卧式多室流化床干燥器.docx

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1、中原工学院化工原理课程设计卧式多室流化床干燥器2013/01/15: 支玉惠学院：纺织学院班级：轻化101学号：1指导老师：瑾课程设计设计任务书（一）.设计题目设计一台卧式多室流化床干燥器，用于干燥颗粒状肥料。将其湿含量从 0.04+0.001 X 1=0.041 干燥至 0.0003+0.0001=0.0004 （以上均为干基），生产 能力（以干燥产品计）3000+100=3100kg/h。（二）.操作条件1. 干燥介质：湿空气。其初始湿度和温度根据地区的气候条件来选定。离开预 热器的温度t1为80C。2. 物料进口温度：0 1=30C。3. 热源：饱和蒸汽，压力400kPa。4. 操作压力

2、：常压。5. 设备工作日 每年330天，每天24小时连续运行。6. 厂址：新市龙湖地区。（三）、设计容（1）干燥流程的确定和说明。（2）干燥器主体工艺尺寸计算及结构设计。（3）辅助设备的选型及核算（气固分离器、空气加热器、供风装置、供料 器）。（三）.基础数据1. 被干燥物料颗粒密度 P s=1730kg/m3；堆积密度 P b=800kg/m3；绝干物料比热Cs=1.47kJ/（kgC）；颗粒平均直径dm=0.14 mm；临界湿含量Xc=0.013 （kg/kg绝干料）；平衡湿含量X*=0。2. 物料静床层高度Z0为0.15m。3干燥装置热损失为有效传热量的15%。目录（一）、设计方案简介：

3、 3（二）、干燥过程的流程说明4（三）、干燥过程的计算43.1主体设备的工艺设计计算43.1.1物料衡算43.1.2空气和物料出口温度的确定53.1.3干燥器的热量衡算53.1.4预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量63.2干燥器的设计73.2.1流化速度的确定73.2.2流化床层底面积的计算83.2.3干燥器的宽度和长度93.2.4干燥器高度93.2.5干燥器结构设计10（四）辅助设备的选择及计算11一、风机12二、供料装置13三、除尘设备14四、换热器选型15五、空气过滤器16六、管路计算及管道选择17（五）、优化分析185.1.1.干燥器年总费用G185.1.2干燥设备投资折旧费用GD185.

4、1.3空气年预热费用Gh195.1.4风机年运转费用195.2 .1干燥器优化设计工艺分析205.2.2 风机风量205.2.3干燥器体积的计算20（六）、设计一览表22（七）、评述24（八）、参考文献25（一）、设计方案简介:在化学工业中，为了满足生产工艺中对物料含水率的要求或便于储存、 运输，常常需要用到干燥过程。本次化工原理课程设计的任务是设计一种卧式 多室流化床干燥器，将颗粒状物料的含水量从0.041降至0.0004，生产能力为 3100 kg / h。来自气流干燥器的颗粒状物料用星形加料器加入干燥器的第一 室，再经过其余的四个室，在42 C下离开干燥器。湿度为0.00988的空气经

5、翅片换热器（热载体为400kPa饱和水蒸气）加热至80C后进入干燥器，经过与悬浮物料接触进行传质传热后，湿度增加到0.02，温度降至43C。最后将 尾气通过旋风分离器和袋滤器，以提高产品的收率。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。通过查阅资料和选用公式设计，干燥 器较好的设计结果为：床层底面积3m2，长度与宽度分别取4m和1.5m，高度 3.5m，隔板间距0.8m，物料出口堰高1.54m。分布板开孔率4.3%，总筛孔数 120509个，孔心距6.8mm。挡板与多孔板之间留有一定间隙（一般为几十毫 米），使物料能顺利通过。湿物料自料斗加入后，一次有第一室流到最后一 室，在

