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压力式喷雾干燥塔的设计设计报告：压力式喷雾干燥塔
1.引言
1.1目的
1.2背景
1.3设计范围
2.设计原理
2.1压力式喷雾干燥塔原理
2.2干燥过程中的传热和传质机理
3.设计参数
3.1原料特性
3.2干燥要求
3.3产品规格
3.4操作条件
3.5其他参数
4.设计计算
4.1塔体尺寸计算
4.2干燥速率计算
4.3空气和颗粒物的流动计算
4.4传热计算
4.5塔体材料选择
5.设计步骤
5.1塔体结构设计5.2喷雾系统设计5.3热交换系统设计
5.4控制系统设计
6.设计结果
6.1塔体结构图纸6.2喷雾系统图纸6.3热交换系统图纸
6.4控制系统图纸
7.设计优化
7.1材料选用优化7.2喷雾系统优化7.3热交换系统优化
7.4控制系统优化
8.安全考虑
8.1塔体安全
8.2喷雾系统安全
8.3热交换系统安全
8.4控制系统安全
9.结论
附录：图纸和计算表格
注：以上是设计报告的基本结构和大致内容，具体情况可以根据实际设计要求进行调整和补充。
在每个章节中可以进一步展开相关内容，包括详细的计算步骤、数学模型、图表等。
单通道滚筒干燥机内温度场和流场数值模拟张振伟摘要：本文利用Fluent软件混合相模型进行模拟，得到干燥机内部流场的温度、速度和压力变化情况；利用离散相模型模拟得到干燥机内物料颗粒的运动轨迹。
为深入了解干燥机理和结构设计改进提供依据关键词：，气固两相流，混合相，离散相，数值模拟1.前言滚筒干燥机是一种以对流为主的传热方式使物料加热、水分汽化的干燥器，广泛应用在化工、轻工、煤炭、建材以及矿冶行业。
其优点是圆筒空间大、物料流动阻力小、操作弹性大，容易清扫等。
单通道滚筒干燥机的回转筒结构如图1，在回转筒两端分别安装进风加料室和出风排料室。
物料依靠旋转的筒体边移动边翻滚，在扬料抄板的作用下不断的被抄起和撒落，与进入回转筒内的热空气充分换热达到干燥的目的。
图1 单通道滚筒干燥机的回转筒结构2.流体有限元模型的建立本文采用的是φ1.8×16m滚筒干燥机，其工作参数：电机型号Y200L1-6，电机功率18.5KW，电机转速960rpm，减速机型号BWD-B7-43-18.5，减速机速比43，筒体转速3.88r/min。
用Pro/E软件建立三维模型，然后导入到Gambit前处理器对流体模型进行网格划分，得到整体网格单元1168058，整体网格节点409805.图2流体模型的网格划分进风加料罩上分别定义入料口和入风口为VELOCITY_INLET；排风出料罩上分别定义出料口和出风口为PRESSURE_OUTLET；回转筒外壁定义为WALL。
后处理中使用混合模型和湍流模型，选择SIPMLE算法耦合求解速度场和压力场，采用一阶迎风差分格式离散。
3.模拟结果及分析针对热风和物料的气固两相流的运动进行研究，分别将物料颗粒视为连续流体和离散颗粒，分析气固两相流的温度场、速度场和压力场，并对物料颗粒在回转筒内的分布进行模拟分析。
3.1温度场分析图3截面y=0温度图滚筒内温度是逐渐降低的，如图3所示，入风口处气体温度为400℃，物料进入滚筒内吸收大部分热量，温度升高快；同时，入风口处热风温度高，蒸发的速率大，导致了在入风口附近温度梯度变化大，大约从400℃降到320℃；被干燥物料在热风和倾斜滚筒及扬料抄板的共同作用下继续前行，当温度从271~337℃范围内变化时，此时物料含湿量降低，伴随内部水分向外部迁移，物料表面水分继续蒸发，当物料到达出口附近时达到最终含湿量同时低温混合气体由出风口排出。
篇一：喷雾干燥实验报告食品机械与设备实验报告喷雾干燥实验（一）实验目的①了解喷雾干燥设备流程及气动离心雾化器工作原理；②熟识喷雾干燥的操作；③通过实验深入了解喷雾干燥的优点和缺点；④了解喷雾干燥产品形态。
