化工原理课程设计务书
（干燥装置设计）
（） 设计题目：气流单层流化床联合干燥装置设计
（二） 设计务操作条件
1．散颗粒状药品干燥
2．生产力：处理量13735 Kgh 物料含水率（湿基）22 气流干燥器中干燥10单层流化床干燥器中干燥05（湿基）
3．进料温度20℃离开流化床干燥器温度120℃
4．颗粒直径：
均直径dm03mm
粒径d max05mm
粒径d min01mm
5．干燥介质：烟道气（性质空气）
初始湿度：H0 ＝001 kg水kg绝干气
入口温度：t1800℃
废气温度：t2125℃（两种干燥器出口温度相）
6．操作压力：常压 （1013 kPa）
7．年生产日330 天连续操作24 时天
8．厂址：柳州区
（三） 设计容
1 干燥流程确定说明
2 干燥器体工艺尺寸计算结构设计
3 辅助设备选型核算（气固分离器供风装置供料器）
4 A3 图纸2 张： 带控制点工艺流程图
体设备图
（四） 设计基础数
1． 干燥物料：
颗粒密度：ρs 2000 kgm3
干物料热容：Cs 0712kJkg℃
假设物料中全部非结合水
2． 分布板孔径：d0 5mm
3． 流化床干燥器卸料口直接接分布板
4． 干燥介质物性常数125℃空气查取
5． 干燥装置热损失效传热量15
目录
1设计方案简介 1
11 气流干燥器 1
12 单层圆筒流化床干燥器 1
13 气流单层流化床联合干燥 2
2 气流干燥器设计计算 3
21 物料衡算 3
211 水分蒸发量 3
212 气流干燥器产品量 4
213 绝干物料量 4
214 物料干基湿含量 4
215 空气量 4
22 热量衡算 4
221 物料气流干燥室出口温度空气出口湿含量 4
222 热损失 5
223 物料升温需热量 6
224 总热量消耗 6
23 气流干燥直径计算 6
231 颗粒沉降速度 6
232 干燥均操作气速 6
233 干燥直径 6
24 气流干燥长度 7
241 物料干燥需总热量 7
242 均传热温差 7
243 表面热系数 8
244 气流干燥长度 8
25 气流干燥压降计算 8
251 气固相壁摩擦损失 8
252 克服位提高需压降 9
253 局部阻力损失 9
254 总压降 9
3 单层圆筒流化床设计计算 9
31 物料衡算 9
311 流化床干燥器中水分蒸发量 9
312 流化床干燥器产品产量 10
313 绝干物料量 10
314 物料终干基湿含量 10
32 热量衡算 10
321 水分蒸发需热量 10
322 干物料升温需热量 10
323 干燥器中需热量 10
324 热损失 10
325 干燥程需总热量 10
326 干空气量 11
327 终废气湿含量 11
33 颗粒逸出速度 11
34 扩段直径确定 11
35 床层直径确定 11
36 分离段直径确定 12
37 流化床干燥器总高度确定 12
371 流化床床层高度 12
372 分离段高度 13
373 扩段高度 13
374 总高 13
38 颗粒流化床中均停留时间 13
39 流化床分布板 13
391 选侧流式分布板 13
392 分布板孔数 13
393 开孔率 13
4 附属设备选型计算 14
41空气预热器 14
411 饱蒸汽温度 14
412 空气均温度 14
413 初步选型 14
414 空气t0升t1需热量 14
415 实际风速空气质量流速 14
416 排传热系数 14
417 传热温差 14
418 需传热面积 15
419 需单元排数 15
4110性校核 15
42 风机 15
43 旋风分离器 16
44 供料器 16
5 设计结果列表 16
6 设计述评 17
7 参考资料 17
8符号说明 18
1 设计方案简介
11 气流干燥器
气流干燥器颗粒物料干燥种干燥器特点颗粒悬浮干燥介质（热空气烟道气）中干燥热气体流速颗粒沉降速度物料热气体起输送流中物料干燥介质间进行传热传质
气流干燥器具特点：
① 干燥强度气流速度高湿物料处分散悬浮热气流中气固相接触面积强化传热传质程物料干燥仅需极短时间达干燥求干燥热敏性物料
② 干燥处理量热效率高
③ 结构简单装卸方便占面积
④ 干燥时物料破碎作粉尘回收求较高否物料损失会污染环境
⑤ 干燥产品磨损较物料般难保持干燥前结晶形式光泽
1鼓风机2预热器3夹套4加料器5气流干燥6旋风分离器7抽气机
12 单层圆筒流化床干燥器
流化干燥固体流态化技术干燥应单层圆筒流化床干燥器干燥散颗粒物料左侧加入通孔分布板热气流相接触气流速度保持颗粒起始柳化速度带出速度间颗粒热气流中翻滚相互混合碰撞热气流进行传热传质达干燥目干燥颗粒床右侧卸出气流旋风分离器回收中夹带粉尘顶部排出
流化床干燥器两显著特点：
① 颗粒分散做规运动造成气固相良接触加速传热传质速度床温度均匀便准确控制够避免局部热
② 颗粒流化床均停留时间便调节特适合驱需时较长结合水分
③ 处理量设备结构简单造价低维修方便
④ 适干燥湿含量太高物料
单层圆筒流化床干燥器示意图
