對流干燥技術(shù)講座提綱

對流干燥技術(shù)講座提綱一、 對流干燥特點(diǎn)與形式1、熱源是具有一定溫度的氣體（空氣或過熱蒸汽）;2、干燥過程是氣固二相流動中發(fā)生傳熱傳質(zhì)及流體參數(shù)變化的過程;3、氣流干燥、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥、流化床干燥、噴霧干燥、轉(zhuǎn)筒干燥、帶式干燥等;4、對流干燥可與傳導(dǎo)干燥、輻射干燥結(jié)合，形成組合干燥達(dá)到強(qiáng)化干燥目的;5、對流干燥的彈性系數(shù)較小;6、工藝與設(shè)備經(jīng)常是溶為一體，不可分家.二、 對流干燥系統(tǒng)的組成：熱源送風(fēng)—,干燥器—,氣固分離，產(chǎn)品回收 排風(fēng).t ;進(jìn)料器 （旋風(fēng)分離、袋濾、濕法等）三、 物料狀態(tài)及參數(shù)在對流干燥中的重要性：1、 物理狀態(tài)：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(fā)性溶剤等.2、 化學(xué)狀態(tài)：結(jié)晶水，自溶現(xiàn)象，分解熱，凝固熱（溫度）等.3、 獲取物料各種參數(shù)的方法：（1）自己的經(jīng)驗(yàn)（2）用戶提供的數(shù)據(jù)與資料（3）查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料（4）實(shí)驗(yàn)測試（5）建議公司建立通用的物料數(shù)據(jù)庫.4、 各種物料參數(shù)在對流干燥中的影響.四、 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.2、 熱量衡算：歐拉法與拉格朗日法.歐拉法要介聯(lián)立方程組（公司目前采用的方法);拉格朗日法只需一步一步作代數(shù)計算.歐拉法與拉格朗日法在數(shù)學(xué)上是相通的.拉格郎日法計算步驟:.蒸發(fā)水份熱量：Q1=W(595+0.45t2-lXto)水 2 0.物料升溫?zé)崃浚篞2=W(CX(1-3J+1X32)X(02-01)產(chǎn)s2221.外圍護(hù)熱損失：Q3=(0.15~0.2)X(Q1+Q2)q3=(60?100)kcal/kg熱風(fēng)質(zhì)量流量：G=(Q1+Q2+Q3)/(i1-i2'-0.1X0.24X(t2-t0))i1=(0.24+0.45d1)t1+595d1i2'=(0.24+0.45d1)t2+595d1'.干燥熱量：Q=GX(i]-i0)X1.1,i0=(0.24+0.45d0)t0+595d0.驗(yàn)算排風(fēng)含濕量：d2=d1+W/G,從空氣焓濕圖上找到相應(yīng)的濕2 1水球溫度t2,t2-t2=(20?50)°C.w22w23、熱量衡算中注意事項(xiàng)：(1)環(huán)境參數(shù)的確定，年平均氣溫和年平均空氣含濕量,冬季最低氣溫暖(2)干燥中及干燥完成后物料溫度的確定，物料的熱粘性和熱熔性(3)進(jìn)風(fēng)溫度與排風(fēng)溫度的確定(排風(fēng)溫度比料溫高10-20C，比相應(yīng)的濕球溫度高20-50C),排風(fēng)的含濕量驗(yàn)算(4)空氣焓濕圖的應(yīng)用(5)熱風(fēng)余量的選擇，驗(yàn)算冬季熱量是否滿足要求.五、物料的沉降速度在對流干燥中的重要性和求解的方法(u。)：1、基本公式(介析表達(dá)式)：在垂直管道中球形物料顆粒沉降速度介析表達(dá)式(通過受力平衡推導(dǎo))阻力系數(shù)是關(guān)鍵.u=((4d(P-p)/p)g/3CD)0.5ss D2、 不同流動區(qū)間(雷諾數(shù)不同)，阻力系數(shù)有不同的經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式得到不同的沉降速度計算式，推薦一套計算方法。(與實(shí)驗(yàn)得到的沉降速度的誤差在15?25%).