（二）实验原理与内容喷雾干燥是采用雾化器将原料液分散为雾滴，并用热气体(空气、氮气或过热水蒸气)干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。
原料液可以是溶液、乳浊液、悬浮液。
液体的雾化器将料液分散为雾滴，增大干燥过程的传热传质速率。
雾化器是喷雾干燥的关键部件之一，目前常用的有3种，即压力式雾化器、离心式雾化器、气流式雾化器。
雾化的液体与热气流的接触表面积很大，它与较高温度的气流一接触就迅速进行传热传质，雾滴水分吸收热量后又迅速蒸发成水蒸气，空气既作载热体又作载湿体。
在干燥初期，雾滴很小，物料内部湿含量的扩散传递而造成的干燥阻力几乎等于零，物料的温度一直处于物料的表面湿球温度，为恒速干燥阶段。
在物料表面没有充水分时，物料就开始升温并在内部形成温度梯度，为降速干燥阶段。
若当温度梯度很大，物料内部的蒸汽压大于物料粒子表面内聚力时，粒子即会爆开，瞬时增大传质蒸发表面。
因此喷雾干燥的粉末大多是非球形。
本实验是采用离心喷雾，实验内容包括 1、喷雾干燥设备流程及设备结构介绍； 2、喷雾干燥设备使用操作要点介绍； 3、喷雾干燥；4、干燥产品形态观察。
（三）实验仪器、设备小型离心喷雾干燥设备（移动式高速离心喷雾干燥机，型号lpg—5，江苏省常州先锋干燥设备有限公司）。
设备参数：离心盘直径50mm、干燥室直径800mm,圆筒高600毫米，筒锥角度60°。
这样的离心喷雾高速旋转的动力是采自压缩空气，压缩空气推动涡轮通过挠性轴带动离心盘转动,液料从加工料中均匀滴入离心盘中央受离心力的作用以切线方向甩出,绕成大小均匀的雾状水滴，分别于干燥室中；由于离心盘转速高达2.5万转/分。
挠性轴细小，故注意操作，小心加料均匀，防止结焦以保证离心盘的动力平衡。
篇一：喷雾干燥实验报告食品机械与设备实验报告喷雾干燥实验（一）实验目的①了解喷雾干燥设备流程及气动离心雾化器工作原理；②熟识喷雾干燥的操作；③通过实验深入了解喷雾干燥的优点和缺点；④了解喷雾干燥产品形态。
（二）实验原理与内容喷雾干燥是采用雾化器将原料液分散为雾滴，并用热气体(空气、氮气或过热水蒸气)干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。
原料液可以是溶液、乳浊液、悬浮液。
液体的雾化器将料液分散为雾滴，增大干燥过程的传热传质速率。
雾化器是喷雾干燥的关键部件之一，目前常用的有3种，即压力式雾化器、离心式雾化器、气流式雾化器。
雾化的液体与热气流的接触表面积很大，它与较高温度的气流一接触就迅速进行传热传质，雾滴水分吸收热量后又迅速蒸发成水蒸气，空气既作载热体又作载湿体。
在干燥初期，雾滴很小，物料内部湿含量的扩散传递而造成的干燥阻力几乎等于零，物料的温度一直处于物料的表面湿球温度，为恒速干燥阶段。
在物料表面没有充水分时，物料就开始升温并在内部形成温度梯度，为降速干燥阶段。
若当温度梯度很大，物料内部的蒸汽压大于物料粒子表面内聚力时，粒子即会爆开，瞬时增大传质蒸发表面。
因此喷雾干燥的粉末大多是非球形。
本实验是采用离心喷雾，实验内容包括 1、喷雾干燥设备流程及设备结构介绍； 2、喷雾干燥设备使用操作要点介绍； 3、喷雾干燥；4、干燥产品形态观察。
（三）实验仪器、设备小型离心喷雾干燥设备（移动式高速离心喷雾干燥机，型号lpg—5，江苏省常州先锋干燥设备有限公司）。
设备参数：离心盘直径50mm、干燥室直径800mm,圆筒高600毫米，筒锥角度60°。
这样的离心喷雾高速旋转的动力是采自压缩空气，压缩空气推动涡轮通过挠性轴带动离心盘转动,液料从加工料中均匀滴入离心盘中央受离心力的作用以切线方向甩出,绕成大小均匀的雾状水滴，分别于干燥室中；由于离心盘转速高达2.5万转/分。
