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          干燥設備內容
          對流干燥技術方案簡介--科達干燥
          作者:顧志軍 | 原創 來源:常州干燥機 | 時間2013年8月21日

          對流干燥技術方案簡介

          一、 對流干燥系統的組成:

          熱源送風       干燥器       氣固分離,產品回收       排風.

          進料器                (旋風分離、袋濾、濕法等)

          二、 對流干燥技術方案中要了解的物料狀態及參數:

          1、物理狀態:粒徑,粘度,堆積密度,真密度,熱熔性,熱粘性(溫度),物料中液體的組分——水或揮發性溶剤等.

          2、化學狀態:結晶水,自溶現象,分解熱,凝固熱(溫度)等.

          3、獲取物料各種參數的方法:

          (1)自己的經驗(2)用戶提供的數據與資料(3)查閱相關文獻資料(4)實驗測試 

          4、技術方案中要確定的參數:

          (1).原料處理量W原(換算成kg/h)或產品的產量W產(換算成kg/h);原料濕基含水率ω1,產品濕基含水率ω2,均由用戶給出。

          (2).干燥進風溫度t1,干燥排風溫度t2,均由用戶給出;環境溫度t0,環境空氣含濕量d0(單位是kg水/kg干空氣),應該查氣象資料得到,在沒有氣象資料的情況下可采用以下的參考數據:東北和西北地區:t0=10℃,d0=0.008kg水/kg干空氣,黃河,長江地區: t0=15℃,d0=0.01kg水/kg干空氣,南方地區: t0=20℃,d0=0.011kg水/kg干空氣。

          (3).原料溫度由用戶給出,在沒有給出的情況下,原料溫度于環境溫度,即θ1=t0,產品溫度比排風溫度低15℃,即θ2=(t2-15)℃。

          (4).干燥進風含濕量d1: 間接換熱時,d1=d0,直燃熱風爐時,d1=0.025kg水/kg干空氣。

          三、對流干燥中物料衡算與熱量衡算: 

          1、物料衡算:一般提供濕基含水率來計算.

          (1).已知原料處理量W原,則W水=W原×(ω1-ω2)/(1-ω2)

          (2). 已知產量W產,則W水=W產×(ω1-ω2)/(1-ω1)

          2、熱量衡算:

          計算步驟:

          (1).蒸發水份熱量:  Q1=W水(595+0.45t2-1×t0)         (kcal/h)

          (2).物料升溫熱量:  Q2=W產(Cs×(1-ω2)+1×ω2)×(θ2-θ1) (kcal/h)

            Cs為絕干產品(不含水份)的比熱,一般取Cs=0.4kcal/kg·℃

          (3).外圍護熱損失:  Q3=(0.15~0.2)×(Q1+Q2)            (kcal/h)

              用蒸發1公斤水的外圍護熱損失來驗算: q3=(60~100) kcal/kg水

          (4)熱風質量流量:  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).計算條件下干燥所需的熱量:  Q干1=G×(i1-i0)       (kcal/h)

                      i1-i0=(0.24+0.45d1)×(t1-t0)             (kcal/kg)

          (6).驗算排風含濕量: d2=d1+W水/G ,從空氣焓濕圖上找到相應的濕球溫度tw2,  t2-tw2=(20~50) ℃。

          3、熱源的熱量計算:

          (1).冬季條件下干燥所需熱量:  Q干2=K1×Q干1         (kcal/h)

          在不同地區,K1取不同值,東北和西北地區: K1=1.15;黃河,長江地區: K1=1.10;南方地區: K1=1.05。

          (2).熱源應具有的供熱能力或能源消耗:

          飽和蒸汽熱交換器應具有的供熱能力 : Q=Q干2/0.95    (kcal/h)

          飽和蒸汽消耗量:M=Q/600                (kg/h)

          電加熱器應具有的供熱能力 : Q=Q干2/0.95;            (kcal/h)

          電加熱器所需電功率: N=0.0012Q           (kw)

          直燃式燃煤熱風爐耗煤量: M=Q干2/(5500×0.9)(kg/h)

          直燃式天然氣熱風爐耗氣量: M=Q干2/(8500×0.9)(Nm3/h)

          直燃式燃油熱風爐耗油量: M=Q干2/(10200×0.9)(kg/h)

          間接式燃煤熱風爐耗煤量: M=Q干2/(5500×0.7)(kg/h)

