振動(dòng)流化床畢業(yè)設(shè)計(jì)

摘要振動(dòng)流化床是一種成功的改型流化床，是在近幾十年里發(fā)展起來(lái)的一種新型干燥裝置。但是現(xiàn)在從設(shè)計(jì)到工藝還沒(méi)有一套成熟系統(tǒng)的理論和經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，它在干燥技術(shù)的發(fā)展中是一個(gè)非常有創(chuàng)造性的領(lǐng)域，在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域也有非常大的潛力。振動(dòng)流化床克服了傳統(tǒng)流化床的許多缺點(diǎn)，其應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷開(kāi)拓，應(yīng)用行業(yè)也由開(kāi)始時(shí)的的制藥，乳品等行業(yè)發(fā)展到輕工，化工，飲料，食品，礦業(yè)，飼料，化肥，種子等行業(yè)。本設(shè)計(jì)是一套用于二，振動(dòng)流化床的基本參數(shù)的確定第一節(jié)：生產(chǎn)能力計(jì)算已知物料名稱：銨鹽混合物，初選氯化銨（NH4C1）性質(zhì)：無(wú)色結(jié)晶或白色顆粒性粉末，是一種強(qiáng)電解質(zhì)，溶于水電離出鉉根離子和氯離子，銨氣和氯化氫化合生成氯化銨是會(huì)有白煙。無(wú)氣味。味咸涼而微苦。吸濕性小，但在潮濕的陰雨天氣也能吸潮結(jié)塊。粉狀氯化銨極易吸潮，濕銨尤甚，吸濕點(diǎn)一般在76%左右，當(dāng)空氣中相對(duì)濕度大于吸濕點(diǎn)時(shí)，氯化銨即產(chǎn)生吸潮現(xiàn)象，容易結(jié)塊。能升華（實(shí)際上是氯化鉉的分解和重新生成的過(guò)程）而無(wú)熔點(diǎn)。相對(duì)密度1.5274。折光率1.642。低毒，半數(shù)致死量（大鼠，經(jīng)口）1650mg/kg。有刺激性。加熱至350°C升華，沸點(diǎn)520°C。 易溶于水，微溶于乙醇，溶于液氨，不溶于丙酮和乙醚。鹽酸和氯化鈉能降低其在水中的溶解度，其水中溶解度在-13C時(shí)為20g（w/w），10C時(shí)為25g，33C時(shí)為30g，80C時(shí)為40g。有強(qiáng)吸熱性（即溶解時(shí)，降低溶液溫度）。加熱至100C時(shí)開(kāi)始顯著揮發(fā)，（不同于碘升華，該變化是化學(xué)變化）337.8C時(shí)離解為氨氣和氯化氫氣體，遇冷后又重新化合生成顆粒極小的氯化鉉而呈現(xiàn)為白色濃煙，不易下沉，也極不易再溶解于水。 水溶液的pH：因?yàn)樵谒须婋x出的銨根離子水解使溶液顯酸性，常溫下飽和氯化銨溶液PH值一般在5.6左右。25C時(shí)，1%為5.5，3%為5.1，10%為5.0。氯化銨本身可以作為鉍，銻的穩(wěn)定試劑（提供氯離子進(jìn)行配位，使用時(shí)將其化合物與氯化銨共溶于稀鹽酸中）。第一節(jié)生產(chǎn)能力計(jì)算初含水分2.3%，o01=2.3。終含水分0.5%，o02=0.5。產(chǎn)量G2=200kg/h進(jìn)風(fēng)溫度60-65（可調(diào)）初選60°C熱源：蒸汽設(shè)計(jì)合適的流化床干燥機(jī)器已知初始含濕量W1=2.3%，產(chǎn)品含濕量W2=0.5%1：求出處理量G1根據(jù)公式Gd=G（100-°01）=G（100-°02）100 100得出G]=203.6847kg/h取204Gd:絕干物料產(chǎn)量Gd=199kg/h第二節(jié)基本參數(shù)的確定干燥物料種類 氯化銨顆粒TOC\o"1-5"\h\z生產(chǎn)能力kg/h G1 204干燥前含水量％ W1 2.3干燥后含水量％ W2 0.5進(jìn)料溫度 °C 25根據(jù)《現(xiàn)代干燥技術(shù)》選定濕料堆積密度pbkg/m3 1500熱風(fēng)進(jìn)風(fēng)溫度ti °C 65空氣密度px kg/m3 1.180根據(jù)《現(xiàn)代干燥技術(shù)》選定流化速度um/s 0.4第三章振動(dòng)流化床干燥工藝計(jì)算第一節(jié)多孔板有效尺寸的確定多孔板有效長(zhǎng)度為L(zhǎng)，有效寬度為B，一般情況下B=(1/8—1/10)L由G]=60XL/T干XBXpbXH(3-1)T干一干燥時(shí)間，由于干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致毒性擴(kuò)散并且會(huì)對(duì)干燥設(shè)備造成腐蝕，因此干燥時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，取15min。