13 气流单层流化床联合干燥
设计务气流单层流化床联合干燥装置设计气流流化床干燥器热效率高干燥设备根两者优缺点两种干燥器联合进步提高干燥效率流化床干燥器适合干燥湿含量较高物料物料气流干燥器中降低湿含量流化床基干燥流程：先湿物料第阶段——气流干燥阶段物料湿度降低接气流干燥器干燥极限含水率较低物料单层圆筒流化床干燥器水分进步降低达求干燥条件样联合装置克服单干燥装置时缺点提高干燥效率
面气流单层流化床联合干燥装置示意图：
1鼓风机
2空气加热器
3气流干燥
4供料器
5旋风分离器
6单层圆筒流化床干燥器
根设计务书条件进行工艺设计
2 气流干燥器设计计算
21 物料衡算
211 水分蒸发量W
式中ω1——物料初含水率
ω2——气流干燥器出口物料含水率
G1——物料处理量kgh
212 气流干燥器产品量G2
213 绝干物料量Gc
214 物料干基湿含量
式中X1——物料初湿含量
X2——气流干燥器出口物料含水率
215 空气量L
式中：H1H2—空气进出气流干燥湿含量kgkg干空气
空气进入预热器相湿度φ075温度t020℃条件水饱蒸汽压Ps233859 Pa 总压P1013 kPa
：H1H0
①
22 热量衡算
221 物料气流干燥室出口温度tm2空气出口湿含量H2
L( I1 I2 ) G2 ( I1′I2′) ②
式中：
I1 I2——进出气流干燥室空气焓kJkg
I1′I2′——进出气流干燥室物料焓 kJkg
中：
③
设绝干物料容Cs 空气容Cw
Cs0712 kJ（kg·℃） 查t2125℃Cw1026 kJ(kg·K)00038 kJ（kg·℃）
：I1′（Cs + CwX1）tm2
(0712+00038*02821)*20
14261 kJkg
I2′（Cs + CwX2）tm2
(0712+00038*01111) tm2
0712 tm2
I1 I2I1′I2′代入②式
整理： ④
tm2 tmax(5～10)12010110℃
根④式 H2026 kgkg
根①式 L73252 kgkg
222 热损失q1
柳州区年均温度t020℃H0001kgkg
I0 （101+188 H0）t0+2492 H0
(101+188 * 001) * 20+2492 * 001
45496 kJkg
湿焓图
空气初状态点（H0 I0）(001 45496)
空气预热器进口状态点（H1 I1）(001 84796)
空气预热器出口状态点（H2 I2）（02683527）
绝热干燥程单位热量消耗q′
实际干燥程热损失： q115 q′4815 kJkg水
223 物料升温需热量qm
224 总热量消耗Q
Q q′ W (32099 * 18313) 3600 16329 kW
23 气流干燥直径D计算
231 颗粒沉降速度ufmax
干燥空气均物性温度
该温度空气密度 ρ 0483 kgm3 黏度 μ 3496*105 Pa·s
颗粒：
根式 Remax 236
232 干燥均操作气速ua
果取ua颗粒沉降速度4倍
圆整取均操作气速 ua14 ms
233 干燥直径D
干燥空气均温度4625 ℃均湿度
均湿容
气流干燥湿空气均体积流量Vg：
气流干燥直径D：
圆整取 D 700 mm
24 气流干燥长度Y
241 物料干燥需总热量Q
真干燥器言输入热量等输出热量：
式中：Cs——干物料热容kJ(kg·℃)
C1——水tm1温度热容kJ(kg·℃)
qp——预热器加入热量kJ（kg水）
qd——干燥器补充热量kJ（kg水）
q1——损失周围热量 kJ（kg水）
整理： ⑤
中：qm4165 kJ（kg水）q14815 kJ（kg水）
查 C1 4187 kJ（kg℃）
⑤式：
总热量QqW3973 * 183137275754 kJh 2021 kW
242 均传热温差Δtm
式中：t1——空气进口温度℃ t2——空气出口温度℃
tm1——物料进口温度℃ tm2 ——物料出口温度℃
243 表面热系数α
均直径dm03mm颗粒：
根 求 Re75
查 空气均温度4625℃空气导热系数λ0056 W(m·℃)
244 气流干燥长度Y
圆整取气流干燥效长度 Y 7 m
25 气流干燥压降计算
251 气固相壁摩擦损失 △P1
式中：f——干燥摩擦系数
ρas——干燥气固相混合密度kgm3
中： D07 mua14 ms Y7m
125℃空气密度 ρa0887 kgm3 干燥气流中颗粒密度
雷诺数
摩擦系数
252 克服位提高需压降ΔP2
式中：Y——气流干燥效长度m
253 局部阻力损失ΔP3
相关资料叙述压降般1000～1500 Pa 间取ΔP3 1300 Pa
254 总压降ΔP
根计算气流干燥总压降：ΔPΔP1+ΔP2+ΔP3 441+301+130013742 Pa
3 单层圆筒流化床设计计算
31 物料衡算
311 流化床干燥器中水分蒸发量W
式中：G2 ——气流干燥器产量流化床干燥器进料量kgh
ω2 ——流化床干燥器进口物料湿含量