6、卸出。由于挡板的作用，可以使物料在干燥器的停留时间趋于均匀，避 免短路。并可以根据干燥的要求，调整各室的热、冷风量以实现最适宜的风量 与风速。也可在最后一、二室只同冷风，以冷却干物料。干燥室截面在上部扩 大，以减少粉尘的带出。此外，还确定了合适的送风机、排风机、旋风分离 器、袋滤器、换热器和空气过滤器等附属设备及型号。(二) 、干燥过程的流程说明湿物料由星型供料器加入、通过空气过滤器，后利用送风机的旋转产生的 负压的推动使物料进入管路。然后，净化后温度为25C的空气进入换热器，与 压力为400kPa的饱和水蒸气进行热量交换，空气被加热，饱和水蒸气冷却被液 化。出口处的空气温度，即进干燥器温度为

7、80C。工艺流程图如下：(三) 、干燥过程的计算3.1主体设备的工艺设计计算3.1.1物料衡算W=G(X1-X2)=L(H2-H1)X2 0,00043 2=1 。= I I m : 1=0.0003998Gc=G2(1-2)=3100X(1-0.0003998) =3098.76 kg绝干料/hW=G(X1 X2)=3098.76X (0.041-0.0004)=125.8kg/h0.622 乂 - X Ps 0,622 X 0,5 X 3.1684H1=H0二二一 寿 =m:：i=0.00988kg/kg 绝干气3.1.2空气和物料出口温度的确定空气的出口温度L应比出口处湿球温度高出13c

8、，即T=43C2物料离开干燥器的温度气 的计算，即t -021t2 - tw2r (X-X*)-c(t-t )t 2s 2 w 2w2r (Xc - X, X -X*、r”2(Xc-X*)(XX*)Cs j)C)c (t -1 )s 2 w 21由水蒸气查表得rtw =2423 2将有关数据代入上式，即43 -。21/:=2423 X 0,0004 - 1,47 X (43 - 30) X (器)2423 x 瞒也(1.47 x (43 - 3。) 123 X 0.013 - 1/17 X (43 - 30)解得：0 2=42C3.1.3干燥器的热量衡算干燥器中不补充热量，Qd = 0，因而可

9、用下式进行衡算，即Q = Qp= Q1 + Q2 + Q3 + Ql式中：Q3=W(2490+1.88t2)二125.8X (2490+1.88X43)=323436.5KJ/hQ2=Gcm2( 0 2-0 1)=G(cs+4.187XX2)( 0 2- 0 1)=3098.76X (1.47+4.187X0.0004) X(42-30)=54941.4KJ/hQ1=L(1.01+1.88H0)(t2-t0)=LX (1.10+1.88X0.0099) X(43-25)= 18.51LQp=L(1.01+1.88H0)(t1-t0)=LX (1.01+1.88X0.0099) X (80-25

10、)=56.57L取干燥器的热损失为有效耗热量+ Q3的15%，QL=0.15(Q2+Q3)=56756.7KJ/h将上面各值代入式Q =QP=Q1 + Q2 + Q3 + QL中，便可解得空气耗用量，即56.57L=18.51L+54941.4+323436.5+56756.7解得：L=11433.7kg绝干气/h由式L = 即求的空气离开干燥器的湿度H2，即H - H21H2=0.021 kg水/kg绝干气3.1.4预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量QP=L(1.01+1.88H0)(t1-t0)=11433.7X(1.01+1.88X0.0099)X(80-25)=646821.8KJ/h由水

11、蒸汽表查得，400kPa水蒸气的温度Ts = 143.4C，冷凝热r = 2138.5kJ / kg取预热器的热损失为有效传热量的I5%，则蒸汽消耗量为:QP =Wh二 646821.8/(2138.5X0.85) =355.84干燥器的热效率为nh=二0.333.2干燥器的设计3.2.1流化速度的确定1. 临界流化速度umf的计算 在80C下空气的有关参数为密度P=1kg/m3，黏度u=2.11X10-5Pa.s，导热 系数入二3.047X10-2W/m. C。2(,、一、Ar二“0.00014X (1730-1) X1X9.81)/(0.0211)2=104.54取球形颗粒床层在临界流化点

