XSG16漂粉精烘干机旋转闪蒸干燥机.docx
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XSG16漂粉精烘干机旋转闪蒸干燥机
XSG16型闪蒸干燥机计算依据
一、工艺要求：
1.干燥物料：
漂粉精（主要成分：
Ca（CLO）2占28～35％；NaCl占8～12％；H2O占35～45％；CaCl2占5～12％；Ca（OH）2占1～3％）
2.初水分：
45％
3.终水分：
4％
4.产品产量：
840Kg/h
5.粒度：
最细625目
6.颜色：
成品白色
7.滤饼温度：
20～23℃
二、计算依据：
1、设计有关参数
（1）、气温：
1月份平均气温：
-14℃，平均相对湿度80％
7月份平均气温：
+12℃，平均相对湿度＞75％
（2）、电源：
三相380V，50HZ
（3）、饱和蒸汽：
0.6～0.9MPa
（4）、物料比热：
（未提供）取Cm＝0.4KCal/kg.℃＝1.6744KJ/kg.℃
（5）、水比热：
CH2O＝1KCal/kg.℃＝4.186KJ/kg.℃
（6）、湿物料进口温度：
20～23℃，取tm1=20℃
干物料出口温度：
40～45℃，取tm2=45℃
（7）进风温度：
t1=150℃
出风温度：
t2=70℃
2、设计计算过程
A、风量的计算
（一）若按7月份计算
（1）、蒸发水分的计算
产量：
G=840Kg/h
初水分：
45％，终水分：
4％
则蒸发水分：
W＝630Kg/h
而W＝L（H2-H1），即630＝L（H2-H1）-------------（I）
式中L----空气消耗量，Kg/h
（2）、含湿量：
湿料含湿量：
W1＝45％/（1-45％）＝81.82％（干基）
成品含湿量：
W2＝4％/（1-4％）＝4.17％（干基）
（3）、进入干燥器前的气体热焓I1：
大气平均温度12℃；相对湿度80％；物料进料温度：
20℃；出料温度：
45℃；进风温度150℃；出风温度：
70℃；
查出水在12℃时饱和蒸汽压：
1402.551×10-6MPa
计算出空气的湿含量H1
H1=0.662×（0.8×1402.551×10-6）/（101325×10-6-0.8×1402.551×10-6）
＝0.00741Kg水汽/Kg干空气
I1＝（0.24+0.46H1）t1+595H1
则I1＝（0.24+0.46×0.00741）×150+595×0.00741
＝40.92Kcal/Kg＝171.29KJ/Kg
（4）、出干燥器的气体热焓I2：
I2＝（0.24+0.46H2）t2+595H2
I2=（0.24+0.46H2）×70+595H2
（5）、热量衡算：
LI1+G（Cm+W1）tm1＝LI2+W（Cm+W2）tm2
则40.92L+840×（0.4+81.82％）×20＝L〔（0.24+0.46H2）×70+595H2〕+840×（0.4+4.17％）×45
（672.2H2-24.12）L＝3769.5--------------------------（II）
联合（I）、（II）式得：
干燥用热空气量：
L＝20100Kg/h
干燥废气湿含量：
H2＝0.03875Kg水汽/Kg干空气
出干燥器的气体热焓I2＝41.10Kcal/Kg＝172.04KJ/Kg
露点td的计算：
在饱和状态达到以前，将湿气体单独地（即不与湿分或湿物料接触）冷却时，它的湿含量x不变化。
如果总压也维持不变，则湿分蒸汽的分压pi也不变。
但是，随着温度的下降，饱和蒸汽压ps却降低了，因此湿气体的相对湿度Φ将逐渐增大（因为Φ＝pi/ps），直到Φ＝100％时，湿气体到达饱和状态。
此后再进一步降低温度时，湿气体中的蒸汽将立即冷凝析出，从而使湿气体中的湿含量x减小。
这种在总压和湿含量不变的条件下，将湿气体冷却而达到饱和时的温度称为露点td。
在干燥过程中，只要是气体与物料接触相互接触的场合，气体的温度不应低于露点，否则物料就会受潮而达不到干燥的目的。
实际设计时，在干燥器出口至除尘设备这一系统中，气体的温度要保持比露点约高15℃左右。