ω3 ——流化床干燥器出口物料湿含量
312 流化床干燥器产品产量G3
313 绝干物料量Gc
314 物料终干基湿含量X3
32 热量衡算
321 水分蒸发需热量Q1
式中：C14187 kJ（kg水）
：
322 干物料升温需热量Q2
323 干燥器中需热量Q′
324 热损失Q3
325 干燥程需总热量Q
326 干空气量L
空气干燥器温度t1800℃变成t2125℃
：
327 终废气湿含量H3
33 颗粒逸出速度ut
颗粒dmin01mm文知均温度4625℃空气ρa 0483kgm3 μa 3496*105 Pa·s
根式 Remin 04
34 扩段直径D2′确定
实际扩段直径Ф2900mm
35 床层直径D′确定
根相关资料实验结果适宜空床气速12～14 ms现取u12 ms 进行计算
125℃湿空气容体积流量V分：
流化床床层横截面积A：
床层直径：
圆整取实际床层直径Ф1500mm
36 分离段直径D1′确定
125℃空气密度ρa 0887kgm3 黏度μa 231*105 Pa·s
均直径dm03mm产品颗粒：
根式 Rem 22
分离段直径
37 流化床干燥器总高度Z确定
371 流化床床层高度Zf
(1) 颗粒堆积密度取ρb 65ρs 1300 kgm3
固定床空隙率
(2) 均直径dm03mm物料颗粒：
文计算Ar8789
流化床空隙率：
（3）取静止床高度H0′150mm流化床床层高度：
372 分离段高度Z1
分离段颗粒沉降速度u1 191ms D1′ 113m 查：Z1D1′18
Z120m
373 扩段高度Z2
根验取Z21m
374 总高Z
Z Zf + Z1 + Z2 0113 + 20 + 1 3113 m
38 颗粒流化床中均停留时间
39 流化床分布板
391 选侧流式分布板（侧流式锥帽分布板）
392 分布板孔数n0
式中：
393 开孔率η
式中：A0 ——孔总面积m2
A′——分离段截面积m2
：
4 附属设备选型计算
41 空气预热器
已知：初始风温度t020℃干燥器进口风温度t1800℃
空气量：气流干燥阶段 L173252 kgh 流化床阶段 L230217 kgh
操作压力气压
411 饱蒸汽温度
蒸汽性表中查出操作压力饱蒸汽温度 tH100℃
412 空气均温度
空气密度 ρa 0517 kgm3
413 初步选型
根蒸汽加热器性规格表初步选型 SRZ10*7D单元组件散热面积 Aa2859m2 通风净截面积 Af045m2 受风面积AsAB7175*1001*106072 m2
414 空气t0升t1需热量
气流干燥阶段：
流化床干燥阶段：
415 实际风速空气质量流速
实际风速：
u1 L13600Af 732523600*045 452 ms
u2 L23600Af 302173600*045 187 ms
质量流速：
ur1 u1ρ452*0517234 kg(m2·s)
ur2 u2ρ187*0517097 kg(m2·s)
416 排传热系数
K1515(ur1)051 511*2340510 7945 kJ(m2·h·℃)
K2515(ur2)051 511*0970510 5071 kJ(m2·h·℃)
417 传热温差
418 需传热面积
气流干燥阶段：
流化床干燥阶段：
419 需单元排数
气流干燥阶段：
实际选4组总传热面积A14*285911436m2
流化床干燥阶段：
实际选2组总传热面积A22*28595718m2
4110 性校核
迎面风速：
气流干燥阶段：us1 L1AS 73252072*3600 283 ms
流化床干燥阶段：us2 L2AS 30217072*3600 117 ms
（1）气流干燥阶段：25ms< us1283ms<38ms 适合
（2）流化床干燥阶段：us2117<25ms 合适
应选型号SRZ5*5D较合适 AS′497*507*106025m2
us2 L2 AS′ 30217025*3600 336 ms
42 风机
干燥系统说选择离心式双台鼓—引风机采前送抽式风机系统
气流干燥阶段风量：
流化床阶段风量：
根验取风机气风压力892Pa
根离心风机选型条件气流干燥阶段选择472No5A风机转速1450rmin 电机功率22kW 流化床干燥阶段选472No32A风机转速2900rmin 电机功率2kW
43 旋风分离器
根处理风量确定阶段旋风分离器尘装置规格：
气流干燥阶段：型号 XLPB82 外型尺寸 1167*1040*4110重量 374kg
流化床干燥阶段：型号 XLPB54 外型尺寸 772*685*2764 重量 170kg
两台旋风分离器阻力：6595 kgm2效率： 9296
44 供料器
根进料量相关参数选择旋转叶轮供料器
Ф150（焊接）旋转叶轮供料器性：
供料量：7m3h 规格：Ф200*200
叶轮转速：31rmin 传动方式：链轮直联
设备总重：66kg