12、e MF=0.4。由eMF和A,数值查图6-101 得。Lymf=5X10-6临界流化速度计算：3 n p sg 3 to.000005 X 0.0211 X 1730 X 9.81Umf=%1=0.0121m/s2. 颗粒带出速度ut由8=1及Ar值查图得Lyt=0.55带出速度计算：3 t u p 钩 3 p-55 X 山021 1 X 1730 X 9.81Ut=l 二 =0.582m/s3. 操作流化速度u取操作流化速度为0.7ut，即u=0.7X0.582=0.4073m/s3.2.2流化床层底面积的计算1. 干燥第一阶段所需底面积人计算，得 Z _(1.01+ 1.88H0)L“

13、O=(L01+ L88Ho)以1(仇)口Gc(X1 _ X 2)%式中有关参数计算如下： 取静止床层厚度Z0=0.15m，干空气的质量流速取为Pu，即L=pu=1.0X0.4073=0.40736(.1 -七；a=6X (1-0.4)/0.00014=25714.3m2/m3Re=0.00014X0.4073X1/0.0211=2.702流化床的对流传热系数a=4X】，U X-=0.004X (0.03047/0.00014) X2.7021.5流化床层的体积传热系数,=aXa= 99443.04W/”，C 由于dm=0.14 mmV0.9 mm，所得侦a 值应予以校正，由m值从图中查得。 C

14、=0.1a a=0.1X99443.04=9944.304 W/，C(L01 + 1.88 X 0,0099) X 0.4073(1.01 +L明 Z 0.00m)/ CL4W：* / Al X (80 - 30)9944.304X0.15= 二心 解得 A1=4.044m2物料升温阶段所需底面积气计算，得以 Z =(1.01+18)La L(1.01+ L88H J以2血 11-0- GcCm1 -0 2式中 Cm2=cs+4.187X2= 1.47kJ /kgC.1-01lnH:二80 - 30In；.厂.=0.276(IjOI + 1.88 X 0J0988) X 0.4073| j0i

15、4 X OljKWi M 0-.4O73 x J-479944.304 X 0.15=k1解得；A2=0.834 m床层总的底面积为：A=A1+A2=4.88皿3.2.3干燥器的宽度和长度沿长度方今取宽度b=1.63m，长度l=3m,则流化床的实际底面积为4.89皿。 向在床层设置个横向分隔板，板间距0.5m。刹 5 X 4.88 X 800物料在床层中的停留时间为：t= =：E：=0.189 h3.2.4干燥器高度1. 浓度相高度z 1计算，得Z = Z 11 1 -8而8由下式计算，前已算出，Re = 2.09995，Ar = 75.657于是18 X 2.702 + 036 X 2J02

16、1 0,21: I -=0.8611 - 04Z1=Z0 =0.15X1，捉”1=0.432m分离段高度Z24 X (1.63 X 0,6 )De二. I，：0.877m由u=0.4073m/s及De=0.877,从图中查得： =2.5% 0.877 X 2.5 - 2.193m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33.2.5干燥器结构设计5m。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% ,A Pd=0.15 A Pb=0.15Z0 (1-e0)(ps-p)g=0.15X0.15X(1-0.4) X (1730-1) X9.81=228.98Pa再取

17、阻力系数&= 2，则筛孔气速为：占 |2 X 228.982 X 1= 15.132 m/s干燥介质的体积流量为:* = (0.772 +1.244H )t + 273 1.013 x105x273 P80 I- 2 =11433.7/3600X (0.772+1.244X0.00988) X 二 、/s101300X I.选取筛孔直径d0 T.5mm，则筛孔总数为:Vs322L；.l . I . .I：.:E，I. =120509.67分布板的实际开孔率为：W = , ，= 0.0441以。7（ Vt二、=3.1.4 X O.OOTi2(/，- :即在分布板上筛孔按等边三角形布置，孔心距为：

