【正文】 cLAaaHttn = 層 算作一層 綜上可得，我們可以的得到多層流化床可以分為 5 層 預(yù)熱器的熱負(fù)荷和干燥器的效率 ))(( 010 ttHLQ p ??? = )20200()(16304 ???? =2653476kJ/h =738kW ))(( 020 ttHLQ p ??? = )2095()(16304 ???? =1283940kJ/h = 干燥器的熱效率為 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 %10 01 ?? ph ? = % ? =% 宛家盛：褐煤干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性分析 24 4 輔助設(shè)備的選型 供料裝置的選型 根據(jù)物料性質(zhì)（散粒狀）和生產(chǎn)能力（ 3t/h）選用星形供料裝置（加料和排料）?！?） 2）等速干 燥階段 4800???????????????????? ??tpscgdPgaaH??? =（ m2 1）降速干燥階段區(qū)間，根據(jù)熱平衡： ? ? ? ?? ?wsCo c x tWcGttL ???? 22121 ? ? ? ? ?wa tt ???????? ?????? 2 用試算法求得： ℃℃ 198,44 ?? wa tt 2)等速干燥階段區(qū)間 ? ? ? ? WCbaoc x WWGttL ?212 ??? ? ? 238 09737723235 22 ??????? ?????? at ? ℃ 3)物料在塔頂部預(yù)熱階段區(qū)間 宛家盛：褐煤干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性分析 18 ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ?bbwbsCoc x tWWWcGtL ?????? ?????????? 112112110 7 452 在塔頂預(yù)熱階段，熱空氣對(duì)物料的傳熱僅起升溫而無(wú)水分汽化的作用，故汽化潛熱 w? =0 ? ??????? ?????????????? ）（）（）（）（）（ 2 1 1t =95℃ 圖 31 干燥器溫度分布 Figure 31 dryer temperature distribution 床層壓力損失 1）降速干燥階段區(qū)間 平均溫度 平均t = 1992 198200 ?? ℃，以及平均濕度 kg/ ?平均 。從分析得所知，此粒度以下的物料占總供給量的 19%。在等速和降速干燥階段，由于物料顆粒較小，可取孔徑為 孔率為： 35%。 干燥器熱量衡算 圖 21 干燥器熱量平衡圖 Figure 21 dryer heat balance figure 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 對(duì)如圖所示干燥裝置作熱量衡算，則得 39。 宛家盛：褐煤干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性分析 12 干燥器優(yōu)化設(shè)計(jì)工藝分析 由以上分析得要求干燥系統(tǒng)的總費(fèi)用，必須求得風(fēng)機(jī)用量 hsQ ， hpQ ，用電量 hW ，干燥器體積 V。由式得干燥系統(tǒng)的設(shè)備折舊費(fèi)是干燥器體積的函數(shù)。 式中： J—— 總費(fèi)用，萬(wàn)元 /年； Gd —— 干燥設(shè)備投資折舊費(fèi)，萬(wàn)元 /年； hG —— 電預(yù)熱費(fèi)，萬(wàn)元 /年； pG —— 風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)，萬(wàn)元 /年。