(学生化工创业设计)超浓缩洗衣粉-喷雾干燥塔设计计算说明书

喷雾干燥器的设计一、 概述(一) 喷雾干燥的原理喷雾干燥是将溶液、浆液或悬浮液在热风中喷雾成细小液滴，液滴在下降过程中，水分被迅速汽化而达到干燥目的，从而获得粉末或颗粒状的产品。

物料的干燥过程分为等速阶段和降速阶段。

在等速阶段，水分通过颗粒的扩散速率大于汽化速率，水分汽化是在液滴表面发生，等速阶段又称为表面汽化控制阶段。

当水分通过颗粒的扩散速率降低而不能维持颗粒表面的充分润湿时，汽化速率开始减慢，干燥进入降速阶段，降速阶段又称为内部迁移控制阶段。

(二) 喷雾干燥的特点1. 喷雾干燥的优点主要是：（1） 干燥速度快。

（2） 产品具有良好的分散性和溶解性。

（3） 生产过程简化，操作控制方便。

（4） 产品纯度高，生产环境好。

（5）适宜于连续化大规模生产。

2. 喷雾干燥的缺点有：（1） 低温操作时，传质速率较低，热效率较低，空气消耗量大，动力消耗也随之增大。

（2） 从废气中回收粉尘的设备投资大。

（3） 干燥膏糊状物料时，干燥设备的负荷较大。

二、 工艺设计条件干燥物料为悬浮液，干燥介质为空气，热源为蒸汽和电；雾化器采用旋转型压力式喷嘴，选用热风——雾滴并流向下的操作方式。

具体工艺参数如下：料液处理量 h kg G /3301= 料液含水量 %801=w （湿基）； 产品含水量 %22=w （湿基） 料液密度 31/1100m kg =ρ；产品密度 32/900m kg =ρ热风入塔温度 ℃t 3001=； 热风出塔温度 ℃t 1002= 料液入塔温度 ℃201=θ； 产品出塔温度 ℃902=θ 产品平均粒径 m d μ1252=；产品比热容 )/(5.22℃kg kJ c ⋅= 加热蒸汽压力（表压） MPa 4.0；料液雾化压力（表压） MPa 4年平均温度 12℃；年平均相对湿度 70%三、 干燥装置流程干燥装置采用开放式流程。

热风在系统中使用一次，经袋滤器除尘后，就排入大气中，不再循环使用。

物料衡算项目设计名称：年产2万吨高塔成型超浓缩洗衣粉项目设计目录1物料衡算概述 (3)1.1衡算目的与手段 (3)1.2原料规格和设计规模 (3)1.2.1原料规格 (3)1.2.2设计规模 (3)1.3物料衡算简化流程图及说明 (3)2物料衡算过程 (4)2.1物料衡算总体思路 (4)2.2物料衡算基础 (5)2.3后配料子系统衡算过程 (5)2.4前配料子系统物料衡算过程 (6)2.4.1振动筛G 衡算过程 (6)2.4.2沉降分离器F物料衡算过程 (7)2.4.3高塔干燥器D物料衡算过程 (7)2.4.4老化锅C物料衡算过程 (8)2.4.5前配料各物质添加流量 (8)3物料衡算结果 (10)3.1前配料子系统物料衡算结果 (10)3.2后配料子系统物料衡算结果 (11)物料衡算1.物料衡算概述根据质量守恒定律，以生产过程或生产单元设备为研究对象，对其进出口处进行定量计算，称为物料衡算。

1.1衡算目的与手段通过物料衡算可以计算原料与产品间的定量转变关系，以及计算各种原料的消耗量，各种中间产品、副产品的产量、损耗量及组成。

通过这些计算，可以由产品产量设计得到原料的进口量，而且物料衡算是所有工艺计算的基础，通过物料衡算可确定设备容积、台数、主要尺寸，同时可进行热量衡算、管路尺寸计算等。