18、=0.00684mm2. 分隔板沿长度方向设置4个横向分隔板，隔板与分布板之间的距离为3050mm （可调 节），提供室物料通路。分隔板宽1.5m，高3m ，由5mm厚钢板制造。3. 物料出口堰高h0.00014 X 1 X 0.567Ret=.二 ,：.：. i =3.86斗-1 竺_ 恭将及Umf代入上式，解得 E =6.452v23 %-） 2.14 X -嘉）a?% - （ _L_ X严司片皿用式二/ 求溢流堰高度h，即将有关数据代入上式，经试差解得：h= 1.54 m（四）辅助设备的选择及计算一、风机按气体的出口压力或者进、出口压强比将其分为通风机、鼓风机、压缩机 和真空泵。1. 送

19、风机风机按其结构形式有轴流式和离心式两类。轴流式的特点是排风量大而风压很 小，一般仅用于通风换气，而不用于气体输送。故选择离心式通风机。其风机 进口体积流量V1为匕=L(0.772 +1.224H ) x % + 273 x10110273 P=9788.52 2 扑压头HT为% = ( & f 1)P g + ( P 2 - p1 + P( 22- + P g H1 - 2上式中勺-勺可忽略，P2 = p1 , 1 - u2，所以上式可简化为HT =P g Hf1-2因为整个干燥过程的压降主要有气固分离器、换热器、干燥器和旋风分离器的 压降，其总和大约为13000Pa。为前半段提供动力的风机

20、取ht 7000Pa根据所需风量y 1=9788.52m3/h和经验，从风机样本中查得9-26NO.6.3的 离心通风机满足要求，电动机型号为Y225M-2。该风机性能如下风量 8588-11883 m3/h全风压 9698-8615 pa轴功率 45kw2. 排风机同理可得到物料出干燥塔的温度下的体积流量V2匕=L(0.772 +1.224H ) x 2 + 273 x 坝22273 P=10560.93m3/h根据所需风量V i=10560.93m3/h和经验，从风机样本中查得9-26NO.6.3的离心 通风机满足要求，电动机型号为Y225M-2。该风机性能如下风量 8588-11883

21、m3/h全风压 9698-8615 pa轴功率 45kw二、供料装置根据物料性质（散粒状）和生产能力（3100kg/h）选用星形供料装置（加 料和排料）。供料器是保证按照要求定量、连续（或间歇）、均匀地向干燥器供料与排 料。供料器有各种不同的形式和容量，必须根据物料的物理性质和化学性质 （如含湿量、堆积密度、粒度、黏附性、吸湿性、磨损性和腐蚀性等）以及要 求的加料速度选择适宜的供料器。常用的固体物料供料器有圆盘供料器、旋转 叶轮供料器、螺旋供料器、喷射式供料器等。将这些供料器相比较：对于圆盘供料器，虽然结构简单、设备费用低，但 是物料进干燥器的量误差较大，只能用于定量要求不严格而且流动性好的粒

22、状 物料；对于旋转叶轮供料器，操作方便，安装简便，对高达300oC的高温物料 也能使用，体积小，使用围广，但在结构上不能保持完全气密性，对含湿量高 以及有黏附性的物料不宜采用；对于螺旋供料器，密封性能好，安全方便，进 料定量行高，还可使它使用于输送腐蚀性物料。但动力消耗大，难以输送颗粒 大、易粉碎的物料；对于喷射式供料器空气消耗量大，效率不高，输送能力和 输送距离受到限制，磨损严重。我们本次设计的任务是干燥细颗粒物料，它在进入干燥器之前的温度下为 固态颗粒状，颗粒平均直径dm=0.14mm，硬度和刚性应较高。因为圆盘供料器只能用于定量要求不严格的物料，所以通常情况下不选 用。又因为螺旋供料器容

23、易沉积物料，不宜用于一年330天，每天24小时的连 续工作。另外喷射式供料器效率不高，且磨损严重，输送能力和输送距离受到 限制，也不宜采用。综上，应选用星型供料装置。物料供料量V=G/ P =3098.76/800=3.87m3/h计算星型加料器每转加料量为3,87 X 1000一： I =2.69 参考旋转闪蒸干燥与气流干燥技术手册554页，选择CLD-HX-4型星 型加料器，该加料器主要参数如下：每转体积4L/r 电机 Y801- 4/0.55 转速 24r/min工作温度80oC三、除尘设备由于对于粒径小于5 m的细粉在旋风分离器的除尘效果较差，为了回收有 价值的尘粒和保护卫生，工业上常