挠性轴细小，故注意操作，小心加料均匀，防止结焦以保证离心盘的动力平衡。
三种雾化原理的理论研究喷雾干燥技术的核心是流化技术，具有从流体到固体瞬时干燥的突出优势。
其设备一般是由雾化器（喷头）、干燥室、进出气及物料收集回收系统等组成。
1.1雾化形式不同的雾化器可以产生不同的雾化形式，按照不同的雾化形式可以将喷雾干燥分为气流式雾化、压力式雾化和离心式雾化。
气流式雾化利用压缩空气（或水蒸气）高速从喷嘴喷出并与另一通道输送的料液混合，借助空气（或蒸气）与料液两相间相对速度不同产生的摩擦力，把料液分散成雾滴。
根据喷嘴的流体通道数及其布局，气流式雾化器又可以分为二流体外混式、二流体内混式、三流体内混式、三流体内外混式以及四流体外混式、四流体二内一外混式等等。
气流式雾化器的结构简单，处理对象广泛，但能耗大。
压力式雾化利用压力泵将料液从喷嘴孔内高压喷出，直接将压力转化为动能，使料液与干燥介质接触并被分散为雾滴。
压力式雾化器生产能力大，耗能小；细粉生成少，能产生小颗粒，固体物回收率高。
离心式雾化利用高速旋转的盘或轮产生的离心力将料液甩出，使之与干燥介质接触形成雾滴。
离心式雾化器受进料影响（如压力）变化小；控制简单。
三种雾化原理的理论研究，主要是围绕喷雾器关键参数与雾化性能展开，黄立新等对此有综述报道。
这方面研究将有助于喷雾器性能的改进，也有利于应用过程中根据喷雾料液及其产品要求对雾化器进行选择。
中药提取液的喷雾干燥，基本上是以离心式雾化和气流式雾化为进行的，而后者以小型试验设备多见。
从雾化的实现而言，压力式雾化需要高压泵与较大雾化空间，气流式雾化能耗又很高，这些都限制了它们的应用。
相对而言，离心式雾化器技术要求相对较低，是最容易实现的。
1.2喷雾干燥机理研究喷雾干燥的效果影响因素很多，除雾化器外，还有干燥室、进出气及物料收集回收系统以及整个干燥器系统。
国内外研究人员进行了喷雾干燥的数学模型研究，以期给出干燥室内气体流动状态和各种热力学参数的分布信息，这对喷雾干燥器的设计、优化以至干燥效果的提高具有重要意义。
目录一．设计题目----------------------------------------------2二．设计任务及条件-------------------------------------2三．工艺设计计算1．物料衡算----------------------------------------------32．热量衡算----------------------------------------------33．雾滴干燥所需时间 计算--------------------------34．压力式喷嘴主要尺寸的确定----------------------55．干燥塔主要尺寸的确定----------------------------6 6．主要附属设备的设计或选型---------------------11四．设计结果汇总表------------------------------------13五．参考文献---------------------------------------------13“压力式喷雾干燥塔设计”任务书（一）设计题目压力式喷雾干燥器设计。
（二）设计任务及设计条件1、干粉生产能力：（湿基）见下表。
2、设备型式：压力式喷雾干燥器，干燥物质为陶瓷原料料浆，干燥介质为空气，热源为发生炉煤气。