电机性：型号 JIC561功率 1kW 输出转速 31rmin
5 设计结果列表
表1 气流干燥阶段设计结果
计算参数
计算结果
计算参数
计算结果
水分蒸发量W
18313kgh
物料升温需热量qm
4165 kJkg水
干燥器产出量G2
119037kgh
总热消耗量Q
1623kW
绝干物料量Gc
107133 kgh
干燥直径D
700mm
空气量L
73252 kgh
干燥高度Y
7m
空气出口湿含量H3
026 kgkg
操作气速ua
14ms
物料出口温度tm2
110℃
干燥总压降ΔP
13742Pa
热损失q1
4815kJkg水
表2 单层圆筒流化床干燥阶段设计结果
计算参数
计算结果
计算参数
计算结果
水分蒸发量W
11365kgh
床层直径D′
1500mm
干燥器产出量G3
107672kgh
床层高度Zf
508mm
绝干物料量Gc
107133kgh
分离段直径D1′
1130mm
空气量L
30217kgh
分离段高度Z1
2000mm
水分蒸发热量Q1
2573525kJkg水
扩段直径D2′
2900mm
物料升温热量Q2
84749 kJkg水
扩段高度Z2
1000mm
热损失Q3
3987411 kJkg水
均停留时间
192min
计算参数
计算结果
计算参数
计算结果
总热量消耗Q
30570151 kJkg水
分布板孔数n0
15*105
废气湿含量H3
064 kgkg
分布板开孔率η
29
逸出速度ut
029ms
表3 附属设备选型
设备
干燥阶段
选型
蒸汽加热器
气流
SRZ10*7D
流化床
SRZ5*5D
风机
气流
472No5A
流化床
472No32A
旋风分离器
气流
XLPB82
流化床
XLPB54
供料器
气流
JIC561
6 设计述评
通次课程设计综合运化工原理化工设计化工设备分离工程等课程知识认识源实践实践认识动力终目实践检验真理唯标准次课程设计次实践程然涉单元反应程组成整化工设计基础掌握单元设计二环关键开始头雾水清晰明朗中学刚开始设计计算时遇问题进行必须解决问题通图书馆电子图书馆查取量资料遇种问题逐步解决
通次课程设计总结出设计学点：
1设计象全面解原理入手种操作步骤环节流程走心中定计量理解原理找设计开始次课程设计中首先解干燥干燥设备原理然找相关参考资料寻找物料衡算热量衡算工艺尺寸等计算方法根设计务书具体条件选择合适计算方法
2计算仔细选取合适方法根相关公式进行准确计算量次计算避免重复
3参数正确查取相关资料手册时根具体条件选择正确参数参数计算结果影响
4CAD绘图软件绘图时根化工制图具体求标准设计合适线宽图幅例等意选
次课程设计已基完成独立解决问题力定提高方面理知识进步巩固做方面种设计中会特注意
7 参考资料
1 渊等编干燥装置设计手册 北京：化学工业出版社 20055
2 贾绍义等编化工传质分离工程北京：化学工业出版社 20011
3 陈常贵等编化工原理（第二版） 天津：天津学出版社 20043
4 国锋等编化工原理北京：化学工业出版社 19997
5 钟秦等编化工原理北京化学工业出版社 20019
6 刘祖东等编常工业干燥设备应化学工业出版社20051
7 贾绍义等编化工原理课程设计天津：天津学出版社 20028
8 匡国柱等编化工单元程设备课程设计（第二版）北京：化学工业出版社 20106
8 符号说明
符号
意义单位
G1
湿物料处理量kgh
G2
气流干燥器产出量kgh
Gc
绝干物料量kgh
ω1
湿物料湿含量kgkg
ω2
气流干燥器出口物料湿含量kgkg
ω3
流化床干燥器出口物料湿含kgkg
tm1
物料初始温度℃
tm2
气流干燥器出口物料温度℃
tm3
流化床干燥器出口物料温度℃
t0
烟道气初始温度℃
t1
气流干燥器出口空气温度℃
t2
流化床干燥器出口空气温度℃
dm
物料均粒径mm
dmin
物料粒径mm
dmax
物料粒径mm
H0
空气初湿度kgkg
H1
预热器出口空气湿度kgkg
H2
气流干燥器出口空气湿度kgkg
H3
流化床干燥器出口空气湿度kgkg
符号
意义单位
W
蒸发水汽量kgh
L
空气量kgh
C
容kJkg·℃
Ar
努赛尔总数
Re
雷诺数
ua
气流干燥器气速ms
U
流化床空床气速ms
uf
气流干燥器中颗粒沉降速度ms
D
气流干燥直径mm
Y
气流干燥高度mm
D′
流化床床层直径mm
D1′
流化床分离段直径mm
D2′
流化床扩段直径mm
Z
流化床总高mm
Zf
流化床床层高度mm
Z1
流化床分离段高度mm
Z2
流化床扩段高度mm
α
热系数W（m2·℃）
f
摩擦系数
ε0
固定床空隙率
εf
流化床空隙率
ρb
物料堆积密度kgm3
H0′
静止流化床床层高度mm
颗粒均停留时间s
K
传热系数kJ(m2·h·s)
d0
流化床分布板孔径mm
n0
流化床分布板孔数
— END —
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（干燥装置设计）