24、采用除尘效率更高的设备进行二次除尘。二次除尘设备中常用的有袋滤器和湿式除尘器，其中袋滤器应用最多，具 有以下特点：对于微米或亚微米数量级尘粒的除尘效率一般可达99%，甚至可 达99.9%以上；处理气体量围大，根据需要，可设计制造出处理每小时几立方 米到几百万立方米气流量的袋式除尘器。适应性强，可以捕集多种干性粉尘； 不受粉尘比电阻的限制，特别对于高比电阻粉尘，除尘效率比电除尘器高得 多；进口含尘气体在相当大的围变化，对除尘效率和阻力影响不大。结构简 单，使用灵活，运行稳定可靠，不存在水污染和污泥处理等问题。因此本次设 计采用袋滤器。参考常用化工单元设备设计6212-213页知，对于脉冲袋滤器u

25、式中：F 所需过滤面积，m2 ；Q 含尘气体处理量，m3/min ；u 过滤风速，m/min。对于脉冲振打u = 3.0 4.0m/ min = 180.0 240.0m/ h取风速u=200m/h已知含尘气体处理量Q=V =10560.93m3/h2故 F=10560.93/200=52.8查表后选用MC-72II型脉冲袋滤器四、换热器选型用来加热干燥介质(空气)的换热器称为空气加热器。一般可采用烟道气 或饱和水蒸气作为加热介质，且已饱和水蒸气应用更广泛。在干燥系统中，常 用的蒸汽加热器有两种主要形式，一种是SRZ型；另一种是SRL型。这两种结 构形式的热媒都在管子流动，通过管子的外表面加热

26、空气，由于空气侧的换热 系数要比管侧热媒的换热系数低很多，所以管外侧都加工成翅片，用以提高管 外空气的湍流程度以及增加单位管长的换热面积，提高传热性能。两种加热器操作压力围一般为0.03-L6MPa，被加热的空气温度在140C以下， 迎面气速为2.5-3.8m/s，最高不超过7.6m/s。对于此次设计任务来说，操作 压力为400kpa，被加热空气最高温度为80C，符合加热器操作围要求。从蒸汽 性能表中查得，当蒸汽压力P = 400kpa时，饱和蒸汽温度Ts = 143-4C。空气平 均温度 T=t0+t1=(25+80)/2=52.5C，此时空气密度 P=1.087。根据其中蒸汽加热器性能规格

27、表12-1，初选型号为SRZ10x7D，单元组 件的散热面积Ao = 28.59m2，通风净截面积丁 0-45m2，受风面积A = AB = 717.5 x 1001 x10-6 = 0.72m2确定空气从43C升至80C所需热量Q=V PC (t-t )=9788.52X 1.087X 1.02X(80-25) =595447.76KJ/h1 P 10ul 9788S2实际风速：u=：*：，二：我仍=3.786m/s空气的质量流速：u=uP =3.786X 1.087=6.568m/sr根据所查公式求排管的传热系数K：K=51.5(u)0.510=51.5X (6.568)0.51=134.

28、49kJ/m2.h. Cr传热温差m80-25? 143.4- t=】-如二88.056C所需传热面积A :cQ 595447.76Ac=KAm =134,4勺 x RR.D6S=50.28m2所需单元排管数n：Ac 50,28n=，!Q=沽;=1.76实际选取2组，总传热面积A=2X28.59=85.77m2性能校核VI 978852迎面风速U=4$=Q72 X 360Q=3.78m/s2.5m/s u =3.78m/s 3.8m/s 故合适A 85.77传热面积安全系数，=“，二1.7加热空气侧总阻力 P=3X1.76u =3X1.76X6.57=4.14pa r五、空气过滤器空气动力设备

