【正文】 yu u m s??? ? ? ? （ 415） 霧滴干燥時間的計算 ⑴ 汽化潛熱 ? 的確定由 IH? 圖 [19]查得空氣入塔狀態(tài)下的濕球溫度 54W C??t ， 該溫度下水的汽化潛熱 2369 kJ kg? ? 。在降速干燥階段，水分繼續(xù)蒸發(fā)，但干燥速率降低，水分移向表面的速率開始小 于表面汽化速率。 表 41 xu?? 間關(guān)系計算結(jié)果 Re 5502 1 0 2 1 022R e R eR e R eR e R ei dd????????????? s? 0R e ( )axpau m sd??? 152 2(1 .0 0 1 .0 0 ) 1 0 0?? ? ? 0 100 22(1 .4 5 1 .0 0 ) 1 0 0 .4 5 1 0??? ? ? ? 50 22( 2 .2 2 1 .0 0 ) 1 0 1 .2 2 1 0??? ? ? ? 25 22( 3 .2 4 1 .0 0 ) 1 0 2 .2 4 1 0??? ? ? ? 15 22( 4 .3 5 1 .0 0 ) 1 0 3 .3 5 1 0??? ? ? ? 10 22( 5 .2 5 1 .0 0 ) 1 0 4 .2 5 1 0??? ? ? ? 8 22( 5 .7 6 1 .0 0 ) 1 0 4 .7 6 1 0??? ? ? ? 6 22(6 .5 7 1 .0 0 ) 1 0 5 .5 7 1 0??? ? ? ? 4 22(7 .7 0 1 .0 0 ) 1 0 6 .7 0 1 0??? ? ? ? 2 22(1 0 . 2 0 1 . 0 0 ) 1 0 9 . 2 0 1 0??? ? ? ? 0 22(1 2 .4 1 .0 0 ) 1 0 1 1 .4 1 0??? ? ? ? 葉小燕：層狀硅酸鈉的生產(chǎn)工藝設(shè)計 第 26 頁 共 44 頁 22(1 5 .2 1 .0 0 ) 1 0 1 4 .2 1 0??? ? ? ? ⑤ 以 ? 為橫坐標， xu 為縱坐標，從而得出 xu?? 關(guān)系曲線，如圖 48 所示。由此得到霧滴減速運動所需時間為 ??? ； 7)將上述計算結(jié)果，整理成 yu??? 曲線，如圖 410 所示。這些附屬設(shè)備的設(shè)計和選型是否恰當(dāng)，關(guān)系到能否按質(zhì)按量順利完成工業(yè)生產(chǎn)中所規(guī)定的干燥任務(wù)。將濕空氣由 130C? 加熱到 300C? 所需電加熱器的總功率 [28]為 0 2 1( 1 .9 2 6 ) ( )3 6 0 0 .8 2V Vc H t tPG???? （ 443） ( 04 26 06) ( 300 130 ) 461 4 ( 1 06)360 2 5234 kW? ? ? ?? ? ? ??? ⑵ 旋風(fēng)分離器的選用 進入選旋風(fēng)離器的含塵氣體近似按空氣處理，取溫度為 95C? ，則 3 2 7 3 9 50 .7 7 3 1 .2 4 4 0 .0 7 5 273Hv ?? ? ? ?（ ） 31 . 1 7( )m kg? 干 空 氣 333 46 14 1. 17 53 98HV Lv m h? ? ? ? 選蝸殼式入口的旋風(fēng)分離器 [20]，取進口風(fēng)速為 25ms ，則 53980. 22 5 0. 3 25 3600DD? ? ? 即 ? ，圓整后取 1000D mm? 。 ⑵ 熱風(fēng)出口接管直徑 2d 222 2730 .7 7 3 1 .2 4 4 273H tvH ???（ ） 32 7 3 1 0 00 . 7 7 3 1 . 2 4 4 0 . 0 7 52731 . 1 8 ( )m k g?? ? ? ??（ ）干 空 氣 322 46 14 1. 18 54 45HV Lv m h? ? ? ? 取熱風(fēng)管道內(nèi)的氣速為 25ms ，那么 25445 0 . 2 7 83 6 0 0 2 54dm????? 圓整后取干燥器熱風(fēng)出口接管直徑 2 280d mm? 。 3 4302 3 24 4 9. 81 0. 75 2 10 11 00 0. 75 3 0. 02 6 10a p L aagd? ? ?? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ???（ ） （ ） （ ）（ ） （ 429） 由于 2Reff??? ，因此可根據(jù)有關(guān)手冊 [2325]查得 Re ? 。 ④ 取一系列比 0Re 要小的雷諾數(shù) 1Re 100? ， 2Re 50? ， 3Re 25? ， Re ? ，2020 屆化學(xué)工程與工藝專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 25 頁 共 44 頁 12(R e R e R e )i??，求出 ② 中公式求出相應(yīng)的停留時間 ? 和霧滴的水平飛行速度 xu 。在恒速干燥階段，干燥速率不變，液滴中大部分水分在此階段蒸發(fā)。 ⑶ 校核霧化器的生產(chǎn)能力 因為 0d 和 h 經(jīng)圓整后，影響 DC 的主要因素 A? 要發(fā)生變化，進而影響流量；圓整后的 12 120 1 023 .1 4 1 5 1 0 .8 9 12 1 .2 3 .5 4 .4r R rA hR? ?? ?? ??? ? ? ? ??? ???? ????2b 經(jīng)圓整后與原 ?? 基本不變，不必復(fù)算，此霧化器可以滿足設(shè)計要求。 圖 44 2H 求解過程示意圖 ⑷ 計算絕干空氣的消耗量 L ： )/( 6 hkgHH WL 干空氣????? （ 47） 葉小燕：層狀硅酸鈉的生產(chǎn)工藝設(shè)計 第 20 頁 共 44 頁 壓力式噴嘴主要尺寸的設(shè)計計算 ⑴ 霧化器噴嘴孔直徑 0d 的計算 為了使塔徑不至于過大，根據(jù)經(jīng)驗，選用霧化角 48???。 葉小燕：層狀硅酸鈉的生產(chǎn)工藝設(shè)計 第 18 頁 共 44 頁 壓力式噴霧干燥器的設(shè)計與計算 設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如下： 生產(chǎn)能力 2 ? /年 ； 年運行時間 ?300 24h ； 料液含水量 001 80?? （質(zhì)量分數(shù)，濕基） ； 產(chǎn)品含水量 2 2%?? （質(zhì)量分數(shù)，濕基） ； 料液密度 31100L kg m? ? ； 產(chǎn)品密度 3900s kg m? ? ； 熱空氣入塔溫度 1 300tC??； 尾氣出塔溫度 2 100tC??； 料液進入干燥器時的溫度 1 20mtC??； 產(chǎn)品離開干燥器時的溫度 2 90mtC?? ； 產(chǎn)品（霧滴）平均粒徑 125Pdm?? ； 產(chǎn)品的平均比熱容 2 2 .5 ( )mc kJ kg C? ??； 加熱蒸汽壓力 MPa? （表壓） ； 料液霧化壓力 4P MPa?? （表壓） ； 年平均空氣溫度 3 12tC?? ； 年平均空氣相對濕度 70%?? ； 水的密度 31000 /W kg m? ? ； 水的比熱容 4 .1 8 7 ( )Wc kJ kg C? ??。 塔內(nèi)空氣 — 霧滴的流動方向 在噴霧干燥塔內(nèi)，空氣 (即 熱風(fēng) )和霧滴的運動方向 [17]及混合情況，直接影響到干燥時間和產(chǎn)品質(zhì)量。利用高 壓泵使液體獲得很高的壓力 (2— 20MPa)，由切線入口進入帶噴嘴的液體旋轉(zhuǎn)室中，液體在旋轉(zhuǎn)室獲得旋轉(zhuǎn)運動。整個體系包括空氣加熱系統(tǒng)、原 料液供給系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、氣 —固分離系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)。干燥設(shè)備的型式很多，可根據(jù)被干燥物料的特點、工藝要求及生產(chǎn)條件進行選擇。設(shè)整個系統(tǒng)的總效率為 （一般可據(jù)現(xiàn)場情況類比），則電機功率為 KWPe ??,參考電機系列，取電機功率。 用 以下公 式計 算 系數(shù) A ： 1260 ????? ieRA ? (312) 查圖 115[14]查得 MPaB 96? ，由式 M P aM P aRBP i e ][ ????? ? 