【正文】 目錄第一章 緒論 概述 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的研究狀況 干燥室內(nèi)實(shí)測(cè)氣體旋流壓力分布及旋流壓力分布的理論計(jì)算 氣體在干燥室內(nèi)流動(dòng)速度分布實(shí)測(cè)結(jié)果 旋轉(zhuǎn)干燥器的設(shè)計(jì) 自動(dòng)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(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書 1設(shè)計(jì)任務(wù) 1已知條件 1使用壽命 1旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 1工作過程簡(jiǎn)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(diǎn) 19第四章 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器的設(shè)計(jì) 2設(shè)計(jì)任務(wù)與已知條件： 2設(shè)計(jì)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(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3電機(jī)的選擇： 3傳動(dòng)裝置參數(shù)的確定 3V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)： 3軸的設(shè)計(jì)： 初步估算軸徑 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸上受力分析 4彎矩圖 4轉(zhuǎn)矩圖 4計(jì)算彎矩圖 4校核軸的強(qiáng)度 4校核軸的疲勞強(qiáng)度 4軸的彎曲剛度校核 4軸承的設(shè)計(jì) 4軸承的選擇 4軸承的校核 4支撐裝置設(shè)計(jì)： 4支架的設(shè)計(jì) 4底板的設(shè)計(jì) 48 4密封裝置設(shè)計(jì) 4潤(rùn)滑裝置設(shè)計(jì) 48 4功率計(jì)算： 4電機(jī)選擇 4帶輪設(shè)計(jì) 4減速機(jī)的選擇 5聯(lián)軸器的選擇 5輸送段的設(shè)計(jì) 5密封及潤(rùn)滑裝置設(shè)計(jì) 59第五章 經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估及環(huán)保分析 60、經(jīng)濟(jì)評(píng)估的目的 60、經(jīng)濟(jì)分析計(jì)算 60、環(huán)保分析 6環(huán)保對(duì)干燥機(jī)設(shè)計(jì)的要求 6環(huán)保的內(nèi)容與對(duì)策 61第六章 結(jié)論及致謝 6結(jié)論 6致謝 62參考文獻(xiàn) 63第一章 緒論、概述旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥裝置是八十年代在國(guó)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(diǎn)，集兩者之所長(zhǎng)，成為具有高效、節(jié)能快速等特點(diǎn)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(bǔ)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(jìn)行噴霧處理的復(fù)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(jìn)，設(shè)備緊湊、操作簡(jiǎn)單、維修方便，強(qiáng)化了氣固傳熱效果，使干燥時(shí)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(xué)工業(yè)公司的重視，紛紛引進(jìn)用于各種物料的干燥，現(xiàn)在世界上大約有十七個(gè)國(guó)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(jìn)了該裝置，用于染料及中間體的干燥。通過幾年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，該設(shè)備運(yùn)行可靠，生產(chǎn)穩(wěn)定，容易控制，各項(xiàng)工藝指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的先進(jìn)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(jī)的運(yùn)用條件必需由生產(chǎn)實(shí)踐和試驗(yàn)確定。當(dāng)前，我國(guó)大連理工大學(xué)干燥技術(shù)開發(fā)公司、吉化化工設(shè)備廠、鐵嶺精工機(jī)器廠等已開發(fā)φ200、φ300、φ500、φ800等型號(hào)的旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥裝置并投入生產(chǎn)，沈陽(yáng)化工研究院與阿誠(chéng)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(guó)內(nèi)使用情況列入表1—1。表11旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)在國(guó)內(nèi)的使用情況[1]由表11可見，閃蒸干燥裝置在國(guó)內(nèi)發(fā)展較快，今后還會(huì)有更大的發(fā)展。未來干燥技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)要求它具備以下特點(diǎn)：（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(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單；（5）綜合投資費(fèi)用和檢修費(fèi)用少；（6）消除對(duì)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(shí)也注意到它不是萬能的，要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況選用。本文對(duì)閃蒸干燥裝置做較詳細(xì)介紹，供大家參考。、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的研究狀況自從我國(guó)引進(jìn)旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)以后，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者、單位對(duì)其作了大量的實(shí)驗(yàn)研究和理論分析，為該產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(gè)方面：、干燥室內(nèi)實(shí)測(cè)氣體旋流壓力分布及旋流壓力分布的理論計(jì)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(duì)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(shí)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(diǎn)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(diǎn)的切向分速度。圖1－2 實(shí)際壓力分布 、氣體在干燥室內(nèi)流動(dòng)速度分布實(shí)測(cè)結(jié)果[2]圖1－4 實(shí)測(cè)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(dòng)時(shí)切向及軸向速度分布情況。