29、吸入含有灰尘的空气之后，由于所用加热介质空气中有可能 会含有各种煤尘、颗粒，如随空气进入到干燥系统中将造成设备的磨损，缩短 设备的使用寿命，吸入的灰尘会在风机叶片表面上结垢，造成设备中转子的动 平衡精度下降，使其工作寿命大大减短，灰尘中的有害化学成分会使设备生 锈、腐蚀，因而，空气动力设备必须要配高精度空气过滤器。已知空气流量为9788.52m3/h,查相关资料知，ZKL180型自洁式空气过滤器 较为完善，过滤面积大、流速低、阻损小，可实现空气过滤元件的自动清洁， 自动化程度高，过滤原价使用寿命长，因此选用此种型号作为我们干燥系统的 空气过滤设备。其性能参数如下：ZKL180空气过滤器的主要性

30、能参数最大空气过滤量 m3/min吸入状态过滤精度um/效 率消耗功率W电源AC180N1/99.96100220V反吹气量m3/min结构形式初阻损Pa反吹气压MPa0.1单层1500.4-0.6六、管路计算及管道选择空气流动适宜流速为15-20m/s取流速u=20m/s；计算空气入口管路管径：V =9788.52m3/h1V = d 2u i 44 X 9788.52=0.416m=416mm选用450mm管路管径，材质为不锈钢，壁厚10mm计算空气出口管路管径：V=10560.93m3/h2J4F2 j 4 X 10560.93d=J n u=” “ x 3况。X、扪=0.432m=43

31、2mm选用450mm管路管径，材质为不锈钢，壁厚9mm，饱和蒸汽在管路中适宜流速为20-30m/s,取流速u = 3m/s。计算饱和蒸汽管路管径：已知饱和蒸汽为400kPa，温度为143-4oC，查表知P= 2.1618kg / m3，流量W=355.84kg/h hJ 4 x I 4 x 35584d=（36W伽hx ：HH）。x h 如二0.0441m=44.1mm查表知选取无缝钢管为输送管道外径为54mm，壁厚4mm，材质为不锈钢。计算蒸汽冷凝水管路管径:饱和蒸汽经换热器冷凝后变为冷却水，温度为143.4C，查表知其密度P水=923.00啊/游，冷凝水在管道中适宜流速为0.08 0.15

32、m/ s取 u = 0.15m / sj 4xWh I 4 x 355.84d二 ，二i 二: =30.16mm查表知选取有缝钢管为输送管道，外径为40mm，壁厚为3-5 mm，材质为 碳钢。（五）、优化分析5.1.1.干燥器年总费用G在考虑了干燥器，空气预热器，风机，除尘器等设备的投资折旧费用和空 气预 热费用，风机运转费用等操作费用的情况下，建立了干燥介质出口温度 优化设计数学模型，它以年总费用为目标函数，总费用G为：G=Gd+Gh+Gp式中：G总费用，万元/年；GD 干燥设备投资折旧费，万元/年；Gh空气预热费，万元/年；Gp风机运转费，万元/年。5.1.2干燥设备投资折旧费用GD干燥设

33、备投资折旧费用G包括干燥器，预热器，风机和除尘器设备的投 资折旧费。设年投资折旧费为：DG = a x M x b x Vc x FC x Y式中：V 干燥器体积，m 3 ；FC设备年折旧率，a 1 ；Y美元和人民币的兑换系数。a为综合指数，它随企业规模，加工能力，产品质量，信誉，服务水平等 不同而不同，一般可取0.20.4，M为通货膨胀系数，设2005年为1500.1， 若以后各年不知，可按5%递增速度计算，b为经验系数，一般可取4555, c为 指数，一般可取11.5，Fc为设备折旧率，一般取0.080.125,即干燥器使用 年限一般为812年。由式得干燥系统的设备折旧费是干燥器体积的函数