（） 设计题目：气流单层流化床联合干燥装置设计
（二） 设计务操作条件
1．散颗粒状药品干燥
2．生产力：处理量13735 Kgh 物料含水率（湿基）22 气流干燥器中干燥10单层流化床干燥器中干燥05（湿基）
3．进料温度20℃离开流化床干燥器温度120℃
4．颗粒直径：
均直径dm03mm
粒径d max05mm
粒径d min01mm
5．干燥介质：烟道气（性质空气）
初始湿度：H0 ＝001 kg水kg绝干气
入口温度：t1800℃
废气温度：t2125℃（两种干燥器出口温度相）
6．操作压力：常压 （1013 kPa）
7．年生产日330 天连续操作24 时天
8．厂址：柳州区
（三） 设计容
1 干燥流程确定说明
2 干燥器体工艺尺寸计算结构设计
3 辅助设备选型核算（气固分离器供风装置供料器）
4 A3 图纸2 张： 带控制点工艺流程图
体设备图
（四） 设计基础数
1． 干燥物料：
颗粒密度：ρs 2000 kgm3
干物料热容：Cs 0712kJkg℃
假设物料中全部非结合水
2． 分布板孔径：d0 5mm
3． 流化床干燥器卸料口直接接分布板
4． 干燥介质物性常数125℃空气查取
5． 干燥装置热损失效传热量15
目录
1设计方案简介 1
11 气流干燥器 1
12 单层圆筒流化床干燥器 1
13 气流单层流化床联合干燥 2
2 气流干燥器设计计算 3
21 物料衡算 3
211 水分蒸发量 3
212 气流干燥器产品量 4
213 绝干物料量 4
214 物料干基湿含量 4
215 空气量 4
22 热量衡算 4
221 物料气流干燥室出口温度空气出口湿含量 4
222 热损失 5
223 物料升温需热量 6
224 总热量消耗 6
23 气流干燥直径计算 6
231 颗粒沉降速度 6
232 干燥均操作气速 6
233 干燥直径 6
24 气流干燥长度 7
241 物料干燥需总热量 7
242 均传热温差 7
243 表面热系数 8
244 气流干燥长度 8
25 气流干燥压降计算 8
251 气固相壁摩擦损失 8
252 克服位提高需压降 9
253 局部阻力损失 9
254 总压降 9
3 单层圆筒流化床设计计算 9
31 物料衡算 9
311 流化床干燥器中水分蒸发量 9
312 流化床干燥器产品产量 10
313 绝干物料量 10
314 物料终干基湿含量 10
32 热量衡算 10
321 水分蒸发需热量 10
322 干物料升温需热量 10
323 干燥器中需热量 10
324 热损失 10
325 干燥程需总热量 10
326 干空气量 11
327 终废气湿含量 11
33 颗粒逸出速度 11
34 扩段直径确定 11
35 床层直径确定 11
36 分离段直径确定 12
37 流化床干燥器总高度确定 12
371 流化床床层高度 12
372 分离段高度 13
373 扩段高度 13
374 总高 13
38 颗粒流化床中均停留时间 13
39 流化床分布板 13
391 选侧流式分布板 13
392 分布板孔数 13
393 开孔率 13
4 附属设备选型计算 14
41空气预热器 14
411 饱蒸汽温度 14
412 空气均温度 14
413 初步选型 14
414 空气t0升t1需热量 14
415 实际风速空气质量流速 14
416 排传热系数 14
417 传热温差 14
418 需传热面积 15
419 需单元排数 15
4110性校核 15
42 风机 15
43 旋风分离器 16
44 供料器 16
5 设计结果列表 16
6 设计述评 17
7 参考资料 17
8符号说明 18
1 设计方案简介
11 气流干燥器
气流干燥器颗粒物料干燥种干燥器特点颗粒悬浮干燥介质（热空气烟道气）中干燥热气体流速颗粒沉降速度物料热气体起输送流中物料干燥介质间进行传热传质
气流干燥器具特点：
① 干燥强度气流速度高湿物料处分散悬浮热气流中气固相接触面积强化传热传质程物料干燥仅需极短时间达干燥求干燥热敏性物料
② 干燥处理量热效率高
③ 结构简单装卸方便占面积
④ 干燥时物料破碎作粉尘回收求较高否物料损失会污染环境
⑤ 干燥产品磨损较物料般难保持干燥前结晶形式光泽
1鼓风机2预热器3夹套4加料器5气流干燥6旋风分离器7抽气机
12 单层圆筒流化床干燥器
流化干燥固体流态化技术干燥应单层圆筒流化床干燥器干燥散颗粒物料左侧加入通孔分布板热气流相接触气流速度保持颗粒起始柳化速度带出速度间颗粒热气流中翻滚相互混合碰撞热气流进行传热传质达干燥目干燥颗粒床右侧卸出气流旋风分离器回收中夹带粉尘顶部排出
流化床干燥器两显著特点：
① 颗粒分散做规运动造成气固相良接触加速传热传质速度床温度均匀便准确控制够避免局部热
② 颗粒流化床均停留时间便调节特适合驱需时较长结合水分
③ 处理量设备结构简单造价低维修方便
④ 适干燥湿含量太高物料
单层圆筒流化床干燥器示意图
