[精选]流化床干燥设备设计与选型.pptx

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1、流化床枯燥设备流化床枯燥设备设计与选型设计与选型第一节 概述一、流态化现象VelocityPressure dropFixedFluidizedADBCEUmfVelocityHeight of bedFixedFluidizedADBCEUmf流化床的操作范围：umf ut第一节 概述二、流化床枯燥器的特性优点：1床层温度均匀，体积传热系数大23007000W/m3。生产能力大，可在小装置中处理大量的物料。2物料枯燥速度大，在枯燥器中停留时间短，所以适用于某些热敏性物料的枯燥。3物料在床内的停留时间可根据工艺要求任意调节，故对难枯燥或要求枯燥产品含湿量低的过程非常适用。4设备结构简单，造价低

2、，可动部件少，便于制造、操作和维修。5在同一设备内，既可进行连续操作，又可进行间歇操作。第一节 概述缺点：1床层内物料返混严重，对单级式连续枯燥器，物料在设备内停留时间不均匀，有可能使局部未枯燥的物料随着产品一起排出床层外。2一般不适用于易粘结或结块、含湿量过高物料的枯燥，因为容易发生物料粘结到设备壁面上或堵床现象。3对被枯燥物料的粒度有一定限制，一般要求不小于30m、不大于6mm。4对产品外观要求严格的物料不宜采用。枯燥贵重和有毒的物料时，对回收装量要求苛刻。二、流化床枯燥器的特性第一节 概述流程三、流化床枯燥器的形式及流程第一节 概述1、单层圆筒形流化床枯燥器三、流化床枯燥器的形式及流程

3、连续操作的单层流化床枯燥器可用于初步枯燥大量的物料，特别适用于外表水分的枯燥。然而，为了获得均匀的枯燥产品，则需延长物料在床层内的停留时间，与此相应的是提高床层高度从而造成较大的压强降。在内部迁移控制枯燥阶段，从流化床排出的气体温度较高，枯燥产品带出的显热也较大，故枯燥器的热效率很低。第一节 概述2、多层圆筒形流化床枯燥器三、流化床枯燥器的形式及流程 热空气与物料逆向流动，因而物料在器内停留时间及枯燥产品的含湿量比较均匀，最终产品的质量易于控制。由于物料与热空气屡次接触，废气中水蒸气的饱和度较高，热利用率得到提高。此种枯燥器适用于内部水分迁移控制的物料或产品要求含湿量很低的场合。多层圆筒型流化

4、床枯燥器结构较复杂，操作不易控制，难以保证各层板上均形成稳定的流比状态以及使物料定量地依次送入下一定。另外，气体通过整个设备的压强降较大，需用较高风压的风机。第一节 概述3、卧式多室流化床枯燥器三、流化床枯燥器的形式及流程 与多层流化床枯燥器相比，卧式多室流化床枯燥器高度较低，结构筒单操作方便，易于控制，流体阻力较小，对各种物料的适应性强，不仅适用于各种难于枯燥的粒状物料和热敏性物料，而且已逐步推广到粉状、片状等物料的枯燥，枯燥产品含湿量均匀。因而应用非常广泛。第一节 概述四、枯燥器选形时应考虑的因素1物料性能及枯燥持性 其中包括物料形态片状、纤维状、粒状、液态、膏状等、物理性质密度、粒度分布

5、、粘附性、枯燥特性热敏性、变形、开裂等、物料与水分的结合方式等因素。2对枯燥产品质量的要求及生产能力 其中包括对枯燥产品特殊的要求如保持产品特有的香味及卫生要求；生产能力不同，枯燥设备也不尽相同。3湿物料含湿量的波动情况及枯燥前的脱水 应尽量防止供给枯燥器湿物料的含湿量有较大的波动，因为湿含量的波动不仅使操作难以控制面影响产品质量，而且还会影响热效率，对含湿量高的物料，应尽可能在枯燥前用机械方法进行脱水，以减小枯燥器除湿的热负荷。机械脱水的操作费用要比枯燥去水低廉的多，经济上力求成少投资及操作费用。第一节 概述四、枯燥器选形时应考虑的因素4操作方便劳动条件好。5适应建厂地区的外部条件如气象、热

6、源、场地，做到因地制宜。第二节 流化床枯燥器的设计 枯燥器的设计是在设备选型和确定工艺条件基础上，进行设备工艺尺寸计算及其结构设计。设计的基本依据是物料衡算、热量衡算及枯燥速率方程。设计的基本原则是物料在枯燥器中的停留时间等于或略大于所需的枯燥时间。第二节 流化床枯燥器的设计一、流化床枯燥器的设计步骤一确定设计方案 包括枯燥方法及干操器结构型式的选择、枯燥装置流程及操作条件确实定。二枯燥器主体设计 包括工艺计算，设备尺寸和结构设计计算。三辅助设备的计算与选型 第二节 流化床枯燥器的设计二、枯燥条件确实定1空气进入预热器的状态 由当地年平均气象条件或根据当地最不利条件确定。2枯燥介质进入枯燥器的

