對流干燥技術(shù)方案簡介

一、 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).

進料器 （旋風(fēng)分離、袋濾、濕法等）

二、 對流干燥技術(shù)方案中要了解的物料狀態(tài)及參數(shù)：

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（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）實驗測試

4、技術(shù)方案中要確定的參數(shù):

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

（2）.干燥進風(fēng)溫度t1,干燥排風(fēng)溫度t2，均由用戶給出；環(huán)境溫度t0，環(huán)境空氣含濕量d0（單位是kg水/kg干空氣），應(yīng)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(shù)據(jù)：東北和西北地區(qū)：t0=10℃，d0=0.008kg水/kg干空氣,黃河,長江地區(qū): t0=15℃，d0=0.01kg水/kg干空氣,南方地區(qū): 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(huán)境溫度，即θ1=t0，產(chǎn)品溫度比排風(fēng)溫度低15℃，即θ2=（t2-15）℃。

(4).干燥進風(fēng)含濕量d1: 間接換熱時,d1=d0，直燃熱風(fēng)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(chǎn)量W產(chǎn)，則W水=W產(chǎn)×（ω1-ω2）/（1-ω1）

2、熱量衡算：

計算步驟:

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

(2).物料升溫?zé)崃? Q2=W產(chǎn)(Cs×(1-ω2)+1×ω2)×(θ2-θ1) (kcal/h)

Cs為絕干產(chǎn)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(fā)1公斤水的外圍護熱損失來驗算: q3=(60~100) kcal/kg水

(4)熱風(fēng)質(zhì)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(fēng)含濕量: d2=d1+W水/G ,從空氣焓濕圖上找到相應(yīng)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(qū),K1取不同值,東北和西北地區(qū): K1=1.15;黃河,長江地區(qū): K1=1.10;南方地區(qū): K1=1.05。

(2).熱源應(yīng)具有的供熱能力或能源消耗:

飽和蒸汽熱交換器應(yīng)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(yīng)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(fēng)爐耗煤量: M=Q干2/（5500×0.9）(kg/h)

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

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

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

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

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

四、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器主要參數(shù)的計算：

1、干燥塔內(nèi)熱風(fēng)平均體積流量計算:

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

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

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

2、空塔軸向速度u0：經(jīng)驗數(shù)據(jù), u0 =3~5 m/s，由原料粘結(jié)性和含水率來確定, 原料粘結(jié)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(jīng)驗數(shù)據(jù)：H=（2.5~4）D，視產(chǎn)品含水率不同而變化, 產(chǎn)品含水率高,取大值;反之取小值。

五、噴霧干燥器主要參數(shù)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(zhuǎn)速（r/min）

（2）.噴霧塔直徑:

D=(0.9～1.1)×2R

2R前系數(shù)的取值: 產(chǎn)品有熱粘性的，取大值; 產(chǎn)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(shù)的取值: 產(chǎn)品含水率高,取大值; 產(chǎn)品含水率低,取小值。

底錐角取值：一般取α=60°，當(dāng)產(chǎn)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(fēng)平均風(fēng)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(fēng)速的取值：u0=0.3～0.45m/s, 產(chǎn)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(shù)的取值: 產(chǎn)品含水率高,取大值; 產(chǎn)品含水率低,取小值。

