【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 預熱器的熱負荷和干燥器的效率 ))(( 010 ttHLQ p ??? = )20200()(16304 ???? =2653476kJ/h =738kW ))(( 020 ttHLQ p ??? = )2095()(16304 ???? =1283940kJ/h = 干燥器的熱效率為 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 23 %10 01 ?? ph ? = % ? =% 宛家盛：褐煤干燥系統(tǒng)設計及經濟性分析 24 4 輔助設備的選型 供料裝置的選型 根據物料性質（散粒狀）和生產能力（ 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)物料在塔頂部預熱階段區(qū)間 宛家盛：褐煤干燥系統(tǒng)設計及經濟性分析 18 ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ?bbwbsCoc x tWWWcGtL ?????? ?????????? 112112110 7 452 在塔頂預熱階段，熱空氣對物料的傳熱僅起升溫而無水分汽化的作用，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 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 13 對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)設計及經濟性分析 12 干燥器優(yōu)化設計工藝分析 由以上分析得要求干燥系統(tǒng)的總費用，必須求得風機用量 hsQ ， hpQ ，用電量 hW ，干燥器體積 V。由式得干燥系統(tǒng)的設備折舊費是干燥器體積的函數。 式中： J—— 總費用，萬元 /年； Gd —— 干燥設備投資折舊費，萬元 /年； hG —— 電預熱費，萬元 /年； pG —— 風機運轉費，萬元 /年。因而有必要對干燥器進行優(yōu)化設計。 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 9 優(yōu)化設計 優(yōu)化分析 干燥廣泛應用于化工，醫(yī)藥，冶金，建材，食品等領域，是一種能耗高的單元操作系統(tǒng)。本次設計所選的旋風分離器的型號是： XM9。 對于電加熱器的選擇，電加熱器通過將電能轉化為熱能，控制非常精準。從而得到流化床的體積。從星型給料機來的細顆粒物料，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，臨界濕含量 Cc =0. 08~0. 12，均勻分散在熱氣流中干 燥時，臨界濕含量 C ?c ,這二者之間的差別是非常明顯的。這時，物料表面的蒸汽壓低于同溫度下水的飽和蒸汽壓。對空氣一水系統(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階段的特點 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濕，物料內部大孔隙中的非結合水分很容易向表面移動，足夠補充表面汽化所失去的水分。這一階段的終點 (圖上 B 點 )稱為 臨界點，此點的濕含量稱為臨界濕含量 (或稱臨界濕度 )，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，通過床層的流體稱為流化介質。此時床層高度為 L。熱敏性物料，宜采用較低入口溫度，可加內熱構件。各個位置上的物料都與高溫、低濕的介質相接觸，因此于燥推動力比較大，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)回收問題：固體粉粒的回收及溶劑的回收。 2)對干燥產品的要求：干 燥產品的含水量、形狀、粒度分布、粉碎程度等。 9)床層內縱向返混嚴重 ,對單級式連續(xù)干燥器 ,物料在設備內停留時間不均勻 ,有可能使 部分未干燥的物料隨著產品一起排出床層外 . 10) 對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，物料輸送簡單。以臥式多室流化床干燥器相比，其優(yōu)點是熱效率較高 ,流化床干燥器的特性： 1) 物料干燥速度大 ,在 干燥器中停留時間短 ,所以使用于某些熱敏性物料的干燥 . 2）由于流化床內溫度均勻，并能自由調節(jié)，故可得到均勻的干燥產品。 傳統(tǒng)的干燥器主要有箱式干燥器、隧道干燥器、轉筒干燥 器、帶式干燥器、盤式干燥器、槳葉式干燥器、流化床干燥器、噴動床干燥器、噴霧干燥器、氣流干燥器、真空冷凍干燥器、太陽能干燥器、微波和高頻干燥器、紅外熱能干燥器等。如肥皂粉，染料以及各種化學肥料等。各種生產工藝的要求：如 :提高粉末加工效率，在粉末前必須 2）為提高或強化大型設備的生產能力而應用干燥操作，如煉焦煤采用預熱干燥，可使焦爐的生產能力提高 50%，且還能提高焦碳的質量。 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 3 干燥操作的目的：在物料或制成品的工藝加工過程中，干燥操作的目的可分為下列五種： 1）對原材料行干燥。 