气流干燥器设计说明书

气流干燥器设计说明书

设计任务书

试设计一气流式干燥器处理量2500kg/h，将物料湿含量由25%干燥到0.1%（均为干基湿含量），物料颗粒代表直径200μm，最大直径500μm，进口温度293K，绝干物料真实密度2000 kg/m3，临界含湿量为2%，平衡含水量为零，干燥介质为空气稀释重油燃料气进口温度为623K，湿度为0.025 kg水/㎏干气，绝干物料比热为1.26kJ/kg ⋅K，试设计之。

假设： 1） 2） 3）

物料颗粒形状做球形处理。 物料密度与粒径的变化忽略不计。 湿物料进入干燥器后立即散成粒状。

设计任务简介

1. 基本数据 （1）设计已知数据：

物料量：G＝2500kg/h；

物料进口湿含量：(X1, X2) : X1=25%, X2=0.1% ; 湿物料进口温度：θ1＝293K；

绝干物料的密度：ρ＝2000kg/m3，dp =200μm，dpmens=500μm; 绝干物料的比热：Cp=1.26 kJ/kg⋅K;

物料临界含水量：XC=2%；平衡含水量：X*=0 ; 气体进口温度：T1=623K；湿含量：H=0.025kg水/kg气; （2）自行确定数据

干燥管中气流速度：ug(m/s); 气体出口温度：t2 (℃); 物料出口温度：θ2 (℃); 操作过程热损失：Q损(kJ/h); （3）自行查询数据

粘度( kg⋅s/m2)、密度(kg/m3)、导热系数α(kJ/m⋅s⋅℃)

1

西北大学化工原理课程设计

2. 进行干燥管的物料衡算和热量衡算，以确定干燥管除水量及干燥用热空气用量V，并可试差出t2 ，θ2；

3. 并可由加热量试差出加速段结束时的物料温度θ’，气流的温度t’；

。 4. 假设进口的ug可算出管径D1，反算出ug可计算出a、k便可得出H1（加速段高度）5. 由沿降速度确定ug来确定D2，反计算出ug同上便可得到H2。

由气流干燥的特征：

（1）颗粒在气流中高度分散，使气固相间传热值的表面积大大增加； （2）气固相间是并流操作；

（3）干燥时间极短对热敏性物质有利；

（4）装置结构简单，干燥处理量大只需风机加料器、旋风分离器、袋式过滤器等，且干燥器本体小、热损小，设备占地面积也很小，但使用较高气速，故系统阻力大，动力消耗量大是主要的缺点。

设备流程简介：

将空气用风机送入空气加热器与通过粉碎机的物料并流加入干燥器中，经加速段和恒速度段后经旋风分离器后物料从旋风分离器下部排出，其中干物料也就是其中的合格产品可收集，另一部分不合格的物料，经湿料混合器后重新送入干燥器。从旋风分离器上部出来的含粉尘的气体经袋滤器除尘后排出，后面加一个排风机。

2

西北大学化工原理课程设计

重要物理符号说明

符号 G X1X2θ1θ2T1T2ρ干dp CpXc X*H1H2ugq1q2q3Q总符号 μgρ气λg GCW CVCWroCHCg Cv V tWHWD上H上D下H下umRe

物理量 SI单位

湿物料流量 kg/h 物料进口湿含量 kg水/kg干料物料出口湿含量 kg水/kg干料物料进口温度 物料出口温度 气体进口温度 气体出口温度

℃ ℃ ℃ ℃

绝干物料的温度 kg/m3

绝干物料的粒径 m 绝干物料的比热

kJ/kg⋅K

物料临界含水量 kg水/kg干料物料平衡含水量 kg水/kg干料进口气体的湿含量 kg水/kg干料出口气体的湿含量 kg水/kg干料干燥管中气流速度 m/s 水汽化热 kJ 物料升温所需热量 kJ 损失的热量 kJ 干燥过程所需的热量 kJ 物理量 SI单位 kg⋅s/m2

干燥介质的密度 kg/m3干燥介质的粘度

导热系数 J/m⋅s⋅℃

绝干物料量 kg/h 干燥过程除去的水分 kg/h 蒸汽比热 kJ/kg⋅℃ 液体比热 kJ/kg⋅℃

水的汽化热 kJ/kg 空气的湿比热 kJ/kg⋅℃ 干气比热 kJ/kg⋅℃ 水汽比热 kJ/kg⋅℃ 干空气比热 湿球温度 湿球温度对应的湿含量

kg/h ℃ kg水/kg干料

恒速度段管径 m 恒速度段高度 m 加速度段管径 m 加速度段高度 m 物料与气流相对速度 m/s 雷诺数

3

西北大学化工原理课程设计

a 符号 k △tmvHξ

比表面积

m2/m3

物理量 SI单位 传热系数 J/s⋅℃⋅m3对数平均速度 湿比容 摩擦系数

℃ m3/kg

参考文献

1. 化学工程手册编辑委员会编《化学工程手册》第16篇（夏诚意、郭直佑、王喜忠编）

干燥，北京，化学工业出版社。1989（16～51，16～213）

2. 《化学工程设备设计全书》编辑委员会，金国淼主编《干燥设备设计》，上海 ，上海科

学技术出版社。1988（157～198）

3. 番永康主编《现代干燥技术》，化学工业出版社。1998（340～424）

4. 美国R. H. Pery著《PERY化学工程手册》第六版下卷，化学工业出版社。（1993年8

月版）

5. 机械工程手册编辑委员会《机械工程手册》下册，机械工业出版社。（1989年10月版） 6. 鞍山黑色冶金矿山设计研究院编《除尘设计参考资料》，辽宁人民出版社。（1978年版） 7. 张树杰、王惠芳编《硼砂气流干燥器的工艺查定》，无机盐工业出版社。（1990（1）28～

29）

8. 桐荣良主编《干燥装置手册》，上海科学技术出版社。（1988 121～132）

9. 河北工学院，浙江工学院合编《化工设备机械基础》，化学工业出版社。（1992年版） 10. 刘荣贵编《新编常用材料换算手册》，中国物资出版社。（1992年版） 11. 陈敏恒编《化工原理》，化学工业出版社。（1986年版）

4