臥式多室流化床說明書

1、第一章 緒論 第一節(jié) 干燥簡介一、 干燥技術(shù)在人類的生產(chǎn)和生活中，經(jīng)常遇見需要把一種物體的濕分除去的情況。這種物體可能是固態(tài)，還可能是氣態(tài)或液態(tài)。而濕分在大多數(shù)情況下是水分，當(dāng)然還可能是其他的成分，例如無機酸、有機溶劑等。這種除去物體濕分的過程就稱為“除濕”。人們根據(jù)原理的不同，將除濕方法分為蒸發(fā)、機械脫水和干燥等。一般情況下干燥去濕又稱為熱物理法，干燥就是利用熱能使?jié)裎锪现械臐穹?水分或其他溶劑)汽化，水汽或蒸汽經(jīng)氣流帶走或由真空泵將其抽出除去，而獲得固體產(chǎn)品的操作過程1。干燥過程通常伴隨著熱量傳遞、質(zhì)量傳遞、動量傳遞和相變等。一般情況下，物料干燥過程可以分為三個階段。第一階段為物料預(yù)熱階段

2、，亦初始階段，在此期間主要是對濕物料進行預(yù)熱,同時也有少量濕分汽化, 物料的溫度很快升到近似等于濕球溫度； 第二階段為恒速干燥階段, 此階段主要特征是熱空氣傳給物料的熱量全部用來汽化濕分, 物料表面溫度一直保持不變, 濕分則按一定速率汽化。這個階段主要是受外部影響，例如空氣的參數(shù)和物料與空氣的接觸情況； 第三階段為降速干燥階段, 此時物料的干燥速率由內(nèi)部擴散過程控制,熱空氣所提供的熱量只有一小部分用來汽化濕分, 而大部分則用來加熱物料, 使物料表面溫度上升, 但是干燥速率則逐步降低, 直至達到平衡含濕量為止。這個階段主要是受物料的性質(zhì)與自身的結(jié)構(gòu)的影響2。二、干燥設(shè)備隨著工農(nóng)業(yè)的迅猛發(fā)展, 干

3、燥設(shè)備工業(yè)正不斷成熟和壯大, 成為機械工業(yè)中一個具有蓬勃生機的新興行業(yè)。需進行干燥的既有數(shù)千萬噸的大批量物料, 也有年產(chǎn)僅幾十公斤的貴重物品； 因而既有一些大型干燥設(shè)備以適應(yīng)獨特的工藝要求和生產(chǎn)能力, 又有一些中小型通用干燥設(shè)備。干燥設(shè)備廣泛應(yīng)用于化工、建材、食品、藥物及生化等行業(yè)3。干燥設(shè)備的種類繁多, 根據(jù)操作壓力、操作方式、傳熱原理、加熱方式、構(gòu)造等的不同可以將干燥設(shè)備歸于不同的類別。按操作壓力可以分為常壓式和真空式兩類； 按操作方式可分為間歇操作和連續(xù)操作兩類； 按傳熱原理可分為傳導(dǎo)加熱式、對流加熱式、輻射傳熱式和高頻加熱式等幾類； 按加熱方式可分為直接加熱式和間接加熱式兩類； 按構(gòu)造

4、可以分為噴霧干燥器、流化床干燥器、氣流干燥器、槳式干燥器、箱式干燥器及旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器等4。三、 我國干燥設(shè)備的特點我國干燥設(shè)備的生產(chǎn)基本上是小規(guī)模的,不能形成較大的批量, 技術(shù)含量低, 成熟機型不多, 在干燥工藝、生產(chǎn)能力、能源種類及測控技術(shù)等方面比較落后, 且主要是以傳統(tǒng)的加熱方式進行干燥, 即依靠熱力通過傳導(dǎo)、熱對流和熱輻射等途徑對物料進行加熱, 這種由表及里的干燥過程延長了干燥時間, 影響了物料的品質(zhì)4。四、 干燥設(shè)備的發(fā)展趨勢(1) 干燥設(shè)備向大型化、連續(xù)化、封閉化的方向發(fā)展。所謂大型化, 就是提高設(shè)備的水分蒸發(fā)量, 這樣有利于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定, 降低能耗, 提高干燥熱效率, 設(shè)備造價、

5、廠房費用、設(shè)備運轉(zhuǎn)費用都較經(jīng)濟5；(2) 進一步開發(fā)膏糊狀物料干燥設(shè)備, 對物料的性質(zhì)及其輸送、干燥規(guī)律進行探索, 從而更有效地解決這類物料的干燥；(3) 針對物料的熱敏性, 開發(fā)真空干燥等低溫干燥設(shè)備, 保證低熔點物料在干燥過程中不變質(zhì)；(4) 研制開發(fā)新的多功能設(shè)備,集過濾、干燥、粉碎等單元操作于一機, 簡化操作程序；(5) 設(shè)備制造廠進行設(shè)備的系列化設(shè)計和計算機輔助設(shè)計,對系統(tǒng)進一步優(yōu)化,使之發(fā)揮更大作用；(6) 加強理論研究和物料試驗,不斷推出新設(shè)備,以推動干燥生產(chǎn)的發(fā)展4。第二節(jié) 干燥器的選擇6干燥器的選擇要考慮許多條件，受眾多因素的制約，對于干燥器的選擇既有科學(xué)性又有藝術(shù)性。過去，