先判斷粒徑處于什么流動區(qū)間:計算A=(p2/9(p-p)))”3;女口dW1.225A,u=d2(p-p)g/(18p);如0.915AWdW020.4A,u=1.195d((p-p)2/(pXp))1/3;女口20.4AWdW1100A,0u0=5.45(d(p-p)/p)0.53、 用數(shù)值計算方法求阻力系數(shù):阻力系數(shù)表達(dá)成雷諾數(shù)的多項(xiàng)式逼近，由計算機(jī)通過計算程序來求解誤差在5%左右.如0.915AWdsW20.4A,C=f(Re)=26.5(Re)n,TOC\o"1-5"\h\zd p pRe=dXu0/v,先設(shè)定一個u0,求出Re,n=工Ri(lnRe)i,ps0 0 p ipR=0.9178336,R=-0.0782583,R=2.89240X10-2,R=-9.547178X0 1 2 310-3,R4=1.347719X10-3,R5=-6.945255X10-5，求出計算的u0,與設(shè)定的u0比較,當(dāng)小于一定誤差,就認(rèn)為是所求.4．實(shí)驗(yàn)測定.5、 非球狀物料與非垂直管道中沉降速度的修正，圓柱體(1：D=1),k=1.27;圓柱體(1:D),k=1.66;半球體,k=1.76;菱形體,k=1.76;正方體,k=1.86;正方形板報,k=3.3;不規(guī)則球體,k=1.2;不規(guī)則橢圓體,k=1.1.斜管，-sinB;水平管：0=0。;垂直管：0=90o.6、 沉降速度在對流干燥中的重要性：(1)、流化床干燥器中流化速度的確定，u=(0。2-0。6)ut(2)、氣流干燥中等速段和加速段氣流速度的確定(在氣流干燥中介紹)；(3)、帶式干燥機(jī)中穿流速度的確定。六、脈沖氣流干燥器主要參數(shù)的計算：1、直管中氣流速度和管徑計算，U]〉3u,一般來說取g1tu=20m/s;D=(L/(uX0.7854X3600))0.52、脈沖管中氣流速度及管徑g11g1計算,D2=nD]n=(ui/u)0-5=(3)0-5=1.732,u2〉u; 3、傳熱系數(shù)計算，2 1,maxg1t g2t如ReV150,Nu=2+0.17Reo.7;R2150,Nu=0.62Reo.5,a=入XNu/dgp;4、干燥時間計算，t=3600Q/(aXSXAT),S=6G/(dXy) ;5、m ps干燥管長度計算,H=t(ug-ut),ug=(ug1+ug2)/2gtgg1g2七、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器主要參數(shù)的計算：1、 底部環(huán)隙速度：(1)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：25~45m/s,阻力：1800?3000Pa.(2)實(shí)驗(yàn)確定，調(diào)節(jié)環(huán)隙高度，觀察效果，測出壓降，由風(fēng)量計算出環(huán)隙速度。2、 空塔軸向速度：經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：3~5m/s,由物料粘結(jié)性和含水率來確定，由熱風(fēng)流量和空塔軸向速度來確定塔徑。3、 干燥塔高度的計算：經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：H=(2.5?4)D,視產(chǎn)品含水率不同而變化。4、 干燥塔排料口結(jié)構(gòu)：(1)淘析環(huán)(多個分級環(huán)),由揚(yáng)析速率來計算：E=9.34X10-4(u2/(gXdp))1.65XpXu(g/cm2?s),u一cm/s,dp—m,g一cm/s2,p一g/cm3;A=G/E(G一g/s),D=(A/0.7854)0.5; (2)葉輪分級(不同轉(zhuǎn)速)5．?dāng)嚢杵鬓D(zhuǎn)速：250-400r/min。6、幾種旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器的變形：（1） 氣流旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器，去掉攪拌器，中間進(jìn)入氣流干燥熱風(fēng)，u=3ut，大直徑旋轉(zhuǎn)閃蒸，D大于1000mm,非膏狀物料。