H一靜床高度，取H=50mm。pb—濕料堆積密度，kg/m3204=60XL/15XBX1500X0.05取L=2.5得B=0.3取L=2.5B=0.3則干燥時(shí)間T干=16.5誤差為1.5min：在工程應(yīng)用領(lǐng)域可以被接受第二節(jié)：振動(dòng)流化床進(jìn)出風(fēng)量計(jì)算一進(jìn)風(fēng)量計(jì)算：進(jìn)風(fēng)溫度T進(jìn)=60°C空床氣速：u=0.4m/s則振動(dòng)流化床下箱體總進(jìn)風(fēng)量為：V60=uXLXB=0.4X2.5X0.3=0.3m3/s換成1atm,20°C時(shí)風(fēng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量：V20=V60X(273+20)/(273+T進(jìn)=0.264m3/s為了使風(fēng)量有一個(gè)調(diào)節(jié)裕度，應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量增加10%因此此風(fēng)機(jī)的風(fēng)量為V風(fēng)=1.1XV20=0.2904m3/s，取0.3m3/s換算為V風(fēng)=3600X0.3=1080m3/h二振動(dòng)流化床的排氣量物料干燥排除蒸汽體積濕物料生產(chǎn)能力G1=204kg/h干燥后銨鹽產(chǎn)量G2=200kg/h被干燥水分重量^W=G1—G2=4kg/h由［1］《傳熱學(xué)戴鍋生第二版》得60°C下飽和蒸汽的比容v=7.6804m3/kg則60°C下飽和蒸汽的的體積V60汽=AWXv=30.7216取V60汽=31m3/h排風(fēng)量計(jì)算排風(fēng)溫度為40°C，則振動(dòng)流化床的排風(fēng)量為V40=V風(fēng)X(273+40)/(273+20)+V60汽X(273+40)/(273+60)=1183m3/h引風(fēng)機(jī)的工作溫度為40°C,因此引風(fēng)量V弓|=V40=1183mVh=0.3286m3/s，取0.33m3/s第三節(jié)振動(dòng)流化床進(jìn)風(fēng)管和出風(fēng)管管徑計(jì)算一進(jìn)風(fēng)管管徑計(jì)算振動(dòng)流化床進(jìn)風(fēng)量V風(fēng)=0.3m3/s采用兩個(gè)進(jìn)風(fēng)管進(jìn)風(fēng)，則每個(gè)進(jìn)風(fēng)管進(jìn)風(fēng)量為V1=1/2V風(fēng)=0.15m3/s取D1=125mm，則進(jìn)風(fēng)管空氣流速v1=一1=12.3m/s—D2對(duì)于一般裝置中的管路，氣體在常壓管路中的流速范圍是10-20m/s,可見(jiàn)12.3m/s正好合適。所以選進(jìn)風(fēng)管為DN125標(biāo)準(zhǔn)管，尺寸為④125X8二出風(fēng)管管徑計(jì)算振動(dòng)流化床排氣量V40=0.33m3/s采用兩個(gè)排氣管，則每個(gè)排氣管的風(fēng)量為V2=1/2V40=0.165取D2=125mm，則出風(fēng)管空氣流速為v2=—^?—=13.53m/s4D2在合理范圍之內(nèi)，并且v2>v1,所以選擇管型為DN125標(biāo)準(zhǔn)管，尺寸為①125X8第四章振動(dòng)流化床設(shè)計(jì)（更傾向于機(jī)械工藝設(shè)計(jì)）第一節(jié)上箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第四節(jié)多孔板、編織網(wǎng)、拖網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分布板孔數(shù)高速的熱空氣流通過(guò)多孔板使物料在振動(dòng)流化床內(nèi)變成流化狀態(tài)，多孔板的開(kāi)孔率一般是3%-10%，現(xiàn)取5%。

