动床+充填干燥)42.3罗森干燥设备52.4KF干燥设备（连续式气流干燥设备）52.5吉玛式干燥设备（振动沸腾沸腾床式预结晶器+填充式干燥塔）52.6细川干燥设备52.7真空转鼓干燥设机62.8川田式干燥设备（预结晶器和干燥塔均为填充式）62.9ROSIN干燥设备（沸腾床式预结晶器+填充式干燥塔）6第二章 原材料指标与消耗62.1 聚酰胺的主要技术指标如下62.2 消耗7第三章 工艺流程设计，工艺流程说明及主要工艺参数
2、73.1 按工艺流程说明主、副物料的走向及相关处理过程73.2 干燥工艺参数7第四章 干燥器的物料衡算7第五章 热量衡算85.1 干燥塔热量衡算85.2 换热器热量衡算95.3 电加热器热量衡算10第六章 设备计算106.1 干燥塔尺寸计算106.2 旋风分离器尺寸计算10第一章 总论1 概述 聚酰胺纤维是指纤维大分子主链上由酰胺键连接起来的一类合成纤维，是世界上最早投入工业化生产的合成纤维之一，在我国被称为锦纶，目前工业化及应用最为广泛的就是聚酰胺6和聚酰胺66。 由于聚酰胺具有强度比较高、结晶、取向度高，断裂伸长率低，初始模量比其他纤维都低，回弹性极低等一系列优良性能，因此被广泛应用于人民
3、生活和社会经济各个方面，其主要用途可分为三大领域，即服装用，产业用和地毯用。 服装用纤维，作为衣料，聚酰胺纤维在运动衣、游泳衣等方面占有稳定市场，并且日益发展；产业用聚酰胺纤维涉及工农业、交通运输业、渔业等领域，还广泛应用于制作传动运输带、消防软管、缝纫线、安全带等多种产业用品；地毯用聚酰胺纤维正逐年增长，特别是新技术的开发赋予纤维以抗静电、阻燃的特殊功能，加之旅游、住宅业的兴旺也促进了地毯用纤维的增长。随着聚酰胺纤维的改性及新产品的生产，聚酰胺纤维的应用领域更加广泛，应用前景一片大好。1.1 聚酰胺干燥的目的降低切片的含水率，使微量含水均匀；提高结晶度、软化点，保证熔融可顺利进行。主要避免聚
4、酰胺熔融时发生水解，使纤维的黏度下降，还有如果有水分的存在，水分汽化，会使聚酰胺产生气泡丝。还可降低螺杆挤出机发生环节阻料的几率，避免干燥塔粘连、架条、堵塞，更适合后面的加工过程。干燥是为了保证纺丝得以正常进行。1.2 聚酰胺干燥的原理干燥主要是纤维切片脱水，聚酰胺分子内部发生结晶，最终是降低切片的含水率。在切片中水分是有两种存在形式：非结合水和结合水。水分还可分为平衡含水和自由含水。自由含水是容易脱除的水，平衡含水则是在一定的干燥相平衡的、不能完全脱除的水分。而切片干燥是除去自由含水和平衡含水的部分水分。水分从物料表面向气相转移的过程。干燥过程是传质和传热过程相结合的（热、质反向传递），干燥
5、速率同时由传热速率和传质速率所支配。干燥方式：一定温度和速度的气流与切片接触传递热量，并带走水分。这个过程中既发生传质，也发生传热。2 国内外发展状况目前化纤生产干燥设备，由于组合式干燥设备在切片的干燥上的明显优势，其应用越来越广泛，所以大多数应用的是组合式干燥设备。主要的干燥设备有BM干燥设备、LVC干燥设备、KF干燥设备、2.1BM干燥设备（沸腾床式预结晶器+填充式干燥塔）采用了吸附式空气干燥机。具有如下特点：优点：速度快，切片表面坚硬；气缝式充填干燥机设计合理，切片干燥均匀，热风阻力小，可用中低压热风；热气流循环使用，热回收率较高。缺点：热风中粉尘较多，易在加热器上结焦，增加能耗。2.2
