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广西科技大学化工原理课程设计说明书课题名称：气流和单层硫化床联合干燥装置设计指导教师：罗建平班级：卓越化工121姓名：学号：成绩评定：指导教师：（签字）年月日化工原理课程设计任务书(干燥装置设计)（一）设计题目：气流和单层流化床联合干燥装置设计（二）设计任务及操作条件1．用于散颗粒状药品干燥2．生产能力：处理（13000+200*38）=20600 Kg/h 物料含水率（湿基）22% ，气流干燥器中干燥至10%，再在单层流化床干燥器中干燥至0.5%（湿基）。
3．进料温度20℃，离开流化床干燥器的温度120℃。
4．颗粒直径：平均直径d m=0.3mm最大粒径d max=0.5mm最小粒径d min=0.1mm5．干燥介质：烟道气（性质与空气同）。
初始湿度：H0＝0.01 kg水/kg绝干气入口温度：t1=800℃废气温度：t2=125℃（两种干燥器出口温度相同）6．操作压力：常压（101.3 kPa）7．年生产日330 天，连续操作24 小时/天。
8．厂址：柳州地区（三）设计内容1. 干燥流程的确定及说明.2. 干燥器主体工艺尺寸计算及结构设计。
3. 辅助设备的选型及核算（气固分离器、供风装置、供料器）。
4. A3 图纸2 张：带控制点的工艺流程图主体设备图（四）设计基础数据1．被干燥物料：颗粒密度：ρs =2000 kg/m3干物料比热容：C s =0.712kJ/kg.℃假设物料中除去的全部为非结合水。
2．分布板孔径：d0 = 5mm3．流化床干燥器卸料口直接接近分布板4．干燥介质的物性常数可按125℃的空气查取5．干燥装置热损失为有效传热量的15%目录一．设计方案简介 (1)1.1气流干燥 (1)1.2 气流干燥器的特点 (1)1.3 气流干燥器的适用范围 (2)1.4 流化床干燥器 (2)1.5 流化床干燥器的特点 (3)1.6 气流-流化床组合式干燥器 (4)1.7 干燥器选形时应考虑的因素 (5)1.8 气流、流化床干燥器联合干燥器的选定 (5)二．工艺流程草图及说明 (6)2.1 工艺流程草图 (6)2.2工艺流程草图说明 (7)三.气流干燥器的设计计算 (8)3.1 物料衡算 (8)3.1.1水分蒸发量W (8)3.1.2气流干燥器的产品量G2 (8)3.1.3绝干物料量G c (8)3.1.4物料的干基湿含量 (9)3.1.5 空气的用量L (9)3.2热量衡算 (9)3.2.1物料在气流干燥室的出口温度t m2,空气的出口湿含量H2 (9)3.2.2热损失q1 (11)3.2.3物料升温所需要的热量q m (11)3.2.4 总热量消耗Q (12)3.3气流干燥管直径D的计算 (12)3.3.1最大颗粒的沉降速度u fmax (12)3.3.2干燥管内的平均操作气速u a (12)3.3.3干燥管的直径D (12)3.4气流干燥管的长度Y (13)3.4.1物料干燥所需的总热量Q (13)3.4.2 平均传热温差Δt m (14)3.4.3 表面给热系数α (14)3.4.4 气流干燥管的长度Y (15)3.5 气流干燥管压降的计算 (15)3.5.1 气、固相与管壁的摩擦损失△P1 (15)3.5.2 克服位能提高所需的压降ΔP2 (16)3.5.3 局部阻力损失ΔP3 (16)3.5.4 总压降ΔP (16)四．单层圆筒流化床的设计计算 (16)4.1 物料衡算 (17)4.1.1 流化床干燥器中水分蒸发量W (17)4.1.2 流化床干燥器的产品产量G3 (17)4.1.3 绝干物料量G c (17)4.1.4 物料的最终干基湿含量X3 (17)4.2 热量衡算 (18)4.2.1 水分蒸发所需热量Q1 (18)4.2.2 干物料升温所需热量Q2 (18)4.2.3 干燥器中所需热量Q′ (18)4.2.4 热损失Q3 (18)4.2.5 干燥过程所需总热量Q (18)4.2.6 干空气用量L (18)4.2.7 最终废气湿含量H3 (19)4.3 最小颗粒的逸出速度u t (19)4.4床层直径D′的确定 (19)4.5扩大段直径D2′的确定 (20)4.6 分离段直径D1′的确定 (20)4.7流化床干燥器总高度Z的确定 (21)4.7.1流化床床层高度Z f (21)4.7.2 分离段高度Z1 (21)4.7.3 扩大段高度Z2 (21)4.7.4 总高Z (21)4.8 颗粒在流化床中的平均停留时间 (21)4.9 流化床的分布板 (22)4.9.1选用侧流式分布板（侧流式锥帽分布板） (22)五．主要附属设备的选型与计算 (23)5.1空气预热器 (23)5.1.1 饱和蒸汽温度 (23)5.1.2 空气的平均温度 (23)5.1.3 初步选型 (23)5.1.4空气从t0升到t1所需热量 (23)5.1.5实际风速和空气的质量流速 (23)5.1.6 排管的传热系数 (24)5.1.7 传热温差 (24)5.1.8 所需传热面积 (24)5.1.9 所需的单元排管数 (24)5.1.10 性能校核 (24)5.2 风机 (24)5.3 旋风分离器 (26)5.4 供料器 (26)六．设计计算结果汇总表 (27)6.1气流干燥器设计计算结果汇总表 (27)6.2单层流化床干燥器设计计算结果汇总 (28)七．设计评述 (29)八．参考文献 (30)九．主要符号说明 (31)十．附图(见后) (33)一．设计方案简介1.1气流干燥气流干燥器一般由空气滤清器、热交换器、干燥管、加料管、旋风分离器、出料器及除尘器等组成。
