【正文】 塔頂部預(yù)熱階段區(qū)間 ????????????????????????????????????????? 3 5 7 4 8 2 21 4 8 2 275ln1ln20000scxzncGcLcLAaaHttn = 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）。0C） 3）材料在塔頂部預(yù)熱階段區(qū)間 4800???????????????????? ??tpscgdPgaaH??? =（ m2℃ ） 2）等速干 燥階段 4800???????????????????? ??tpscgdPgaaH??? =（ m2 dp ????? 當(dāng) ≤ v/ tv ≤ 時(shí) 則 22cm3436002357D43600Gq???? ?? =? s 宛家盛：褐煤干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)及經(jīng)濟(jì)性分析 20 2 0 10gdqdd470n3sd???????????）（）（）（）（?? ?? ）（ 60 n30 ??? = )60 ( ?? =? 則 0 0 0 7 i n9 9 9 2 o s 22 ?? ?? ， ? ? ? ? 222tt2 psc 8c os v/vv29s i ngd/Pg ?? ??? ）（）（ ? ? ? ? ???????? ? ）（）（ 6 0 2 ??? mHP Pa 2）等速干燥階段區(qū)間 按以上同樣計(jì)算，其結(jié)果為： ， / t0 ?? ?? ， 所得結(jié)果如上個(gè)階段相同 Pa600P?? 3）物料在塔頂部預(yù)熱階段區(qū)間 按以上同樣的計(jì)算，其結(jié)果為： 43 6 0 02 3 5 7D43 6 0 0Gq22cm ??????? ??kg/（ sm2? ） 15gdqdd470n3sd???????????）（）（）（）（?? i n30 22 ?????? ???? ，）（ ?? ? ? ? 222tt2 psc 8c os v/vv29s i ngd/Pg ?? ??? ）（）（ 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 261P?? Pa 熱容系數(shù) 1）降速干燥階段區(qū)間 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 。 風(fēng)量的確定 200t2 ? ℃ ， （干空氣）（水） kg/ 1 ? ， ? ℃ , 2380w ?? kJ/kg ， ?? ? ， ?? ? ， ? kJ/（ kg? ℃ ）。從分析得所知，此粒度以下的物料占總供給量的 19%。 ?? wtt 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 由 Ct ?2022 ? 及 1H ? 查濕度圖得 Ctw ? ? ,近似取 Ctt ww ? ?? ,于是 ?952?t C 塔頂?shù)臒犸L(fēng)溫度為 95℃，代表粒徑為 ，故此粒子的沉降速度為 sm 。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%。0 1 2 2P D c L cL I Q Q G I L I Q G I? ? ? ? ? ? 在本設(shè)計(jì)中的干燥器沒有補(bǔ)充熱量，故 0dQ? ，所以，干燥器中的熱量衡算可表達(dá)為： llmwp ?????? 由上式得加入干燥系統(tǒng)的的熱量 pQ 用于以下四個(gè)方面：以 wQ 汽化水分，以 mQ 加熱物料，以 lQ 補(bǔ)償設(shè)備的熱損失，以 Ql`加熱空氣。 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。 風(fēng)機(jī)風(fēng)量 對(duì)多孔板式多層流化床干燥系統(tǒng)在干燥器出口要采用除塵裝置分離空氣中的固體顆粒，故干燥系統(tǒng)的阻力較大，除在干燥系統(tǒng)進(jìn)口安裝送風(fēng)機(jī)外還要在干燥系統(tǒng)出口處安裝排風(fēng)機(jī)，送風(fēng)機(jī)安裝于預(yù)熱器之前，此時(shí)濕空氣的狀態(tài)為（ t0 ， 0H ），而排風(fēng)機(jī)安裝于干燥器之后，其濕空氣狀態(tài)為（ 2t ， 2H ），所以送風(fēng)量和排風(fēng)量分別為： 00L 0 .7 7 3 1 .2 2 4 2 7 3 / 2 7 3hsQ H t? ? ? ? ? ?（ ） （ ） 干燥器體積的計(jì)算 在多孔板式多層流化床里，我們可以根據(jù)所求風(fēng)量和空塔風(fēng)速求出流化床的直徑，再求出多層流化床的層數(shù)，而通過經(jīng)驗(yàn)我們可知道一層多孔板式多層流化床的大致為。 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。 風(fēng)機(jī)年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用為風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所消耗的電能的費(fèi)用，它與風(fēng)機(jī)的風(fēng)量 成正比，若干燥系統(tǒng)阻力較小，可采用一臺(tái)送風(fēng)機(jī)，其年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用為 : 0 .0 0 0 4P hs hG Q T? ? ? 