物料衡算的基础是物质的质量守恒定律，即进入一个系统的全部物料总量必等于离开系统的全部物料总量，再加上过程中的损失量和在系统中的积累量。

∑G1=∑G2+∑G3+∑G4∑G1：——输人物料量总和；∑G2：——输出物料量总和；∑G3：——物料损失量总和；∑G4：——物料积累量总和。

当系统内物料积累量为零时，上式可以写成：∑G1=∑G2+∑G31.2原料规格和设计规模1.2.1原料规格本工艺共采用了13种原料：柠檬酸钠（C6H5Na3O7）、LAS（直链烷基苯酸钠）、硅酸钠（Na2SiO3）、五钠（三聚磷酸钠Na5P3O10）、芒硝（Na2SO4·10H2O)、碳酸钠（Na2CO3)、AOS（α-烯基磺酸钠）、AEO9（脂肪醇聚氧乙烯醚）、4A沸石、酶、荧光增白剂和香精，还有溶剂水。

喷雾干燥器课程设计说明书一、课程设计背景喷雾干燥器是一种常用的干燥设备，广泛应用于食品、化工、制药等行业。

了解喷雾干燥器的原理和工作方式对于工程师和研究人员来说是非常重要的。

因此，本课程设计旨在通过理论学习和实践操作，使学生掌握喷雾干燥器的基本知识和实际应用能力。

二、课程设计目标1.了解喷雾干燥器的工作原理和分类；2.学习喷雾干燥器的设计流程和基本参数计算；3.了解喷雾干燥器的应用领域和局限性；4.具备喷雾干燥器的操作和维护能力；5.通过课程设计的实践部分，培养学生的创新能力和解决实际问题的能力。

三、课程设计内容1.介绍喷雾干燥器的定义、分类和工作原理；2.讲解喷雾干燥器的设计流程，包括物料性质的分析、干燥介质的选择、热气参数的计算等；3.详细讲解喷雾干燥器的各种操作技术，如进料方式、出料方式以及干燥工艺控制；4.讲解喷雾干燥器的常见故障及解决方法，以及日常维护注意事项；5.设计一个实际的喷雾干燥器项目，要求学生根据给定的物料性质和工艺要求，进行喷雾干燥器的设计、模拟计算和设备选型；6.要求学生完成一个小型喷雾干燥器的实验，对不同物料进行干燥实验，并分析实验结果，提出改进意见。

四、教学方法1.理论讲解：通过课堂教学，讲解喷雾干燥器的原理、分类和设计流程；2.案例分析：通过实际案例，引导学生理解喷雾干燥器的实际应用；3.实验操作：设置干燥实验的实验室，让学生亲自操作和体验喷雾干燥过程；4.讨论交流：鼓励学生在课程中提问和互相交流，促进学生的思维能力和创新能力。

五、课程评价1.课堂参与度：评估学生在课堂上的积极性和参与度；2.学习成果：根据学生完成的设计报告和实验报告，评估其喷雾干燥器设计和实验操作的水平；3.创新能力：根据学生在课程设计实践中展现的创新能力进行评价；4.综合能力：综合考察学生对喷雾干燥器的理论知识及实际应用的理解和把握能力。

六、课程设计时间安排本课程设计共计10节课，为期两个月。

包括理论学习、实验操作、案例分析和课程结题等环节。

化工原理课程设计任务书专业：XXX班级：XXX姓名：XXX一、设计题目：奶粉喷雾干燥二、设计条件：1、生产任务：年产全脂奶粉750吨（学号：1--6）；800吨（学号：7—12）；850吨（学号：13--18）；900吨（学号：19--24）；950吨（学号：25--30）；1000吨（学号：31--36）以年工作日310天（学号尾号为单数）；330天（学号尾数为双号），日工作二班，班实际喷雾时间6小时计。

产品质量符合国家“全脂奶粉质量标准”。

2、进料状态：浓缩奶总固形物含量46%（学号5,6,11,12,17,18,23,24,29,30,35,36）48%（学号：3,4,9,10,15,16,21,22,27,28,33,34）50%（学号：1,2,8,7,13,14,19,20,25,26,31,32）温度55℃、密度1120kg/m2、表面张力0.049N/m、黏度15cp。