3、设计条件：（1）料浆含水量 w 1＝40wt ％（湿基） （2）干粉含水量 w 2＝6wt ％（湿基） （3）料浆密度 ρl ＝1200kg/m 3（4）干粉密度 ρp ＝900kg/m 3 （5）热风入塔温度 t 1＝450℃ （6）热风出塔温度 t 2＝70℃ （7）料浆入塔温度 t m1＝20℃ （8）干粉出塔温度 t m2＝50℃ （9）干粉平均粒径 d p ＝60μm （10）干粉比热容 c m ＝(kg ·℃) （11）料浆雾化压力 2MPa （表压）（12）取冬季的空气参数 温度t a ＝2℃，相对湿度φa ＝70％（13）进料量 1100kg/h(干基) (三）工艺设计计算 1.物料衡算 （1）料液处理量G 12121100100611001723.3kg/h 10010040G G ωω--==⨯=--（2）水分蒸发量W2.热量衡算（1）使物料升温所需热量：22()1100 1.04(5020)55.1kJ/kgH 623.3m m m m G c t t q o W 21-⨯⨯-===(2) 根据经验，取热损失12=210kJ/kgH q o （3）干燥塔出口空气的湿含量 1m2+q=210+55.1=265.1kJ/kgH q q o =∑211214.18620265.1181.4w m I I c t q H H -=-=⨯-=--∑据气象条件（年平均气温2℃，年平均相对湿度ϕ=70%），查空气H-I 图，得10.003kg /kg o H H ==干空气,1464.5/I kJ kg =干空气，任取H 2'=H e =,代入上式得I 2'=I e = 查I-H 图得H 2=0.141kg 水/kg 干空气 I 2=kg (4) 于是干空气消耗量21623.34516.7/0.1410.003W L kg h H H ===--干空气3.雾滴干燥所需时间τ计算 （1）汽化潜热γ的确定由I-H 图查得空气入塔的湿球温度65w as t t ==℃，查手册得该温度下水的汽化潜热γ=2346kJ/kg 。
压力喷雾干燥机的应用：压力喷雾干燥机是一种可以同时完成干燥和造粒的装置。
按工艺要求可以调节料液泵的压力，流量，喷孔的大小，得到所需的按一定大小比例的球形颗粒。
适用于化工、食品、制药、陶瓷、喷雾造粒、肥料、喷雾冷却造粒等行业。
其工作过程为料液通过隔膜泵高压输入，喷出雾状液滴，然后同热空气并流下降，大部分粉粒由塔底排料口收集，废气及其微小粉末经旋风分离器分离，废气由抽风机排出，粉末由设在旋风分离器下端的授粉筒收集，风机出口处还可装备二级除尘装置，回收率在96-98%以上。
其与物料接触部分的塔体、管道、分离器的材料，均采用SUS304制作。
在塔体内部与外壳之间有足够的保温层，填充材料为超细玻璃棉，塔体设有观察门、视镜、光源及控制仪表，由电气控制操作台控制和显示。
其热源装置采用蒸汽加热或电加热器，具有操作方便、启动快、结构紧凑、热风干净清洁等优点。
另外在电气控制柜内装有电加热器的控制调节装置，使进口温度无级调节。
对于缺电地区可采用蒸汽加热或燃煤、燃油热风炉等方式，局部或全部代替电加热装置。
离心喷雾干燥机的应用：所谓离心喷雾干燥机即是利用离心式雾化器将某些液体物料进行干燥，是目前工业生产中使用最广泛的干燥机之一。
喷雾干燥是液体工艺成形和干燥工业中最广泛应用的工艺。
最适用于溶液、乳液、悬浮液和可泵性湖状液体原料中生成粉状、颗粒状产品。
因此当颗粒大小分布、残留水分含量、堆积密度和颗粒形状符合精确的标准时，喷雾干燥是一道十分理想的工艺。
气流喷雾干燥机的应用：气流喷雾干燥机自动化程度高、操作灵活(可以控制成品的粒度)。
特别适用于溶液、乳液、膏状物、悬浮液甚至是粘性大的物料也可干燥的。
特别适合中等规模或实验规模的物料干燥。
压力喷雾干燥机的特点：(1)、干燥速度快，料液经雾化后表面积大大增加，在热风气流中，瞬间就可蒸发95-98%的水分，完成干燥的时间仅需十几秒到数十秒钟，特别适用于热敏性物料的干燥。
(2)、所得产品为球状颗粒，粒度均匀，流动性好，溶解性好，产品纯度高，质量好。
干燥技术第三节喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算精编版喷雾干燥塔是一种常用的干燥设备，广泛应用于化工、制药、食品等行业。