因而有必要對(duì)干燥器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 優(yōu)化設(shè)計(jì) 優(yōu)化分析 干燥廣泛應(yīng)用于化工，醫(yī)藥，冶金，建材，食品等領(lǐng)域，是一種能耗高的單元操作系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)所選的旋風(fēng)分離器的型號(hào)是： XM9。 對(duì)于電加熱器的選擇，電加熱器通過(guò)將電能轉(zhuǎn)化為熱能，控制非常精準(zhǔn)。從而得到流化床的體積。從星型給料機(jī)來(lái)的細(xì)顆粒物料，初始含水量為 23%，要求在多孔板式多層流化床干燥器中干燥至 3%。例如，粒狀物料堆積干燥時(shí)，臨界濕含量 Cc =0. 08~0. 12，均勻分散在熱氣流中干 燥時(shí)，臨界濕含量 C ?c ,這二者之間的差別是非常明顯的。這時(shí)，物料表面的蒸汽壓低于同溫度下水的飽和蒸汽壓。對(duì)空氣一水系統(tǒng)，在絕熱干燥情況下，物料表面溫度始終保持為空氣的濕球溫度。例如，圖上物料干燥后的最終 含 含量 為 %，下面討論一下這兩個(gè)階段的特點(diǎn) 圖 12 干燥速度曲線 Figure 12 the drying speed curve 恒速干燥階段在這一階段中，物料表面始終被水所潤(rùn)濕，物料內(nèi)部大孔隙中的非結(jié)合水分很容易向表面移動(dòng)，足夠補(bǔ)充表面汽化所失去的水分。這一階段的終點(diǎn) (圖上 B 點(diǎn) )稱(chēng)為 臨界點(diǎn)，此點(diǎn)的濕含量稱(chēng)為臨界濕含量 (或稱(chēng)臨界濕度 )，如圖上的 Cc 。典型的干燥速率曲線如圖 11 所示。在流態(tài)化時(shí)，通過(guò)床層的流體稱(chēng)為流化介質(zhì)。此時(shí)床層高度為 L。熱敏性物料，宜采用較低入口溫度，可加內(nèi)熱構(gòu)件。各個(gè)位置上的物料都與高溫、低濕的介質(zhì)相接觸，因此于燥推動(dòng)力比較大，又可采用較高的氣體速度，所以干燥速率很高。在并流操作中、 4)回收問(wèn)題：固體粉粒的回收及溶劑的回收。 2)對(duì)干燥產(chǎn)品的要求：干 燥產(chǎn)品的含水量、形狀、粒度分布、粉碎程度等。 9)床層內(nèi)縱向返混嚴(yán)重 ,對(duì)單級(jí)式連續(xù)干燥器 ,物料在設(shè)備內(nèi)停留時(shí)間不均勻 ,有可能使 部分未干燥的物料隨著產(chǎn)品一起排出床層外 . 10) 對(duì)被干燥物料的粒度有一定的限制 ,一般要求不小于 30um、不大于 6mm。此外，物料輸送簡(jiǎn)單。以臥式多室流化床干燥器相比，其優(yōu)點(diǎn)是熱效率較高 ,流化床干燥器的特性： 1) 物料干燥速度大 ,在 干燥器中停留時(shí)間短 ,所以使用于某些熱敏性物料的干燥 . 2）由于流化床內(nèi)溫度均勻，并能自由調(diào)節(jié)，故可得到均勻的干燥產(chǎn)品。 傳統(tǒng)的干燥器主要有箱式干燥器、隧道干燥器、轉(zhuǎn)筒干燥 器、帶式干燥器、盤(pán)式干燥器、槳葉式干燥器、流化床干燥器、噴動(dòng)床干燥器、噴霧干燥器、氣流干燥器、真空冷凍干燥器、太陽(yáng)能干燥器、微波和高頻干燥器、紅外熱能干燥器等。如肥皂粉，染料以及各種化學(xué)肥料等。各種生產(chǎn)工藝的要求：如 :提高粉末加工效率，在粉末前必須 2）為提高或強(qiáng)化大型設(shè)備的生產(chǎn)能力而應(yīng)用干燥操作，如煉焦煤采用預(yù)熱干燥，可使焦?fàn)t的生產(chǎn)能力提高 50%，且還能提高焦碳的質(zhì)量。