成品奶粉含水量≯2.5%（一级品）、密度600 kg/m2、比热2.1kJ/kg.K。

3、新鲜空气状态：t0=20℃、ф=50%（学号1—12）；t0=23℃、ф0=55%（学号13—24）；t 0=25℃、ф=60%（学号25—36）大气压760mmHg4、热源：饱和水蒸气。

三、设计项目：a)工艺流程的确定b)喷雾干燥装置的计算c)辅助设备的选型及计算d)绘制工艺流程图e)编制设计说明书四、设计时间和设计要求时间：1.5周要求：根据设计任务，确定方案合理，论证清楚，计算正确，简述简明，图纸整洁无误，书写整齐清洁。

目录一、工艺流程确定及论证 (4)1.1论证 (4)1.2喷雾干燥流程图 (5)二、喷雾干燥的计算 (5)2.1物料及热量衡算 (5)2.1.1空气状态参数的确定 (5)2.1.2物料衡算 (8)2.1.3热量衡算 (9)2.2离心式雾化器的计算 (10)2.2.1雾滴直径d L的计算 (10)2.2.2液滴离开转盘的初速度 (11)2.2.3雾滴水平飞行距离 (12)2.2.4离心喷雾器所需功率 (13)2.3喷雾干燥塔主要尺寸的计算 (13)2.3.1塔径D (13)2.3.2塔高H (14)三、辅助设备的选型计算 (14)3.1空气过滤选型器的计算 (14)3.2空气加热器的选型计算 (15)3.3粉尘回收装置的选型计算（喷） (18)3.4风机的选型计算 (19)3.5高压泵 (20)3.6其他辅助设备选用 (20)四、设计结果的汇总 (20)4.1主要工艺参数 (20)4.2干燥装置及主要辅助设计一览表 (21)五、带控制点的工艺流程图 (22)六、设计说明 (22)七、对干燥设计过程中某些问题的探讨 (23)八、结束语 (24)九、参考文献 (24)一、工艺流程确定及论证本工艺采用并流、离心式喷雾干燥法进行奶粉的喷雾干燥。

工业大学课程设计任务书一、课程设计的容 1．设计任务与要求设计一喷雾干燥装置以干燥某种物料悬浮液。

干燥介质为空气，热源为蒸气和电；雾化器采用旋转型压力喷嘴，选用热风-雾滴（或颗粒）并流向下的操作方式。

2．概述、原理、优点、流程通过查阅喷雾干燥有关资料，熟悉喷雾干燥基本原理、优点和工艺流程。

3．根据计算的最主要尺寸绘制流程示意图 二、课程设计的要求与数据 料液处理量1G ＝300h kg /料液含水量1ω＝80％（湿基，质量分数） 产品含水量ω=2%(湿基，质量分数) 料液密度L ρ=11003/m kg 产品密度D ρ=9003/m kg 热风入塔温度 t 1＝300℃ 热风出塔温度t 2=100℃ 料液入塔温度1θ=20℃ 产品出塔温度2θ＝90℃产品平均粒径dp =125μm 干物料比容热m c =2.5kJ/(kg.·℃) 加热蒸汽压力（表压）0.4MPa 料液雾化压力（表压）4MPa 年平均空气温度12℃ 年平均空气相对湿度 70％注意：以上数据仅作为例子，每个学生设计时应按下表要求独立自选参数3个，并登记入点名册，所选参数完全一致的学生无效，上述示例数据不能选。

三、课程设计应完成的工作1、通过查阅喷雾干燥有关资料，熟悉喷雾干燥基本原理、优点和工艺流程。

2、工艺计算3、主要设备尺寸的设计4、绘制工艺流程5、撰写课程设计说明书 四、课程设计进程安排五、应收集的资料及主要参考文献英南玉兰主编. 常用化工单元设备的设计. 华东理工大学2005年第一版。

发出任务书日期：2009年6月22日指导教师签名：计划完成日期： 2009年7月2日基层教学单位责任人签章：主管院长签章：摘要物料在加工成为成品之前，必须除去其中超过规定的湿分。