流化床干燥设备中风量与风速的优化设计流化床干燥设备是一种广泛应用于化工、食品、医药等行业的干燥设备。
在流化床干燥过程中，风量与风速是影响干燥效果的重要参数。
通过合理的优化设计，可以提高干燥效率，减少能耗，并确保产品质量和设备安全。
首先，我们需要了解一下流化床干燥设备的工作原理。
流化床干燥设备主要由热风炉、干燥器和除尘器组成。
在干燥器内部，通过热风炉产生的高温空气流经干燥床，使湿物料在流化床中不断翻转、碰撞和干燥，达到快速而均匀的干燥效果。
在优化设计中，我们需要综合考虑风量和风速对干燥效果的影响。
首先，风量是指单位时间内通过干燥床的空气量，通常以立方米/小时表示。
适当增加风量可以加强湿物料与热空气的接触，提高干燥速度。
然而，风量过大会带走过多的湿气，造成能耗的浪费，并且风量过大还可能导致干燥床内部颗粒的剧烈运动，产生颗粒磨损和粉尘扬尘的问题。
因此，在设计中需要根据物料的特性和干燥要求，合理确定适当的风量。
其次，风速是指空气在干燥床内的流动速度，通常以米/秒表示。
风速的选择直接影响热空气与湿物料之间的传热和质量传递。
过低的风速会导致热空气无法充分与物料接触，影响干燥效果；而过高的风速则容易带走物料内部的挥发性成分，降低产品质量。
因此，在设计过程中需要确定适当的风速，以保证干燥效果和产品质量的平衡。
为了优化设计流化床干燥设备中的风量和风速，我们可以采取以下几个策略：1. 物料特性分析：首先，需要对待干燥物料的特性进行详细分析。
包括湿度、颗粒大小、形状和密度等因素。
不同的物料特性会对干燥过程产生不同的影响。
根据物料的特性，选择合适的干燥工艺和设备参数，进而确定合适的风量和风速。
2. 实验验证：在设计前，可以进行小规模试验或者实验室模拟，通过改变风量和风速的参数，观察干燥效果和能耗情况。
从试验结果中可以发现最佳的风量和风速的范围。
3. 数值模拟：利用计算流体力学（CFD）等数值模拟方法，可以模拟干燥床内空气流动的情况。
化工原理课程设计任务书设计题目流化床干燥器设计院系专业班级姓名学号指导教师日期化工原理课程设计任务书1.从气流干燥器来的细颗粒物料，其含水量为0.07（湿基，下同），要求在卧式多室流化床中干燥至0.005，生产能力（以湿物料计）3000kg/h，已知参数：⑴.被干燥颗粒：颗粒密度ρs 1700kg/m3 堆积密度ρ b 780 kg/m3干物料比热容C s 1.45KJ/（㎏.℃）颗粒平均直径d m 0.14mm临界含水量X0 0.013（Kg水/Kg绝干料）平衡含水量X* 0物料进口温度θ1 30℃干燥介质湿空气其初始湿度为H0 0.013 Kg/Kg绝干气，进预热器时的温度t1为30℃，离开预热器时的温度t1为80℃，热源为392.4kpa的饱和水蒸气。
试设计合适的干燥器主体并选择合适的风机及气固分离设备。
2.从气流干燥器来的细颗粒物料，其含水量为0.06（湿基，下同），要求在卧式多室流化床中干燥至0.004，生产能力（以湿物料计）3000kg/h，已知参数：⑴.被干燥颗粒：颗粒密度ρs 1400kg/m3 堆积密度ρ b 650 kg/m3干物料比热容C s 1.256KJ/（㎏.℃）颗粒平均直径d m 0.15mm临界含水量X0 0.013（Kg水/Kg绝干料）平衡含水量X* 0物料进口温度θ1 30℃干燥介质湿空气其初始湿度为H0 0.013 Kg/Kg绝干气，进预热器时的温度t1为30℃，离开预热器时的温度t1为100℃，热源为392.4kpa的饱和水蒸气。
试设计合适的干燥器主体并选择合适的风机及气固分离设备。
3.从气流干燥器来的细颗粒物料，其含水量为0.045（湿基，下同），要求在卧式多室流化床中干燥至0.003，生产能力（以湿物料计）3000kg/h，已知参数：⑴.被干燥颗粒：颗粒密度ρs 1800kg/m3 堆积密度ρ b 750 kg/m3干物料比热容C s 1.256KJ/（㎏.℃）颗粒平均直径d m 0.13mm临界含水量X0 0.013（Kg水/Kg绝干料）平衡含水量X* 0物料进口温度θ1 30℃干燥介质湿空气其初始湿度为H0 0.013 Kg/Kg绝干气，进预热器时的温度t1为30℃，离开预热器时的温度t1为90℃，热源为392.4kpa的饱和水蒸气。
流化床干燥实验装置使用说明书一、概述流化床干燥实验装置是一种广泛应用于实验室的干燥装置，可以实现对不同材料的干燥需求。
本使用说明书将详细介绍流化床干燥实验装置的操作方法、注意事项和维护保养等内容，以便用户正确操作和使用。
二、装置结构1. 主体结构：流化床干燥实验装置由底座、填料层、进料排气装置、热气供应装置等组成。
2. 控制系统：装置配备了先进的控制系统，包括温度、湿度、风速等参数的调节和监控功能，可根据不同的干燥要求进行设置。
三、操作方法1. 准备工作：确认配电线路是否连接正常，检查气源和电源是否稳定，检查装置是否完好无损。