其结构设计和尺寸估算对于确保设备正常运行和达到预期干燥效果非常重要。
下面将详细介绍喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算。
首先是结构设计方面，喷雾干燥塔通常由喷雾室、干燥室、排气室和底座等组成。
喷雾室是喷雾干燥塔的顶部，用于将物料和干燥介质进行接触和混合。
喷雾室通常由喷雾装置、喷嘴和混合器等组成。
喷雾装置通常采用压力喷雾器或者离心喷雾器，用于将悬浮在空气中的物料颗粒雾化成小的颗粒。
喷嘴的设计决定了雾化的效果，同时还需要考虑喷嘴材质和清洗方式等。
混合器通常采用旋流器或者静态混合器等，用于将物料和干燥介质充分混合。
干燥室是喷雾干燥塔的主体部分，用于将雾化的物料颗粒进行脱水和干燥。
干燥室通常采用圆柱形或者锥形结构，结构上通常分为三个区域：热气氛区、物料干燥区和除尘区。
热气氛区是靠近喷雾室的区域，用于提供热量并将潮湿的空气预热。
物料干燥区是干燥室最长的区域，用于进行物料的脱水和干燥。
除尘区位于干燥室的底部，用于收集和排除干燥后的物料和粉尘。
排气室是喷雾干燥塔的底部，用于排放含有水蒸气和粉尘的废气。
排气室通常设有排气口和排气管道，通过排气管道将废气排出设备。
排气室的设计需要考虑到废气的流速和空气的分布情况，以确保废气能够有效排放。
底座是喷雾干燥塔的支撑结构，通常采用钢结构或者混凝土结构。
底座的设计需要考虑到设备的稳定性和承载力，以确保设备能够安全稳定地运行。
其次是尺寸估算方面，喷雾干燥塔的尺寸估算涉及到喷雾室、干燥室和排气室的容积计算以及主要设备的尺寸估算。
喷雾室的容积计算通常根据物料的流量和停留时间来确定。
流量一般根据工艺要求来确定，停留时间一般根据物料干燥的要求和实际运行情况来确定。
干燥室的容积计算通常根据物料的湿度、干燥介质的温度和湿度以及物料的干燥速度来确定。
干燥速度一般根据实验结果或者经验来确定，并结合物料的湿度和干燥介质的温度和湿度进行修正。
喷雾干燥塔技术参数喷雾干燥塔是一种常用的干燥设备，它利用喷雾技术将液体物料雾化成微小颗粒，然后通过热风进行烘干，从而将液体迅速转化为固体颗粒。
喷雾干燥塔广泛应用于食品、制药、化工等领域，具有干燥速度快、操作简便等特点。
下面将介绍喷雾干燥塔的技术参数。
1.干燥塔的尺寸：喷雾干燥塔的尺寸通常由干燥量决定，一般采用不锈钢材质制作，可根据客户需求进行定制。
常见的尺寸为直径2-6米，高度10-50米。
2.干燥塔的工作温度：喷雾干燥塔的工作温度通常在100-300摄氏度之间。
具体的工作温度需要根据物料的性质和工艺要求进行调整。
3.干燥塔的喷霧装置：喷雾干燥塔的核心是喷雾装置，它可以将液体物料雾化成微小颗粒。
常见的喷雾装置包括喷嘴、旋转碟片等。
4.干燥塔的进料方式：喷雾干燥塔的进料方式有两种，即压力喷雾和重力喷雾。
压力喷雾通常用于粘稠物料，可以通过高压泵将物料压力喷入干燥塔；重力喷雾通常用于液态物料，通过重力将物料流入喷嘴。
5.干燥塔的热源：喷雾干燥塔的热源可以是蒸汽、热风炉或电加热器。
根据物料的要求和工艺条件选择合适的热源。
6.干燥塔的烘干效果：喷雾干燥塔的烘干效果主要取决于热风的温度、湿度和流量，以及物料的性质。
通常情况下，烘干效果可以通过调整这些参数来实现。
7.干燥塔的产品收集装置：喷雾干燥塔烘干后的产品通常通过离心风机或布袋收尘器收集。
离心风机可以将固体颗粒从气流中分离出来，而布袋收尘器则可以过滤气流中的固体颗粒。
总之，喷雾干燥塔是一种重要的干燥设备，其技术参数包括尺寸、工作温度、喷雾装置、进料方式、热源、烘干效果和产品收集装置等。
这些参数的选择需要根据物料的性质和工艺要求进行调整，并与其它设备相匹配，以实现高效干燥的目标。