13 气流单层流化床联合干燥
设计务气流单层流化床联合干燥装置设计气流流化床干燥器热效率高干燥设备根两者优缺点两种干燥器联合进步提高干燥效率流化床干燥器适合干燥湿含量较高物料物料气流干燥器中降低湿含量流化床基干燥流程：先湿物料第阶段——气流干燥阶段物料湿度降低接气流干燥器干燥极限含水率较低物料单层圆筒流化床干燥器水分进步降低达求干燥条件样联合装置克服单干燥装置时缺点提高干燥效率
面气流单层流化床联合干燥装置示意图：
1鼓风机
2空气加热器
3气流干燥
4供料器
5旋风分离器
6单层圆筒流化床干燥器
根设计务书条件进行工艺设计
2 气流干燥器设计计算
21 物料衡算
211 水分蒸发量W
式中ω1——物料初含水率
ω2——气流干燥器出口物料含水率
G1——物料处理量kgh
212 气流干燥器产品量G2
213 绝干物料量Gc
214 物料干基湿含量
式中X1——物料初湿含量
X2——气流干燥器出口物料含水率
215 空气量L
式中：H1H2—空气进出气流干燥湿含量kgkg干空气
空气进入预热器相湿度φ075温度t020℃条件水饱蒸汽压Ps233859 Pa 总压P1013 kPa
：H1H0
①
22 热量衡算
221 物料气流干燥室出口温度tm2空气出口湿含量H2
L( I1 I2 ) G2 ( I1′I2′) ②
式中：
I1 I2——进出气流干燥室空气焓kJkg
I1′I2′——进出气流干燥室物料焓 kJkg
中：
③
设绝干物料容Cs 空气容Cw
Cs0712 kJ（kg·℃） 查t2125℃Cw1026 kJ(kg·K)00038 kJ（kg·℃）
：I1′（Cs + CwX1）tm2
(0712+00038*02821)*20
14261 kJkg
I2′（Cs + CwX2）tm2
(0712+00038*01111) tm2
0712 tm2
I1 I2I1′I2′代入②式
整理： ④
tm2 tmax(5～10)12010110℃
根④式 H2026 kgkg
根①式 L73252 kgkg
222 热损失q1
柳州区年均温度t020℃H0001kgkg
I0 （101+188 H0）t0+2492 H0
(101+188 * 001) * 20+2492 * 001
45496 kJkg
湿焓图
空气初状态点（H0 I0）(001 45496)
空气预热器进口状态点（H1 I1）(001 84796)
空气预热器出口状态点（H2 I2）（02683527）
绝热干燥程单位热量消耗q′
实际干燥程热损失： q115 q′4815 kJkg水
223 物料升温需热量qm
224 总热量消耗Q
Q q′ W (32099 * 18313) 3600 16329 kW
23 气流干燥直径D计算
231 颗粒沉降速度ufmax
干燥空气均物性温度
该温度空气密度 ρ 0483 kgm3 黏度 μ 3496*105 Pa·s
颗粒：
根式 Remax 236
232 干燥均操作气速ua
果取ua颗粒沉降速度4倍
圆整取均操作气速 ua14 ms
233 干燥直径D
干燥空气均温度4625 ℃均湿度
均湿容
气流干燥湿空气均体积流量Vg：
气流干燥直径D：
圆整取 D 700 mm
24 气流干燥长度Y
241 物料干燥需总热量Q
真干燥器言输入热量等输出热量：
式中：Cs——干物料热容kJ(kg·℃)
C1——水tm1温度热容kJ(kg·℃)
qp——预热器加入热量kJ（kg水）
qd——干燥器补充热量kJ（kg水）
q1——损失周围热量 kJ（kg水）
整理： ⑤
中：qm4165 kJ（kg水）q14815 kJ（kg水）
查 C1 4187 kJ（kg℃）
⑤式：
总热量QqW3973 * 183137275754 kJh 2021 kW
242 均传热温差Δtm
式中：t1——空气进口温度℃ t2——空气出口温度℃
tm1——物料进口温度℃ tm2 ——物料出口温度℃
243 表面热系数α
均直径dm03mm颗粒：
根 求 Re75
查 空气均温度4625℃空气导热系数λ0056 W(m·℃)
244 气流干燥长度Y
圆整取气流干燥效长度 Y 7 m
25 气流干燥压降计算
251 气固相壁摩擦损失 △P1
式中：f——干燥摩擦系数
ρas——干燥气固相混合密度kgm3
中： D07 mua14 ms Y7m
125℃空气密度 ρa0887 kgm3 干燥气流中颗粒密度
雷诺数
摩擦系数
252 克服位提高需压降ΔP2
式中：Y——气流干燥效长度m
253 局部阻力损失ΔP3
相关资料叙述压降般1000～1500 Pa 间取ΔP3 1300 Pa
254 总压降ΔP
根计算气流干燥总压降：ΔPΔP1+ΔP2+ΔP3 441+301+130013742 Pa
3 单层圆筒流化床设计计算
31 物料衡算
311 流化床干燥器中水分蒸发量W
式中：G2 ——气流干燥器产量流化床干燥器进料量kgh
ω2 ——流化床干燥器进口物料湿含量