6、干燥器的選擇主要是靠經(jīng)驗或者是產(chǎn)品的通用性來決定的。而近年來，由于干燥技術(shù)的發(fā)展，給設(shè)備的選擇也帶來了更多的復(fù)雜因素。干燥設(shè)備的設(shè)計、制造或是選用者常常弄不清楚如何選擇合適的干燥設(shè)備。又由于干燥設(shè)備的推銷者或提供實驗數(shù)據(jù)，實驗范圍及技術(shù)方面的資料不一定獲得滿意的結(jié)果，因此，必須制造各種不同的實驗設(shè)備，做出大量的實驗，才能選擇合適的設(shè)備。應(yīng)該強調(diào)的是，在特定的生產(chǎn)運行狀態(tài)中，有可能有很多適宜的干燥機。人們必須知道，在特定的工作狀態(tài)中，沒有一個嚴(yán)格的規(guī)定出最佳干燥設(shè)備，但每一種產(chǎn)品都有自己獨特的生產(chǎn)方式和干燥條件。干燥器的選擇，實質(zhì)是干燥裝置如何滿足被干燥物料在干燥過程中各階段的要求，并盡量提高干

7、燥過程中的熱效率。因此，首先要對被干燥物料與干燥有關(guān)性狀和要求的了解，同時將已有干燥器進行對比，分析干燥器的主要原理及能否與之相適應(yīng)。結(jié)合投資、產(chǎn)品質(zhì)量、操作、運轉(zhuǎn)費用及維修等權(quán)衡比較，擇其優(yōu)點最多者。在干燥裝置的選擇時除裝置本身的適應(yīng)性外，還要綜合考慮材料的物理特性、附屬機器、輔助材料、公害及經(jīng)費（設(shè)備費、運轉(zhuǎn)費等），選擇合適的附屬設(shè)備，最后通過實驗確定總結(jié)起來對干燥器的選擇應(yīng)注意以下指示：1) 生產(chǎn)能力、型式（間歇、半連續(xù)、連續(xù)）；2) 初始，終端含濕量；3) 顆粒規(guī)格，尺寸分布（固體顆粒）；4) 干燥能動性、減吸作用；5) 最佳期工作溫度；6) 易爆性（蒸汽/空氣、塵/氣）；7) 毒性（

8、有關(guān)部位）；8) 干燥介質(zhì)（指對流干燥時用空氣、蒸汽、惰性介質(zhì)等）；9) 腐蝕狀況；10) 物理化學(xué)數(shù)據(jù)；11) 物理處理特性；12) 環(huán)境和安全規(guī)定；13) 占地面積要求；14) 干燥能源消耗；15) 是否需要后加工（在一格連續(xù)單元中，冷卻、凝結(jié)、包衣、包裝等）；16) 以往經(jīng)驗（一般對新型干燥器是不適用的）；17) 熱回收要求（能耗）；18) 預(yù)處理要求（成丸、離心、真空滲透）；19) 物料研磨特性；20) 介質(zhì)種類（惰性介質(zhì)、貧氧介質(zhì)、蒸汽或空氣）。實際中選擇干燥設(shè)備時，可以參考以上要求，但一般要根據(jù)實際情況選擇要滿足的重點。第三節(jié) 流態(tài)化介紹一、 流態(tài)化的定義什么叫流態(tài)化？簡而言之，就

9、是利用流體（氣體或液體）對固體顆粒的作用，將通常處于相對靜止的顆粒物料轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸后w屬性的運動狀態(tài)，使許多物理或化學(xué)過程更為有效的進行。由廣義而言，流態(tài)化技術(shù)是研究不同工藝過程中氣固、液固、氣液固相態(tài)之間相對運動，混合、離析、接觸、傳熱、傳質(zhì)和反應(yīng)的強化操作的學(xué)科，實踐證明，在為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)中，已取得巨大成效。由于流態(tài)化技術(shù)具有一系列突出優(yōu)點：1. 固體顆粒與流體充分接觸，阻力小而傳質(zhì)速率高，特別有利于傳遞率控制的化學(xué)反應(yīng)過程或純粹的物理過程操作，生產(chǎn)強度能夠得到大幅度提高。2. 具有流動性能的固體顆粒可以如同流體一樣順利地加入或引出設(shè)備，有于實現(xiàn)生產(chǎn)操作連續(xù)化，并可實現(xiàn)固體顆粒的流體輸送。3

10、. 流化床層具有良好的傳熱性能，可以在床層內(nèi)保持軸向溫度均勻，避免出現(xiàn)局部過熱等不利現(xiàn)象。4. 流化床設(shè)備結(jié)構(gòu)比較簡單，適于大規(guī)模生產(chǎn)操作。由于流態(tài)化上述的一系列優(yōu)點使流態(tài)化技術(shù)已在化工、石油煉制、冶金、環(huán)保、能源工程，材料以及生物化工等眾多領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用。流態(tài)化所顯示的優(yōu)點，表現(xiàn)出類似流體的不尋常特性，通過多種流型交聯(lián)與多種床形幾何結(jié)構(gòu)的巧妙組合，可以較好地實現(xiàn)在顆粒加工向制造工程轉(zhuǎn)化種的智能化控制與保證規(guī)模放大后產(chǎn)品的性能，流態(tài)化技術(shù)的應(yīng)用將起著至關(guān)重要的作用。二、 流態(tài)化的分類實踐中根據(jù)不同的方法對流態(tài)化操作加以分類、按構(gòu)成物系，流態(tài)化可分為液固流態(tài)化、氣固流態(tài)化和氣液固三相流態(tài)化。液固