（2）沖擊流旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器，在干燥塔中間，與旋轉(zhuǎn)氣流反方向,切向進(jìn)入二次熱風(fēng),產(chǎn)生沖擊流效果,強(qiáng)化干燥。（3）旋轉(zhuǎn)閃蒸煅燒器。（4）擴(kuò)大式旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器。八、噴霧干燥器主要參數(shù)的計算：1、 噴霧干燥器的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：（1）霧化器（2）熱風(fēng)分布器（3）噴霧塔的直徑與高度（4）排料方式。2、 霧化器：（1）離心霧化器（2）壓力霧化器：空心錐（順流）、實(shí)心錐（逆流或混合流）（3）氣流霧化器。3、 熱風(fēng)分布器：（1）離心噴霧熱風(fēng)分布器:熱風(fēng)均勻進(jìn)入環(huán)形通道（環(huán)形通道的等風(fēng)量送風(fēng)）；直流風(fēng)與旋轉(zhuǎn)風(fēng)相結(jié)合；離心熱風(fēng)分布器出口風(fēng)速（$10m/s）。（2）壓力與氣流噴霧熱風(fēng)分布器，孔板均風(fēng)（動壓與靜壓轉(zhuǎn)換達(dá)到均勻布風(fēng)）。4、 噴霧塔直徑（以離心噴霧為例）（1）霧滴噴距經(jīng)驗(yàn)計算公式（R99）0.9=3.46d0.3Gl0.25n-0.16,霧滴占總噴霧量99%,噴霧盤下0.9m處;（2）軸向風(fēng)速為0.15~0.2m/s（3）容積干燥強(qiáng)度的驗(yàn)算A=（t]+273）3.4287/（t2+273）3.34,Kg水/h,（4）容積干燥換熱量的驗(yàn)算，一般為15—30kcal/m3?h?°C,有經(jīng)驗(yàn)計算式：a=1.58X10-3(入?G/(p?A))?(1/d)i.6?(l/(u+u))0$,(kj/m3?h?°C)vllpga(5)無風(fēng)下霧滴飛行軌跡計算(6)計算流體力學(xué)(CFD)。5、噴霧塔高度：(以離心噴霧為例)H=(0.9~1.1)D九、進(jìn)料器1、 螺旋進(jìn)料器：(1)轉(zhuǎn)速：W50r/min,充分利用電磁調(diào)速電機(jī)容許轉(zhuǎn)速范圍來選用減速器型號(200?800r/min) (2)兩端軸承位置與密封位置的同軸度(3)適應(yīng)性(4)雙螺旋進(jìn)料器(5)幾種變化形式介紹。2、 閉風(fēng)進(jìn)料(排料器):(1)常規(guī)閉風(fēng)器的使用條件；(2)轉(zhuǎn)速：葉片端部的切向線速度限制；(3)葉輪與殼體之間的堵塞問題；(4)高溫物料軸承受熱問題。3、 組合進(jìn)料器4、 文丘里(噴射)進(jìn)料器。十、旋風(fēng)分離器1、 旋風(fēng)分離器的分類：下旋、外旋、內(nèi)旋、普通型、擴(kuò)散型、長錐型、旁路型。2、 旋風(fēng)分離器中各部份阻力分配,入口：70%；出口：20%；本體動壓損失：30%；灰斗：33%；邊壁磨擦損失：10%。3、 分離效果(產(chǎn)品回收率)的提高和根據(jù)具體情況進(jìn)行修正:(1)提高進(jìn)口風(fēng)速,18?23m/s (2)直段,錐段加長(3)產(chǎn)品出口處的密封,漏風(fēng)量為1%時,除塵效率降低5%,5% 50%,15% 極低（4）縮小排風(fēng)口徑。4、進(jìn)入旋風(fēng)分離器固體濃度的限制：粉塵粘度較小時：直徑（mm） 800 600 400 200 100 60 40濃度（g/m3） 400 300 200 150 60 40 205、制作旋風(fēng)分離器的工藝要求：同軸度，內(nèi)部光滑，入口管道上安裝安全防爆閥門。十一、布袋除塵器或濕法除塵器1、布袋除塵器過濾風(fēng)速的確定和過濾面積的確定;2、濾布的選用;3、脈沖時間與脈沖間隔時間的確定，脈沖時間：0。