化学工业中常用干燥法除湿，它是利用热能使湿物料中的水分汽化，并排出生成的蒸汽，以获得湿含量达到要求的产品。

干燥过程中物料表面的水汽压强必须大于干燥介质中的水汽的分压，两者差别越大，干燥操作进行得越快。

广东工业大学课程设计任务书一、课程设计的内容 1．设计任务与要求设计一喷雾干燥装置以干燥某种物料悬浮液。

干燥介质为空气，热源为蒸气和电；雾化器采用旋转型压力喷嘴，选用热风-雾滴（或颗粒）并流向下的操作方式。

2．概述、原理、优点、流程通过查阅喷雾干燥有关资料，熟悉喷雾干燥基本原理、优点和工艺流程。

3．根据计算的最主要尺寸绘制流程示意图 二、课程设计的要求与数据 料液处理量1G ＝300h kg /料液含水量1ω＝80％（湿基，质量分数） 产品含水量ω=2%(湿基，质量分数) 料液密度L ρ=11003/m kg 产品密度D ρ=9003/m kg 热风入塔温度 t 1＝300℃ 热风出塔温度t 2=100℃ 料液入塔温度1θ=20℃ 产品出塔温度2θ＝90℃产品平均粒径dp =125μm 干物料比容热m c =2.5kJ/(kg.·℃) 加热蒸汽压力（表压）0.4MPa 料液雾化压力（表压）4MPa 年平均空气温度12℃ 年平均空气相对湿度 70％ 注意：以上数据仅作为例子，每个学生设计时应按下表要求独立自选参数3个，并登记入点名册，所选参数完全一致的学生无效，上述示例数据不能选。

三、课程设计应完成的工作1、通过查阅喷雾干燥有关资料，熟悉喷雾干燥基本原理、优点和工艺流程。

2、工艺计算3、主要设备尺寸的设计4、绘制工艺流程5、撰写课程设计说明书 四、课程设计进程安排五、应收集的资料及主要参考文献陈英南刘玉兰主编. 常用化工单元设备的设计. 华东理工大学出版社2005年第一版。

发出任务书日期：2009年6月22日指导教师签名：计划完成日期： 2009年7月2日基层教学单位责任人签章：主管院长签章：摘要物料在加工成为成品之前，必须除去其中超过规定的湿分。

化学工业中常用干燥法除湿，它是利用热能使湿物料中的水分汽化，并排出生成的蒸汽，以获得湿含量达到要求的产品。

干燥过程中物料表面的水汽压强必须大于干燥介质中的水汽的分压，两者差别越大，干燥操作进行得越快。

《化工原理课程设计》--喷雾干燥设计化工原理课程论文(设计)授课时间：2013——2014年度第一学期题目：喷雾干燥课程名称：化工原理课程设计 __ 专业年级： _ 学号：______ _____ 姓名：_______ _ _______ 成绩：________________________ 指导教师： _____ __年月日化工原理课程设计任务书姓名学号一、设计题目喷雾干燥系统设计二、设计条件1、物系：牛奶2、原料含水率：45 % （①45；②50；③55）3、生产率(原料量)：0.5 t / h （①0.3；②0.5；③0.7）4、产品(乳粉)含水量：2 %5、加热蒸汽压力：700 KPa （绝压）6、车间空气温度：20 ℃7、车间空气湿度：0.012 kg / kg （①0.012；②0.014；③0.016）8、预热后进入干燥室的空气温度：150 ℃9、离开干燥室的废气温度：80 ℃10、离开干燥室的废气湿度：0.12 kg / kg三、设计内容1、计算所需过滤面积，选择新鲜空气过滤器和废气除尘器的型号。

2、计算所需空气流量和风压，选择进风机和排风机的型号。

3、计算所需换热面积，选择换热器（预热器）的型号。

4、画出整个喷雾干燥系统设备布置的流程图（设备可用方框加文字表示）。

四、编写设计说明书喷雾干燥系统设计1.喷雾干燥的简介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、悬浮液或乳浊液，也可以是熔融液或膏糊液。