11、流化床中固體顆粒可均勻分散在流體中，因而一般稱為散式或理想流態(tài)化。氣固流態(tài)化與液固流態(tài)化存在很大差別，研究發(fā)現(xiàn)，氣固流態(tài)化存在兩種要特征：在低氣速條件下，氣體凝聚成氣泡，即氣泡現(xiàn)象；在高氣速條件下，顆粒易于聚集成顆粒團，即顆粒團聚現(xiàn)象。因而，在總體上表現(xiàn)不明顯的不均勻性或非理想性。早在1948年威爾海姆(wilhelm)和郭慕孫指出，根據(jù)無因次數(shù)群Fr準(zhǔn)數(shù)可將流態(tài)化區(qū)分為散式與聚式：當(dāng)1.3,為聚式流態(tài)化。作為流態(tài)化重要參數(shù)之一的臨界流化速度Umf,通?？赏ㄟ^實驗方法測定。文獻中有多種Umf的經(jīng)典關(guān)聯(lián)式，但相互之間有差異，王尊孝等（1987）概括了常用的Umf計算關(guān)聯(lián)式。他們最早將這類有別于散

12、式流態(tài)化的氣固流態(tài)化統(tǒng)稱為聚式或非理想式流態(tài)化。1962年Romero等建議采用以下四個無因次數(shù)來區(qū)分上述兩種流態(tài)化形式：（）（Remf）（）（）四個數(shù)群的乘積小于100為散式流態(tài)化，而乘積之和大于100時為聚式流態(tài)化。三相流態(tài)化是液固流態(tài)化與氣固流態(tài)化的復(fù)合體具有雙重性。近年來，附加外力場（磁場、電場、慣性力場、振動力場、脈動流場等）的液固，氣固和三相流態(tài)化已有不少研究，形成了流態(tài)化技術(shù)的新領(lǐng)域。三、 流態(tài)化開發(fā)與應(yīng)用實例與傳統(tǒng)固定床相比，流化床采用的固體顆粒尺寸要小的多，相際接觸面積大為增加而且懸浮在流體中的顆粒處于強烈的湍動、強化了熱、質(zhì)傳遞，提高了生產(chǎn)效率，加之能像流體一樣的自由流動；

13、便于物料轉(zhuǎn)移和控制，實現(xiàn)自動化操作。這些特性對大規(guī)?，F(xiàn)代化生產(chǎn)具有誘人的吸引力，得到工業(yè)部門的廣泛應(yīng)用。流態(tài)化技術(shù)不僅是用于顆粒物粒的加熱、冷卻、物料輸送、礦物的分選和產(chǎn)品的分級，分料制粒、表面浸漬和包膜；干燥脫水、工件恒溫?zé)崽幚淼任锢磉^程，而且適用于催化合肥催化、吸熱和放熱多種化學(xué)過程，在能源轉(zhuǎn)換、石油化工、生物化工，化工冶金，功能材料、環(huán)境防治等工業(yè)部門中已經(jīng)開發(fā)了多種流態(tài)化新工藝、新設(shè)備。主要應(yīng)用在一下領(lǐng)域中：能源轉(zhuǎn)換中的流態(tài)化技術(shù)、石油化公眾的流態(tài)化技術(shù)、化工冶金內(nèi)的流態(tài)化技術(shù)、環(huán)境保護中的流態(tài)化技術(shù)、生物化工中的流態(tài)化技術(shù)：生物化工是流態(tài)化技術(shù)應(yīng)用的新領(lǐng)域，但前景廣闊。利用三相流化床

14、或錐形流化床將葡萄糖酶液用固定化微生物，轉(zhuǎn)為乙醇工藝，已通過重視，接近工藝規(guī)模。利用固定化植物細(xì)胞或酶固定在磁性顆粒載體上，如Fe3O4顆粒，則可利用磁場流化床實現(xiàn)生化反應(yīng)過程。可見，流態(tài)化技術(shù)的進展與我國國民經(jīng)濟建設(shè)密切相關(guān)，研究成果在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用已為國家創(chuàng)造了大量經(jīng)濟效益，又為節(jié)約外匯、裝置國產(chǎn)化作出了貢獻，體現(xiàn)了科技為第一生產(chǎn)力的突出作用。流化技術(shù)最初發(fā)展用于石油產(chǎn)品的精煉，現(xiàn)在正在很多工業(yè)領(lǐng)域找到用武之地。這種技術(shù)是一種具有多種功能的單元操作，可為固體輸送提供方便，還是一種很好的熱傳遞手段。流化系統(tǒng)用于各種高熱工藝過程的主要原因就是它們可以取得高熱效率，這些過程之一就是流化干燥

15、。 隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，干燥技術(shù)和干燥設(shè)備也獲得了較大的發(fā)展。在散粒狀物料的干燥方面，流態(tài)化干燥技術(shù)獲得了更為廣泛的應(yīng)用。流態(tài)化干燥技術(shù)改善了設(shè)備內(nèi)氣固兩相接觸條件，減少了氣膜阻力，因而傳熱、傳質(zhì)效率得到了提高。近幾年來流化床、噴動床以及流化與移動組合床等技術(shù)都有不同程度的提高，其中尤以流化床發(fā)展得最快。第四節(jié) 流化床干燥器一、 流化床干燥簡介流化床是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種干燥技術(shù)，廣泛運用于化工、輕工、食品、醫(yī)藥和建材等行業(yè)。由于氣固兩相逆流接觸，固體顆粒懸浮于干燥介質(zhì)中，因此兩相接觸面積大，熱容量可達8400-25000KJ/（m3h）或2300-7000W/m2K（按干燥器

