【正文】 目錄第一章 緒論 概述 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機的研究狀況 干燥室內(nèi)實測氣體旋流壓力分布及旋流壓力分布的理論計算 氣體在干燥室內(nèi)流動速度分布實測結(jié)果 旋轉(zhuǎn)干燥器的設(shè)計 自動化控制技術(shù)在閃蒸干燥生產(chǎn)過程中的應(yīng)用現(xiàn)狀 本課題提出的意義 10第二章 方案論證 1旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機設(shè)計任務(wù)書 1設(shè)計任務(wù) 1已知條件 1使用壽命 1旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機傳動系統(tǒng)方案設(shè)計 1工作過程簡述 12第三章 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器介紹 1閃蒸干燥裝置的系統(tǒng)組成 1工作原理 1粉碎閃蒸快速干燥原理 1旋轉(zhuǎn)氣流流化輸送干燥原理 17 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器的結(jié)構(gòu)特點 19第四章 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器的設(shè)計 2設(shè)計任務(wù)與已知條件： 2設(shè)計任務(wù) 2已知條件 2旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器參數(shù)的確定 2流向及載熱體的選擇 2干燥過程的物料衡算和熱量衡算 2設(shè)備的主要參數(shù)的確定： 2旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3電機的選擇： 3傳動裝置參數(shù)的確定 3V帶傳動設(shè)計： 3軸的設(shè)計： 初步估算軸徑 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸上受力分析 4彎矩圖 4轉(zhuǎn)矩圖 4計算彎矩圖 4校核軸的強度 4校核軸的疲勞強度 4軸的彎曲剛度校核 4軸承的設(shè)計 4軸承的選擇 4軸承的校核 4支撐裝置設(shè)計： 4支架的設(shè)計 4底板的設(shè)計 48 4密封裝置設(shè)計 4潤滑裝置設(shè)計 48 4功率計算： 4電機選擇 4帶輪設(shè)計 4減速機的選擇 5聯(lián)軸器的選擇 5輸送段的設(shè)計 5密封及潤滑裝置設(shè)計 59第五章 經(jīng)濟效益評估及環(huán)保分析 60、經(jīng)濟評估的目的 60、經(jīng)濟分析計算 60、環(huán)保分析 6環(huán)保對干燥機設(shè)計的要求 6環(huán)保的內(nèi)容與對策 61第六章 結(jié)論及致謝 6結(jié)論 6致謝 62參考文獻 63第一章 緒論、概述旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥裝置是八十年代在國外新推出的一種干燥技術(shù)和流態(tài)化技術(shù)綜合為一體的新型干燥設(shè)備，它克服了干燥設(shè)備高、能源消耗大和流化床干燥不均勻的缺點，集兩者之所長，成為具有高效、節(jié)能快速等特點的理想干燥設(shè)備。它特別適合于膏狀物、濾餅等物料的直接干燥，彌補了粑式干燥效率低、產(chǎn)量小的不足，改變了噴霧干燥效率低而先稀釋再進行噴霧處理的復雜過程。幾年來，旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥廣泛應(yīng)用于輕工、石油、化纖、食品、礦山、涂料、染料及中間體等化工行業(yè)的高黏度、高稠度、熱敏性膏狀物料的干燥[1]。與其它設(shè)備相比，旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥裝置技術(shù)先進，設(shè)備緊湊、操作簡單、維修方便，強化了氣固傳熱效果，使干燥時間大為縮短，產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量大大提高，節(jié)能效果十分顯著，因此，這種裝置出現(xiàn)后立即引起了世界各大化學工業(yè)公司的重視，紛紛引進用于各種物料的干燥，現(xiàn)在世界上大約有十七個國家引入了這種裝置。在1987~1991年間，吉化染料廠、丹東染料廠、上海染料廠、北京染料廠先后引進了該裝置，用于染料及中間體的干燥。通過幾年的生產(chǎn)實踐證明，該設(shè)備運行可靠，生產(chǎn)穩(wěn)定，容易控制，各項工藝指標均達到了設(shè)計要求，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的先進設(shè)備。但由于工藝條件要求不同和物料性能差異，旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機的運用條件必需由生產(chǎn)實踐和試驗確定。當前，我國大連理工大學干燥技術(shù)開發(fā)公司、吉化化工設(shè)備廠、鐵嶺精工機器廠等已開發(fā)φ200、φ300、φ500、φ800等型號的旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥裝置并投入生產(chǎn)，沈陽化工研究院與阿誠干燥器廠合作開發(fā)出次類型裝置，均已投入使用。