根据干燥产品的要求，可以制成粉状、颗粒状、空心球或团粒状[1]。

喷雾干燥有以下优缺点[1]：优点：①物聊干燥所需的时间很短,通常只要15-30秒,甚至只要几秒.②容易改变操作条件以调节或控制产品的质量指标，例如粒度分布、最终湿含量等。

③根据工艺上的要求，产品可制成粉末状、空心球状或疏松团粒状，通常不需要粉碎即得成品，而且能在水中迅速溶解，例如殊荣脱脂奶粉、速溶咖啡等。

本科生课程设计题目 21000t/a 磷酸铵干燥系统设计学院化学工程学院专业过程装备与控制工程学生姓名智程学号 1043082081年级 10 级指导教师付晓蓉2013 年 1 月 18 日目录1 喷雾干燥器的设计任务和条件 (4)1.1 设计题目 (4)1.2 已知数据 (4)1.3 环境条件 (4)2 喷雾干燥的原理 (5)3 工艺设计条件 (5)3.1磷酸铵料浆及磷酸铵产品的性质: (5)3.2 雾滴与空气的干燥方式: (6)3.3 喷嘴的选择: (6)3.4 喷雾干燥装置流程选择 (6)3.5工艺条件的选择 (7)3.5.1热风入塔温度 (7)3.5.2 热风出塔温度 (7)3.5.3 料液入塔温度 (7)3.5.4 产品出塔温度 (7)3.6设计任务 (7)4 装置流程图及说明 (8)5 干燥器主要尺寸的计算 (8)5.1喷嘴的尺寸 (8)5.1.1 压力式雾化器结构示意图 (9)5.1.2已知数据 (9)5.1.3 雾化角θ (9)C (9)5.1.4 流量系数D5.1.5喷嘴.旋转室尺寸 (10)5.1.6喷嘴校核计算 (10)5.1.7 压力喷嘴主要尺寸 (11)5.1.8 喷嘴出口处液膜速度及其分速度 (11)5.2热物衡算 (12)5.3干燥时间 (14)5.3.1气化潜热 (14)5.3.2导热系数λ (14)5.3.3 降速段干燥时间τ (14)5.4 塔径的计算 (14)5.5塔高的计算 (15)5.5.1液滴沉降速度 (15)5.5.2沉降段运动时间与距离 (15)5.5.3 恒速段时间与距离 (16)6校核计算 (16)6.1热损失的校核 (16)6.2 空塔气速计算 (17)7 附属设备的选型计算 (17)7.1 换热器 (17)7.2 旋风分离器 (18)7.3 管路计算 (19)7.3.1 管路阻力 (19)7.3.2 空气分布板阻力 (21)7.3.3 风机 (22)8 设计评价 (22)8.1 喷雾干燥的特点 (22)9 设计结果概览 (22)10 附录 (23)塔高计算 (23)11 参考文献 (25)12 体会与建议 (25)1 喷雾干燥器的设计任务和条件1.1 设计题目设计喷雾干燥器，以干燥磷酸铵料浆1.2 已知数据料浆W=30%含湿量（以湿基计）：1压力（表压，kpa）： 3100--3700产品W=3%含湿量（以湿基计）：2G=21000 t/a产品量：2干燥介质：T=20oC，0ϕ=80%；2ϕ<50%空气，O1.3 环境条件干空气物性参数水的物性参数2 喷雾干燥的原理喷雾干燥是将溶液、浆液或悬浮液在热风中喷雾成细小液滴，液滴在下降过程中，水分被迅速汽化而达到干燥目的，从而获得粉末或颗粒状的产品。

喷雾干燥器课程设计说明书一、课程设计简介本课程设计以喷雾干燥器为研究对象，旨在探讨喷雾干燥器的原理、结构和性能，并通过实践操作与实验验证的方式，培养学生掌握喷雾干燥器的使用方法和性能分析能力。