当x＝0.03875时，湿气体中水蒸汽的饱和蒸汽压为
Ps＝px/（0.622+x）＝101325×10-6×0.03875/（0.622+0.03875）
＝5942.25×10-6MPa
根据水在-40～100℃时的饱和蒸汽压表可以查出，露点td≈36℃，
而70＞36+15＝51
故出风温度选70℃，是合适的。
（6）、空气湿容积ν
ν＝（0.772+1.244×H）×（273+t）/273
20℃时空气的湿容积ν20℃
ν20℃＝（0.772+1.244×0.00741）×（273+12）/273＝0.8156m3/Kg空气
150℃时空气的湿容积ν150℃
ν150℃＝（0.772+1.244×0.00741）×（273+150）/273＝1.21m3/Kg空气
70℃时空气的湿容积ν70℃
ν70℃＝（0.772+1.244×0.03875）×（273+70）/273＝1.0305m3/Kg空气
（7）理论干燥所用空气量V：
V进风＝L×ν20℃＝16400m3/h
V塔体＝L×ν20℃＝24320m3/h
V引风＝L×ν70℃＝20710m3/h
干燥塔内风速一般为3～5m/s，这里取4m/s，则
D=2×√24320/（4×3600×π）≈1.47米
这里圆整为D=1.6米。
（二）若按1月份计算
（1）、水分的计算
产量：
G=840Kg/h
初水分：
45％，终水分：
4％
则蒸发水分：
W＝630Kg/h
而W＝L（H2-H1），即630＝L（H2-H1）-------------（I）
式中L----空气消耗量，Kg/h
（2）、含湿量：
湿料含湿量：
W1＝45％/（1-45％）＝81.82％（干基）
成品含湿量：
W2＝4％/（1-4％）＝4.17％（干基）
（3）、进入干燥器前的气体热焓I1：
1月份大气平均温度-14℃；相对湿度80％；物料进料温度：
20℃；出料温度：
45℃；进风温度150℃；出风温度：
70℃；
查出水在-14℃时饱和蒸汽压：
180.9185×10-6MPa
计算出空气的湿含量H1
H1=0.662×（0.8×180.9185×10-6）/（101325×10-6-0.8×180.9185×10-6）
＝0.000947Kg水汽/Kg干空气
I1＝（0.24+0.46H1）t1+595H1
则I1＝（0.24+0.46×0.000947）×150+595×0.000947
＝36.63Kcal/Kg＝153.33KJ/Kg
（4）、出干燥器的气体热焓I2：
I2＝（0.24+0.46H2）t2+595H2
I2=（0.24+0.46H2）×70+595H2
（5）、热量衡算：
LI1+G（Cm+W1）tm1＝LI2+W（Cm+W2）tm2
则36.63L+840×（0.4+81.82％）×20＝L〔（0.24+0.46H2）×70+595H2〕+840×（0.4+4.17％）×45
（627.2H2-19.83）L＝3769.5--------------------------（II）
联合（I）、（II）式得：
干燥用热空气量：
L＝20345Kg/h
干燥废气湿含量：
H2＝0.032Kg水汽/Kg干空气
出干燥器的气体热焓I2＝36.87Kcal/Kg＝154.34KJ/Kg
露点td的计算
当x＝0.032时，湿气体中水蒸汽的饱和蒸汽压为
Ps＝px/（0.622+x）＝101325×10-6×0.032/（0.622+0.032）
＝4957.8×10-6MPa
根据水在-40～100℃时的饱和蒸汽压表可以查出，露点td≈32.7℃，
而70℃＞32.7+15＝47.7℃
故出风温度选70℃，是合适的。
（6）、空气湿容积ν
ν＝（0.772+1.244×H）×（273+t）/273
20℃时空气的湿容积ν20℃
ν20℃＝（0.772+1.244×0.000947）×（273-14）/273＝0.7335m3/Kg空气
150℃时空气的湿容积ν150℃
ν150℃＝（0.772+1.244×0.000947）×（273+150）/273＝1.198m3/Kg空气
70℃时空气的湿容积ν70℃