2. 设置参数：通过控制系统设置所需的干燥温度、湿度和风速等参数。
3. 填充物料：将待干燥的物料均匀地分布在填料层上，注意避免堆积和堵塞。
4. 启动装置：按照装置说明书的要求启动装置，确认热气供应装置是否正常工作。
5. 调节参数：根据实际情况，调节温度、湿度等参数，确保干燥过程能够顺利进行。
6. 监控过程：通过控制系统实时监测参数变化，注意观察物料的干燥效果和状态。
7. 完成干燥：干燥完成后，及时关闭热气供应装置，切断电源，待装置冷却后进行清洁和维护。
四、注意事项1. 操作安全：在操作过程中要注意电源和气源的安全，并根据实际情况调整风速、温度等参数，以确保操作安全。
2. 物料选择：根据实际需求选择合适的物料进行干燥，注意避免易燃、易爆等物料的使用。
3. 清洁维护：定期清洁流化床干燥实验装置，确保设备的正常运行和干燥效果。
4. 注意环境：在使用过程中，注意周围环境的通风和防尘，避免影响装置的正常运行和干燥效果。
五、维护保养1. 定期检查：定期检查流化床干燥实验装置的各部件是否完好，如发现异常及时进行处理。
2. 清洁保养：清洗流化床装置的填料层、进料排气装置等部件，保持设备的清洁和卫生。
3. 维护保养：定期对流化床干燥实验装置进行维护，包括检查电源线路、气源管道等，并及时进行维修或更换。
气流干燥设备课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解气流干燥设备的工作原理及其在工业中的应用。
2. 学生能掌握气流干燥设备的主要结构组成及其功能。
3. 学生能了解气流干燥过程中涉及的热力学和流体力学基础知识。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，分析并解决气流干燥设备在实际应用中出现的问题。
2. 学生能设计简单的气流干燥流程，并进行基本的设备参数计算。
3. 学生能通过图表和数据，对气流干燥过程进行评价和分析。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对气流干燥技术的研究兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 增强学生的环保意识，使其认识到气流干燥技术在节能减排方面的重要性。
3. 培养学生的团队协作精神，使其在小组讨论和实践中学会倾听、尊重和合作。
课程性质：本课程为应用技术类课程，注重理论联系实际，提高学生的实践操作能力。
学生特点：高二年级学生，已具备一定的物理和数学基础，思维活跃，动手能力强。
教学要求：结合学生特点和课程性质，通过理论讲解、案例分析、小组讨论和实地考察等多种教学方式，使学生在掌握基本知识的同时，提高解决实际问题的能力。
课程目标具体、可衡量，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 气流干燥设备的基本概念与工作原理- 气流干燥的定义及分类- 气流干燥设备的工作原理及特点- 相关物理现象的介绍（如传热、传质等）2. 气流干燥设备的主要结构及功能- 进料系统、干燥室、风机、加热器等组件的结构及作用- 各部件的相互关系及其对干燥效果的影响3. 气流干燥过程的热力学和流体力学基础- 热力学基本概念及在气流干燥中的应用- 流体力学基本原理及其在气流干燥设备中的应用4. 气流干燥设备的设计与计算- 设备参数的确定方法- 干燥流程的设计原则- 基本干燥计算方法及应用5. 案例分析与评价- 分析典型气流干燥设备在实际应用中的优缺点- 探讨不同工况下气流干燥设备的性能评价方法6. 实践操作与考察- 组织学生进行气流干燥实验操作，加深对理论知识的理解- 安排实地考察，了解气流干燥设备在工业生产中的应用教学内容按照教学大纲进行安排和进度制定，确保科学性和系统性。
流化床干燥器设计说明书设计者：学号：班级：指导老师：设计日期：第一节 概述将大量固体颗粒悬浮于运动着的流体之中，从而使颗粒具有类似于流体的某些表观特性，这种流固接触状态称为固体流态化。
流化床干燥器就是将流态化技术应用于固体颗粒干燥的一种工业设备，目前在化工、轻工、医学、食品以及建材工业中都得到了广泛应用。
一、 流态化现象空气流速和床内压降的关系为：空气流速和床层高度的关系为：VelocityPres sure dropFixedFluidizeAD B CEU mf流化床的操作范围：u mf ~u t 二、 流化床干燥器的特征优点：（1）床层温度均匀，体积传热系数大（2300~7000W /m3·℃）。
生产能力大，可在小装置中处理大量的物料。
（2）由于气固相间激烈的混合和分散以及两者间快速的给热，使物料床层温度均一且易于调节，为得到干燥均一的产品提供了良好的外部条件。
（3）物料干燥速度大，在干燥器中停留时间短，所以适用于某些热敏性物料的干燥。
（4）物料在床内的停留时间可根据工艺要求任意调节，故对难干燥或要求干燥产品含湿量低的过程非常适用。
（5）设备结构简单，造价低，可动部件少，便于制造、操作和维修。
（6）在同一设备内，既可进行连续操作，又可进行间歇操作。
缺点：（1）床层内物料返混严重，对单级式连续干燥器，物料在设备内停留时间不均匀，有可能使部分未干燥的物料随着产品一起排出床层外。