分布板孔徑一般為1.5-2.0mm，這里取為2.0mm，則孔數(shù)為=119504x0.75x=119503.14x（0.002）2在分布板上篩孔按等邊三角形布置，空心距為={取t=0.008m兀（={取t=0.008m兀（0.002）2

2\'3x0.051}2=0.0085m二分布板的材料與結(jié)構(gòu)分布板結(jié)構(gòu)采用直流式分布，板的厚度一般取大一點(diǎn)要好，取8mm。板材料采用304不銹鋼，孔沖制而成，加工簡(jiǎn)單。為了不使物料從孔中掉落，在多孔板下面敷設(shè)編織網(wǎng)，同時(shí)在物料較多時(shí)不使多孔板發(fā)生凹陷變化，在編織網(wǎng)下設(shè)有托網(wǎng)，并用角鋼支撐。根據(jù)【4】《化工設(shè)計(jì)手冊(cè)》選定熱軋等邊角鋼，60X60X8第四節(jié)均風(fēng)板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于熱空氣流是由較高的速度進(jìn)入下箱體，而下箱體氣室的寬度不大，因此導(dǎo)致氣流分布不均勻，最后導(dǎo)致物料含濕量也不同，所以必須在下箱體設(shè)置均風(fēng)板。第五節(jié)下支座的設(shè)計(jì)（支座用來(lái)安放彈簧，必須考慮安全性與耐用程度）

第五章振動(dòng)流化床的設(shè)備選擇第一節(jié)加熱裝置的選擇一，熱風(fēng)爐加熱風(fēng)量的計(jì)算熱風(fēng)爐加熱風(fēng)量實(shí)際上就是振動(dòng)流化床在T進(jìn)=60°C時(shí)的進(jìn)風(fēng)量，即熱風(fēng)鍋爐的加熱風(fēng)量為V'60=V60=0.3m3/s二，提供熱量計(jì)算風(fēng)機(jī)風(fēng)量V風(fēng)=3600X0.3=1080m3/h查【1】有20°C的空氣密度為p=1.205kg/m3則空氣的質(zhì)量流量G=V風(fēng)Xp=1301.4kg/s考慮到可能出現(xiàn)較低溫度，將室溫降低到低于20°C的10°C來(lái)計(jì)算所需要提供的熱量是合理的，這樣選擇的熱風(fēng)爐有良好的適應(yīng)能力，。因此，平均溫度：10+10+602=35oC由【1】得35°C時(shí)，空氣的比熱容Cp=0.24kcal/kg-°C則熱風(fēng)爐所提供的熱量為Q2=GCp(t2-t1)=15616.8kcal/h三熱風(fēng)爐的選擇煙道氣間加熱裝置，它是將金屬做成各種類型，直接放入煙道式內(nèi)，依靠金屬壁來(lái)加熱空氣，根據(jù)《現(xiàn)代干燥技術(shù)》，現(xiàn)選擇熱風(fēng)爐參數(shù)如下：臺(tái)數(shù)：一臺(tái)熱風(fēng)爐數(shù)據(jù)型號(hào)：RFL15最大輸出熱量（104kcal/h）：15輸出風(fēng)量（m3/h）:12000?2160熱風(fēng)溫度（°C）：60~300耗煤量（kg/h）：30?45第二節(jié)旋風(fēng)分離器設(shè)計(jì)（可有可無(wú)，小規(guī)模生產(chǎn)可以不用）選用CLA/AX型旋風(fēng)分離器。查資料可知它的凈化能力170?42780m3/h一，氣體處理量旋風(fēng)分離器的氣體處理量Qx就是從振動(dòng)流化床中排出的氣體量V40，即Qx=V40=1080m3/h二，旋風(fēng)分離器直徑。氣體以15?20m/s的速度進(jìn)入旋風(fēng)分離器，所產(chǎn)生的離心力可以分離出小到5即的固體顆粒，因此初選進(jìn)口速度為f=14m/s則進(jìn)出口截面積F進(jìn)為F進(jìn)=——Q——=0.0214m23600x|1f又有進(jìn)氣口高度A=0.66DxB=0.26Dx所以有F進(jìn)=AB=0.172Dx2I F、“.