34、。5.1.3空气年预热费用Gh若干燥介质温度低于1600C时，较适合采用蒸汽预热干燥介质。空气预热 费用实际上是所消耗蒸汽的费用，它与干燥物料时的流量，预热空气的流量等 有关，由物料衡算和热量衡算得到饱和水蒸气的用量，水蒸气用量越大，则空 气年预热费用越多，因此空气预热费用Gh为：Gh=LxThx(1.01+1.88xHo) x(t1-t0) x8.12x10-6式中：T年工作时间，h ；5.1.4风机年运转费用风机年运转费用为风机运转所消耗的电能的费用，它与风机的风量成正 比，若干燥系统阻力较小，可采用一台送风机，其年运转费用为：Gp=0.00004xQhsxTh若干燥系统的阻力较大或防止干

35、燥器中干燥介质中干燥介质向外泄露，使 干燥器产生一定的负压，则必须在干燥系统出口增加一台排风机，其年运转费 用可用下式计算：Gp=0.00004x(Qhs + Qhp)xTh式中Qhs，Qhp送风机，排风机的风量，m3/h ；0.00004经验比例系数。5.2 .1干燥器优化设计工艺分析由以上分析得要求干燥系统的总费用，必须求得风机用量Qhs，Q饭；饱和 水蒸气的用量吃；干燥器体积V。而这三个变量是空气出口温度的函数，在空 气出口温度t2确定的情况下，Q加，Qhp，Wh，V是可以通过工艺衡算得到。5.2.2风机风量对卧式多室干燥系统在干燥器出口要采用除尘装置分离空气中的固体颗 粒，故干燥系统的

36、阻力较大，除在干燥系统进口安装送风机外还要在干燥系统 出口处安装排风机，送风机安装于预热器之前，此时湿空气的状态为(， 0)，而排风机安装于干燥器之后，其湿空气状态为2，H2)，所以送 风量和排风量分别为：Qh = L x(0.773 +1.224 x H 0)x(273 +1)/ 273Qp = L x(0.773 +1.224 x H? x (273 +1)/ 2735.2.3干燥器体积的计算由于多室流化床的干燥速度快，物料在干燥器中停留的时间短，其整个过 程可认为由恒速干燥和降速干燥两个阶段组成。按体积给热系数法计算其体 积，为Q = 3A小t。要求得干燥器的体积，必须求的干燥过程的传热

37、量Q， 体积给热系数或a以及对数平均推动力攵m。假设物料的传热和传质只发生在高度为H,空隙率为0.4的静止床层，且 其过程分为两个部分，一，恒速蒸发阶段，二，降速段。具体过程如下：第一阶段：在恒速蒸发阶段湿物料温度由9 1升到七，水分含量由 (初始湿 含量)降为%c (临界湿含量)，干燥介质温度由1降到匕，物料和热量衡算 为：Q1=Gx(X1-Xo) xrtro1+ ( Cs+4.187xX1 ) x( Tw1-O1)=LxCsx(t1-tt)(干燥介质在恒速阶段释放的热量)；第二阶段：湿物料温度由升到02，含水量由X0降到X2 （最终含水量），干 燥介质温度由1到2,物料和热量衡算关系为：Q

38、2=Gx（X0-X2） xrtm+ （ Cs+4.187xX2 ）x（02-Tw1）（降速阶段水蒸发和湿物料升温需要的热量）。上式中空气流量，物料流量等由总的物料和热量衡算得到，其他临界条件由已 知得到。由上两式子分别得到不同阶段的温度（1，,，七），将物料和介质的 流向假认为逆流，计算得到逆流传热平均温差*1，*2:.21 - ttAt =i(U -02)- 02 - tw)At =2带入Q 2 a X V A，得到匕，匕，考虑干燥器实际体积比传热体积大和热损 失等因素，由经验取实际体积和传热体积的比值为6。即干燥器体积=6 E+匕）。由附录的程序可以看出，通过比较可知在出口温度为43度时为

39、最优状 态。结果如下：设备折旧费Gd=44.84万元，空气预热费Gh=4.16万元，风机运 转费Gp=0.645万元,总费用最少值G=49.65万元 最佳出口温度t43C折旧费用Gd 空气年预热费用Gh千燥器总年贾用（六）、设计一览表数据名称符号数值单位物料（PVC）初始湿含量X10.041kg水/ kg绝干料终态湿含量X 20.0004kg水/ kg绝干料临界湿含量X00.013kg水/ kg绝干料平衡湿含量X *-0kg水/ kg绝干料进口温度0130oC颗粒密度P s1730kg/ m3堆积密度p b800kg/ m3绝干物料比热Cs1.47kJ /(kg - K)颗粒平均直径dm0.1