（2）一般不适用于易粘结或结块、含湿量过高物料的干燥，因为容易发生物料粘结到设备壁面上或堵床现象。
（3）对被干燥物料的粒度有一定限制，一般要求不小于30m 、不大于6mm 。
（4）对产品外观要求严格的物料不宜采用。
干燥贵重和有毒的物料时，对回收装量要求苛刻。
（5）不适用于易粘结获结块的物料。
三、流化床干燥器的形式1、单层圆筒形流化床干燥器连续操作的单层流化床干燥器可用于初步干燥大量的物料，特别适用于表面水分的干燥。
目录设计任务书 (II)第一章概述 (3)1.1流化床干燥器简介 (3)1.2设计方案简介 (7)第二章设计计算 (9)2.1 物料衡算 (9)2.2空气和物料出口温度的确定 (10)2.3干燥器的热量衡算 (12)2.4干燥器的热效率 (13)第三章干燥器工艺尺寸设计 (14)3.1流化速度的确定 (14)3.2流化床层底面积的计算 (14)3.3干燥器长度和宽度 (16)3.4停留时间 (16)3.5干燥器高度 (16)3.6干燥器结构设计 (17)第四章附属设备的设计与选型 (20)4.1风机的选择 (20)4.2气固分离器 (20)4.3加料器 (22)第五章设计结果列表 (23)附录 (25)主要参数说明 (25)I设计任务书一、设计题目2.2万吨/年流化床干燥器设计二、设计任务及操作条件1.设计任务生产能力（进料量） 2.2万吨/年（以干燥产品计）操作周期260 天/年进料湿含量13%（湿基）出口湿含量1%（湿基）2.操作条件干燥介质湿空气（110℃含湿量取0.01kg/kg干空气）湿空气离开预热器温度（即干燥器进口温度）110℃气体出口温度自选热源饱和蒸汽，压力自选物料进口温度15 ℃物料出口温度自选操作压力常压颗粒平均粒径0.4 mm3.设备型式流化床干燥器4.厂址合肥三、设计内容：1、设计方案的选择及流程说明2、工艺计算3、主要设备工艺尺寸设计（1）硫化床层底面积的确定；（2）干燥器的宽度、长度和高度的确定及结构设计4、辅助设备选型与计算5、设计结果汇总6、工艺流程图、干燥器设备图、平面布置图7、设计评述II第一章概述1.1流化床干燥器简介将大量固体颗粒悬浮于运动着的流体之中，从而使颗粒具有类似于流体的某些表观特性，这种流固接触状态称为固体流态化。
流化床干燥器就是将流态化技术应用于固体颗粒干燥的一种工业设备，目前在化工、轻工、医学、食品以及建材工业中都得到了广泛应用。
1） 流态化现象图1 流态化现象图空气流速和床内压降的关系为：Velocity Pressuredrop Fixed Fluidized A D B CEU mf图2 空气流速和床内压降关系图 空气流速和床层高度的关系为：流化床的操作范围：u mf ~u t图3 空气流速和床层高度关系图2） 流化床干燥器的特征优点：（1）床层温度均匀，体积传热系数大（2300~7000W /m3·℃）。
化工原理课程设计流化床干燥器1. 引言流化床干燥器是一种广泛应用于化工生产过程中的干燥设备。
它以颗粒物料在气流中进行流态化为基本原理，通过热传导和传质来实现物料的干燥。
本文将介绍流化床干燥器的原理、设计要点以及流化床干燥器在化工工艺中的应用。
2. 流化床干燥器的原理流化床干燥器的原理是利用气体的流态化特性，使干燥床内的颗粒物料在气流的作用下呈现出类似于液体的流动状态。
此时，颗粒物料之间的接触面积增大，热传导和传质效果提高，从而实现干燥的目的。
具体来说，流化床干燥器将气体通过底部的气体分布板喷入干燥床中，使颗粒物料悬浮在气流中形成流化状态。
气流的速度和温度可以通过控制调节，以达到对物料的干燥需求。
干燥床内的气体通过床顶的排气管排出，同时带走物料中的水分，实现干燥效果。
3. 流化床干燥器的设计要点流化床干燥器的设计需要考虑以下几个要点：3.1 物料的性质物料的性质包括颗粒粒径、形状、密度以及湿度等。
这些性质将直接影响到气体分布和流化床的设计参数。
因此，在进行流化床干燥器设计时，需要充分了解物料的性质，并根据实际情况进行合理选择。
3.2 气体流速和温度气体的流速和温度对流化床干燥器的干燥效果有重要影响。
流速过小会导致物料沉积在干燥床底部，干燥效果不佳，流速过大则会带走物料并增大设备能耗。
温度过低会延长干燥时间，温度过高则可能引起物料的结焦和变质。
因此，在设计时需要合理选择气体流速和温度。
3.3 干燥床的高度和直径干燥床的高度和直径也是设计中需要考虑的重要参数。
床高度和直径的选择将直接影响流化床的流态化效果。
床高度过大会增加气体的压降和能耗，床直径过小则使床内颗粒物料的分布不均匀。
因此，需要根据物料的性质和干燥要求来选择合适的床高度和直径。
4. 流化床干燥器的应用流化床干燥器在化工工艺中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：4.1 粉状物料的干燥流化床干燥器可以对粉状物料进行有效的干燥。
例如，在制药工艺中，通过流化床干燥器可以将湿度较高的粉状药品进行干燥，提高药品的质量和稳定性。
单层流化床干燥器工作原理单层流化床干燥器是一种常用的干燥设备，广泛应用于制药、化工、食品等领域。
它利用流化床的原理，能够有效地干燥各种颗粒状、块状或粉末状的物料。
本文将从工作原理、结构特点以及应用范围等方面介绍单层流化床干燥器。