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 干燥操作的目的：在物料或制成品的工藝加工過(guò)程中，干燥操作的目的可分為下列五種： 1）對(duì)原材料行干燥。 從物料中除去濕分的操作稱(chēng)為去濕。最初利用自然界的太陽(yáng)能及風(fēng)力，對(duì)物料及農(nóng)副產(chǎn)品進(jìn)行緩慢的干燥加工。國(guó)內(nèi)準(zhǔn)工業(yè)規(guī)模褐煤預(yù)脫水裝置分為：燃煤煙氣直接接觸：鏈板式，移動(dòng)床式，轉(zhuǎn)筒干燥和蒸汽間接干燥：過(guò)熱蒸汽內(nèi)加熱流化床 , (過(guò)熱 )蒸汽回轉(zhuǎn)圓筒兩種。我國(guó)褐煤資源相對(duì)比較豐富，己探明的儲(chǔ)量達(dá) 1303 億噸，占全國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量的 13%，開(kāi)采成本低，其中內(nèi)蒙古占全國(guó)褐煤總儲(chǔ)量的77%。由于上述過(guò)程，即毛細(xì)孔倒塌，交聯(lián)反應(yīng)和焦油遷移對(duì)毛細(xì)孔形成密封，結(jié)果褐煤變得越來(lái)越疏水，同時(shí)也能夠觀察到褐煤的硬化 ,這也導(dǎo)致褐煤的剛性結(jié)構(gòu)的形成。毛細(xì)孔倒坍可以阻止水分進(jìn)入毛細(xì)孔；而交聯(lián)反應(yīng)則能夠?qū)γ?xì) 孔進(jìn)行密封，阻止倒坍的毛細(xì)孔在吸收水分時(shí)再膨脹。當(dāng)褐煤在常壓下繼續(xù)加熱到 180 度以上時(shí)，褐煤結(jié)合水（內(nèi)在水）能夠被脫除。當(dāng)干燥（指僅脫除表面水的情況）后的褐煤遇到水時(shí)，就會(huì)吸潮，與擰干后的海綿吸水的原因一樣。 34 5 結(jié)論 27 干燥器主體材質(zhì)的選擇 26 24 電加熱器 24 供料裝置的選型 21 多孔板層數(shù) 17 床層壓力損失 15 塔徑的決定 12 干燥器熱量衡算 8 干燥過(guò)程的流程說(shuō)明 1 Heat carrier 目 錄 前言 此外，還確定了合適風(fēng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)、旋風(fēng)分離器、換熱器等附屬設(shè)備及型號(hào)。將尾氣通過(guò)旋風(fēng)分離器，以提高產(chǎn)品的收率。 摘 要 在化學(xué)工業(yè)中，為了滿足生產(chǎn)工藝中對(duì)物料含水率的要求或便于儲(chǔ)存、運(yùn)輸，常常需要用到干燥過(guò)程。濕度為 %的空氣經(jīng)電加熱器加熱至 200℃后進(jìn)入干燥器，經(jīng)過(guò)與懸浮物料接觸進(jìn)行傳質(zhì)傳熱后，濕度增加到 ，溫度降至 95℃。分布板開(kāi)孔率35%。 Granular material。 2 2 干燥過(guò)程的設(shè)計(jì)方 案及流程說(shuō)明 8 輔助設(shè)備的選擇 8 優(yōu)化設(shè)計(jì) 9 優(yōu)化分析 12 預(yù)熱器熱負(fù)荷及耗電量 13 22 4 輔助設(shè)備的選型 25 結(jié)構(gòu)形式及使用范圍 35 計(jì)算結(jié)果匯總表 37 致謝 39 附錄 A 48 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前言 褐煤內(nèi)部存在許多毛細(xì)孔，濕褐煤就像吸足水分的海綿；而干燥（指僅脫除表面 水的情況）后的褐煤就像擰干后的海綿。