ν70℃＝（0.772+1.244×0.032）×（273+70）/273＝1.02m3/Kg空气
（7）理论干燥所用空气量V：
V进风＝L×ν20℃＝15000m3/h
V塔体＝L×ν20℃＝24370m3/h
V引风＝L×ν70℃＝20750m3/h
干燥塔内风速一般为3～5m/s，这里取4m/s，则
D=2×√24370/（4×3600×π）≈1.47米
这里圆整为D=1.6米。
（三）根据以上两种计算方法得出的结果，再对某些参数作调整
塔径D＝1.6米
塔内风速一般为3～5m/s
则相应的塔内风量为21715～36191m3/h
则相应的引风量为18500～30850m3/h
相应的送风量为14650～24400m3/h
C、选择风机
（1）、送风机：
4-72-8C-30KW：
风量：
18000～27450m3/h
风压：
3120～2900Pa
（2）、引风机：
9-26-14D-75kw
风量：
31197～35097m3/h
风压：
5262～5188Pa
D、计算布袋除尘器
由于直接式布袋除尘器收集物料，通过布袋的风速V＝1.1rpm，风量按最大值：
30850m3/h，布袋面积：
467.42㎡，单个布袋4000mm，圆型布袋308只，布袋除尘器筒体直径2-Φ2320mm。
由于物料最细625目，故选布袋800目覆膜。
E、计算蒸汽散热器面积F：
（1）干燥设备所需的总热量：
Q
Q=24400×0.241×[150-（-14）〕×1.33
＝1282633KCal/h＝4145915KJ/h
上式中24400－－－最大送风量，m3/h
0.241－－－空气比热容，KCal/（Kg.℃）
150－－－进风温度，℃
-14－－－空气温度，℃
1.33－－－零下14℃干空气密度，Kg/m3
（2）蒸汽的散热面积的计算：
F
而散热器面积F=Q/（K.ΔT）
式中ΔT指对数平均温度，℃
ΔT＝〔150-（-14）〕/ln｛〔175.36-（-14）/〔175.36-150〕｝
＝81.57℃
上式中175.36－－指0.8MPa饱和蒸汽温度，℃
传热系数：
K=20KCal/（㎡.℃.h）＝83.72KJ/（㎡.℃.h）
F=Q/（K.ΔT）/0.85＝925㎡（这是按最大送风量计算的）
（3）蒸汽耗量＝Q/γ
式中γ为0.8MPa时，蒸汽的汽化热，
γ＝485.4KCal/Kg＝2031.88KJ/Kg
蒸汽耗量＝2642Kg/h（这是按最大的送风量计算的）
若按送风量：
14650m3/h，空气温度，12℃，空气密度1.1724kg/m3
则热量Q＝571228Kcal/h＝2391160KJ/h
蒸汽散热器面积：
F=412㎡
蒸汽耗量γ＝1177Kg/h
在实际配套散热器的时候应按大风量、低温度配置，以保证能在那样的环境下，设备也可以正常运作。
旋转闪蒸干燥机
一、用途及适用范围
本系列干燥机适用于各种粉状、颗粒状、块状、泥浆状、滤饼状物料的干燥，广泛适用于食品、化工、医药、建材等行业，如有机物、陶瓷等。
二、工作原理
热空气由入口管以适宜的喷动速度从干燥机底部进入搅拌粉碎干燥室，对物料产生强烈的剪切、吹浮、旋转作用，于是物料受到离心、剪切、碰撞、磨擦而被微粒化，强化了传质传热。
在干燥机底部，较大较湿的颗粒团在搅拌器的作用下被机械粉碎，湿含量较低、颗粒度较小的颗粒被旋转气流夹带上升，在上升过程中进一步干燥。
由于气固两相作旋转流动，固相惯性大于气相，固气两相间的相对速度较大，强化两相间的传质传热，所以该机生产强度高。
气体分布器：
旋转闪蒸干燥机是由一空心的旋转蜗壳和环行挡板（内塔体）组成，干燥室下部为一锥形底，并配有相应形状的搅拌器（一根八字搅拌刀），在八字刀的上面还有四根一字搅拌刀，在挡板的下部留有一个间隙，形成窄缝。
气体切向进入气体分布器，经过环行挡板的下部细缝，进入干燥室内产生旋转上升气流。
缝隙速度直接影响着物料运动的状态，影响着干燥质量和效率，因而必须保证足够的环隙速度，一般为30～60m/s，密度较小，粘度较低，粒度较小的物料采用较低的缝隙速度。
缝隙速度过低，固体物料不能分散和流化，不能达到干燥目的。