一、工作原理单层流化床干燥器的工作原理主要是通过气流在干燥器内流动，使干燥物料产生类似流体的状态，从而加速干燥过程。
具体来说，其工作原理包括以下几个方面：1.乙二：气流引入：在单层流化床干燥器中，热空气或惰性气体被引入干燥器底部，通过气体分布板均匀向上穿过床层，使床料在气流作用下呈现流态化状态。
2.乙二：物料加入：要干燥的物料被投入床层中，随着气流的作用，物料与气体形成流化状态，使其在床层中均匀搅拌、加热和干燥。
3.乙、尘埃排出：在干燥过程中，物料中的水分或溶剂逐渐蒸发，形成湿气和挥发性物质，通过床层内气流带走并排出干燥器。
4.乙四、控制温度：通过控制气流速度和温度，使干燥器内部的温度和湿度处于适宜的状态，从而实现物料的快速、均匀干燥。
以上工作原理简单介绍了单层流化床干燥器的工作过程，实际上，干燥过程中还涉及床层高度、气固分离、传热传质等复杂的物理和化学过程。
这种设计结构可以降低扩散阻力，提高传热速度。
二、结构特点单层流化床干燥器的结构特点主要有以下几个方面：1.床层结构：床层通常由气体分布板、床层料和床层支撑结构组成，气体分布板位于干燥器底部，用于均匀分配气流，床层料主要起到流化和干燥作用，床层支撑结构用于支撑床层料，确保床层的稳定性。
传热速度较快。
2.气体引入和排出结构：干燥器顶部通常设置有气体出口，用于排出干燥过程中产生的湿气和挥发性物质；干燥器底部设置有气体入口，用于引入热空气或惰性气体。
3.控制系统：由于干燥过程需要严格控制温度、湿度和气流速度，因此单层流化床干燥器通常配备有先进的控制系统，能够实现自动控温、定时排气等功能。
4.落料口：通常在干燥器外围设置有物料的进出口，方便物料的投入和收取。
化工原理课程设计说明书设计题目:气流和单层硫化床联合干燥装置设计学生姓名：所在班级：学号：设计时间：设计成绩：指导教师：审阅时间：气流和单层流化床联合干燥装置设计任务书一、设计题目：气流和单层流化床联合干燥装置设计二、设计任务及操作条件：1、用于散颗粒状药品干燥2、生产能力：处理量13540Kg/h（按进料量计），物料含水率（湿基）22%，气流干燥器中干燥至10%，再在单层硫化床干燥器中干燥至0.5%（湿基）。
3、进料温度20℃，离开硫化床干燥器的温度120℃。
4、颗粒直径：平均直径d m=0.3mm最大粒径d max=0.5mm最小粒径d min=0.1mm5、干燥介质：烟道气（性质与空气同）。
初始湿度：H O＝0.01 kg水/kg绝干气入口温度：t1=800℃废气温度：t2=125℃（两种干燥器出口温度相同）6、操作压力：常压7、年生产日330天，连续操作24小时/天。
8、厂址：柳州地区三、设计内容：1、干燥流程的确定及说明.2、干燥器主体工艺尺寸计算及结构设计。
3、辅助设备的选型及核算（气固分离器、供风装置、供料器）。
4、A3图纸2 张：（1）带控制点的工艺流程图（2）主体设备图四、设计基础数据：1、被干燥物料颗粒密度：ρs=2000 kg/m3干物料比热容：C s=0.712kJ/kg.℃假设物料中除去的全部为非结合水。
2、分布板孔径5mm3、流化床干燥器卸料口直接接近分布板4、干燥介质的物性常数可按125℃的空气查取5、干燥装置热损失目录1 设计方案简介 (1)1.1 气流干燥的适用范围 (1)1.2 气流干燥器的特点 (1)1.3 流态化干燥特点 (2)1.4 气流-流化床组合式干燥器 (3)1.5 气流、流化床干燥器联合干燥器的选定 (3)2 工艺流程草图及说明 (4)3 工艺计算及主要设备设计计算 (5)3.1 确定设计方案 (5)3.2 工艺参数的选定 (5)3.3 气流干燥器的工艺设计条件 (6)3.4 物料衡算 (6)3.5 热量衡算 (6)3.6 气流干燥管直径D的计算 (7)3.7 气流干燥管长度Y的计算 (8)3.8 单层流化床干燥器的工艺设计条件 (8)3.9 物料衡算 (9)3.10 热量衡算 (9)3.11 干燥器工艺尺寸设计 (10)4 干燥装置附属设备的计算与选型 (13)4.1 风机 (13)4.2 供料器 (13)4.3 旋风分离器的选型 (13)5 设计计算结果汇总表 (14)5.1 气流干燥器设计计算结果汇总 (14)5.2 单层流化床干燥器设计计算 (15)6 设计评论 (15)7 参考文献 (16)8 主要符号 (17)9 附图（附后） (17)1设计方案简介1.1气流干燥的适用范围物料状态气流干燥以粉状或颗粒状物料为主，其颗粒直径一般为0.5~0.7mm以下，至多不超过1mm。
对于块状、膏状或泥状物料，应选用带粉碎机、分散器或搅拌器等类型的气流干燥器，使物料的干燥和破碎或分散同时进行，也使干燥过程得到强化。
气流干燥中的高速气流易使物料被破碎、磨损，而因气流干燥不适用于需要完整的结晶形状和光泽的物料。
极易吸附在干燥管上的物料不适宜采用气流干燥。
对于有毒或粒度过细物料亦不宜采用气流干燥。
湿分状态由于气流干燥的操作气速高，气-固两相的接触时间短，因此气流干燥一般仅适用于进行物料表面蒸发的恒速干燥过程，物料中的水分应以湿润水、孔隙小或较粗管径的毛细管水为主，此时，可获得湿分低达0.3%~0.5%的干燥产品。
对于吸附性或细胞质物料，若采用气流干燥，很难将其干燥到湿分2%~3%以下。