當(dāng)褐煤水分低于 15%時(shí)，若需 要繼續(xù)干燥和脫水，即脫除結(jié)合水時(shí)，由于褐煤與結(jié)合水有較強(qiáng)的結(jié)合力，則需要較高的溫度和能量才能夠進(jìn)行。在這種干燥溫度條件下，由于大量的羥基官能團(tuán)分解，導(dǎo)致褐煤內(nèi)部的毛細(xì)孔倒坍和產(chǎn)生交聯(lián)。遷移到毛細(xì)孔外部的焦油在冷卻過(guò)程中，由于焦油冷凝從而對(duì)毛細(xì)孔進(jìn)行密封，從而一起褐煤的表面積減少。目前，我國(guó)煙煤、無(wú)煙煤等優(yōu)質(zhì)煤資源已被充分利用，拓展空間有限，而對(duì)褐煤的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用剛剛開(kāi)始。 目前，國(guó)內(nèi)褐煤干燥的工業(yè)應(yīng)用還沒(méi)有大規(guī)模展開(kāi)。 干燥過(guò)程廣泛用于生產(chǎn)和生活中。分的過(guò)程，各種物料可以是固體，液體或氣體，而濕分則常常是水或水蒸 氣，但在某些情況下，也可以是有機(jī)液體或有機(jī)蒸汽等其他濕分。因此，干燥過(guò)程的特點(diǎn)是傳熱和傳質(zhì)過(guò)程同時(shí)并存，兩者相互影響而又相互制約，有時(shí)熱傳可以加速傳質(zhì)過(guò)程的進(jìn)行，有 時(shí)傳熱又能減緩傳質(zhì)的速率。為防止在生產(chǎn)過(guò)程中存在引起腐蝕的濕分而應(yīng)用干燥，例如煤氣的干燥或苯在氯化之前的干燥等。 4）提高燃料的熱值，以使劣質(zhì)燃料能有效地應(yīng)用于高溫工業(yè)用爐，或增加產(chǎn)品的有效成分以使其便于處理及銷(xiāo)售。干燥對(duì)這類(lèi)物品的儲(chǔ)存是十分必要的。 流化床干燥器還 可以做成多層式。 6）因流化床有相似于液體的狀態(tài)和作用，所以處理容易。 8）不適 用于易黏結(jié)或結(jié)塊的物料。干燥器選型時(shí)應(yīng)考慮以下因素： 1)被干燥物料的性質(zhì)，如熱敏性、粘附性、顆粒的大小形狀、磨損性以及腐蝕性、毒性、可燃性等物理化學(xué)性質(zhì)。物料與介質(zhì)接觸狀態(tài)、物料尺寸與幾何形狀對(duì)干燥速率曲線的影響很大。 氣體和物料在干燥器中的流動(dòng)方式，一般可分為并流、逆流和錯(cuò)流。在錯(cuò)流操作中，干燥介質(zhì)與物料間運(yùn)動(dòng)方向相互垂直。在流化床、氣流等干燥器中，由于物料不斷地翻動(dòng)，致使物料溫度較均勻，干燥速率快、時(shí)間短，因此介質(zhì)進(jìn)口溫度可高些 。 2）流化床階段 當(dāng)流速增至一定值時(shí)，顆粒床層開(kāi)始松動(dòng)，顆粒位置也在一定區(qū)間內(nèi)開(kāi)始調(diào)整，床層略有膨脹，但顆粒仍不能自由運(yùn)動(dòng)，床層的這種情況稱(chēng)為初始流化或臨界流化，如圖 11（ b）所示。此后床層高度將隨流速提高而升高，這種床層具有類(lèi)似于流體的性質(zhì)，故稱(chēng)為流化床，如圖 11（ c），（ d） 所示。 圖 11 不同流速時(shí)床層的變化 Figure 11 different velocity layer of the bed change 干燥速率的定義是在單位時(shí)間內(nèi)每單位面積上濕物料汽化的水分質(zhì)量，以符號(hào) U表示，其單位為 kg 水 /(m2 ? h)。圖 11 上的 A 點(diǎn)表示進(jìn)人干燥器的某物料霧滴，其濕含量為 50%(干基 )，從濕含量 50%的 A 點(diǎn)干燥到 20%的 B 點(diǎn)這一階段中，干燥速率不變， AB 為一水平線，所以干燥第一階段常稱(chēng)為恒速干燥階段。實(shí)際上 ，