干燥单元实训装置操作指导书(共16页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上化工单元操作实训装置系列之流化床干燥单元操作实训装置实训操作指导书江苏昌辉成套设备有限公司2014.09目 录一、前言职业教育的根本是培养有较强实际动手能力和职业精神的技能型人才，而实训设备是培养这种能力的关键环节。传统的实验设备更多是验证实验原理，缺乏对学生实际动手能力的培养，更无法实现生产现场的模拟，故障的发现，分析，处理能力等综合素质的培养。为了实现职业技术人才的培养，必须建立现代化的实训基地，具有现代工厂情景的实训设备。本流化床干燥实训装置把化工技术、自动化技术、网络通讯技术、数据处理等最新的成果揉合在了一起，实现了工厂模拟现场化、故障模拟、故障报警、网络采集

2、、网络控制等培训任务。按照“工学结合、校企合作”的人才培养模式，以典型的化工生产过程为载体，以液液传质分离任务为导向，以岗位操作技能为目标，真正做到学中做、做中学，形成“教、学、做、训、考”一体化的教学模式。以任务驱动、项目导向、学做合一的教学方法构建课程体系，开发设计板式塔精馏操作技能训练装置。本精馏塔实训装置具有以下特点：课程体系模块化；实训内容任务化；技能操作岗位化；安全操作规范化；考核方案标准化；职业素养文明化。二、实训目的1) 了解流化床体各部件的作用、了解流化床的结构和特点、了解流化床的工作流程；2) 掌握流化床的基本操作、调节方法、了解影响流化的主要影响因素；3) 掌握吸流化床常

3、见异常现象及处理方法；4) 掌握流化床的操作；5) 能正确使用设备、仪表，及时进行设备、仪器、仪表的维护与保养；6) 学会做好开车前的准备工作；7) 正常开车，按要求操作调节到指定数值；8) 能及时掌握设备的运行情况，随时发现、正确判断、及时处理各种异常现象，特殊情况能进行紧急停车操作；9) 能掌握现代信息技术管理能力，应用计算机对现场数据进行采集、监控；10) 正确填写生产记录，及时分析各种数据；11) 正常停车；12) 了解掌握工业现场生产安全知识。三、实训原理（一）干燥曲线在流化床干燥器中，颗粒状湿物料悬浮在大量的热空气流中进行干燥。在干燥过程中，湿物料中的水分随着干燥时间增长而不断减少

4、。在恒定空气条件（即空气的温度、湿度和流动速度保持不变）下，实验测定物料中含水量随时间的变化关系。将其标绘成曲线，即为湿物料的干燥曲线。湿物料含水量可以湿物料的质量为基准（称之为湿基），或以绝干物料的质量为基准（称之为干基）来表示：当湿物料中绝干物料的质量为mc，水的质量为mw时，则以湿基表示的物料含水量为 kg (水) / kg (湿物料) (1)以干基表示的湿物料含水量为 kg (水) / kg (绝干物料) (2)湿含量的两种表示方法存在如下关系： (3) (4)在恒定的空气条件下测得干燥曲线如图1所示。显然，空气干燥条件的不同干燥曲线的位置也将随之不同。W kg (水) / kg (绝

5、干物料) Wkg (水) / kg (绝干物料) 图1 干燥曲线 图2 干燥速度曲线（二）干燥速度曲线物料的干燥速度即水分汽化的速度。若以固体物料与干燥介质的接触面积为基准，则干燥速度可表示为 kg m 2 s 1 (5)若以绝干物料的质量为基准，则干燥速度可表示为 s 1或kg (水) kg 1(绝干物料) s 1 (6) 式中：mc 绝干物料的质量，kg； A 气固相接触面积，m2； W 物料的含水量kg (水) kg 1 (绝干物料)； t 气固两相接触时间，也即干燥时间，s。由此可见，干燥曲线上各点的斜率即为干燥速度。若将各点的干燥速度对固体的含水量标绘成曲线，即为干燥速度曲线，如图2

6、所示。干燥速度曲线也可采用干燥速度对自由含水量进行标绘。在实验曲线的测绘中，干燥速度值也可近似地按下列差分进行计算： s 1 (7)（三）临界点和临界含水量从干燥曲线和干燥速度曲线可知，在恒定干燥条件下，干燥过程可分为如下三个阶段：(1)物料预热阶段 当湿物料与热空气接触时，热空气向湿物料传递热量，湿物料温度逐渐升高，一直达到热空气的湿球温度。这一阶段称为预热阶段，如图3-1和图3-2中的AB段。(2)恒速干燥阶段 由于湿物料表面存在液态的非结合水，热空气传给湿物料的热量，使表面水分在空气湿球温度下不断气化，并由固相向气相扩散。在此阶段，湿物料的含水量以恒定的速度不断减少。因此，这一阶段称为恒