          間接式天然氣熱風爐耗氣量: M=Q干2/(8500×0.75)(Nm3/h)

          間接式燃油熱風爐耗油量: M=Q干2/(10200×0.75)(kg/h)

          四、旋轉閃蒸干燥器主要參數的計算:

          1、干燥塔內熱風平均體積流量計算:

          t1溫度時熱風密度:γ1=273×1.293/(273+t1), t2溫度時熱風密度:

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

          干燥塔內熱風平均體積流量: Lp=G/γp         (m3/h)

          2、空塔軸向速度u0:經驗數據, u0 =3~5 m/s,由原料粘結性和含水率來確定, 原料粘結性大和含水率高,u0取大值;反之,取小值。

          3、干燥塔直徑計算:D=(Lp/(3600×0.7854×u0)0.5

          4、干燥塔高度計算:經驗數據:H=(2.5~4)D,視產品含水率不同而變化, 產品含水率高,取大值;反之取小值。

          五、噴霧干燥器主要參數的計算:

          (一)離心噴霧塔計算:

          1、噴霧塔直徑:

          (1).霧滴噴距計算公式  :

          R=3.46 d0.3 ×W原0.25× n-0.16 

          d:霧化盤直徑,(m),W原:原料液供給量(kg/h),n:霧化盤轉速(r/min)

          (2).噴霧塔直徑:

              D=(0.9~1.1)×2R

               2R前系數的取值: 產品有熱粘性的,取大值; 產品無熱粘性的,取小值。

          2、噴霧塔高度:

          直段高度:H1=(0.9~1.1)D

          D前系數的取值: 產品含水率高,取大值; 產品含水率低,取小值。

          底錐角取值:一般取α=60°,當產品不易流動時,α=50~55°,

              則錐段高度:H2=D/(2×tg(90°-α/2))

              3、離心噴霧干燥塔直段的熱風平均風速u0=0.15~0.3m/s,以此來驗算噴霧塔尺寸合理性的。

           (二)、壓力噴霧塔計算:

               1.平均風速的取值:u0=0.3~0.45m/s, 產品有熱粘性,取大值;反之,取小值。

               2.干燥塔直徑計算:

          D=(Lp/(3600×0.7854×u0)0.5

               3.干燥塔高度計算:

               直段高度:H1=(3~5)D

           D前系數的取值: 產品含水率高,取大值; 產品含水率低,取小值。

               錐段高度計算與離心噴霧相同。

          六、旋風分離器:

          1、旋風分離器進口風量計算:

           Lj= G/γ2 ,γ2是排風溫度下的空氣密度,前面已計算過。

          2、旋風分離器進口風速確定:一般來說進口風速?。簎j=16~23m/s,

            產品密度小,粒徑細,uj應取大值;反之,uj應取小值。

          3、旋風分離器選用:

            根據進口風速和進風量,查閱旋風分離器產品規格表,找到合適的型號。

          七、布袋除塵器:

          1、布袋除塵器過濾風量的確定:

             Lj= G/γ2 ,γ2是排風溫度下的空氣密度,前面已計算過。

          2、布袋除塵器過濾風速的確定:

          過濾風速一般和產品粉塵的物性,使用條件,溫度條件,粉塵粒度,粉塵濃度和布袋除塵器中的壓力有關。

          在干燥系統中,布袋除塵器過濾風速一般取ug=1~2m/min,如產品密度小,粒徑細,可以取ug=0.8m/min。如果密度特別小,粒徑也特別小時,在一個布袋除塵器中同時過濾和清灰,產品粉塵沉降不下來,此時需要采用“離線清灰”方式,既一個布袋除塵器過濾,另一個布袋除塵器清灰,經過一段時間粉塵就可以沉降下來。采用這種方法,過濾風速可以取ug=2~3m/min。

          3、布袋除塵器過濾面積的確定:

              布袋除塵器過濾面積:F=Lg/(60×ug)       (m2)

          根據過濾面積,查閱布袋除塵器手冊來選型,或作非標設計。

          八、干燥系統阻力估算:

             1、連結風管阻力:

                連結風管阻力由連結管的長度和彎頭數量決定。長度大彎頭多,則阻力大;反之,阻力小。一般可估算連結風管阻力為800~1000pa。

             2、旋風分離器阻力:

                XLT和長錐旋風分離器的阻力為800~1200pa,擴散式旋風分離器的阻力為1200~1500pa。

             3、布袋除塵器阻力:

                布袋除塵器的阻力由濾布種類和過濾風速決定。濾布緊密(如涂膜針刺呢),過濾風速高,則阻力大,大約為1200~1500pa;反之,阻力小,大約為800~1200pa。

             4、水膜(或水?。┏龎m器阻力:

                其阻力一般為1000~1200pa。

             5、熱風爐和換熱器的阻力:

               套筒式間接換熱熱風爐阻力大約為1800~2000pa。

               列管式間接換熱熱風爐阻力大約為2800~3500pa,與串聯的換熱器組數成正比。

               直燃式熱風爐阻力大約為800~1200pa。

               蒸汽換熱器的阻力:每組換熱器阻力大約為50~60pa,如采用十組串聯,則阻力為500~600pa。

               電加熱器的阻力:每10kw的阻力為20~30pa,如功率為100kw,則阻力為200~300pa。

             6、噴霧干燥塔阻力:大約為500pa左右。

             7、旋轉閃蒸干燥塔阻力:大約為2000~3000pa。

             8、氣流干燥管阻力:大約為1000pa左右。

             9、振動流化床干燥機阻力:隨床面上料層厚度變化,料層厚阻力大;反之,阻力小。一般阻力為600~1000pa。

          九、送風風機的選用:

          1、送風風機的風量確定:

          送風風機的風量為:L送=1.05G/γ0            (m3/h)

           G是熱量衡算中得到的熱風質量流量,γ0是環境空氣溫度下的空氣密度,計算公式為:γ0=273×1.293/(273+t0)

          2、送風風機的風壓確定:

           送風風機的風壓由熱源種類和干燥機種類來決定。

          (1)、噴霧干燥機:

            熱源為套筒間接換熱熱風爐,送風風機的風壓應在2500pa左右,可選用4-72,4-79和9-26型號的風機。

            熱源為列管間接換熱熱風爐,送風風機的風壓應在4000pa左右,可選用9-19和9-26型號的風機。

            熱源為蒸汽,導熱油,過熱蒸汽和電加熱換熱器,送風風機的風壓應在2000pa左右,可選用4-72和4-79型號的風機。

          (2)、旋轉閃蒸干燥機:

             熱源為套筒間接換熱熱風爐,送風風機的風壓應在4500pa左右,可選用9-26和9-19型號的風機。

            熱源為列管間接換熱熱風爐,送風風機的風壓應在5000pa以上,可選用9-19型號的風機。

            熱源為蒸汽,導熱油,過熱蒸汽和電加熱換熱器,送風風機的風壓應在3000pa以上,可選用9-26型號的風機。

          (3)、振動流化床干燥機:

          熱源為套筒間接換熱熱風爐,送風風機的風壓應在3000pa左右,可選用9-26型號的風機。

            熱源為列管間接換熱熱風爐,送風風機的風壓應在4000pa以上,可選用9-26和9-19型號的風機。

            熱源為蒸汽,導熱油,過熱蒸汽和電加熱換熱器,送風風機的風壓應在1800pa左右,可選用4-72和4-79型號的風機。

          3、送風風機的選型:

            根據風量和風壓,可以從風機手冊中選用風機,盡量在第2到第5工作點上選用風機。

          十、引風風機的選用:

          1、引風風機的風量確定:

          引風風機的風量為:L送=1.05G/γ2           (m3/h)

           G是熱量衡算中得到的熱風質量流量,γ2是排風溫度下的空氣密度,計算公式為:γ2=273×1.293/(273+t2)

           2、引風風機的風壓確定:

          引風風機的風壓由氣固分離的“級數”來確定。另外,由于排風溫度一般多在80~100℃,而風機說明書上的風壓是指溫度為20℃時的風壓,風機在80~100℃運行時風壓比20℃時要小1.2~1.25倍。所以要將干燥器排風出口后的實際風壓乘上1.25倍,用這個壓力到風機說明書上找相應的風壓。

          (1)、一級氣固分離:引風風機的風壓為2500~3000pa,可選用4-72,4-79或9-26型風機。

          (2)、二級氣固分離:引風風機的風壓為3500~4000pa,可選用9-26和9-19型風機,如風量特別大,可選用G4-73(或Y4-73)風機。

          3、引風風機的選型:

            根據風量和風壓,可以從風機手冊中選用風機,盡量在第2到第5工作點上選用風機。

          【全文完】

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