6、LVC干燥设备(脉动床+充填干燥)目前很多的干燥设备都选用LVC干燥设备。用干燥的压缩空气作为干燥介质，配有分子筛式空气干燥器及电加热器。它具有如下特点：1)干燥效果好，时间短；2)干燥热风无运转设备，故障率低；3)预结晶热风循环使用，节能；4)分子筛除湿，空气露点温度低。2.3罗森干燥设备设备特点：1)简单高效，操作容易，维修量低；2)质量稳定，可自动控制参数；3)压缩空气量少，除湿成本低，能耗少. 2.4KF干燥设备（连续式气流干燥设备）KF干燥设备是德国卡尔菲休公司生产的连续式气流干燥设备，采用的是氯化锂吸附轮式除湿机。具有如下特点：优点：1)结构紧凑，占地面积小。2)热空气三次利用，能
7、耗低；3)新鲜热风不带粉末，防焦末沾污；4)干燥质量较好，均匀。缺点：1)氯化锂吸附轮式除湿机脱湿能力较差，维修困难。2)机械搅拌粉末多、易带进杂质。 2.5吉玛式干燥设备（振动沸腾沸腾床式预结晶器+填充式干燥塔）吉玛式干燥设备由德国吉马公司提供的。除湿系统采用氯化锂吸附干燥。设备特点如下：1)投资少，能量使用合理，不易产生粉末操作管理方便；2)工艺流程比较繁琐，仪表控制回路多3)沸腾床结构复杂，维修工作量大，设备单位生产能力费用较高。2.6细川干燥设备日本细川公司的干燥设备，其预结晶器为卧式，干燥塔为直立填充式，干燥介质为压缩空气，除湿后干空气的露点温度低于-70。具有如下特点：采用活性氧化
8、铝+两个除湿筒，这样可以当干净的压缩空气通过除湿筒时，氧化铝晶体颗粒吸附水分，干空气75%干燥切片，其余对另一个除湿筒减压除湿再生。切片的干燥效果很好。2.7真空转鼓干燥设机干燥质量高，可在较低温度下干燥切片，适用于易氧化或热敏性的高聚物。但由于其干燥时间长、生产能力低、不能连续化等缺点，故一般用于小批量、多品种及一些特种纤维的生产。2.8川田式干燥设备（预结晶器和干燥塔均为填充式）干燥及预结晶温度均较低；切片在干燥过程中因水解、热降解等而导致的黏度减少；干燥均匀性好，干切片含水率低（30mg/kg一下），能耗少。2.9ROSIN干燥设备（沸腾床式预结晶器+填充式干燥塔） 干燥用热空气采用压缩
9、空气，沸腾床式预结晶器与填充式干燥塔连在一起，空气干燥机为采用压缩空气为起源的分子筛式空气干燥机。来新式干燥设备的工艺设计合理，干切片的含水率低，操作方便、易于维修及干燥能力强的优点。第二章 原材料指标与消耗2.1 聚酰胺的主要技术指标如下规格项目优等品一等品合格品外观白色到淡黄色片状白色到淡黄色（不染色）片状杂志及氧化颗粒数量（100g） 粒/mm 湿度/% 相对粘度 可萃取物/% 未切削碎片（20mm）/%熔点/ 181.54.00.22.21.50.5215181.54.00.22.41.50.5213181.54.02.02.23.53.30.62142.1 聚酰胺来源南京岳子化工有限
10、公司2.2 消耗干燥消耗 0.8%第三章 工艺流程设计，工艺流程说明及主要工艺参数3.1 按工艺流程说明主、副物料的走向及相关处理过程主物料（切片走向）：湿切片由振动输送器及回转阀送入填充式干燥塔中。切片在干燥塔内被由塔底送入的干热空气所干燥。干燥塔下部设有分配板和悬挂的椎体，可使上升气流分配均匀，又可使切片在活塞状态下缓慢下降，最后从塔底排出。 副物料（气体走向）：回风经旋风分离器除去粉尘后，再通过精过滤器，把旋风分离器没有清除的特细粉末过滤掉。循环风机将精过滤后的回风送入加热器加热，干燥塔的回风进入循环中作为补充风源，并在风机后放空一部分含湿量高的循环风。3.2 干燥工艺参数干燥温度T=1