7、定干燥阶段，如图3-1和图3-2中的BC段。(3)降速干燥阶段 当湿物料表面非结合水已不复存在时，固体内部水分由固体内部向表面扩散后气化，或者气化表面逐渐内移，因此水分的汽化速度受内扩散速度控制，干燥速度逐渐下降，一直达到平衡含水量而终止。因此这个阶段称为降速干燥阶段，如图3-1和图3-2中的CDE段。在一般情况下，第一阶段相对于后两阶段所需时间要短得多，因此一般可略而不计，或归入BC段一并考虑。格局固体物料特性和干燥介质的条件，第二阶段与第三阶段的相对比较，所需干燥时间长短不一，甚至有的可能不存在其中某一阶段。第二阶段与读三阶段干燥速度曲线的交点称为干燥过程的临界点，该交叉点上的含水量称为临

8、界含水量。干燥速度曲线中临界点的位置，也即临界含水量的大小，受众多因素的影响。它受固体物料的特性，物料的形态和大小，物料的堆积方式，物料与干燥介质的接触状态以及干燥介质的条件（湿度、温度和风速）等等因素的复杂影响。例如，同样的颗粒状固体物料在相同的干燥介质条件下，在流化床干燥器中干燥较在固定床中干燥的临界含水量要低。因此，在实验室中模拟工业干燥器，测定干燥过程临界点的临界含水量，干燥曲线和干燥速度曲线，具有十分重要的意义。四、流化床干燥实训装置介绍（一）装置介绍固体干燥是利用热能使固体物料与湿分分离的操作。在工业中，固体干燥有很多种方法。其中以对流干燥方法，应用最为广泛。对流干燥是利用热空气或

9、其他高温气体介质掠过物料表面，介质向物料传递热能同时物料向介质中扩散湿分，达到去湿之目的。对流干燥过程中，同时在气固两相间发生传热和传质过程，其过程机理颇为复杂。并且，对流干燥设备的型式又多种多样。因此，目前对干燥过程的研究仍以实验研究为主。实验装置分为流化床干燥实训对象，仪表操作台，上位机监控计算机，监控数据采集软件，数据处理软件几部分。流化床干燥实训对象包括鼓风机、负压引风机、空气加热器、流化床、旋风分离器、旋风收尘器、取样器、产品收集布袋、布袋除尘器、喂料机、床层压差变送器等组成。（二）工艺流程 空气由风机经空气加热器和孔板流量计后分四路进入流化床干燥器。热空气由干燥器底部鼓入，经分布板

10、均布后，进入床层将固体颗粒流化并进行干燥、并经扩大段沉降。湿空气由干燥器经两个一级除尘器（旋风分离器）和两个二级除尘器（布袋除尘器）后经引风机抽出、放空。空气的流量由旁路调节球阀调节，并由“孔板流量计”计量流量，现场显示，并在“仪表操作台”上“风量手自动控制仪”显示控制。床层温度控制由“床层温度手自动控制仪”通过控制加热器加热管电压的大小进行控制。流化床干燥器的床层压降由压差传感器检测。 固体物料采用间歇操作方式，由干燥器顶部加入，试验完毕，在流化状态下由下部卸料口流出。分析用试样由采样器定时采集。专心-专注-专业图3 流化床干燥实训流程图（三）流化床干燥对象配置单序号符号名称1HV101风机

11、旁路阀2HV102流量调节阀3HV103流化床闸阀14HV104流化床闸阀25HV105流化床闸阀36HV106流化床闸阀37HV107空气泵流量调节阀门8HV108流化床塔顶旁路阀门9HV201一级布袋放料阀阀10HV202二级布袋放料阀11HV203出风排空阀12HV204出风回流阀13P101旋窝气泵14P102引风机15P103螺旋给料机16P104空气泵17E101热空气加热器18T101流化床干燥塔19V101加料漏斗20V102一级旋风收尘器21V103二级旋风收尘器22V104一级布袋除尘器23V105二级布袋除尘器（四）装置仪表及控制系统一览表位号仪表用途仪表位置规格FT10