通过该课程设计的学习，学生将能够了解喷雾干燥器的原理、性能与应用，并培养严谨的科学态度与动手实践能力。

二、课程设计目标1.了解喷雾干燥器的原理和结构，掌握其工作原理及各部组成的功能。

2.掌握喷雾干燥器的使用方法，包括喷雾形成技术、干燥操作参数调节与控制。

3.培养学生分析和评价喷雾干燥器性能的能力，包括干燥效率、产品质量等。

4.通过实际操作与实验验证，提高学生的实践动手能力和科学研究的素养。

三、课程设计内容1.喷雾干燥器的原理介绍：A.喷雾干燥器的定义和分类；B.喷雾干燥器的工作原理与工作流程；C.喷雾干燥器的主要结构与组成部分。

2.喷雾干燥器的性能分析：A.喷雾干燥器的干燥效率分析；B.喷雾干燥器的产品质量分析；C.喷雾干燥器的能耗分析。

3.喷雾干燥器的使用方法：A.喷雾形成技术；B.干燥操作参数调节与控制。

4.实验操作与实验验证：A.喷雾干燥器操作与调试；B.喷雾干燥器工作参数的实验测量与数据分析。

四、课程设计实施方法1.理论授课：通过课堂讲解、课件展示等方式，介绍和讲解喷雾干燥器的基本原理、结构和性能，帮助学生理解和掌握相关知识。

2.实践操作：组织学生进行喷雾干燥器的实践操作，包括喷雾干燥器的搭建、调试和运行等，使学生熟悉并掌握喷雾干燥器的使用方法。

3.实验验证：设计相关实验，对喷雾干燥器的性能进行实验测量与数据分析，验证理论知识的正确性，并培养学生实践动手能力和科学研究思维。

五、课程设计评估方式1.理论知识考核：通过课堂测验或作业形式，对学生对喷雾干燥器原理、结构和使用方法的掌握程度进行考核。

2.实践操作评估：对学生在实践操作中的表现进行评估，包括对喷雾干燥器的搭建、调试和运行的能力。

3.实验报告评估：对学生进行实验数据处理和报告撰写的评估，考察学生对喷雾干燥器性能分析和实验验证的能力。

干燥技术喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算喷雾干燥技术是一种常用的固体颗粒物料的干燥方法，其主要原理是通过加热将湿物料转变为颗粒状物料，并通过喷雾器将物料雾化成小颗粒后向干燥塔中送入，同时通过热风将物料中的水分蒸发，最终得到干燥的颗粒物料。

喷雾干燥塔是喷雾干燥设备的核心部件，其结构设计和尺寸估算对于干燥效果的好坏和设备的稳定运行起着至关重要的作用。

喷雾干燥塔的结构设计包括塔体结构、喷雾器、气体分布装置等几个方面。

塔体结构通常采用圆柱形或者矩形结构，其主要参数包括塔体直径、高度、进出料口的位置和尺寸等。

喷雾器是将物料雾化成小颗粒的关键装置，其结构包括进料管、雾化室和喷嘴等部分，喷嘴的结构形式有压缩空气喷嘴、旋转喷嘴和气雾双流喷嘴等多种类型。

气体分布装置则是保证干燥过程中气体均匀分布的关键装置，其结构形式包括静态气体分布装置和动态气体分布装置。

尺寸估算是确定喷雾干燥塔大小的重要步骤，主要包括塔体体积、喷嘴数量和排气量等参数的估算。

塔体体积的估算通常根据物料的产量和干燥工艺要求来确定，一般可以按照物料的输送速度和停留时间来计算。

喷嘴数量的估算则需要根据喷雾室的尺寸和物料的雾化要求来确定，通常需要保证雾化均匀、颗粒大小一致和覆盖面积广等方面考虑。

排气量的估算则是根据物料的湿度和干燥工艺要求来确定，一般要保证干燥过程中的排湿量能够满足要求。

总之，喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算是干燥设备设计中的重要环节，其设计合理与否直接影响到干燥效果和设备的稳定运行。

在设计过程中需要综合考虑物料的性质、生产工艺要求和设备的实际情况，通过合理的结构设计和尺寸估算来满足工艺要求并提高生产效率。