对于湿分在物料内部的迁移以扩散控制为主的湿物料，气流干燥一般不适用。
1.2气流干燥器的特点气流干燥是一种连续式高效固体流态化干燥方法。
主要由空气加热器、加料器、气流干燥器管、旋风分离器、风机等组成。
它有以下几个特点：干燥强度大。
气固间的传热系数和传热表面积都很大，其平均体积传热系数达2300～7000W/(m3.℃).干燥时间短。
干燥介质在气流干燥管中的速度一般为10-20m/s，因此气固两相之阿基诺的接触干燥时间很短。
气流干燥管结构简单，占地面积小，制造、维修方便。
①处理量大，热效率高。
干燥非结合水，效率可大60%。
②系统阻力大。
由于操作气速高，干燥系统压降较大，故动力消耗大，而且干燥产品需要用旋风分离器和袋滤器等分离下来，因此分离系统负荷较重。
③干燥产品磨损较大。
由于操作气速很高，而物料易被粉碎，磨损，难以保持干燥前的结晶形状和光泽。
④气流干燥器如下图所示：1.3流态化干燥特点流化床干燥器又称沸腾床干燥器，是流态化技术在干燥上的应用，将散粒状物料置于多孔板上，与由下而上通过多孔分布板的热流相接触，只要气流速度保持在颗粒的临界流化速度与带出速度之间，颗粒即能在床内形成流化，颗粒在热气流中上下翻滚，互相混合和碰撞，与热气流进行传热、传质而达到干燥的目的。
当床层膨胀到一定高度时，床层孔隙率增大而使气流速度下降，颗粒又重新落下而不致被气流所带走。
流化床具有下列特点:处理量大。
在流化态干燥器内，由于热气流与固体颗粒的充分混合，表面更新机会多，因此强化了传热传质过程，其体积给热系数一般为2330~6590W/(℃.3m)。
物料在流态化干燥器内的停留时间可以自由调节，通常在几分钟至几个小时之间。
因此对于需要进行比较长时间干燥的物料或干燥产品湿含量要求很低的情况下适用。
床层内温度分布均匀，并可以随意调节。
因此，流态化干燥可以得到湿分均匀的干燥产品。
流态化干燥可以进行连续操作，亦可以进行间歇操作。
设备结构简单，造价低，维修方便。
对于易粘壁或结团成块的物料不宜采用流态化干燥。
用流态化干燥的物料，在粒度上有一定的限制，太大不易被流化，太小又易被气流带走。
一般要求的粒度为30um-6mm.不适用于干燥湿含量太高的物料（若要采用，则必须采取特殊措施）。
单层（连续）流化床干燥器如图4-2所示。
湿物料由加料器加入到流化床干燥器内，环境空气经鼓风机和空气加热器加热到一定温度后，由干燥器底部经筛板均匀，再进入流化床层中与物料进行接触干燥，合格的干燥产品由出料口排出，含有细粉的废气通过旋风分离器后由引风机排空。
1.4气流-流化床组合式干燥器这种组合式干燥器是以快速的气流干燥器作为预干燥器，流化床干燥器为终了干燥器。
由于流化床干燥器停留时间的随意性，故可得到含水量较低的产品。
利用该类组合式干燥器，可干燥聚氯乙稀、香料、医药制品以及建筑材料（如石墨）等。
通常气流流化床组合式干燥器可分为气流锥形流化床组合式干燥器和气流卧式多室流化床组合式干燥器。
下图是标准的干燥聚氯乙烯的气流—卧式多室组合式干燥装置。
湿物料由螺旋加料器送入气流干燥器，脱水干燥后经中间漏斗连续地投入流化床内。
干燥了的产品通过流化床出口的旋转活门，连续地送到下一工序。
随流化床排气夹带出去的PVC粉尘，由旋风分离器和袋式过滤器捕集后，返回流化床内，与未干燥的物料混合重新进行干燥。
这种组合式的干燥器尽管跟我们的课题有点偏差，可是我们一样能够用心的去研究它们的优点，我们可以在原有的技术上加以改进，转换为我们所需要的组合式干燥装置。
1.5气流、流化床干燥器联合干燥器的选定气流干燥有他自身的优点，如气固相接触时间短，可以采用较高的进口气体温度，因而提高了热效率等。
与气流干燥相相比较，流化床干燥器操作器速低，故气流压降低，物料和设备的磨损较小，且气流只夹带少量粉尘，不像气流干燥那样全部物料都由旋风分离器收集，减轻了分离器的负荷；颗粒在干燥器内停留时间较长，且热气体和物料错流接触（卧式多室）或逆流接触（多层式），故干燥后最终的含水率较低，但对于热敏性物料，必须严格控制床层内温度，使之不超过容许温度。
综上所述，对粉状或颗粒状物料，使用气流干燥器或流化床干燥器各有其优缺点，我们应该扬长避短，从分发挥各自干燥器的优点，利用各种能够利用的技术尽量回避其不足的地方。
因此我们可以采用气流-流化床联合干燥装置来干燥我们所要干燥的物料。
2工艺流程草图及说明对于已经选定的组合干燥方式是气流和单层流化床联合干燥装置设计，上图的组合方式能够实现连续操作、干燥效率高、对散装药品颗粒没有造成太多的影响。
3工艺计算及主要设备设计计算3.1确定设计方案选择干燥类型：气流干燥是一种连续式高效固体流态化干燥方法，其气固间的传热系数和传热表面积都很大，干燥时间短，结构简单，占地面积小，适应性广；流化床干燥器具有良好的气固两相接触，气流与颗粒间的接触面积大，具有很高的固体传热系数，适合于处理低含量的物料。
将气流干燥器与流化床干燥器串联，可以充分发挥它们各自的优势，节约烟道气的用量，从而节约能源，减少干燥时间，让干燥过程实现经济最大化。
干燥介质的选择：作对流干燥的干燥介质，可采用空气、烟道气和过热水蒸气等。
在化学工业中通常使用的干燥介质为空气。
当干燥过程可在很高的温度下进行时，可用烟道气来代替空气，以提高干燥的效率，提高经济性，但要求被干燥的物料不怕污染。