11、00 干燥时间6 h（68h）进料温度 T1=0出料温度T2=100进气温度T3=120出气温度T4=100湿切片含水率0.02干切片含水率0.0008 进料流量G1= 612.7350 kg/h 出料流量G2= 600.4803kg/h 进气流量G3=9192.6386kg/h第四章 干燥器的物料衡算物料衡算的理论基础是质量守衡定律。即当有物料损失的情况下，在每一过程中，输入某一系统或设备的物料的总量必然等于其输出物料的总量加以物料损失量。物料衡算应用的基本公式如下： G1G2G3 式中：G1为输入系统中各物料量的总和； G2为输出各物料量的总和； G3为物料损失量的总和。因而有，G1(1-
12、X)(1-w1)=G2(1-w2) (1)G=G2(1-X) (2)G1(1-X)=G2+W (3)式中，G绝干物料流量，kg绝干料/h；X干燥损耗率；L绝干空气消耗量，kg绝干气/h；G1 ,G2分别为湿物料进、出干燥器时的流量，kg湿物料/h；w1,w2分别为湿物料进、出干燥器时的湿基含水量，kg水分/kg湿物料。已知：G=600 kg/h X=0.0008w1=0.02w2=0.0008 1、干燥产品流量G2G2=G（1-w2）=600.4803kg/h2、干燥前物料流量G1G1=G2(1-w2)/(1-w1)(1-X)= 612.7350 kg/h3、水分蒸发量WW=G1(1-X)-G
13、2=11.76kg/h第五章 热量衡算5.1 干燥塔热量衡算1）、干燥过程相关参数：进料温度 T1=0出料温度 T2=100进气温度 T3=120出气温度 T4=100设备表面温度 T5=40车间环境温度 T6=0设备表面积 S= 36.7316 m2进料流量 G1=612.7350kg/h出料流量 G2=600.4803 kg/h蒸出水分 W=11.7645kg/h2）、相关物料物性参数：水的比热C1=4.2kJ/（kg）空气比热C2=0.2414.1868 kJ/（kg）绝干切片比热C3=1.455 kJ/（kg）3）、干燥过程热量守恒：此过程为热空气（120）提供热量将冷切片加热至100
14、，并将部分水分（W）蒸出，自身温度降至100,并有部分热量以设备散热形式损耗。故有下式：Q(空气放热)= Q（产品吸热+Q（损耗部分切片吸热）+ Q（水分蒸出吸热）+Q（设备散热） 其中，Q（空气放热）= G3C2(T3-T4)Q (产品吸热)=G2(1-w2)C3+w2C1(T2-T1)Q(水分蒸出吸热)=W(100-T1)C1+639.14.1868Q(设备散热)=4.1868(8+0.05T5)(T5-T6)Q（损耗部分切片吸热）=G1X (1-w1) C3+w1C1(C26-C2)把相关数据代入算得：进气流量 G3=9192.6386kg/h5.2 换热器热量衡算1）、相关参数以及根据
15、工艺条件设以下换热要求（原则是较大节能，兼顾经济）：出旋风分离器热气温度T6=100进入冷气温度T8=20（出分子筛气温）输出气体温度 T9=40热气流量 G5=G3*0.7=6334.8470kg/h（0.7为经旋风分离器空气损耗剩余）冷气流量 G6=9192.6386 kg/h换热器效率 0.7传热系数 K=50 W/（m2）空气比热C2=0.2414.1868 kJ/（kg）2）、热量守恒：此过程为废气通过换热器把热量转移到进气中以节约能源，衡算的基础是热量守恒定律：Q=G5C2(T6-T7)换热器效率=G6C2(T9-T8)=KATm其中，A换热面积； Tm对数平均推动力。代入数据得：