16、總體計算）。又由于物料劇烈攪動的結(jié)果，大大地減少了氣膜阻力，因而熱效率可以達到較高，即60%-80%。流化床干燥器密封性能好，傳動機械又不接觸物料，因此不會有雜質(zhì)混入，這對純潔度要求較高的制藥行業(yè)非常重要7。二、 流化床的工作原理流化床干燥器又稱為沸騰床干燥器或流態(tài)化干燥器，是利用固體流態(tài)化原理進行干燥的一種裝置。適宜溫度的熱風(fēng)從干燥器下部進入，經(jīng)篩板（也稱為熱風(fēng)分布器或氣體分布板）均勻后，將篩板上固體物料吹得流化起來，就如固體物料在熱空氣中沸騰一樣，是物料和干燥器介質(zhì)建的傳熱傳質(zhì)得到強化，吸收了物料水分的廢氣從干燥器頂部排出。濕物料從干燥器側(cè)上方的進料口進入，在與熱風(fēng)進行足夠長時間的熱質(zhì)交換

17、后，干燥好的物料產(chǎn)品從位于側(cè)下方的出料口引出。 流化床干燥器的示意圖如圖1-1所示。圖1-1 流化床干燥器示意圖三、 流化床干燥器的特點流化床主要有以下幾個特點：1. 處理量大。在流化床干燥器內(nèi)，由于熱風(fēng)流與固體顆粒的充分混合，表面更新機會多，強化了傳熱傳質(zhì)過程，其體積給熱系數(shù)一般為2330-6590W/m3(干燥器容器)。2. 物料在流化床干燥器內(nèi)停留時間可以靈活調(diào)節(jié)?？筛鶕?jù)物料的干燥學(xué)要，使干燥時間從幾分鐘到幾個小時均可，這樣，對需長時間干燥的物料或干燥產(chǎn)品要求濕含量很低時很適用。3. 床層內(nèi)溫度分布均勻，并可按需要調(diào)節(jié)。因此，流化床干燥器可得到濕分均勻的干燥產(chǎn)品。4. 流化床干燥器可進行

18、連續(xù)操作，也可進行間歇操作。5. 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，造價低，維修方便。6. 對易粘壁或結(jié)團成塊的物料不宜采用流化床干燥。7. 對物料粒度有一定要求。一般為0.03-0.06mm，太大不易流態(tài)化，太小又不易被氣流帶走。8. 不宜用于濕含量過高的物料8。四、 流化床干燥器的分類 流化床干燥器的分類很，主要有如下形式：(一) 按被干燥的物料可分為：粒狀物料；膏狀物料；懸浮液和溶液等具有流動性物料。(二) 按照作情況可分為間歇式和連續(xù)式。(三) 按設(shè)備結(jié)構(gòu)形式可分為：單層流化床干燥器；多層流化床干燥器；臥式多室流化床干燥器；噴動床干燥；振動流化床干燥器；脈沖流化床干燥器；惰性粒子流化床干燥器；錐形流化床干

19、燥器。五、 流化床干燥器的型式9 （一）單層流化床干燥器 單層流化床干燥器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，生產(chǎn)能力較大，應(yīng)用也較為廣泛。一般都在床層顆粒靜止高度不太高的情況下使用（床層高度約300400mm）。根據(jù)所干燥的介質(zhì)不同，生產(chǎn)強度可達每平方米分布板從物料中干燥水分500-1000kg/h。適用于較易干燥或要求不嚴(yán)格的濕粒狀物料，如粉煤、細(xì)礦石、砂和無機鹽等。 單層流化床干燥器的主要特點是不能保證固體顆粒干燥均勻。所以一般用于要求干燥程度不高的固體顆粒物料。圖1-2是一臺大型的氯化銨流化床干燥器的流程圖。濕物料由膠帶輸送機送到拋料機的加料斗上，在經(jīng)拋料機送入流化床干燥器內(nèi)?？諝饨?jīng)過過濾器有鼓風(fēng)機送

20、入空氣加熱器，加熱后的熱空氣進入流化床底部分布板，干燥濕氯化銨。干燥后的氯化銨經(jīng)溢流口由卸料管排出。干燥后空氣夾帶的粉塵經(jīng)4個并聯(lián)的旋風(fēng)除塵器分離后，由抽風(fēng)機排出。圖1-2氯化銨沸騰干燥流化程圖1抽風(fēng)機；2料倉；3星形下料器；4集灰斗；5旋風(fēng)除塵器；6皮帶輸送器；7拋料機；8卸料管；9流化床；10加熱器；11鼓風(fēng)機；12空氣過濾器（二）多層流化床干燥器 單層流化床干燥器的缺點在于干燥后所得產(chǎn)品濕度不均勻。為改進此缺點，出現(xiàn)了多層流化床干燥器。如五層流化床干燥器干燥滌綸切片。其工藝流程如圖13。圖1-3 滌綸切片五層沸騰干燥流程圖1 空氣過濾器；2鼓風(fēng)機；3電加熱器；4料斗；5干燥器；6出料管經(jīng)

21、結(jié)晶后的滌綸樹脂有料斗送入氣流輸送干燥器上部，由上溢流而下，干燥后的合格產(chǎn)品（含水量0.02%）由出料管卸出?？諝饨?jīng)過濾器，由鼓風(fēng)機送入電加熱器，加熱后從干燥器底部進入，將濕料沸騰干燥。為了提高利用率，可將部分氣體循環(huán)使用。這種流化床干燥器各層氣體分布板用自動液壓翻板式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的特點是：先從流化床干燥器最下層氣體分布板通過自動液壓翻板卸下干燥度合格的滌綸樹脂后，恢復(fù)氣體分布板至原狀，再逐層通過翻板卸下物料，直至最上層氣體分布板翻下物料恢復(fù)原狀后，再加入新的濕物料進行下一詞的干燥循環(huán)。在正常生產(chǎn)情況下，每一次的干燥循環(huán)周期可按照預(yù)先規(guī)定的時間進行。其優(yōu)點是可以完全保證物料的干燥度的要求。多