计算烟道气的干燥过程时，也可以利用空气的H-I图，在此情况下，必须注意进入干燥器的烟道气已经被加热时，气流干燥器和流化床干燥器的各种操作方式也都适用于烟道气的干燥过程。
3.2工艺参数的选定柳州地区年平均气温为20.4℃，湿度为76%。
重力加速度为9.79 m/s2。
烟道气的定性温度选进出口的平均温度(800+125)/2=462.5℃查物性手册【化工原理第三版】在462.5℃下空气的物性参数，并用视差法计算得如下：比热容1.070kJ/(kg·K)导热系数5.544w/(m·K) =密度0.4815kg/m 3 粘度5105.3-⨯Pa ·s3.3 气流干燥器的工艺设计条件进料量 G 1=13000+15X=13000+15*36=13540 Kg/h 湿物料含湿量 W 1=22% 产品含湿量 W 2=10%干物料密度 ρ=2000 Kg/m 3 热风入口温度 t 1=800 ℃ 热风出口温度 t 2=125 ℃ 湿物料进入干燥器的温度 t m1=20 ℃ 湿物料离开干燥器的温度 t m2=110 ℃ 颗粒平均直径 d p =0.3 mm 颗粒最大直径 d max =0.5 mm 颗粒最小直径 d min =0.1 mm干物料比热容 c s =0.712 KJ/(Kg ·℃) 年平均空气温度 20.4℃ 年平均空气湿度 76%3.4 物料衡算 （1）水分蒸发量Ww=2211)(1w w w G --=%101%)10%22(35401--⨯=1805.3 （Kg/h ）（2）绝干物料量G cG c = G 1(1-W 2)=13540*(1-22%)=10561.2 （Kg/h ）(3)物料的干基湿含量X 1=11-1W W =%22-1%22=0.2821 X 2=221W W -=%101%10-=0.1111 L=12H H W -=01.03.18052-H (a)3.5 热量衡算干燥器中不补充热量，Q D =0,因而可得Q=Q p =Q 1+Q 2+Q 3+Q L (b)式中 Q 1=W(2490+1.88t 2)=1805.3*(2490+1.88*125) =1366.51 KWQ 2=G C C m (t m2- t m1)=G c (C S +4.187X 2) (t m2- t m1)=10561.2*(0.712+4.187*0.1111)(110-20) =310.8 KWQ 3=L(1.01+1.88H 0)(t 2-t 0)=L(1.01+1.88*0.010)(125-20.4)=0.0348L KW Q P = L(1.01+1.88H 0)(t 1-t 0)=L(1.01+1.88*0.010)(800-20.4)=0.259L KW 取干燥器的热损失为有效耗热量（Q 1+Q 2）的15%，既 Q L =（Q 1+Q 2）*15%= (1366.51+310.8)=251.6 KW 将上面各式带入（b ），可得空气消耗量为L=8604 Kg/h由（a ）求得空气离开干燥器的湿度H 2=0.2198 kg/kg 干空气 Q p =o.259*8604=2228.4 kw3.6 气流干燥管直径D 的计算①最大颗粒沉降速度u fmax ，干燥管内的平均物性温度为0.5*（800+125）=462.5℃该温度下空气的动力粘度u a =3.50*10-5Pa.s 密度ρa =0.4815kg.m -3 对于最大颗粒： Ar max =()2a 3max aa s gd μρρρ-=()()()253310*50.379.9*8154.02000*8154.0*10*5.0---=961.78查表可知，Re max =40所以u fmax =a a d u ρmax max Re =1548.0*10*5.010*5.3*0435--=5.815m/s②气流干燥管的平均操作气速u au a =2u fmax =2*5.815=11.63m/s ，圆整后取 u a =12m/s③气流干燥管的直径D气流干燥管内空气的平均温度为462.5℃，平均湿度H M =)g /(1149.0201.02198.0221干空气水K Kg H H =+=+,则平均湿比容为Vm ， Vm=（0.773+1.244*0.1149）2735.462273）（+=2.468 m 3/kg 干空气气流干燥管内湿空气的平均体积流量Vg 为 Vg=L*Vm=8604*2.468=21231.7(m 3/h) 所以气流干燥管直径D 为D=au Vg *4*3600π=12*4*36007.12312π=0.626m圆整后取气流干燥管直径D=0.7m3.7 气流干燥管长度Y 的计算 ①恒速干燥阶段所需的热量QcQc=G C [(X 1-X 3)r w +(C m +C W * X 1)(t w -t m1)]=10561.2*[(0.2821-0.1111)*2402.8+0.712+4.186*0.2821] =1322 kw②物料干燥所需的总热量为QQ=1322 kw③平均传热温差△t m△ t m =()()22112211ln m m m m t t t t t t t t -----=()()110-12520800ln10112520800----=193.6℃④表面传热系数α，对于平均直径dm=0.3mm 的颗粒Ar=()23aa m a u gd ρρρρ-=()()()253310*5.379.9*1548.020001548.0*10*3.0---=207.7查表得：R ef =6所以U f =a p aef p d u R =4815.0*10*3.010*5.3*63-5-=1.45m/s α=)0.54R (2r0.5ef+pd =)6*0.54(210*3.010*54.50.53-2-+=613.6 W/(m 2.