故封頭壁厚取 mm10 可以滿足穩(wěn)定性要求。 根據(jù)鋼板規(guī)格，取夾套筒體名義厚度 mmnj 6?? 。 表 33 夾套直徑與內(nèi)筒體直接的關(guān)系 [14] 內(nèi)筒體 iD ， mm 500～ 600 700～ 1800 2020～ 3000 夾套 iD ， mm 50?iD 100?iD 200?iD ⑤ 確定夾套高度 jH 設(shè)夾套高度 jH 等于料液高度（一般不應(yīng)低于料液高度），則： mD VVHikij 4 2 4 220 ?????? ?? 圓整后取 mmH j 1200? 。 ⑵ 傳熱效率 ? ： 0011 12m a x 20200 ???????? tT ttQ Q? (37) 式中： ? —— 表示傳熱效率； 1t —— 表示物料的進口溫度， ℃ ； 2t —— 表示物料的進口溫度， ℃ ； 2T —— 表示蒸汽的進口溫度， ℃ 。 混料 反應(yīng) 沉降 調(diào)模 過濾 濃縮 干燥 包裝 產(chǎn)品 助劑 水 蒸汽 燒堿 尾氣 去過濾 水膜除塵 旋風(fēng)除塵 返料 返料 熱空氣 燒堿 空氣 來自調(diào)模 石英砂 尾氣 熱風(fēng)爐 葉小燕：層狀硅酸鈉的生產(chǎn)工藝設(shè)計 第 8 頁 共 44 頁 3 反應(yīng)容器的設(shè)計與計算 化學(xué)反應(yīng)器設(shè)計 A、選型說明 化學(xué)反應(yīng)器型式繁多： 按反應(yīng)器中的物相分類 ， 可分為單（均）相和多（復(fù)）項 ， 單相可為單一氣相或單一液相 ， 多項可分為氣 液（ GL） ， 液 液（ LL）相，氣 固（ GS）相，液 固（ LS）相和氣 液 固（ GLS）相； 按操作方式分類，反應(yīng)器可分為間歇操作、連續(xù)操作和半連續(xù)（或半間歇）操作； 按物料流動狀態(tài)分類； 可按傳熱特征分類。經(jīng)實驗確定制備層硅的最佳工藝條件是采用氯化鉀作晶型轉(zhuǎn)化劑，加 量 3%5%，溫度 800℃ ，時間10min。該方法生產(chǎn)出的產(chǎn)品密度大，比表面積小 ，活性差 ，而且固體水玻璃粉碎的難度大。 蒸發(fā)干燥結(jié)晶法 [10] 將水玻璃先濃縮至密度為 ～ 1. 53 g/cm3 ，放入專用設(shè)備中進入結(jié)晶爐的預(yù)干燥段 ，利用高溫段的輻射熱蒸發(fā)干燥 ，再進入高溫段結(jié)晶 ，然后粉碎成所要求的粒度。國產(chǎn)層硅酸鈉的開發(fā)研制成功及工業(yè)化生產(chǎn)標志著我國洗滌助劑的研發(fā)已達到國際先進水平 ， 為我國洗滌用品的無磷化提供了可靠的技術(shù)保證。 首先建成了世界上第 1套 2500t/a的層硅生產(chǎn)裝置 ， 并以商品名 SKS一 6在市場上銷售 ， 依賴其突出的綜合助洗性能和低廉的成本獲得成功。通過測定不同吸水量后的層硅對鈣交換量可知，吸水后的層硅鈣交換量呈上升趨勢，樣品吸水增重 30%時達到最大值，超過 30%后，鈣交換量下降，但均高于起始值。實驗 表明，層硅加入到普通硬水中后，對鈣、鎂離子交換能力強，水質(zhì)軟化徹底。助劑的概念不能理解為在洗滌中起輔助作用，恰恰相反，許多助劑在洗滌中往往起著核心作用，所以凡是有助于洗滌作用的物質(zhì)都統(tǒng)稱洗滌助劑。以上品種在性能和應(yīng)用等方面各有特點，其中層 狀硅酸鈉是目前在性能、價格等方面能同 STPP、 4A 沸石等競爭的品種，結(jié)合鈣、鎂離子能力強，用于洗滌劑組分易濃縮化 ， 緩沖和貯存穩(wěn)定性好 [3]， 并且可用于機洗餐洗劑中 [4， 5]，具有較好的發(fā)展前景 [6， 7]。世界各國多年來不斷致力于 STPP各種替代品的研究，如已報道的復(fù)合碳酸鹽、各種沸石、偏硅酸鈉、檸檬酸鈉、氮川三醋酸鈉 (NTA) 、羧甲氧琥珀酸三鈉 (CMOS) 、聚丙烯酸鹽、結(jié)晶性層狀硅酸鈉等，但從性能、價格、環(huán)境衛(wèi)生等各方面綜合比較，目前得到公認的代磷助劑僅有 4A 沸石、層狀硅酸鈉、檸檬酸鈉、偏硅酸鈉和 NTA 等 [1， 2]。 2020 屆化學(xué)工程與工藝專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 共 44 頁