12、1管道风流量测量就地孔板流量计TIC101加热器内温度集中热电阻TIC102床层温度集中热电阻TIC103床层温度集中热电阻TIC104床层温度集中热电阻TIC105床层温度集中热电阻PI101流化床差压就地微差压传感器TIC106流化床进口温度就地热电阻（五）设备能耗一览表序号设备名称供电电压额定功率1鼓风机三相380V3KW2引风机三相380V0.75KW3喂料机单相220V0.09KW4加热管功率星型220V1.5KW总 计5.34KW五、实训步骤(一) 开机准备1) 检查公用工程水电是否处于正常供应状态（电压、指示灯是否正常）；2) 检查床层内及流化床加料器里小米的多少，若不够，则另取

13、适量把小米加少量的水，搅拌均匀后(注意水不能太多，让小米湿润就可以了，小米里不能滴出水来)，倒入“流化床干燥器”加料漏斗里，开启喂料机，对干燥器里进行加料，若堆积在干燥器左边，则可开启送料阀门把堆积的料送到右边；3) 检查总电源的电压情况是否良好。(二) 正常开机1、开启电源1）在仪表操作盘台上，开启总电源开关，此时总电源指示灯亮；2）开启仪表电源开关，此时仪表电源指示灯亮，且仪表上电。2、开启计算机启动监控软件1）打开计算机电源开关，启动计算机；2）在桌面上点击“流化床干燥实训软件”，进入MCGS组态环境，如图4所示：图4 MCGS组态软件组态环境3）点击菜单“文件进入运行环境”或按“F5”

14、进入运行环境，如图5所示，输入班级、姓名、学号后，按“确认”，进入图6界面，监控软件就启动起来了。 图5 监控软件登陆界面 图6 流化床干燥单元操作实训软件界面4）图6中，PV表示实际测量值、SV表示设定值、OP；“控制设置”将打开控制界面，如图7所示，可对控制的PID参数进行设置，一般不设置。图7 床层温度控制窗口3、干燥器里加热物料1）检查床层内及流化床加料器里小米的多少，若不够，开启喂料机，对干燥器里进行加料，若堆积在干燥器左边，则可开启送料阀门把堆积的料送到右边；4、开启鼓风机及引风机1）检查各阀门状态：开启HV102、HV103、HV104、HV105、HV106、HV203；关闭阀

15、门HV201、HV202、HVHV204、HV101、HV107。3）开启风机电源：在仪表操作台上打开“风机电源”开关和“引风机电源”开关，启动漩涡气泵和引风机；5、调节床层温度1）检测风量，不得低于40m3/h；2）启动加热管电源：在仪表操作台上启动“加热管电源”启动按钮，启动加热管加热；3）床层温度调节：在仪表操作台“床层温度手自动控制仪”上设置床层温度设定值为70，“床层温度手自动控制仪”会自动控制加热管电压的大小来控制床层温度。6、调节风量1）观察流化床干燥器里小米的流化程度，设置合适的流体风量。2）风量调节：可通过调节鼓风机出口旁路球阀的大小进行分流调节。7、开启吹扫阀门1）缓慢打开

16、吹扫阀门，调节合适开度。8、开启空气泵电源1）在仪表盘台上打开空气泵电源，开启空气泵。9、取样1）观察床层内部小米的流态情况。2）准备好取样容器，隔5分钟打开阀门进行取样，取样后用水份分析仪进行分析水份，并记录结果；10、干燥过程1）床层温度达到5060左右后，启动秒表，没隔5分钟，打开阀门取样放到干燥器皿中，把干燥器皿编号号，用水份分析仪进行分析水份，并记录结果；2）当干燥塔内小米，取样后水份连续3次不变化时，干燥完成。11、卸料1）打开干燥器右端的卸料阀，同时开启送料阀门，让空气泵把床层上的产品（干燥小米）从卸料阀里卸到产品布袋里。完成实验。(三) 正常关机1、停止电加热管加热：1）在仪表

17、操作台上 “床层温度手自动控制仪”上设定值为0；2）在仪表操作台上按下“加热管电源”停止按钮，停止加热管加热；2、停止风机及引风机1）在仪表操作台上关闭“风机电源”开关，停止风机的运行；2）在仪表操作台上关闭 “引风机电源”开关，停止引风机运行；3、空气泵电源关闭：1）关闭空气泵电源开关。4、喂料机电源关闭：1）关闭喂料机电源开关。5、吹扫阀门关闭：1）关闭吹扫阀门。6、仪表电源关闭：1）关闭仪表电源开关。7、控制柜总电源关闭：1）关闭总电源空气开关，关闭整个设备电源。(四) 记录数据表记录所有数据填入如下表：学校 班级 姓名 学号 风量： m3/h床层温度 流化床进口温度 流化床出口温度 编号时间干燥前毛重（g）干燥后毛重（g）干燥后净重（g）器皿重量（g）含水量/g12345678910