单层卷筒化床干燥器课程设计.docVIP

四川大学化工原理课程设计 题目： 单层圆筒形流化床干燥器的设计 学院： 化学工程学院 专业: 过程装备与控制工程 设计者： 学号： 指导老师： 联系电话： 概述 1.干燥原理 干燥通常是指将热量加于湿物料并排除挥发湿份（大多数情况下是水），而获得一定湿含量固体产品的过程。湿份以松散的化学结合或以液态溶液存在于固体中，或积集在固体的毛细微机构中。 外部条件控制的干燥过程 在干燥过程中基本的外部变量为温度、湿度、空气的流速和方向、物料的物理形态、搅动状况，以及在干燥操作时干燥器的持料方法。外部干燥条件在干燥的初始阶段，因为物料表面的水分以蒸汽的形式通过物料表面的气膜向周围扩散，这种传质过程伴随传热进行，故强化传热便可加速干燥。但在某些情况下，应对干燥速率加以控制，采用相对湿度较高的空气，既保持较高的干燥速率又防止出现质量缺陷。 内部条件控制的干燥过程 在物料表面没有充足的自由水分时，热量传至湿物料后，物料就开始升温并在其内部形成温度梯度，使热量从外部传入内部，而湿份从物料内部向表面迁移，这种过程的机理因物料结构特征而异。在临界湿含量出现至物料干燥到很低的最终湿含量时，内部湿份迁移成为控制因素，了解湿份的这种内部迁移是很重要的。一些外部可变量，如空气用量，通常会提高表面蒸发速率。对内部条件控制的干燥过程，其强化手段是有限的，在允许的条件下，减小物料的尺寸，以降低湿份的扩散阻力是很有效的。 2.几种常见的干燥器 （1）气体干燥器 干燥速度快，气固并流操作，干燥时间短；另外结构简单，设备投资少，占地面积小，操作方便，性能稳固，维修量小。缺点：物料停留时间很短，气流干燥器只适合干燥非结合水，不适合于结合水分的干燥；由于颗粒之间以及颗粒和器壁之间的碰撞和摩擦，不适合于干燥晶形等不允许破坏的物料；气固两相分离的任务很重，固体产品的放空损失较大，粉料排空对环境造成一定污染；气固两相的接触时间短，两相间的传热不充分，气体放空时的温度较高，热疗率较低；此外气体通过干燥系统的流动阻力较大，风机的动力消耗较高，因而气流干燥器的能量消耗较高。 （2）转筒干燥器 机械化程度高，生产能力较大，干燥介质通过转筒的阻力较小，对物料的适应性较强，操作稳定，运行费用低。但是装置比较笨重，金属耗材多，传动机构复杂，维修量较大，设备投资高，占地大。 （3）喷雾干燥器 干燥速度快，干燥时间短，特别适合热敏性物料的干燥。但是它的体积传热系数很低，水分汽化强度小，因而干燥器体积庞大，热效率低，动力消耗大。 （4）厢式干燥器 可以用于各种物料的干燥，但其热效率低，产品质量不均匀，主要用于小规模多品种、干燥条件变动大的场合。 （5）流化床干燥器 优点：床层温度均匀，体积传热系数大（2300~7000W /m3·℃）。生产能力大，可在小装置中处理大量的物料；物料干燥速度大，在干燥器中停留时间短，所以适用于某些热敏性物料的干燥；物料在床内的停留时间可根据工艺要求任意调节，故对难干燥或要求干燥产品含湿量低的过程非常适用；设备结构简单，造价低，可动部件少，便于制造、操作和维修；在同一设备内，既可进行连续操作，又可进行间歇操作。 缺点：床层内物料返混严重，对单级式连续干燥器，物料在设备内停留时间不均匀，有可能使部分未干燥的物料随着产品一起排出床层外；一般不适用于易粘结或结块、含湿量过高物料的干燥，因为容易发生物料粘结到设备壁面上或堵床现象；对被干燥物料的粒度有一定限制，一般要求不小于30(m、不大于6mm。；对产品外观要求严格的物料不宜采用。干燥贵重和有毒的物料时，对回收装量要求苛刻。 3.单层圆筒形流化床干燥器 连续操作的单层流化床干燥器可用于初步干燥大量的物料，特别适用于表面水分的干燥。然而，为了获得均匀的干燥产品，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。在内部迁移控制干燥阶段，从流化床排出的气体温度较高，干燥产品带出的显热也较大，故干燥器的热效率很低。（后面补充些关于流化态理论的介绍见参考书） 二.课程设计任务书 1.设计任务 设计一台单层圆筒形流化床干燥器，用于干燥某粒状药品，将其含水量从12%干燥至0.5%（以上均为湿基），产量为500kg/h. 2.干燥条件 （1）干燥介质：空气。其初始温度和湿度根据成都地区的气候条件来选定。进干燥器温度为t1=120℃. (2)物料进口温度：θ1=20℃. （3）热源：饱和蒸汽，压力自选400kPa. (4)操作压力：常压； （5）厂址：自选。 三．基础数据 (1)被干燥物料：颗粒密度ρs=2000kg/m3,堆积密度ρb=1100kg/m3,绝干物料比热Cs