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东达烘干机厂家
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对流干燥技术方案简介

东达烘干机制造厂家 2013-09-28

一、 对流干燥系统的组成:

热源送风 干燥器 气固分离,产品回收 排风.

进料器 (旋风分离、袋滤、湿法等)

二、 对流干燥技术方案中要了解的物料状态及参数:

1、物理状态:粒径,粘度,堆积密度,真密度,热熔性,热粘性(温度),物料中液体的组分——水或挥发性溶剤等.

2、化学状态:结晶水,自溶现象,分解热,凝固热(温度)等.

3、获取物料各种参数的方法:

(1)自己的经验(2)用户提供的数据与资料(3)查阅相关文献资料(4)实验测试

4、技术方案中要确定的参数:

(1).原料处理量W原(换算成kg/h)或产品的产量W产(换算成kg/h);原料湿基含水率ω1,产品湿基含水率ω2,均由用户给出。

(2).干燥进风温度t1,干燥排风温度t2,均由用户给出;环境温度t0,环境空气含湿量d0(单位是kg水/kg干空气),应该查气象资料得到,在没有气象资料的情况下可采用以下的参考数据:东北和西北地区:t0=10℃,d0=0.008kg水/kg干空气,黄河,长江地区: t0=15℃,d0=0.01kg水/kg干空气,南方地区: t0=20℃,d0=0.011kg水/kg干空气。

(3).原料温度由用户给出,在没有给出的情况下,原料温度于环境温度,即θ1=t0,产品温度比排风温度低15℃,即θ2=(t2-15)℃。

(4).干燥进风含湿量d1: 间接换热时,d1=d0,直燃热风炉时,d1=0.025kg水/kg干空气。

三、对流干燥中物料衡算与热量衡算:

1、物料衡算:一般提供湿基含水率来计算.

(1).已知原料处理量W原,则W水=W原×(ω1-ω2)/(1-ω2)

(2). 已知产量W产,则W水=W产×(ω1-ω2)/(1-ω1)

2、热量衡算:

计算步骤:

(1).蒸发水份热量: Q1=W水(595+0.45t2-1×t0) (kcal/h)

(2).物料升温热量: Q2=W产(Cs×(1-ω2)+1×ω2)×(θ2-θ1) (kcal/h)

Cs为绝干产品(不含水份)的比热,一般取Cs=0.4kcal/kg·℃

(3).外围护热损失: Q3=(0.15~0.2)×(Q1+Q2) (kcal/h)

用蒸发1公斤水的外围护热损失来验算: q3=(60~100) kcal/kg水

(4)热风质量流量: G=(Q1+Q2+Q3)/(i1-i2’-0.1×0.24×(t2-t0))

(Kg/h)

      i1- i2’=(0.24+0.45d1)×(t1-t2) (kcal/kg)

(5).计算条件下干燥所需的热量: Q干1=G×(i1-i0) (kcal/h)

i1-i0=(0.24+0.45d1)×(t1-t0) (kcal/kg)

(6).验算排风含湿量: d2=d1+W水/G ,从空气焓湿图上找到相应的湿球温度tw2, t2-tw2=(20~50) ℃。

3、热源的热量计算:

(1).冬季条件下干燥所需热量: Q干2=K1×Q干1 (kcal/h)

在不同地区,K1取不同值,东北和西北地区: K1=1.15;黄河,长江地区: K1=1.10;南方地区: K1=1.05。

(2).热源应具有的供热能力或能源消耗:

饱和蒸汽热交换器应具有的供热能力 : Q=Q干2/0.95 (kcal/h)

饱和蒸汽消耗量:M=Q/600 (kg/h)

电加热器应具有的供热能力 : Q=Q干2/0.95; (kcal/h)

电加热器所需电功率: N=0.0012Q (kw)

直燃式燃煤热风炉耗煤量: M=Q干2/(5500×0.9)(kg/h)

直燃式天然气热风炉耗气量: M=Q干2/(8500×0.9)(Nm3/h)

直燃式燃油热风炉耗油量: M=Q干2/(10200×0.9)(kg/h)

间接式燃煤热风炉耗煤量: M=Q干2/(5500×0.7)(kg/h)