22、層流化床干燥器結(jié)果上類似于板式塔，可分為溢流管式和穿流板式。國內(nèi)目前均用溢流管式多層流化床干燥器。（三）臥式多室流化床干燥器（圖1-4） 臥式多室流化床干燥器適合干燥各種難以干燥的顆粒狀粉狀、片狀等物料和熱敏性物料。其所干燥的物料，大多是經(jīng)造粒機制成的414目散粒狀物料，初濕量一般在10%30%，干燥后物料的終濕量一般在0.02%0.3%。由于物料在床層內(nèi)相互劇烈的碰撞摩擦，干燥后物料粒度變?。ㄒ话銥?2目約占20%30%）。當(dāng)被干燥的物料顆粒度在80100目或更細(xì)地物料時，如聚氯乙烯，則干燥器上部須加以擴大，以減少細(xì)粉夾帶；其分布板德孔徑及開孔率也相應(yīng)減小，以改善流化。圖1-4臥式多室流化床

23、干燥器 1搖擺顆粒機；2加料斗；3流化床干燥室；4干品出貯槽；5空氣過濾器； 6翅片加熱器；7進氣支管；8多孔板；9旋風(fēng)分離器；10袋式過濾器； 11抽風(fēng)機；12視鏡臥式多室流化床干燥器的一般流程如下：干燥器為一長方形箱式流化床，底部為多孔篩板，篩板的開孔率一般為4%13%，孔徑1.52.0mm。篩板上方有豎向擋板，將流化床分隔成8個小室，每塊擋板可上下移動，以調(diào)節(jié)其與篩板的間距。每一小室的下部，有一進氣支管，支管上有調(diào)節(jié)氣體流量的閥門。濕物料由搖擺顆粒機連續(xù)加料于干燥器右邊的第一室內(nèi)，由第一室逐漸向左邊的第八室移動。干燥后的物料由左邊第八室卸料口卸出。而空氣經(jīng)過濾器到加熱器加熱后，分別從8個

24、支氣管進入8個室的下部，通過多孔板進入干燥室，流化干燥物料。其廢氣由干燥器頂部排出，經(jīng)旋風(fēng)除塵器、袋式除塵器，由抽風(fēng)機排到大氣。臥式多室流化床干燥器對多種物料適應(yīng)性較大。它較廂式干燥器占地面積小，生產(chǎn)能力大，熱效率高，干燥后產(chǎn)品濕度葉較均勻。同氣流式干燥器比較，可以調(diào)節(jié)物料在床層內(nèi)的停留時間，易于操作控制，而且物料顆粒粉碎率小，因此應(yīng)用較為廣泛。但他的熱效率比多層流化床干燥器為帝，特別是采用較高熱風(fēng)溫度時更為明顯。若在不同室調(diào)整進風(fēng)量及風(fēng)溫，逐室降低風(fēng)量、風(fēng)溫和熱風(fēng)串聯(lián)通過各室，可提高熱效率。另外，物料過濕會在前兩室內(nèi)易產(chǎn)生結(jié)塊，需經(jīng)常清掃。圖1-5 玉米胚芽噴動床干燥器1 分機；2燃燒爐；3

25、蝶閥；4卸料閥；5噴動床；6供料器；7旋風(fēng)分離器（四）噴動床干燥器（圖1-5） 對于粗顆粒和易粘結(jié)的物料，因其流化性能差，在流化床內(nèi)不易流化干燥，可以采用噴動床干燥。噴動床干燥器底部為圓錐形，上部為圓筒形。氣體以高速從錐底進入，夾帶一部分固體顆粒向上運動，形成中心通道。在床層頂部顆粒好似噴泉一樣，從中心噴出向四周散落，然后沿周圍向下移動，到錐底又被上升氣流噴射上去。如此循環(huán)以達到干燥的要求。噴動床的工藝流程：空氣由風(fēng)機警加熱爐加熱后鼓入噴動床底部，與由螺旋加料器加入的濕玉米胚芽接觸噴動干燥。干燥作為間歇式，當(dāng)干燥達到要求后，由底部放料閥推出物料，然后再進行下批濕物料的干燥。噴動床用于谷物、玉米

26、胚芽和過氯乙烯等物料的干燥。（五）振動流化床干燥器（如圖1-6） 振動流化床干燥器是近年來發(fā)展的新設(shè)備，它適合于干燥顆粒太粗或太細(xì)，易粘結(jié)，不易流化的物料。此外還用于有特殊要求的物料，如砂糖干燥要求晶形完整、晶體光亮、顆粒大小均勻等。圖1-6 振動流化床干燥器（六）脈沖流化床干燥器（圖1-7） 脈沖流化床干燥器也用于不易流化的或有特殊要求的物料。其結(jié)構(gòu)和流程如下：在干燥器下部均布幾根熱風(fēng)進口管，每根管上又裝有快開閥門，這些閥門按一定的頻率和次序進行開關(guān)。當(dāng)氣體突然進入時就產(chǎn)生脈沖，此脈沖很快在顆粒間傳遞能量，隨著氣體的進入，在短時間內(nèi)就形成了一股劇烈的沸騰狀態(tài)，使氣體和物料進行強烈的傳熱傳質(zhì)。