ω3 ——流化床干燥器出口物料湿含量
312 流化床干燥器产品产量G3
313 绝干物料量Gc
314 物料终干基湿含量X3
32 热量衡算
321 水分蒸发需热量Q1
式中：C14187 kJ（kg水）
：
322 干物料升温需热量Q2
323 干燥器中需热量Q′
324 热损失Q3
325 干燥程需总热量Q
326 干空气量L
空气干燥器温度t1800℃变成t2125℃
：
327 终废气湿含量H3
33 颗粒逸出速度ut
颗粒dmin01mm文知均温度4625℃空气ρa 0483kgm3 μa 3496*105 Pa·s
根式 Remin 04
34 扩段直径D2′确定
实际扩段直径Ф2900mm
35 床层直径D′确定
根相关资料实验结果适宜空床气速12～14 ms现取u12 ms 进行计算
125℃湿空气容体积流量V分：
流化床床层横截面积A：
床层直径：
圆整取实际床层直径Ф1500mm
36 分离段直径D1′确定
125℃空气密度ρa 0887kgm3 黏度μa 231*105 Pa·s
均直径dm03mm产品颗粒：
根式 Rem 22
分离段直径
37 流化床干燥器总高度Z确定
371 流化床床层高度Zf
(1) 颗粒堆积密度取ρb 65ρs 1300 kgm3
固定床空隙率
(2) 均直径dm03mm物料颗粒：
文计算Ar8789
流化床空隙率：
（3）取静止床高度H0′150mm流化床床层高度：
372 分离段高度Z1
分离段颗粒沉降速度u1 191ms D1′ 113m 查：Z1D1′18
Z120m
373 扩段高度Z2
根验取Z21m
374 总高Z
Z Zf + Z1 + Z2 0113 + 20 + 1 3113 m
38 颗粒流化床中均停留时间
39 流化床分布板
391 选侧流式分布板（侧流式锥帽分布板）
392 分布板孔数n0
式中：
393 开孔率η
式中：A0 ——孔总面积m2
A′——分离段截面积m2
：
4 附属设备选型计算
41 空气预热器
已知：初始风温度t020℃干燥器进口风温度t1800℃
空气量：气流干燥阶段 L173252 kgh 流化床阶段 L230217 kgh
操作压力气压
411 饱蒸汽温度
蒸汽性表中查出操作压力饱蒸汽温度 tH100℃
412 空气均温度
空气密度 ρa 0517 kgm3
413 初步选型
根蒸汽加热器性规格表初步选型 SRZ10*7D单元组件散热面积 Aa2859m2 通风净截面积 Af045m2 受风面积AsAB7175*1001*106072 m2
414 空气t0升t1需热量
气流干燥阶段：
流化床干燥阶段：
415 实际风速空气质量流速
实际风速：
u1 L13600Af 732523600*045 452 ms
u2 L23600Af 302173600*045 187 ms
质量流速：
ur1 u1ρ452*0517234 kg(m2·s)
ur2 u2ρ187*0517097 kg(m2·s)
416 排传热系数
K1515(ur1)051 511*2340510 7945 kJ(m2·h·℃)
K2515(ur2)051 511*0970510 5071 kJ(m2·h·℃)
417 传热温差
418 需传热面积
气流干燥阶段：
流化床干燥阶段：
419 需单元排数
气流干燥阶段：
实际选4组总传热面积A14*285911436m2
流化床干燥阶段：
实际选2组总传热面积A22*28595718m2
4110 性校核
迎面风速：
气流干燥阶段：us1 L1AS 73252072*3600 283 ms
流化床干燥阶段：us2 L2AS 30217072*3600 117 ms
（1）气流干燥阶段：25ms< us1283ms<38ms 适合
（2）流化床干燥阶段：us2117<25ms 合适
应选型号SRZ5*5D较合适 AS′497*507*106025m2
us2 L2 AS′ 30217025*3600 336 ms
42 风机
干燥系统说选择离心式双台鼓—引风机采前送抽式风机系统
气流干燥阶段风量：
流化床阶段风量：
根验取风机气风压力892Pa
根离心风机选型条件气流干燥阶段选择472No5A风机转速1450rmin 电机功率22kW 流化床干燥阶段选472No32A风机转速2900rmin 电机功率2kW
43 旋风分离器
根处理风量确定阶段旋风分离器尘装置规格：
气流干燥阶段：型号 XLPB82 外型尺寸 1167*1040*4110重量 374kg
流化床干燥阶段：型号 XLPB54 外型尺寸 772*685*2764 重量 170kg
两台旋风分离器阻力：6595 kgm2效率： 9296
44 供料器
根进料量相关参数选择旋转叶轮供料器
Ф150（焊接）旋转叶轮供料器性：
供料量：7m3h 规格：Ф200*200
叶轮转速：31rmin 传动方式：链轮直联
设备总重：66kg