40、4mm静床层高度z 00.15m干燥介质（空气）进干燥器温度t180oC干燥器操作压力p常压(400)KPa热损失门15%热源（饱和水蒸气）压力Ps400kpa生产能力G23100kg / h（二）.卧式多室流化床干燥器计算结果数据名称符号数值单位生产能力G 23100kg / h物料温度入口9 130oC出口9 242oC空气温度入口t180oC出口1243oC空气用量L11433.7kg绝干气体/ h热效率门h30%流化速度u0.407m / s床层底面积第_阶段A14.044m2升温段A20.834m 2设备尺寸长4m宽b1.5m高z3.5m布气板型号单层多孔布气板孔径d01.5mm孔速

41、u 015.132m / s孔数n 0120509个开孔率中4.4%分隔板* 宽b1.63m与布气板距离hc30-50mm物料出口堰高h1.56m（七）、评述本次的化工原理实习，刚开始我们听老师授课，然后按照老师说的注 意事项、步骤等，我开始了漫长的计算生涯，每天与数据、计算器打交 道，在数据的处理过程当中，我遇到了很多问题，但我并没有气馁，首先 我静下心来，查找与问题相关的知识要点，进一步熟悉换热器的原理及设 计过程，通过查找资料，慢慢地对问题进一步了解，再想其他同学讨论与 交流，以及去图书馆、网上查资料，差不多用了将近四五天的时间，将所 需要工艺的数据算完，数据计算告一段落，然后开始设备选

42、型，接下来是 写干燥器的可行性报告，最后是干燥器的图纸设计。在整个设计过程中，给 我印象最深的是在有关附属设备换热器的选型中，由于化工原理课本上的 类型很有限，使我所设计的流量根本无法选到合适的型号和规格。上网查找、 问同学、去图书馆等等，想尽了一切办法。还好，工夫不负有心人，我最终在 干燥设备设计手册中找到了解决该问题的方案。然而，在初步设计中，估 算值与计算值相差太大，最后经过我反复多次地对数据的调整，总算完成了换 热器的设计。我为我能把自己在课堂所学到的知识，再综合一些参考文献，然 后真正运用出来颇感兴奋！但是，我也暴露出前期我所学知识的欠缺和经验的 不足。对于这次设计，我了解了干燥的方

43、法和工艺流程过程以及选择机器设备类 型、规格的原则，奠定了以后学习专业课的基础，提高了我运用所学知识观察 和分析实际中可能出现的问题的基本能力。同时，我认识到实事、认真踏实才 是当代大学生应该具有的品质；感悟到只有虚心求学、勇攀高峰才是成材的唯 一道路这次化工原理课程设计已经画上了一个圆满的句号，感学校为我们提供这 样的机会，同时更要深深感我们的老师，从他们的言传身教中我们受益匪浅， 从刚开始的什么都不懂，到现在对设计步骤和各种设备的深刻认识。整个设计 带给我们的，不仅仅是我们所接触到的那些设计过程，更多的则需要我们每个 人在以后的生活、学习、工作中根据自己的情况去感悟，去反思，勤时自勉， 使这次设计达到了它的真正目的。（八）、参考文献1. 林爱光编化学工程基础清华大学-1999.22. 马连湘、光启、王文中主编化工设备算图手册化学工业-2003.63. 贾绍义、柴诚敬主编化工单元操作课程设计大学-2011.94. 金国淼干燥设备化学工业-2002.85. 王保国、黄璐主编化工设计化学工业2001.26. 相东、周德仁主编常用工业干燥设备及应用化学工业- 2005.167. 申迎华、郝晓刚主编化学原理课程设计化学工业.2009.58. 广文主编干燥设备设计手册.机械工业.2009.7