℃) ⑤气流干燥管长度Y由于()()45.1122000*10*3.0*60010561.2600432-==-fa m cu u d G D aρπρ=2.78 m 2/m 3 6.193*78.2*6.61310*3221432=∆⎪⎭⎫⎝⎛=m t D QY παα=4.003 m 圆整后去气流干燥管长度Y=5m3.8 单层流化床干燥器的工艺设计条件进料量G1=11734.7 Kg/h湿物料含湿量W1=10%产品含湿量W2=0.5%干物料密度sρ=2000 Kg/m3热风入口温度 t1=800 ℃热风出口温度 t2=125 ℃湿物料进入干燥器的温度 tm1=110℃湿物料离开干燥器的温度 tm2=120 ℃颗粒平均直径 dp=0.3 mm颗粒最大直径 dmax=0.5 mm颗粒最小直径 dmin=0.1 mm干物料比热容 cs=0.712 KJ/(Kg·℃) 年平均空气温度 20.4℃年平均空气湿度 76%重力加速度 9.79堆积密度 1200kg/m3干燥介质烟道气3.9物料衡算①水分蒸发量WW=221 11)(W WW G--=005.01)005.1.0(7.11734--=1120.4 Kg/h②干燥产品G2G2=G1-W=11734.7-1120.4=10614.3 Kg/h3.10热量衡算①水分蒸发所需的热量Q1Q1=W(2490+1.88t2-4.186t m1)=1120.4*(2490+1.88*125-4.186*110)=705kw ②干物料升温所需的热量Q2Q2=G2C m（t m2-t m1）=10614.3*0.712(120-110)=42 kw③干燥过程所需的有效热量Q`Q`= Q1+ Q2=705+42=747 KW④热量损失Q3Q3=15% Q`=15%*747=112 kw⑤干燥过程所需的总容量QQ= Q 1+ Q 2+ Q 3=705+42+112=858 KW⑥干空气的用量 LL=)-)(88.101.1(211t t H Q +=125)-0.01)(800*1.88(1.013600*858+=4448 kg 干空气/h⑦废气湿含量H 2H 2=H 1+LW =0.10+44484.1120=0.2619 kg 水/kg 干空气3.11 干燥器工艺尺寸设计 ①带出速度u t颗粒被带出时，床层的孔隙率取ξ1≈ Ar=23min )(u gd s ρρρ-=)10*5.3(79.9*1548.0*)1548.02000(*)10*1.0(533---=7.69根据ξ=1及Ar=7.69查图得Ly=2*10-2 所以 u t =23ρρgu L s y =252-31548.079.9*2000*10*5.3*10*2-=0.85m/s所以 取操作流化速度u=0.5u t =0.5*0.85=0.425m/s②床层直径D 的确定根据实验结果，适宜的空床气速为1.2~1.4m/s ，现取为1.2m/s 进行计算，在125℃下，湿空气的比容V H2和体积流量V 分别为 湿空气的比容： V H2=273)273)(*244.1773.0(2t H ++=273)125273)(.29510*244.1773.0(++=1.662 m 3/kg 干空气体积流量V ：V=L* V H2=4448*1.662=7392.6 m 3/h 流化床床层的横截面积A 为A=u V 3600=2.1*36007392.6=1.711m 2因此，床层直径为 D=4/πA =4/1.711π=1.48m圆整后取实际床层直径为φ1500mm③分离高度H 1的确定分离高度目前还没有一个可靠的计算方法，可根据于才渊，王宝和，王喜忠编写的《干燥装置设计手册》的105页的图4-62查得：DH 1≈1.8 H 1=1.8D=1.8*1.5=2.7m=2700mm④分离段直径D 1的确定在120℃时，空气的密度ρ=0.898kg/m 3，黏度μ=2.29*10-5，对于平均直径为0.3mm 的颗粒来说 A r0=253323)1029.2(79.9898.0)898.02000()103.0()(--⨯⨯⨯-⨯⨯=-u gd s p ρρρ=905由阿基米德数和雷诺数的关系计算得 R ef =4.5u f =a p ef d R ρμ0=898.0*10*3.010*29.2*5.43-5-=0.383 D 1=4/3600u πf V=4/*383.0*36006530π=2.456m圆整后取实际分离段直径D 1为φ2500mm⑤扩大段高度H 2确定流化床扩大段的高度一般可根据经验选取，大致等于扩大段的直径（可根据于才渊，王宝和，王喜忠编写的《干燥装置设计手册》105页）。