16、排空废气温度T7=59.1387换热面积为 A=14.7005m25.3 电加热器热量衡算1）相关参数：气体流量 G7=9192.63kg/h进气温度 T10=40出气温度 T11=120空气比热 C2=0.2414.1868 kJ/（kg）2）、热量衡算：由热量守恒： Q=G7C2（T11-T10）=W1代入数据得： 加热器功率为W1=54.4748 kw第六章 设备计算6.1 干燥塔尺寸计算已知：干燥时间 ：t=6 h（68h）切片堆砌密度 ：600kg/m3长径比（L/D） ：7填装系数 ：0.8锥角为取 ：60o由公式V进料流量干燥时间/（散密度装填系数） 代入数据得： 干燥塔体积V=
17、7.6591m3代入公式得：R0.55m选取封头半径为：0.6 m L14R140.68.4mh11.732R1.7320.5809679451.0392mh20.311m故总高为：L+h1+h2=9.7502m6.2 旋风分离器尺寸计算已知：气流中尘粒密度1=1380kg/m3气体流量：L= G3=9192.63kg/h气体温度：100密度：1.2 kg/m3黏度：0.000018Ns/m2粒子直径：0.015(在0.1-0.005mm之间选定)旋风分离器阻力系数：=8允许压头损失：800Pa（可在800-1500之间选定）现拟选一台旋风分离器，请确定旋风分离器尺寸。P=u/2=800代入数
18、据解得：u=16.6667m/s由公式 得： B=0.388 m取412 mmD=4B=1.5547m 取1648mm 进气管截面积为：Ba=0.3021m2可处理流量为：16.66670.3021273/(276+100)= 2.8549m3/s2.8544m3/s故满足设计要求，所以，筒体高度H1=2D=3296m锥段高度H2=2D= 3296 mm排尘口直径Dc= D/4=412mm升气管直径De=D/2=824mm升气管插入深度Hr=a+D/8=1030mm入口高度a= D/2=824mm入口宽度b= D/4=412mm附录 设备与材料表图：工艺流程图干燥设备总图旋风分离器图仿BM.过
19、滤器2.分子筛干燥装置3.过滤器4.减压阀5.电加热器6.逆柱流状干燥塔7.插板阀10.粉尘小车11.蝶阀12.粉尘分离器13.空气过滤器14.回转阀15.电加热器16.蝶阀17.蝶阀18.风机仿ROSIN系列聚酯切片连续结晶干燥机工艺流程图a:输送能力：115T/hrb:输送压力：0.20.5Mpac:最大输送距离：2000m1.投料仓2.12.球阀 3.电接点压力表4.放空阀 5.发送罐 6.截止阀7.8.电磁阀 9.稳压罐 10.加压阀11.气刀阀 13.插板阀 14.旋风分离器15.高位料仓 16.料位仪ZL系列转轮除湿机ZL系列转轮除湿机能迅速、简便、有效地降低空气中的湿度，特别能卓
20、有成效地解决常温低湿、低温低湿等被冷冻除湿所无法力及的除湿领域。工作原理：ZL系列转轮除湿机由蜂窝状转轮、传动装置、再生加热器、再生风机、电器控制器等部件组装而成。该机的关键部件-蜂窝状转轮的吸湿载体选用高强度合成无机材料，热容量小、与氯化锂、分子筛、硅胶等吸湿材料的结合性好，无吸湿剂逸出之虑。运行速度8转/时，转轮截面的四分之三区域为处理区域，四分之一为再生区域，处理区与再生区之间用硅氟弹性材料密封，转轮与箱体之间的圆周密封除硅氟材料密封外，还利用正压气流压紧密封条，以确保密封效果，防止处理区与再生区之间的互相窜扰。 a:输送能力：115T/hrb:输送压力：0.20.5Mpac:最大输送距离：2000m