從物料中除去濕分的操作稱為去濕。最初利用自然界的太陽能及風力，對物料及農副產品進行緩慢的干燥加工。國內準工業(yè)規(guī)模褐煤預脫水裝置分為：燃煤煙氣直接接觸：鏈板式，移動床式，轉筒干燥和蒸汽間接干燥：過熱蒸汽內加熱流化床 , (過熱 )蒸汽回轉圓筒兩種。我國褐煤資源相對比較豐富，己探明的儲量達 1303 億噸，占全國煤炭儲量的 13%，開采成本低，其中內蒙古占全國褐煤總儲量的77%。由于上述過程，即毛細孔倒塌，交聯(lián)反應和焦油遷移對毛細孔形成密封，結果褐煤變得越來越疏水，同時也能夠觀察到褐煤的硬化 ,這也導致褐煤的剛性結構的形成。毛細孔倒坍可以阻止水分進入毛細孔；而交聯(lián)反應則能夠對毛細 孔進行密封，阻止倒坍的毛細孔在吸收水分時再膨脹。當褐煤在常壓下繼續(xù)加熱到 180 度以上時，褐煤結合水（內在水）能夠被脫除。當干燥（指僅脫除表面水的情況）后的褐煤遇到水時，就會吸潮，與擰干后的海綿吸水的原因一樣。 34 5 結論 27 干燥器主體材質的選擇 26 24 電加熱器 24 供料裝置的選型 21 多孔板層數 17 床層壓力損失 15 塔徑的決定 12 干燥器熱量衡算 8 干燥過程的流程說明 1 Heat carrier 目 錄 前言 此外，還確定了合適風機、排風機、旋風分離器、換熱器等附屬設備及型號。將尾氣通過旋風分離器，以提高產品的收率。 摘 要 在化學工業(yè)中，為了滿足生產工藝中對物料含水率的要求或便于儲存、運輸，常常需要用到干燥過程。濕度為 %的空氣經電加熱器加熱至 200℃后進入干燥器，經過與懸浮物料接觸進行傳質傳熱后，濕度增加到 ，溫度降至 95℃。分布板開孔率35%。 Granular material。 2 2 干燥過程的設計方 案及流程說明 8 輔助設備的選擇 8 優(yōu)化設計 9 優(yōu)化分析 12 預熱器熱負荷及耗電量 13 22 4 輔助設備的選型 25 結構形式及使用范圍 35 計算結果匯總表 37 致謝 39 附錄 A 48 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 1 前言 褐煤內部存在許多毛細孔，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。當褐煤水分低于 15%時，若需 要繼續(xù)干燥和脫水，即脫除結合水時，由于褐煤與結合水有較強的結合力，則需要較高的溫度和能量才能夠進行。在這種干燥溫度條件下，由于大量的羥基官能團分解，導致褐煤內部的毛細孔倒坍和產生交聯(lián)。遷移到毛細孔外部的焦油在冷卻過程中，由于焦油冷凝從而對毛細孔進行密封，從而一起褐煤的表面積減少。目前，我國煙煤、無煙煤等優(yōu)質煤資源已被充分利用，拓展空間有限，而對褐煤的大規(guī)模開發(fā)利用剛剛開始。 目前，國內褐煤干燥的工業(yè)應用還沒有大規(guī)模展開。 干燥過程廣泛用于生產和生活中。分的過程，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，也可以是有機液體或有機蒸汽等其他濕分。因此，干燥過程的特點是傳熱和傳質過程同時并存，兩者相互影響而又相互制約，有時熱傳可以加速傳質過程的進行，有 時傳熱又能減緩傳質的速率。為防止在生產過程中存在引起腐蝕的濕分而應用干燥，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，以使劣質燃料能有效地應用于高溫工業(yè)用爐，或增加產品的有效成分以使其便于處理及銷售。干燥對這類物品的儲存是十分必要的。 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 用于易黏結或結塊的物料。干燥器選型時應考慮以下因素： 1)被干燥物料的性質，如熱敏性、粘附性、顆粒的大小形狀、磨損性以及腐蝕性、毒性、可燃性等物理化學性質。物料與介質接觸狀態(tài)、物料尺寸與幾何形狀對干燥速率曲線的影響很大。 氣體和物料在干燥器中的流動方式，一般可分為并流、逆流和錯流。在錯流操作中，干燥介質與物料間運動方向相互垂直。在流化床、氣流等干燥器中，由于物料不斷地翻動，致使物料溫度較均勻，干燥速率快、時間短，因此介質進口溫度可高些 。 2）流化床階段 當流速增至一定值時，顆粒床層開始松動，顆粒位置也在一定區(qū)間內開始調整，床層略有膨脹，但顆粒仍不能自由運動，床層的這種情況稱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，這種床層具有類似于流體的性質，故稱為流化床，如圖 11（ c），（ d） 所示。 圖 11 不同流速時床層的變化 Figure 11 different velocity layer of the bed change 干燥速率的定義是在單位時間內每單位面積上濕物料汽化的水分質量，以符號 U表示，其單位為 kg 水 /(m2 ? h)。圖 11 上的 A 點表示進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 點干燥到 20%的 B 點這一階段中，干燥速率不變， AB 為一水平線，所以干燥第一階段常稱為恒速干燥階段。實際上 ，