7、温度 t1 为了提高经济性、强化枯燥过程以及设备小型化，t1 应保持在物料允许的最高温度范围内。对于非热敏性物料且除去非结合水时，t1 可高达700以上；对于热敏性物料，应选择较低的 t1，必要时可在床层内装置内热构件。3枯燥介质离开枯燥器的温度t1 和相对湿度2 提高枯燥介质出口相对湿度2，可以减少空气消耗量，降低操作费，但 2 提高，降低了枯燥过程的平均推动力，使干操器尺寸增大，即加大了设备费用。因此，适宜的2 值应通过经济权衡和具体的枯燥器对气速的要求来决定。第二节 流化床枯燥器的设计二、枯燥条件确实定4物料的出口温度2 物料的出口温度2 与许多因素有关，但主要取决于物料的最终湿含量X2

8、、临界湿含量Xc 和内部迁移控制段的传质系数。如果X2Xc，则2=tw空气的湿球温度。如果X2 Xc，假设物料的临界湿含量Xc低于0.05，则对于悬浮或薄层物料可用下式计算：第二节 流化床枯燥器的设计三、枯燥过程的物科衡算和热量衡算一物料衡算第二节 流化床枯燥器的设计三、枯燥过程的物科衡算和热量衡算二热量衡算上式与物料恒算方程联解可得：H2，L，l，Qp，加热蒸汽消耗量。第二节 流化床枯燥器的设计三、枯燥过程的物科衡算和热量衡算三枯燥器的热效率 枯燥过程的经济性主要取决于热量的有效利用程度。通常用热效率来表示枯燥过程热量利用的经济性。目前，对于枯燥器热效率的定义很不一致，许多资料和教科书是以直

9、接用于枯燥目的的Qw来计算热效率第二节 流化床枯燥器的设计四、流化床枯燥器的设计计算 流化床枯燥器的设计，包括床层截面积、设备高度等主体尺寸的计算。一操作速度确实定1临界流化速度与沉降速度 应用经验公式计算参见化工原理第四章 图解法李森科关系图参见化工原理课程设计2操作速度第二节 流化床枯燥器的设计四、流化床枯燥器的设计计算二流化床截面积的计算1外表汽化段所需截面积 A1 在忽略热损失条件下，列出热量衡算和传热速率方程有，第二节 流化床枯燥器的设计四、流化床枯燥器的设计计算二流化床截面积的计算第二节 流化床枯燥器的设计四、流化床枯燥器的设计计算二流化床截面积的计算2物料升温阶段所需截面积 A2

10、 在此段物料由湿球温度升到排出温度2。对枯燥器的微元面积dA列热量衡算和传热速率方程得，3流化床层总的底面积第二节 流化床枯燥器的设计四、流化床枯燥器的设计计算三物料在流化床中的平均停留时间四流化床的宽度和长度 宽度的选取，以保证物料在设备内均匀散布为原则，通常不超过2m。假设需设备宽度很大，在物料分散性不良的情况下，则应该设置特殊的物料散布装置。设备中物料前进方向的长度受到热空气均匀分布的条件限制，一般取2.52.7m以下为宜。在设计中，往往需要通过反复调整以确定最正确的长度比例。第二节 流化床枯燥器的设计四、流化床枯燥器的设计计算四设备高度1浓相段高度 z12别离段高度 z2第二节 流化床

11、枯燥器的设计四、流化床枯燥器的设计计算四设备高度 为了进一步减小流化床粉尘带出量，可在别离段高度之上再加一扩大段，降低气流速度使固体颗粒得以较彻底的沉降。扩大段的高度一般可根据经验视具体情况选取。设备的总高度通常为1一l.5m。第二节 流化床枯燥器的设计五、枯燥器的结构设计 主要讨论布气板、隔板和溢流堰的设计。一布气装置1分布板分布板阻力系数，一般为1.52.5。第二节 流化床枯燥器的设计五、枯燥器的结构设计分布板的开孔率为分布板的开孔数为假设分布板上筛孔按等边三角形布置，则孔心距为，第二节 流化床枯燥器的设计五、枯燥器的结构设计 2预分布器第二节 流化床枯燥器的设计五、枯燥器的结构设计 二 隔板分隔板 为了改善气固接触情况和使物料在床层内停留时间分布均匀，常常采用分隔板沿长度方向将整个枯燥室分用成48室隔板数为37块。隔板与分布板之间的距离为3060mm。隔板做成上下移动式，以调节其与分布板之间酌距离。第二节 流化床枯燥器的设计五、枯燥器的结构设计 三溢流堰 为了保证流化床层内物料厚度的均匀性，物料出口通常采用溢流方式。溢流堰的高度可取50200mm，其值可用下式计算，即第二节 附属设备的设计与选型一、风机二、空气预热器三、加料器四、气固别离器 演讲完毕，谢谢观看！