27、此沸騰狀態(tài)在床內(nèi)擴散和向上運動。當(dāng)閥門很快關(guān)閉后，沸騰狀態(tài)在同一方向逐步消失，物料回到固定狀態(tài)。如此往復(fù)循環(huán)進行脈沖流化干燥。圖1-7 脈沖流化床干燥器 1干燥室；2進風(fēng)管；3環(huán)狀總管；4導(dǎo)向管；5快動閥門； 6加熱器； 7插板閥；8過濾器（七）惰性粒子流化床干燥器 常用于溶液和懸浮液的干燥，特別是當(dāng)物料是熱敏性或必須被粉碎或細(xì)粉時。第二章 工藝設(shè)計第一節(jié) 物料簡介本設(shè)計所干燥的物料是豆粕。豆粕是大豆經(jīng)過提取豆油后得到的一種副產(chǎn)品，按照提取的方法不同，可以分為一浸豆粕和二浸豆粕二種。其中以浸提法提取豆油后的副產(chǎn)品為一浸豆粕，而先以壓榨取油，再經(jīng)過浸提取油后所得的副產(chǎn)品稱為二浸豆粕。在整個加工過

28、程中，對溫度的控制極為重要，溫度過高會影響到蛋白質(zhì)含量，從而直接關(guān)系到豆粕的質(zhì)量和使用；溫度過低會增加豆粕的水分含量，而水分含量高則會影響儲存期內(nèi)豆粕的質(zhì)量。一浸豆粕的生產(chǎn)工藝較為先進，蛋白質(zhì)含量高，是國內(nèi)目前現(xiàn)貨市場上流通的主要品種。豆粕一般均勻流動性好，呈不規(guī)則碎片狀、粉狀或粒狀，顏色為淺黃色至淺褐色，味道具有烤大豆香味。豆粕的主要成分為：蛋白質(zhì)4048%，賴氨酸2.53.0，色氨酸0.60.7，蛋氨酸0.50.7。最近幾年來，豆粕也被廣泛應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中。豆粕中含有的多種氨基酸棗例如蛋胺酸和胱胺酸棗能夠充分滿足魚類對氨基酸的特殊需要。由于魚粉用魚捕撈過度原因，造成世界魚粉減產(chǎn)，供給的短

29、缺使魚粉價格居高不下，因此，具有高蛋白質(zhì)的豆粕已經(jīng)開始取代魚粉。在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。此外，豆粕還被用于制成寵物食品。簡單的玉米、豆粕混合食物同使用高動物蛋白制成的食品對寵物來說，具有相同的價值。美國依利諾斯大學(xué)進行的一次實驗表明，豆粕具有同豬肉一樣的高蛋白，卻不含影響營養(yǎng)消化的低糖酸鹽。第二節(jié) 設(shè)計的工藝要求 物料：豆粕產(chǎn)量：200kg/h原料濕含量：40%（濕基），產(chǎn)品濕含量：12%（濕基），產(chǎn)品的堆積密度： 600 kg/m3，真密度：1000 ,平均粒徑：2 mm,絕干物料比熱容：0.38 kcal/kg,采用壓力為0.6Mpa（表壓）的蒸汽換熱器對空氣進行加熱，要求干燥

30、過程中物料溫度不超過60。物料的流化速度為3m/s。要求物料在干燥段停留時間為30分鐘，流化床有冷卻段，使干產(chǎn)品冷卻到40以下進行包裝。第三節(jié) 設(shè)計的工藝計算10 根據(jù)物料的性質(zhì)和各種干燥器的性能，本設(shè)計選擇臥試多室流化床干燥器。以下就是工藝計算：一、 干燥階段1) 濕料量G12) 水分蒸發(fā)量3) 干燥器干燥階段的床層面積 （2-1）對于一般靜床層高度，則取靜床層高度，又要求顆粒在流化床干燥階段停留時間為，則。取干燥器的長度和寬度： L=2.8m, B=0.8m則實際床層面積。4) 在干燥段的熱耗量當(dāng)?shù)乜諝鉅顟B(tài)：通入加熱器的溫度為，相對濕度，可以查圖2-1 得絕對濕度。經(jīng)加熱器加熱后通入流化床

31、的空氣為： 進氣溫度為=100出口溫度對于物料有：進料的溫度為出料溫度為則有， 濕物料的比熱容： 有效熱量: 散熱損失 ，取有效熱量的15%，故 則總耗熱量 圖2-1 空氣的焓-濕（I-y）圖5) 空氣用量100時空氣體積流量 20時空氣的比容： 20時的空氣用量： 為使風(fēng)量有一個調(diào)節(jié)格度，應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量增加10%，因此風(fēng)機風(fēng)量為 6) 排氣量100時的水蒸氣的比容: 100時的水蒸氣體積流量： 氣體的出口溫度為55，氣體進入旋風(fēng)分離器的溫度為55，則氣體出口的體積流量： 7) 尾氣溫度的驗算排氣的濕含量，根據(jù)，從圖2-1可以查得排氣的相對濕度，這表明經(jīng)濟上可行，而且排氣中的蒸汽不至于在后捕集器

32、中產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象。8) 流化床的空隙率查得空氣在55時空氣的參數(shù)： 密度, 運動粘度 則 阿基米德數(shù)： 那么流化床的空隙率為： 9) 流化床層高度 流化床設(shè)備的高度，主要取決于床層（濃相段）高度H，稀相段高度(或稱分離段高度) ，擴大段高度主要取決于其中的粉塵回收裝置的尺寸。 床層濃相段高度H：流化床層內(nèi)是進行傳熱的主要場所，床層高度關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、回收率以及流化床的操作特性等，使工藝設(shè)計的主要尺寸。一般由“膨脹比”E來計算。膨脹比是流化床層的體積V與流化前的固定床層體積之比，即 （2-2）對于長方形床（床寬不隨床層高度變化）式中，H、H0分別為流化床床層高度和固定床層高度（或靜止床層高度）。