而缝隙速度过高，则流动阻力过大，需风压很大的风机，电机功率国大，显然不经济。
维持较高的气速就等于要产生一定的流动阻力，流动阻力一般控制在2000～3000Pa。
下搅拌器：
物料（滤饼或其它湿物料）经螺旋加料器进入干燥室，与立即与切向热空气相遇，又湿又重的团块状滤饼（或其它湿物料）被迫沿干燥室壁面向上进行螺旋运动，但由于沉降速度大而很快下降在干燥室底部。
物料团块的表面先进行干燥，下搅拌器的机械冲击力和热空气的旋涡流动使表面先干燥的物料团块分开，成为较小的团块，小团块表面再干燥，再分裂，如此反复，成为小粒度的颗粒。
另外，在搅拌器的机械力和空气旋涡流动力的作用下，小团块之间的相互撞击也会进一步粉碎。
因此，搅拌器的机械力、热空气的气体力使从初湿含量的滤饼至最终产品的团块和团粒都共同处在均匀的流化状态下，一旦达到能被气体携出的粒度，就会随同空气一起做旋转运动离开干燥室。
分级器：
分级器装置在干燥室的顶部，其形状为圆环状。
分级器内径的大小不仅影响着产品的粒度大小，也影响着产品的终湿含量。
分级器直径太大，不能满足产品对湿度的要求；如果分级器直径太小，则会使产品粒度过小。
一般分级器的圆环半径取塔径的一半。
这里由于客户希望能有40％左右的料粒径在1mm，故圆环半径应放大，或取消分级器，同时主机下搅拌器的转速应降低，具体还要在实际使用中作一些调整，当然应当首先应保证物料已经干了，才能再考虑物料粒径大小的问题。
三、特点
1、由于物料受到离心、剪切、碰撞、磨擦而被微粒化呈高度分散状态及固气两相间的相对速度较大，强化了传质传热，使该机生产强度高；
2、干燥气体进入干燥机底部，产生强烈的旋转气流，对器壁上物料产生强烈的冲刷带出作用，消除粘壁现象；
3、在干燥机底部高温区，热敏性物料不与热表面直接接触，并装有特殊装置，解决了热敏性物料的焦化变色问题；
4、由于干燥室内周气速高，物料停留时间短，达到高效、快速、小设备大生产；
5、普通闪蒸干燥室上部加装陶析环及防爆膜，陶析环可以控制出口物料的粒度及湿度，以达到不同物料的终水份粒度的要求；针对特殊性质的物料如干燥设备需防爆的物料，干燥塔顶部的防爆膜是很好的装置，当压力超过一定的值防爆膜就会弹开，起到卸压的作用，也是设备的一个爆破口。
四、技术参数
干燥能力（kgH2O/h）630
装机总功率（KW）141.6
进风温度（℃）150
混合室温度（℃）70左右
五、设备工艺布置图
（见附图）
六、基本参数：
1、物料：
漂粉精（主要成分：
Ca（CLO）2占28～35％；NaCl占8～12％；
H2O占35～45％；CaCl2占5～12％；Ca（OH）2占1～3％）
2、初水分：
45％
3、终水分：
4％
4、堆积比重：
/
5、蒸发水分：
630Kg/h
6、进风温度：
150℃
7、热源：
蒸汽压力0.6～0.9MPa
8、最大蒸汽耗量：
2642Kg/h
七、XSG16型闪蒸干燥机设备配置清单
序号
名称
型号
材质
数量
备注
1
闪蒸主机
XSG16
与湿物料接触部分钛材、刀架321
1套
8级电机
P=30KW（变频调速）
2
空气过滤器
外壳A3
1台
3
送风机
4-72-8C
A3
1套
P=30KW
4
蒸汽散热器
925㎡
A3绕铝片
1套
5
双螺旋加料器
Φ159×2根
物料经过处
钛材
1套
P＝5.5KW
（变频调速）
6
布袋除尘器
2-MC154
（464.45㎡）
物料经过处
SUS321
1套
布袋、骨架4米长
布袋800目覆膜
7
引风机
9-26-14D
A3
1台
P=75KW
8
星型卸料阀
9升
SUS321
1台
P=1.1KW
9
连接管道
物料经过处
SUS321
1套
10
控制柜
外壳A3
1套
八、技术要求：
1、本设备成套提供，装机总功率：
141.6KW；
2、本套设备采用饱和蒸汽加热，进风温度150℃，蒸汽散热器最大面积：
925㎡，最大蒸汽耗量：
2642Kg/h；
3、本设备与湿物料接触部分采用钛材，与干物料接触部分采用SUS321，其余与物料不接触部分采用A3制作。
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