貝0Dx=\：01：72=0.3527取旋風(fēng)分離器的直徑為0.3F進(jìn)2=0.172D2=0.0155ccQxf2=~6~^ =19.3548可見(jiàn)能滿足分離要求三，旋風(fēng)分離器尺寸選定A=0.66D=0.66X0.3=0.198B=0.26D=0.26X0.3=0.078D1=0.4D=0.12H1=2.26D=0.678H2=2.0D=0.6D2=0.3D=0.09S=0.8D=0.24第三節(jié)風(fēng)機(jī)的選擇本次設(shè)計(jì)的振動(dòng)流化床需要兩臺(tái)風(fēng)機(jī)，其中一臺(tái)作為供熱源，將振動(dòng)流化床所需要的空氣量送入熱風(fēng)爐，另一臺(tái)作為引風(fēng)用，將從旋風(fēng)分離器出來(lái)的氣體排掉。一，鼓風(fēng)機(jī)的選擇鼓風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量為1080m3/h，進(jìn)氣溫度為20°C。選擇深圳市三力基業(yè)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為型號(hào)DCSF12032S的離心鼓風(fēng)機(jī)，具體參數(shù)如下：功率：0.005（kw）材質(zhì)：塑料類型：離心式鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)壓力：低壓風(fēng)機(jī)升壓：0.25Kpa氣流方向：離心風(fēng)機(jī)適用范圍：機(jī)械風(fēng)量：2100（可調(diào)）性能：低噪音風(fēng)機(jī)用途：家電，生產(chǎn)重量：0.235kg二，引風(fēng)機(jī)的選擇鼓風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)量為1080m3/h。選擇深圳市三力基業(yè)電機(jī)有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為型號(hào)DCSF12032S的離心鼓風(fēng)機(jī)，具體參數(shù)如下：功率：0.005（kw）材質(zhì)：塑料類型：離心式鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)壓力：低壓風(fēng)機(jī)升壓：0.25Kpa氣流方向：離心風(fēng)機(jī)適用范圍：機(jī)械風(fēng)量：2100（可調(diào)）性能：低噪音風(fēng)機(jī)用途：家電，生產(chǎn)重量：0.235kg三，鼓風(fēng)機(jī)與引風(fēng)機(jī)選用件表四，壓頭校核旋風(fēng)分離器的壓頭損失△?=mmHO2在振動(dòng)流化床的壓頭損失為AP= mmH2O，另外在管路，閥門等處，在氣體通過(guò)時(shí)也存在壓頭損失，，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)，總壓頭損失為170mmHO。2鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)所能提供的壓頭總和為XP=250+250=500pa￡P(guān)=30mmH2O第四節(jié)空氣過(guò)濾器的選擇一，空氣流量的確定：空氣流量V風(fēng)=1500m3/h由于本身振動(dòng)流化床所需要的風(fēng)量就不大，因此一級(jí)高效空氣過(guò)濾器就可以了，高效空氣預(yù)熱器采用超細(xì)纖維玻璃紙，膠版紙，鋁膜等材料作為隔板與鋁合金，鐵框膠合而成。具有過(guò)濾率高，阻力低，容量大等特點(diǎn)，濾塵率達(dá)到了99.99%。高效空氣過(guò)濾器的基本參數(shù)如下型號(hào)：GK-15A風(fēng)量：1500m3/h初阻力：＜200pa容塵量：900g個(gè)數(shù)：16第四節(jié)物料輸送速度和流化床生產(chǎn)能力其中:V：物料輸送速度g：重力加速度8：振動(dòng)角f：驅(qū)動(dòng)頻率np：驅(qū)動(dòng)頻率n:物料系數(shù)C30x103機(jī)械指數(shù)K二—= =2.35￡G1300x981拋擲指數(shù)T=Ksi邱=2.35Xsin25=1.0查表得np=0.3取n=0.7則物料輸送v=0.7X981/2X0.32/16Xc