33、由于流化前后床層中固體的體積不變，所以 （2-3）式中，固定床床層空隙率為圖2-2 干燥空氣的熱物理性質(zhì) 則流化床床層濃相高度度，取。流化床床層分離段（稀相段）高度近似為濃相段高度，即 為了進一步減少流化床粉塵帶出量，可在分離高度之上再加一擴 大段,在擴大段中可降低氣流速度，使固定顆粒得到進一步沉淀。擴大段高度取為濃相斷地3倍，即本設(shè)備的總高度為。二、 冷卻階段冷卻段的寬和干燥段一致，即，長為，高度和干燥段應(yīng)保持一致。進入空氣溫度為，。出氣溫度為。物料的出口溫度 物料冷卻所釋放出的能量 ：則冷卻氣體有效冷卻物料的能量為 那么，所需氣量 式中， 假設(shè)有15%的氣體在冷卻過程損失，那么實際所需氣量

34、為： 風(fēng)機的風(fēng)量為為保證風(fēng)量有一格可以調(diào)節(jié)，所以將標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)量增加10%，即 排風(fēng)量：，式中，查得時第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計第一節(jié) 干燥器內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計一、 分布板的確定9 分布板的作用（1）支承物料;(2)均勻分布?xì)饬?，造成良好的起始流化條件抑制聚式流化床的不穩(wěn)定性。如果氣流分布不均，床層局部流速過高，引起該處流化床層空隙度增加而降低該處的床層阻力，又進一步提高了該處風(fēng)速，最后引起嚴(yán)重溝流，破壞了操作的穩(wěn)定性。氣體分布板的作用相當(dāng)于許多并聯(lián)的管路，要使氣體分布均勻，就必須使各孔道兩端壓降一樣，但實際生產(chǎn)中有許多因素使它們不等。主要是（1）入口流體的動壓頭在分布板中央部分孔內(nèi)氣速較高；(2)床層的劇烈波動，

35、使分布板上各點的靜壓頭也不一樣。因此，必須使流體通過孔道壓降大大超過上述諸因素所引起的偏差，使后者可以忽略，從而使各孔德流速基本一致，即氣流的分布均勻。實驗結(jié)果表明，一般取分布板壓降為床層激昂的10%40%。流體通過孔道的阻力，取決于孔道與容器的截面積之比和孔內(nèi)氣流速度，而這些又取決于分布板孔道面積與分布板總面積之比，即開孔率。實驗證明，對于一般流化床干燥器，開孔率越大，其流化品質(zhì)越差；減少開孔率，會改善流化質(zhì)量，但開孔率越小時，將使設(shè)備阻力過大，消耗動力過多。因此，要根據(jù)具體情況進行分析，適當(dāng)處理。工業(yè)上所用的分布板形式較多，大致分為兩種，即直流型和側(cè)流型。板的厚度一般取大一點的好，如取10

36、20mm,這樣板的剛度大，孔道長，能改善物料泄漏現(xiàn)象。在流化床干燥器中，分布板的阻力通常為5001500pa。分布板開孔率一般為3%10%，下限常用于低流化速度，即用于干燥顆粒粗、密度小的物料，孔往常為1.52.5mm，有時達5mm。有關(guān)計算如下：(一) 分布板的開孔率床層降壓 分布板孔速 （3-1）其中比例系數(shù),現(xiàn)取則， 而實際操作流化速度，則開孔率(二) 分布板孔數(shù)分布板孔徑一般為1.52.0mm，這里取，則孔數(shù)為 （3-2） 在分布板上篩孔按等邊三角形布置，空心距為 取(三) 分布板材料與結(jié)構(gòu) 分布板結(jié)構(gòu)采用直流型分布。板的厚度一般取大一點較好，取20mm。板材料選用Q235A，孔用沖制

37、而成，加工簡單。圖3-1 分布板二、 均風(fēng)板結(jié)構(gòu)設(shè)計由于熱空氣流是以較高的速度進入下床體，而下床體易導(dǎo)致氣流分布不均勻，這種不均勻性將直接影響到干燥效果，產(chǎn)生被干燥物料受熱不均，最后得到的產(chǎn)品含水量也不均一，所以必須在下床體氣室中設(shè)置均風(fēng)板。圖3-2 均風(fēng)板開孔圖如上圖所示即為均風(fēng)板開孔圖，線，線，線，線上各開9個孔，且孔徑分別為0.04m,0.05m,0.06m,0.08m,整板開孔率為：三、 分隔板為了改善氣體和固體的接觸情況，抑制粒子在流化床中的返混，延長物料在床內(nèi)的平均停留時間11，往往用分隔板將整個床體分隔成若干室，本設(shè)備上下箱體各有5塊分隔板，將干燥階段分成4個室，冷卻階段分成2個

38、室,其厚度為3mm。上箱體每塊分隔板到到氣體分布板的距離為50mm. 四、 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(一) 上箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計上箱體是物料與熱空氣進行熱交換的主要場所，物料與上箱體壁直接接觸，由于物料腐蝕性特別小，材料選用Q235A即可，壁厚5mm。圖3-4 上箱體截面輪廓示意圖 采用這種結(jié)構(gòu)形式，可以使熱空氣通過物料層后，由于流通面積的擴大而降低了氣速，從而減少了物料夾帶現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時上箱體采用遍結(jié)構(gòu)，避免了法蘭與物料的接觸，所以法蘭材料選用碳鋼。 上箱體因較寬則在床層段部分設(shè)有六對視鏡12，用以觀察物料干燥狀況和清洗。圖3-5 視鏡1視鏡玻璃；2襯墊；3接緣；4壓緊環(huán)；5螺柱；6螺母視鏡的主要尺寸如下表