电机性：型号 JIC561功率 1kW 输出转速 31rmin
5 设计结果列表
表1 气流干燥阶段设计结果
计算参数
计算结果
计算参数
计算结果
水分蒸发量W
18313kgh
物料升温需热量qm
4165 kJkg水
干燥器产出量G2
119037kgh
总热消耗量Q
1623kW
绝干物料量Gc
107133 kgh
干燥直径D
700mm
空气量L
73252 kgh
干燥高度Y
7m
空气出口湿含量H3
026 kgkg
操作气速ua
14ms
物料出口温度tm2
110℃
干燥总压降ΔP
13742Pa
热损失q1
4815kJkg水
表2 单层圆筒流化床干燥阶段设计结果
计算参数
计算结果
计算参数
计算结果
水分蒸发量W
11365kgh
床层直径D′
1500mm
干燥器产出量G3
107672kgh
床层高度Zf
508mm
绝干物料量Gc
107133kgh
分离段直径D1′
1130mm
空气量L
30217kgh
分离段高度Z1
2000mm
水分蒸发热量Q1
2573525kJkg水
扩段直径D2′
2900mm
物料升温热量Q2
84749 kJkg水
扩段高度Z2
1000mm
热损失Q3
3987411 kJkg水
均停留时间
192min
计算参数
计算结果
计算参数
计算结果
总热量消耗Q
30570151 kJkg水
分布板孔数n0
15*105
废气湿含量H3
064 kgkg
分布板开孔率η
29
逸出速度ut
029ms
表3 附属设备选型
设备
干燥阶段
选型
蒸汽加热器
气流
SRZ10*7D
流化床
SRZ5*5D
风机
气流
472No5A
流化床
472No32A
旋风分离器
气流
XLPB82
流化床
XLPB54
供料器
气流
JIC561
6 设计述评
通次课程设计综合运化工原理化工设计化工设备分离工程等课程知识认识源实践实践认识动力终目实践检验真理唯标准次课程设计次实践程然涉单元反应程组成整化工设计基础掌握单元设计二环关键开始头雾水清晰明朗中学刚开始设计计算时遇问题进行必须解决问题通图书馆电子图书馆查取量资料遇种问题逐步解决
通次课程设计总结出设计学点：
1设计象全面解原理入手种操作步骤环节流程走心中定计量理解原理找设计开始次课程设计中首先解干燥干燥设备原理然找相关参考资料寻找物料衡算热量衡算工艺尺寸等计算方法根设计务书具体条件选择合适计算方法
2计算仔细选取合适方法根相关公式进行准确计算量次计算避免重复
3参数正确查取相关资料手册时根具体条件选择正确参数参数计算结果影响
4CAD绘图软件绘图时根化工制图具体求标准设计合适线宽图幅例等意选
次课程设计已基完成独立解决问题力定提高方面理知识进步巩固做方面种设计中会特注意
7 参考资料
1 渊等编干燥装置设计手册 北京：化学工业出版社 20055
2 贾绍义等编化工传质分离工程北京：化学工业出版社 20011
3 陈常贵等编化工原理（第二版） 天津：天津学出版社 20043
4 国锋等编化工原理北京：化学工业出版社 19997
5 钟秦等编化工原理北京化学工业出版社 20019
6 刘祖东等编常工业干燥设备应化学工业出版社20051
7 贾绍义等编化工原理课程设计天津：天津学出版社 20028
8 匡国柱等编化工单元程设备课程设计（第二版）北京：化学工业出版社 20106
8 符号说明
符号
意义单位
G1
湿物料处理量kgh
G2
气流干燥器产出量kgh
Gc
绝干物料量kgh
ω1
湿物料湿含量kgkg
ω2
气流干燥器出口物料湿含量kgkg
ω3
流化床干燥器出口物料湿含kgkg
tm1
物料初始温度℃
tm2
气流干燥器出口物料温度℃
tm3
流化床干燥器出口物料温度℃
t0
烟道气初始温度℃
t1
气流干燥器出口空气温度℃
t2
流化床干燥器出口空气温度℃
dm
物料均粒径mm
dmin
物料粒径mm
dmax
物料粒径mm
H0
空气初湿度kgkg
H1
预热器出口空气湿度kgkg
H2
气流干燥器出口空气湿度kgkg
H3
流化床干燥器出口空气湿度kgkg
符号
意义单位
W
蒸发水汽量kgh
L
空气量kgh
C
容kJkg·℃
Ar
努赛尔总数
Re
雷诺数
ua
气流干燥器气速ms
U
流化床空床气速ms
uf
气流干燥器中颗粒沉降速度ms
D
气流干燥直径mm
Y
气流干燥高度mm
D′
流化床床层直径mm
D1′
流化床分离段直径mm
D2′
流化床扩段直径mm
Z
流化床总高mm
Zf
流化床床层高度mm
Z1
流化床分离段高度mm
Z2
流化床扩段高度mm
α
热系数W（m2·℃）
f
摩擦系数
ε0
固定床空隙率
εf
流化床空隙率
ρb
物料堆积密度kgm3
H0′
静止流化床床层高度mm
颗粒均停留时间s
K
传热系数kJ(m2·h·s)
d0
流化床分布板孔径mm
n0
流化床分布板孔数
— END —
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