下面將閃蒸干燥裝置在國內(nèi)使用情況列入表1—1。表11旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機在國內(nèi)的使用情況[1]由表11可見，閃蒸干燥裝置在國內(nèi)發(fā)展較快，今后還會有更大的發(fā)展。未來干燥技術(shù)的發(fā)展趨勢要求它具備以下特點：（1）設(shè)備緊湊，體積小，生產(chǎn)能力大；（2）單位產(chǎn)品能耗低，需要節(jié)能型設(shè)備；（3）產(chǎn)品收率高，質(zhì)量好，滿足用戶要求；（4）自動化程度高，操作簡單；（5）綜合投資費用和檢修費用少；（6）消除對環(huán)境的污染。閃蒸干燥裝置可滿足以上要求，故是較理想的干燥設(shè)備。但是，我們同時也注意到它不是萬能的，要根據(jù)實際生產(chǎn)情況選用。本文對閃蒸干燥裝置做較詳細介紹，供大家參考。、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機的研究狀況自從我國引進旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機以后，國內(nèi)許多學者、單位對其作了大量的實驗研究和理論分析，為該產(chǎn)品設(shè)計提出了參考依據(jù)。概括起來，目前獲得的研究成果有以下幾個方面：、干燥室內(nèi)實測氣體旋流壓力分布及旋流壓力分布的理論計算[2]圖13給出了干燥室內(nèi)下斷面的壓力分布情況（攪拌器靜止）。由圖可見，在干燥中心壓力最低，在干燥室外圓處，壓力相對較大。氣體旋流壓力的理論分布如圖14所示，氣體旋流壓力在圓形室半徑為R時最大，最大為P，而后隨旋轉(zhuǎn)半徑R的減小，壓力逐漸減小。各點壓力值為：圖1－1 理論壓力分布 P+P0－ρvt2/2=0，其中為圓形室最外圓處的壓力，為氣體在各點的切向分速度。圖1－2 實際壓力分布 、氣體在干燥室內(nèi)流動速度分布實測結(jié)果[2]圖1－4 實測壓力分布圖13~圖16四圖中分別表示拆除與安裝下攪拌器工況下，氣體在干燥室內(nèi)流動時切向及軸向速度分布情況。將圖13圖14進行比較發(fā)現(xiàn)，下攪拌器裝上以后對切向速度分布及其數(shù)值影響很大。圖13 中最大的切向速度為15m/s，14中最大的切向速度僅為 9m/s，可見，下攪拌器的存在，使系統(tǒng)流動阻力增加了不少。但是，增加下攪拌器以后，切向速度和攪拌器是否轉(zhuǎn)動關(guān)系不大，圖1－3下攪拌器拆除時的切向速度分布圖1－4 安裝下攪拌器時的切向速度分布圖1－6下攪拌器靜止時的軸向速度分布圖1－5下攪拌器拆除時的軸向速度分布的切向速度分布這是因為攪拌器本身較低的緣故。從圖15，圖16可見，軸向速度分布尚屬均布，流型接近湍流。、 旋轉(zhuǎn)干燥器的設(shè)計通過對被干燥的物料的熱量衡算知干燥所需的空氣質(zhì)量流量后，即可根據(jù)實驗確定的臨界流速確定干燥室直徑。根據(jù)氣固相顆粒聚式流態(tài)化原理確定干燥室的有效高度。(1)、干燥室空氣質(zhì)量流量通過物料和熱量衡算得： (11) 其中，—水分蒸發(fā)量（）—蒸發(fā)潛熱 （）—干品質(zhì)量（）—熱損失（）—熱空氣入口溫度（）—熱空氣出口溫度（）—濕料溫度 （） — 蒸氣比熱 （）—蒸汽比熱 （）—空氣進口溫度（）(2)、干燥室直徑（） (12)式中，—出口條件下空氣密度（） —操作流化質(zhì)量流量 （） —操作流化速度 （）(3)、干燥有效高度 (13)式中， —靜止高度 （） —臨界流化速度 （） —重力加速度 （） —干燥室直徑 （）(4)、干燥室分級器半徑東北大學碩士林麗女士曾對分級器半徑進行研究，最后得出分級器研究成果如下：分級器半徑與產(chǎn)品粒度滿足以下關(guān)系式： (14)事實證明，該關(guān)系式在很大程度上滿足了生產(chǎn)要求，對實際設(shè)計及生產(chǎn)都有極大的指導意義。式中，—分級器半徑 （）—產(chǎn)品粒度 （）、自動化控制技術(shù)在閃蒸干燥生產(chǎn)過程中的應(yīng)用現(xiàn)狀我國生產(chǎn)及研究領(lǐng)域中所使用的旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥設(shè)備，有幾臺是丹麥引進的產(chǎn)品。其自動化技術(shù)水平主要體現(xiàn)在以下幾個方面：(1)、干燥室熱源熱量自動調(diào)節(jié)，主要體現(xiàn)在進口溫度自動檢測、調(diào)節(jié)和報警；(2)、干燥室出口溫度自動檢測，調(diào)節(jié)和報警；(3)、有關(guān)設(shè)備、有關(guān)部位的溫度壓力等工藝參數(shù)的自動檢測、顯示和報警；目前國內(nèi)生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥設(shè)備，其自動化水平與國外產(chǎn)品相比存在一定差距，大部分廠家仍采用傳統(tǒng)的生活控制方式：(1)、干燥室入口溫度自動檢測、顯示；(2)、干燥室出口溫度自動檢測、顯示；(3)、有關(guān)設(shè)備、有關(guān)部位的溫度或其它參數(shù)的自動檢測、顯示。