錐段高度計算與離心噴霧相同。

六、旋風(fēng)分離器：

1、旋風(fēng)分離器進口風(fēng)量計算：

Lj= G/γ2 ，γ2是排風(fēng)溫度下的空氣密度，前面已計算過。

2、旋風(fēng)分離器進口風(fēng)速確定：一般來說進口風(fēng)速取：uj=16～23m/s，

產(chǎn)品密度小，粒徑細(xì)，uj應(yīng)取大值；反之，uj應(yīng)取小值。

3、旋風(fēng)分離器選用：

根據(jù)進口風(fēng)速和進風(fēng)量，查閱旋風(fēng)分離器產(chǎn)品規(guī)格表，找到合適的型號。

七、布袋除塵器：

1、布袋除塵器過濾風(fēng)量的確定：

Lj= G/γ2 ，γ2是排風(fēng)溫度下的空氣密度，前面已計算過。

2、布袋除塵器過濾風(fēng)速的確定：

過濾風(fēng)速一般和產(chǎn)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(guān)。

在干燥系統(tǒng)中，布袋除塵器過濾風(fēng)速一般取ug=1～2m/min，如產(chǎn)品密度小，粒徑細(xì)，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(chǎn)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(jīng)過一段時間粉塵就可以沉降下來。采用這種方法，過濾風(fēng)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(jù)過濾面積，查閱布袋除塵器手冊來選型，或作非標(biāo)設(shè)計。

八、干燥系統(tǒng)阻力估算:

1、連結(jié)風(fēng)管阻力:

連結(jié)風(fēng)管阻力由連結(jié)管的長度和彎頭數(shù)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(jié)風(fēng)管阻力為800～1000pa。

2、旋風(fēng)分離器阻力：

XLT和長錐旋風(fēng)分離器的阻力為800～1200pa，擴散式旋風(fēng)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(fēng)速決定。濾布緊密（如涂膜針刺呢），過濾風(fēng)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(fēng)爐和換熱器的阻力：

套筒式間接換熱熱風(fēng)爐阻力大約為1800～2000pa。

列管式間接換熱熱風(fēng)爐阻力大約為2800～3500pa，與串聯(lián)的換熱器組數(shù)成正比。

直燃式熱風(fēng)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(lián)，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(zhuǎn)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(fēng)風(fēng)機的選用：

1、送風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)量確定：

送風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)量為：L送=1.05G/γ0 (m3/h)

G是熱量衡算中得到的熱風(fēng)質(zhì)量流量,γ0是環(huán)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(fēng)風(fēng)機的風(fēng)壓確定：

送風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)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(fēng)爐，送風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)壓應(yīng)在2500pa左右，可選用4-72，4-79和9-26型號的風(fēng)機。

熱源為列管間接換熱熱風(fēng)爐，送風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)壓應(yīng)在4000pa左右，可選用9-19和9-26型號的風(fēng)機。

熱源為蒸汽，導(dǎo)熱油，過熱蒸汽和電加熱換熱器，送風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)壓應(yīng)在2000pa左右，可選用4-72和4-79型號的風(fēng)機。

（2）、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機：

熱源為套筒間接換熱熱風(fēng)爐，送風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)壓應(yīng)在4500pa左右，可選用9-26和9-19型號的風(fēng)機。

熱源為列管間接換熱熱風(fēng)爐，送風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)壓應(yīng)在5000pa以上，可選用9-19型號的風(fēng)機。

熱源為蒸汽，導(dǎo)熱油，過熱蒸汽和電加熱換熱器，送風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)壓應(yīng)在3000pa以上，可選用9-26型號的風(fēng)機。

（3）、振動流化床干燥機：

熱源為套筒間接換熱熱風(fēng)爐，送風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)壓應(yīng)在3000pa左右，可選用9-26型號的風(fēng)機。

熱源為列管間接換熱熱風(fēng)爐，送風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)壓應(yīng)在4000pa以上，可選用9-26和9-19型號的風(fēng)機。

熱源為蒸汽，導(dǎo)熱油，過熱蒸汽和電加熱換熱器，送風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)壓應(yīng)在1800pa左右，可選用4-72和4-79型號的風(fēng)機。

3、送風(fēng)風(fēng)機的選型：

根據(jù)風(fēng)量和風(fēng)壓，可以從風(fēng)機手冊中選用風(fēng)機，盡量在第2到第5工作點上選用風(fēng)機。

十、引風(fēng)風(fēng)機的選用：

1、引風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)量確定：

引風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)量為：L送=1.05G/γ2 (m3/h)

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

2、引風(fēng)風(fēng)機的風(fēng)壓確定：

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

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

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

3、引風(fēng)風(fēng)機的選型：

根據(jù)風(fēng)量和風(fēng)壓，可以從風(fēng)機手冊中選用風(fēng)機，盡量在第2到第5工作點上選用風(fēng)機。

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