7Mpa---0。1?0。12s,0。6Mpa---0。15?0。17s,O。5Mpa---0。17?0。2s；脈沖間隔時間：20~60s;4、壓縮空氣需求量計算，見《除塵設(shè)備》p。141?p。142;5、比重小粒徑小粒塵的回收：分室脈沖布袋或兩個袋濾器的交叉切換;6、濾袋清洗的正確方法;7、濕法除塵器的使用條件與選用。8。每個電磁閥可帶6-8個噴吹管。十二、干燥系統(tǒng)壓降計算：1、 熱風(fēng)爐壓降（△P=（900?1200）X換熱段數(shù)量，Pa）或熱交換器壓降（△P=（40~80）X換熱器組數(shù)，Pa）,2、干燥器壓降:閃蒸2000?3200Pa;噴霧?500Pa;氣流按熱風(fēng)管道流動計算， 3、旋風(fēng)分離器壓降（800?1300Pa）4、布袋除塵器壓降（1000?1500Pa）5、濕法除塵器壓降，文丘里除塵器， 1500?3000Pa;其他1000?1500Pa，6、管道壓降：沿程阻力,△P1=A?v2?y?L/（2d）Pa,入為管道內(nèi)表面磨擦阻力系數(shù)，由流動狀態(tài)和內(nèi)表面光滑程度決定,一般取保0.03~0.06.局部阻力,△P2=g(v2?Y/2),g為局部阻力系數(shù),可查表,但應(yīng)該把查表值X1.2，因?yàn)椴楸碇凳窃趯?shí)驗(yàn)理想工況得出的.7.干燥系統(tǒng)正負(fù)壓平衡點(diǎn)的估計.十三、風(fēng)機(jī)1、離心風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)：(1)容積式送風(fēng)機(jī)械，進(jìn)口處的容積流量不隨溫度而變化，系統(tǒng)的流量與壓力隨系統(tǒng)的阻力特性而自動平衡，P=f(Q)=SXQ2；(2)離心通風(fēng)機(jī)即可作引風(fēng)機(jī)也可作鼓風(fēng)機(jī)。2、風(fēng)機(jī)性能通風(fēng)機(jī)全壓=出口截面總壓-進(jìn)口截面總壓,Ptf=(Psf2+P2.V22/2)-(Psfl+P1.Vi2/2)；通風(fēng)機(jī)動壓Pdf=P2XV22/2；通風(fēng)機(jī)靜壓Pf=Pf-Pdf=(Pf2-Pfi)-piXvi2/2,如從大氣進(jìn)氣，絕對sftfdfsf2sf11 1壓力,Psfi=101325Pa湘對壓力,PSfi=0-通風(fēng)機(jī)空氣進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：101325Pa,20°C,50%相對濕度；煙氣標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：0C,煙氣工作狀態(tài)溫度：200C.(i)性能表中的壓力是全壓(由動壓和靜壓組成)，動壓是排風(fēng)口所具有的，動壓是保證風(fēng)量的重要條件，是不能作為克服阻力的，要了解風(fēng)機(jī)每個工作點(diǎn)上動壓占全壓的比例，才能得到克服阻力的靜壓是多少。(2)風(fēng)機(jī)性能曲線中第1至第4工作點(diǎn)的線性較好，變化均勻建議采用。(3)轉(zhuǎn)速與風(fēng)量、風(fēng)壓及功率的關(guān)系,Q1/Q2=n1/n2;P1/P2=(n1/n2)2;N1/N2=(n1/n2)3(4)風(fēng)壓、功率與氣體溫度(或氣體密度)的關(guān)系:P]/P2=P]/pN1/N2=P1/P2；P1/P2=(273+ti)/(273+t2)3、風(fēng)機(jī)選用的方法：(1)根據(jù)通過風(fēng)機(jī)的氣體溫度,修改風(fēng)機(jī)說明書中的全壓和內(nèi)功率參數(shù);(2)求出使用工況下各個工作點(diǎn)的靜壓頭：如有全壓系數(shù)屮和動壓系數(shù)屮D,則可用近似的方法(不考慮壓縮性)求出靜壓，Psf=Ptf(1-屮D/屮).(3)修改后的風(fēng)機(jī)全壓要等于系統(tǒng)阻力壓降X1.25,或求出的風(fēng)機(jī)靜壓等于系統(tǒng)阻