39、：表3-1 視鏡主要參數(shù)公稱直徑DgDD1b1b2H螺柱數(shù)量螺柱直徑150250215403011012M16上箱體上部設(shè)有三個排風(fēng)管，用以排風(fēng)。進料口在床身一側(cè)，材料也為，為了解在干燥過程中溫度的變化，在每個室的視鏡附近共開設(shè)六個溫度計插口，用以安溫度計測量溫度。(二) 下箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計下箱體是熱空氣進入的氣室，下箱體的厚度不用太厚，取為5mm，材料為Q235A，為使氣流能均勻進入下箱體，將下箱體分隔成六個小室，每一個小室設(shè)有一個進風(fēng)口，以使進風(fēng)比較均勻。高速的熱空氣流通過多孔板使物料在流化床內(nèi)程流化狀態(tài)，為了不使物料從孔中掉落，在多孔板下設(shè)有一托網(wǎng)。下箱體的底部在每個室內(nèi)各開設(shè)一個排污管（

40、排污管的直徑取50mm），用來排除清洗時的污水，為保證清洗污水能順利從排污管排出，整個下箱體底部保持有的斜度。五、 堰板設(shè)計堰高調(diào)整方法如圖： 圖3-6 堰板調(diào)整裝置固定盤是一個帶有環(huán)形導(dǎo)槽的圓盤，固定盤和轉(zhuǎn)動盤間由兩顆螺栓來固定。調(diào)節(jié)堰高時，首先是螺栓松開，通過把手轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)動盤，調(diào)到所需堰高后，擰緊螺栓即可。六、 肋板結(jié)構(gòu)設(shè)計由于上、箱體壁厚較小，在力作用下易發(fā)生變形，因此設(shè)一些肋板，增加箱體的剛度，防止變形。肋板等間距，均勻分布焊在上下箱體上，焊接方式采用雙面交錯焊，如下圖所示。這種焊接方法對上箱體有很大意義，因為上箱體為不銹鋼材料，這樣焊可減少對不銹鋼的燒損，對下箱體來說，則可較少焊縫面積

41、。圖3-7 肋板雙面交錯焊接第二節(jié) 接管及法蘭的確定一、 干燥器氣體入口管直徑的確定 因流化床下床體用分隔板分隔成6個小室，則在每個小室有一進氣管，共有6個進氣管，支管上有調(diào)節(jié)氣流流量的閥門。一般裝置中的管路，氣體在常壓下管路中的流速范圍為10-30m/s,取，則在干燥階段，有4個室，估算。 取，則 在10-30m/s范圍內(nèi)，合適，所以選定管為標(biāo)準(zhǔn)管，尺寸為。對于冷卻階段 取，則 在10-30m/s范圍內(nèi)，合適，所以選定管為二、 干燥器氣體出口管直徑的確定采用3個出氣管，在干燥階段有2個，冷卻段用1個。對于干燥段，出氣管2個，排氣量為，取管子直徑，則流速為 在10-30m/s范圍內(nèi)，合適，所以

42、選定管，尺寸為對于冷卻段，因為冷卻段的氣量較小，所以可以取管和干燥段一樣，即選定管為標(biāo)準(zhǔn)管，尺寸為。三、 接管法蘭的設(shè)計與選擇12根據(jù)壓力容器和化工設(shè)備實用手冊上，選用平焊法蘭圖3-3 法蘭(一) 入口管的平焊法蘭表3-2 法蘭參數(shù)公稱通徑DN鋼管外徑A1法蘭內(nèi)徑B1法蘭外徑D螺孔中心圓直徑K螺孔直徑L螺孔數(shù)量n螺紋法蘭的厚度C法蘭的質(zhì)量kg200219222320280188M16226.85 (二) 入口管內(nèi)徑的平焊法蘭可以設(shè)計如下：表3-3 法蘭參數(shù)公稱通徑DN鋼管外徑A1法蘭內(nèi)徑B1法蘭外徑D螺孔中心圓直徑K螺孔直徑L螺孔數(shù)量n螺紋df1法蘭的厚度C607072150120144M12

43、98216(三) 出口管內(nèi)徑的平焊法蘭表3-4 法蘭參數(shù)公稱通徑DN鋼管外徑A1法蘭內(nèi)徑B1法蘭外徑D螺孔中心圓直徑K螺孔直徑L螺孔數(shù)量n螺紋法蘭的厚度C法蘭的質(zhì)量kg3003253284403952212M202411.9第三節(jié) 支座設(shè)計本設(shè)備采用六個腳支，并在腳支下焊接支撐板，用以支撐支座。其結(jié)構(gòu)與位置如節(jié)電圖和裝配圖。第四節(jié) 廠房的要求廠房要求通風(fēng)換氣良好，為了節(jié)省廠房占地面積，可采用3-5層建筑，可將臥室流化床及包裝設(shè)備置于一樓。由于干燥原料為纖維素，應(yīng)該保持廠房干凈，各裝置及管道布置應(yīng)合理。第四章 干燥系統(tǒng)輔助設(shè)備的選擇第一節(jié) 加熱器的選擇 作為干燥的熱載體，通常選用空氣。通過空氣直接與物料接觸而加熱物料，從而使物料干燥。在干燥階段，空氣是以常溫20由蒸汽加熱器加熱到100，又由風(fēng)機送入干燥室?？諝饬髁坑傻诙驴芍浩骄鶞囟热椋榈么藭r空氣比容為那么加熱所需的熱量為：則，選用SXL散熱排管加熱器A型9。第二節(jié) 分離器的選擇13在干燥階段的排風(fēng)量，在冷卻階段，則計算取進入除塵器的風(fēng)量為，則選擇處理風(fēng)量，阻力700Pa，為筒徑為