间接式天然气热风炉耗气量: M=Q干2/(8500×0.75)(Nm3/h)

间接式燃油热风炉耗油量: M=Q干2/(10200×0.75)(kg/h)

四、旋转闪蒸干燥器主要参数的计算:

1、干燥塔内热风平均体积流量计算:

t1温度时热风密度:γ1=273×1.293/(273+t1), t2温度时热风密度:

γ2=273×1.293/(273+t2) ,热风平均密度:γp=(γ1+γ2)/2 (kg/m3)

干燥塔内热风平均体积流量: Lp=G/γp (m3/h)

2、空塔轴向速度u0:经验数据, u0 =3~5 m/s,由原料粘结性和含水率来确定, 原料粘结性大和含水率高,u0取大值;反之,取小值。

3、干燥塔直径计算:D=(Lp/(3600×0.7854×u0)0.5

4、干燥塔高度计算:经验数据:H=(2.5~4)D,视产品含水率不同而变化, 产品含水率高,取大值;反之取小值。

五、喷雾干燥器主要参数的计算:

(一)离心喷雾塔计算:

1、喷雾塔直径:

(1).雾滴喷距计算公式 :

R=3.46 d0.3 ×W原0.25× n-0.16

d:雾化盘直径,(m),W原:原料液供给量(kg/h),n:雾化盘转速(r/min)

(2).喷雾塔直径:

D=(0.9~1.1)×2R

2R前系数的取值: 产品有热粘性的,取大值; 产品无热粘性的,取小值。

2、喷雾塔高度:

直段高度:H1=(0.9~1.1)D

D前系数的取值: 产品含水率高,取大值; 产品含水率低,取小值。

底锥角取值:一般取α=60°,当产品不易流动时,α=50~55°,

则锥段高度:H2=D/(2×tg(90°-α/2))

3、离心喷雾干燥塔直段的热风平均风速u0=0.15~0.3m/s,以此来验算喷雾塔尺寸合理性的。

(二)、压力喷雾塔计算:

1.平均风速的取值:u0=0.3~0.45m/s, 产品有热粘性,取大值;反之,取小值。

2.干燥塔直径计算:

D=(Lp/(3600×0.7854×u0)0.5

3.干燥塔高度计算:

直段高度:H1=(3~5)D

D前系数的取值: 产品含水率高,取大值; 产品含水率低,取小值。

锥段高度计算与离心喷雾相同。

六、旋风分离器:

1、旋风分离器进口风量计算:

Lj= G/γ2 ,γ2是排风温度下的空气密度,前面已计算过。

2、旋风分离器进口风速确定:一般来说进口风速取:uj=16~23m/s,

产品密度小,粒径细,uj应取大值;反之,uj应取小值。

3、旋风分离器选用:

根据进口风速和进风量,查阅旋风分离器产品规格表,找到合适的型号。

七、布袋除尘器:

1、布袋除尘器过滤风量的确定:

Lj= G/γ2 ,γ2是排风温度下的空气密度,前面已计算过。

2、布袋除尘器过滤风速的确定:

过滤风速一般和产品粉尘的物性,使用条件,温度条件,粉尘粒度,粉尘浓度和布袋除尘器中的压力有关。

在干燥系统中,布袋除尘器过滤风速一般取ug=1~2m/min,如产品密度小,粒径细,可以取ug=0.8m/min。如果密度特别小,粒径也特别小时,在一个布袋除尘器中同时过滤和清灰,产品粉尘沉降不下来,此时需要采用“离线清灰”方式,既一个布袋除尘器过滤,另一个布袋除尘器清灰,经过一段时间粉尘就可以沉降下来。采用这种方法,过滤风速可以取ug=2~3m/min。

3、布袋除尘器过滤面积的确定:

布袋除尘器过滤面积:F=Lg/(60×ug) (m2)

根据过滤面积,查阅布袋除尘器手册来选型,或作非标设计。

八、干燥系统阻力估算:

1、连结风管阻力:

连结风管阻力由连结管的长度和弯头数量决定。长度大弯头多,则阻力大;反之,阻力小。一般可估算连结风管阻力为800~1000pa。

2、旋风分离器阻力:

XLT和长锥旋风分离器的阻力为800~1200pa,扩散式旋风分离器的阻力为1200~1500pa。

3、布袋除尘器阻力:

布袋除尘器的阻力由滤布种类和过滤风速决定。滤布紧密(如涂膜针刺呢),过滤风速高,则阻力大,大约为1200~1500pa;反之,阻力小,大约为800~1200pa。

4、水膜(或水浴)除尘器阻力:

其阻力一般为1000~1200pa。

5、热风炉和换热器的阻力:

套筒式间接换热热风炉阻力大约为1800~2000pa。

列管式间接换热热风炉阻力大约为2800~3500pa,与串联的换热器组数成正比。

直燃式热风炉阻力大约为800~1200pa。

蒸汽换热器的阻力:每组换热器阻力大约为50~60pa,如采用十组串联,则阻力为500~600pa。

电加热器的阻力:每10kw的阻力为20~30pa,如功率为100kw,则阻力为200~300pa。

6、喷雾干燥塔阻力:大约为500pa左右。

7、旋转闪蒸干燥塔阻力:大约为2000~3000pa。

8、气流干燥管阻力:大约为1000pa左右。

9、振动流化床干燥机阻力:随床面上料层厚度变化,料层厚阻力大;反之,阻力小。一般阻力为600~1000pa。

九、送风风机的选用:

1、送风风机的风量确定:

送风风机的风量为:L送=1.05G/γ0 (m3/h)

G是热量衡算中得到的热风质量流量,γ0是环境空气温度下的空气密度,计算公式为:γ0=273×1.293/(273+t0)

2、送风风机的风压确定:

送风风机的风压由热源种类和干燥机种类来决定。

(1)、喷雾干燥机:

热源为套筒间接换热热风炉,送风风机的风压应在2500pa左右,可选用4-72,4-79和9-26型号的风机。

热源为列管间接换热热风炉,送风风机的风压应在4000pa左右,可选用9-19和9-26型号的风机。

热源为蒸汽,导热油,过热蒸汽和电加热换热器,送风风机的风压应在2000pa左右,可选用4-72和4-79型号的风机。

(2)、旋转闪蒸干燥机:

热源为套筒间接换热热风炉,送风风机的风压应在4500pa左右,可选用9-26和9-19型号的风机。

热源为列管间接换热热风炉,送风风机的风压应在5000pa以上,可选用9-19型号的风机。

热源为蒸汽,导热油,过热蒸汽和电加热换热器,送风风机的风压应在3000pa以上,可选用9-26型号的风机。

(3)、振动流化床干燥机:

热源为套筒间接换热热风炉,送风风机的风压应在3000pa左右,可选用9-26型号的风机。

热源为列管间接换热热风炉,送风风机的风压应在4000pa以上,可选用9-26和9-19型号的风机。

热源为蒸汽,导热油,过热蒸汽和电加热换热器,送风风机的风压应在1800pa左右,可选用4-72和4-79型号的风机。

3、送风风机的选型:

根据风量和风压,可以从风机手册中选用风机,尽量在第2到第5工作点上选用风机。

十、引风风机的选用:

1、引风风机的风量确定:

引风风机的风量为:L送=1.05G/γ2 (m3/h)

G是热量衡算中得到的热风质量流量,γ2是排风温度下的空气密度,计算公式为:γ2=273×1.293/(273+t2)

2、引风风机的风压确定:

引风风机的风压由气固分离的“级数”来确定。另外,由于排风温度一般多在80~100℃,而风机说明书上的风压是指温度为20℃时的风压,风机在80~100℃运行时风压比20℃时要小1.2~1.25倍。所以要将干燥器排风出口后的实际风压乘上1.25倍,用这个压力到风机说明书上找相应的风压。

(1)、一级气固分离:引风风机的风压为2500~3000pa,可选用4-72,4-79或9-26型风机。

(2)、二级气固分离:引风风机的风压为3500~4000pa,可选用9-26和9-19型风机,如风量特别大,可选用G4-73(或Y4-73)风机。

3、引风风机的选型:

根据风量和风压,可以从风机手册中选用风机,尽量在第2到第5工作点上选用风机。


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