將圖13圖14進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，下攪拌器裝上以后對(duì)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(dòng)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(dòng)關(guān)系不大，圖1－3下攪拌器拆除時(shí)的切向速度分布圖1－4 安裝下攪拌器時(shí)的切向速度分布圖1－6下攪拌器靜止時(shí)的軸向速度分布圖1－5下攪拌器拆除時(shí)的軸向速度分布的切向速度分布這是因?yàn)閿嚢杵鞅旧磔^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(jì)通過對(duì)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(shí)驗(yàn)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(jìn)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(jí)器半徑東北大學(xué)碩士林麗女士曾對(duì)分級(jí)器半徑進(jìn)行研究，最后得出分級(jí)器研究成果如下：分級(jí)器半徑與產(chǎn)品粒度滿足以下關(guān)系式： (14)事實(shí)證明，該關(guān)系式在很大程度上滿足了生產(chǎn)要求，對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)及生產(chǎn)都有極大的指導(dǎo)意義。式中，—分級(jí)器半徑 （）—產(chǎn)品粒度 （）、自動(dòng)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(guó)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(tái)是丹麥引進(jìn)的產(chǎn)品。其自動(dòng)化技術(shù)水平主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)、干燥室熱源熱量自動(dòng)調(diào)節(jié)，主要體現(xiàn)在進(jìn)口溫度自動(dòng)檢測(cè)、調(diào)節(jié)和報(bào)警；(2)、干燥室出口溫度自動(dòng)檢測(cè)，調(diào)節(jié)和報(bào)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(dòng)檢測(cè)、顯示和報(bào)警；目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥設(shè)備，其自動(dòng)化水平與國(guó)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(dòng)檢測(cè)、顯示；(2)、干燥室出口溫度自動(dòng)檢測(cè)、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(dòng)檢測(cè)、顯示。從以上對(duì)國(guó)外、國(guó)內(nèi)旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)上自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)比分析，可看出我們這個(gè)領(lǐng)域內(nèi)最大的弱點(diǎn)就是不能實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)口、出口溫度的自動(dòng)控制。而這一點(diǎn)又恰恰是影響生產(chǎn)率和干燥質(zhì)量的關(guān)鍵。目前我國(guó)在干燥生產(chǎn)中對(duì)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(shí)，若無人在場(chǎng)，則常常影響機(jī)器的正常運(yùn)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(xué)、 傳熱和傳質(zhì)的文獻(xiàn)很少見。目前的放大設(shè)計(jì)和操作參數(shù)確定主要依賴于實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)。因此，本課題針對(duì)目前的研究和設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，大膽地運(yùn)用新型理論來進(jìn)行干燥器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)，通過進(jìn)一步改進(jìn)和完善干燥室的結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化干燥過程，為研究中的理論提供實(shí)踐的機(jī)會(huì)。第二章 方案論證、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)任務(wù)本課題主要是設(shè)計(jì)一臺(tái)旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)用于燃料及中間體，特別是酸等物料的干燥，每小時(shí)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(jī)使用年限為25年，一年工作360天，每天工作10小時(shí)：則 、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 動(dòng)力源選擇電機(jī)，為滿足傳動(dòng)比要求，傳動(dòng)系統(tǒng)可以選擇齒輪箱減速器和皮帶傳動(dòng)，但是考慮到經(jīng)濟(jì)性，選擇皮帶傳動(dòng)，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(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、工作過程簡(jiǎn)述 空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)送入加熱器，被加熱后從干燥機(jī)底側(cè)面切向進(jìn)入干燥機(jī)，形成高速低壓的旋轉(zhuǎn)噴動(dòng)氣流，物料經(jīng)螺旋加料器進(jìn)入干燥筒下降與該氣流相遇，在流化室里破碎流化，進(jìn)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(fēng)分離器、袋式分離器兩次氣固分離后，由引風(fēng)機(jī)將廢氣排到大氣，而產(chǎn)品分別經(jīng)旋風(fēng)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(jī)4—電機(jī) 2—空氣加熱器 5—加料器 7—分級(jí)器 8—旋風(fēng)分離器 9—布袋過濾器 10—排風(fēng)機(jī) 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(jī)，空氣加熱器 ，加料器 ，分級(jí)器，旋風(fēng)分離器，布袋過濾器，排風(fēng)機(jī)，星型卸料器等主要設(shè)備構(gòu)成。來自壓濾機(jī)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(shí)定量送入干燥器流化段，在流化段被攪拌器進(jìn)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(fēng)分布器，經(jīng)干燥器底部狹縫以較大風(fēng)速進(jìn)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(fēng)作用下送入分級(jí)器，較大較濕的未干燥顆粒又落回干燥室中。送入分級(jí)器后的細(xì)小物料由排風(fēng)管排出再經(jīng)布袋過濾器分離，空氣經(jīng)尾氣風(fēng)機(jī)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(diǎn)：(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