若干燥系統(tǒng)的阻力較大或防止干燥器中干燥介質(zhì)中干燥介質(zhì)向外泄露，使干燥器內(nèi)產(chǎn)生一定的負(fù)壓，則必須在干燥系統(tǒng)出口增加一臺(tái)排風(fēng)機(jī)，其年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用可用下式計(jì)算： ( )P hs hp hG Q Q T? ? ? ? 式中 hphs， —— 送風(fēng)機(jī)，排風(fēng)機(jī)的風(fēng)量， m3 /h。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)。設(shè)年投資折舊費(fèi)為： 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 CDCG a M b V F Y? ? ? ? ? ? 式中： V —— 干燥器體積， m3 ； cF —— 設(shè)備年折舊率， 1a? ； Y —— 美元和人民幣的兌換系數(shù)。 式中： J—— 總費(fèi)用，萬元 /年； Gd —— 干燥設(shè)備投資折舊費(fèi)，萬元 /年； hG —— 電預(yù)熱費(fèi)，萬元 /年； pG —— 風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)，萬元 /年。 干燥器年總費(fèi)用 J 以球形顆粒 —— 和空氣為例建立干燥器優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。因而有必要對(duì)干燥器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。干燥介質(zhì)出口溫度選擇不當(dāng)，會(huì)增加干燥過程設(shè)備投資費(fèi)用與操作費(fèi)用，因?yàn)楦稍锝橘|(zhì)出口溫度是干燥器設(shè)計(jì)的重要參數(shù)之一，出口溫度高則干燥介質(zhì)出口濕度降低，干燥介質(zhì)耗用量增加。 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)。然后，凈化后溫度為 20℃ 的空氣進(jìn)入換熱器，空氣被加熱。本次設(shè)計(jì)所選的旋風(fēng)分離器的型號(hào)是： XM9。其操作原理是：電動(dòng)機(jī)通過減速器帶動(dòng)星型葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，物料進(jìn)入葉片之間的空隙中，借助葉輪旋轉(zhuǎn)由下方排到受料系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，物料顆粒幾乎不受破碎，對(duì)高達(dá) 300℃ 高溫物料也能使用，體積小，安裝簡便，可用耐磨、耐腐蝕材料制造，適用范圍很廣，但其結(jié)構(gòu)不能保持完全的氣密性，對(duì)含濕量高以及有粘附性物料不宜采用。 對(duì)于電加熱器的選擇，電加熱器通過將電能轉(zhuǎn)化為熱能，控制非常精準(zhǔn)。 對(duì)于風(fēng)機(jī)的選擇首先根據(jù)所輸送氣體的性質(zhì)（如清潔器，含塵器）與風(fēng)壓范圍，確定風(fēng)機(jī)的材質(zhì)和類型，然后根據(jù)計(jì)算的風(fēng)量和系統(tǒng)所需要的風(fēng)壓，參照風(fēng)機(jī)樣本選用合適的型號(hào)。從而得到流化床的體積。在干燥器的設(shè)計(jì)過程中，依次根據(jù)條件與已知量求出流化床的壓損，物料在降速干燥階段區(qū) 間，等速干燥階段區(qū)間，塔頂預(yù)熱階段區(qū)間的溫度分布，多孔板的層數(shù)。從星型給料機(jī)來的細(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%。由于物料在干燥時(shí)，濕含量是逐漸減小的，在降低至臨界濕含量以前，干燥速率最高，物料的溫度也最低，因此，從干燥技術(shù)的角度考慮盡可能選擇低臨界濕含量的方法，縮短干燥時(shí)間，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。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。物料的臨界濕含量是恒速干燥與降速干燥階段的分界點(diǎn)，它是設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)極為重要的參數(shù)。這時(shí)，物料表面的蒸汽壓低于同溫度下水的飽和蒸汽壓。因此，過了臨界點(diǎn)以后，在這一階段的前期 (圖上的 BC 線 )，一部分物料表面已遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 不再維持其飽和潤濕狀態(tài)，逐漸變化到 C 點(diǎn)處，全部表面都不為水所飽和，汽化面移向固體內(nèi)部，因此在后期 (圖上 CD 線 )干燥速率 下降更快 (斜率變大 )。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。恒速干燥階段的干燥速率取決于表面汽化速率，即取決于濕空氣的性質(zhì)