從以上對國外、國內(nèi)旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機上自動控制系統(tǒng)對比分析，可看出我們這個領(lǐng)域內(nèi)最大的弱點就是不能實現(xiàn)對進口、出口溫度的自動控制。而這一點又恰恰是影響生產(chǎn)率和干燥質(zhì)量的關(guān)鍵。目前我國在干燥生產(chǎn)中對干燥室入口溫度和出口溫度的控制，多采用人控方式，這種方法使控制誤差大且不及時，若無人在場，則常常影響機器的正常運行，即影響生產(chǎn)率，又影響作業(yè)質(zhì)量。、本課題提出的意義盡管旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥技術(shù)應(yīng)用很廣泛，但其理論研究還很落后，系統(tǒng)全面地介紹旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥裝置的流體力學、 傳熱和傳質(zhì)的文獻很少見。目前的放大設(shè)計和操作參數(shù)確定主要依賴于實驗和經(jīng)驗。因此，本課題針對目前的研究和設(shè)計現(xiàn)狀，大膽地運用新型理論來進行干燥器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計，通過進一步改進和完善干燥室的結(jié)構(gòu)，強化干燥過程，為研究中的理論提供實踐的機會。第二章 方案論證、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機設(shè)計任務(wù)書、設(shè)計任務(wù)本課題主要是設(shè)計一臺旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機用于燃料及中間體，特別是酸等物料的干燥，每小時蒸發(fā)的水分為，干燥直徑為。、已知條件被干燥物料名稱：H酸干燥筒體直徑為。、使用壽命旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機使用年限為25年，一年工作360天，每天工作10小時：則 、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機傳動系統(tǒng)方案設(shè)計 動力源選擇電機，為滿足傳動比要求，傳動系統(tǒng)可以選擇齒輪箱減速器和皮帶傳動，但是考慮到經(jīng)濟性，選擇皮帶傳動，從東帶輪固定在攪拌軸的下方。其結(jié)構(gòu)圖如下：圖21 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機結(jié)構(gòu)簡圖、工作過程簡述 空氣經(jīng)鼓風機送入加熱器，被加熱后從干燥機底側(cè)面切向進入干燥機，形成高速低壓的旋轉(zhuǎn)噴動氣流，物料經(jīng)螺旋加料器進入干燥筒下降與該氣流相遇，在流化室里破碎流化，進行傳熱傳質(zhì)過程，水分逐漸除去，物料得到干燥。廢氣經(jīng)旋風分離器、袋式分離器兩次氣固分離后，由引風機將廢氣排到大氣，而產(chǎn)品分別經(jīng)旋風分離器、袋式分離器底部，經(jīng)星型卸料器排到產(chǎn)品貯槽。第三章 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器介紹、閃蒸干燥裝置的系統(tǒng)組成 圖31 旋轉(zhuǎn)快速干燥機4—電機 2—空氣加熱器 5—加料器 7—分級器 8—旋風分離器 9—布袋過濾器 10—排風機 11—星型卸料器旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥流程如圖31所示，主要由電機，空氣加熱器 ，加料器 ，分級器，旋風分離器，布袋過濾器，排風機，星型卸料器等主要設(shè)備構(gòu)成。來自壓濾機的膏狀物料在加料器中經(jīng)攪拌初步破碎后，由旋轉(zhuǎn)的螺旋加料器定時定量送入干燥器流化段，在流化段被攪拌器進一步離心，破碎；干燥過程中所需新鮮空氣由過濾器引入，經(jīng)煤氣加熱爐加熱到所要求溫度后送入熱風分布器，經(jīng)干燥器底部狹縫以較大風速進入流化段與被攪拌物料充分接觸，促使物料形成流化狀態(tài)開始沸騰。由于物料處在離心、攪拌、粉碎的狀態(tài)下，塊狀（或球型）物料表層迅速干燥，并分離形成體積較小的球型或不規(guī)則球型顆粒，在旋轉(zhuǎn)熱風作用下送入分級器，較大較濕的未干燥顆粒又落回干燥室中。送入分級器后的細小物料由排風管排出再經(jīng)布袋過濾器分離，空氣經(jīng)尾氣風機排入大氣，物料由布袋過濾器底部星型卸料器（11）排出，成品包裝出廠。該裝置特點：(1)、設(shè)備緊湊，占用空間少，生產(chǎn)能力大，滿足了小設(shè)備大生產(chǎn)客戶的要求，從濾餅到成品一次干燥，減少操作程序。(2)、單位產(chǎn)品能耗低，該干燥器可在較高溫度下干燥含固量高的物料，較其它許多干燥設(shè)備能耗低。以吉化染料廠生產(chǎn)H酸為例，每噸產(chǎn)品耗煤1747m3，含水量少，大大節(jié)約了能源。產(chǎn)品收率高，質(zhì)量好。以干燥H酸為例，利用閃蒸干燥裝置可提高收率5%，而且粒度均勻，含水量小。從干燥原理上講，不同的物質(zhì)所消耗的能量是不同的，干燥物品每單位重量所消耗的能量與干燥方式、熱效和物料中的含水量有關(guān)。在干燥過程中，節(jié)約能源的關(guān)鍵是物料的總含固量，如果在干燥前，把物料