13万吨年中等分子量聚丙烯酰胺干燥设备设计.docx

1.3万吨/年中等分子量聚丙烯酰胺干燥设备设计本设计来源是通过在聚合物二厂聚合二车间实习，并且对合成聚丙烯酰整体生产工艺流程的分析和对其干燥 设备进行分析，从文献、书籍和网络了解干燥器的发展和各类干燥器的优缺点。通过查阅有关设计流化床干燥器 的中外文献，及有关聚丙烯酰胺的理化性质与合成方法，对卧式多室流化床干燥器进行设计。设计内容包括干燥 器主体的工艺计算和干燥器附属设备的选型和计算。本文较全面的的阐述聚丙烯酰胺干燥设备的工艺流程及原理，并对干燥器工进行设计，通过对干燥器的物料 衡算、能量衡算，确定干燥器的底面积和高度，对干燥系统绘制带控制点的流程图及车间平面图，完成干燥装置 装配图。经计算与校核，干燥器的设计结果基本符合要求关键词：聚丙烯酰胺；干燥器；卧式多室流化床AbstractThis design source is through the two polymerization in polymers, and two workshop internship on synthesis of polypropylene acyl overall production process analysis and drying equipment for its analysis, from literature, books and network understand the development of drier and various kinds of dryer advantages and disadvantages. Through consulting relevant design fluidized bed drier Chinese and foreign documents, and relevant PAM physical and chemical properties and synthetic methods and the application of polyacrylamide development present situation and prospect of horizontal more comprehensive analysis, design room fluidized bed drier. Design content including dryer subject technical calculation and dryer accessory equipment selection and calculation.This paper comprehensively expounded of polyacrylamide drying equipment, and process flow and principle of dryer to carry on the design, through the work of material balance dryer is, energy can be determined, the bottom of drier area and the height of the drying system, drawing with the flow chart and control plan, complete drying device workshop assembly drawings. The calculation and checking, dryer design results basic meets the requirementKeywords: PAM; Dryer; Horizontal multi-oven fluidized bed第一章 前言11.1聚丙烯酰胺的发展11.2聚丙烯酰胺的种类11.3聚丙烯酰胺的性质21.4聚丙烯酰胺的主要特点21.5干燥器的分类与选择31.5.1干燥器的分类 31.5.2干燥器的选择4第二章 设计内容概述52.1工艺原理和设计目的52.1.1工艺原理52.1.2设计目的52.2干燥流程简介及卧式多室流化床干燥意义简介52.3干燥器的设计 62.3.1操作条件及基本物性数据72.3.2设计分析72.4工艺计算72.4.1 一段干燥工艺计算72.4.2二段干燥工艺计算132.4.3干燥器的宽度和长度162.4.4干燥器高度162.4.5干燥器结构设计172.5附属设备的选型 192.5.1送风机和排风机192.5.2供热设备192.5.3气固分离设备19第三章设计结果与讨论203.1设计结果203.1.1 设计结果一览表 203.1.2设计结果203.2结果分析21参考文献22谢辞错误 ！ 未 定 义 书 签。附录23第一章前言1.1聚丙烯酰胺的发展1. 国外聚丙烯酰胺的生产及消费情况目前世界上聚丙烯酰胺的总生产能力约为55x104t/ a，美国、日本、欧洲是聚丙 烯酰胺的主要生产国家和地区，其生产能力约占世界总生产能力的75%。国外聚丙烯 酰胺的主要消费领域是水处理和造纸业，其用量占总消费量的80%以上。各国聚丙烯 酰胺的消费结构有所不同，美国和西欧的聚丙烯酰胺主要用于水处理，在造纸业所 占比例相对较小，而日本的聚丙烯酰胺则主要用于造纸工业1。2. 国内生产消费及市场分析石油开采是目前我国聚丙烯酰胺最大的消费领域，其消费量约占国内聚丙烯酰 胺总消费量的81%。水处理是我国聚丙烯酰胺的第二大消费领域，目前消费量约占消费量的9%，与 国外发达国家相比有很大的差距。聚丙烯酰胺在造纸行业中主要用作助留剂（增强颗粒的流动性，改善颗粒的表 面性质，使之光滑）、干增强剂（用于提高纸张的抗张强度、耐破应力、耐折度及 挺度）和废水处理的絮凝剂。在采矿、冶金、煤炭、制糖、水泥增强剂、高吸水性树脂、粘合剂、皮革复鞣 剂等领域，聚丙烯酰胺也有一定的消费量5。油田开采占81%，水处理占9%，造纸占5%，矿山占2%，其它占3%2。1.2聚丙烯酰胺的种类聚丙烯酰胺的合成可分为生物制丙烯酰胺聚合法和化学生产丙烯酰胺聚合法。 化学合成方法就是通过化学药剂合成丙烯酰胺单体，由单体聚合成聚丙烯酰胺的方 法。物理合成是通过生物菌类的初级代谢产物生产丙烯酰胺单体，在通过化学方法 聚合成聚丙烯酰胺。根据PAM大分子链上官能团在水溶液中的离解性质，可划分成阴离子型（CPAM）、 阳离子型（APAM）、非离子型（NPAM）及两性离子型几个品种。也可根据相对分 子质量划分成低分子量（100万以下）、中低分子量（100万1000万）和高分子量（1000万以上）几个类型。PAM的应用范围在很大程度上取决于其化学组成和相对分 子质量。如何制备高分子量、高性能的PAM 一直都是研究者探讨的重点和难点3。1.3聚丙烯酰胺的性质聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，PAM）是丙烯酰胺及其衍生的均聚物和共聚物的 统称。因其结构单元中含有酰胺基、易形成氢键，使其具有良好的水溶性和很高的 化学活性，可通过接枝、交联等反应得到多种衍生物。1.4聚丙烯酰胺的主要特点固体聚丙烯酰胺的物理性质见表1-14表1-1固体聚丙烯酰胺的物理性质性质指标密度（23°C）, g/cm3 表面张力，mN/m 玻璃化温度，C软化温度，C 热失重，C 热分解气体 溶剂 。溶剂非溶剂1.30235-40188210初失踪，290；失重70%，430；失重98%，550<300C,NH3;>300,H2、CO、NH3水、丙烯酸、醋酸、二甲基甲酰胺、吗啉水：甲醇=59： 41 （V/V）烃类、醇类、酯类、四氢呋喃丙烯酰胺的物理化学性质与应用之间的一般关系见表1-24表1-2聚丙烯酰胺的物理化学性质与应用之间的一般关系聚丙烯酰胺的物理性质作用结构因素应用工业分散酰氨基分散助剂表面涂布造纸、纺织 医药增加纸张干强造纸黏附（结）酰氨基离子基团钻井泥浆地质、石油吸附性建材粘结建筑线型长链 酰氨基离子基团固体回收米矿、选矿污水治理环保絮凝水的净化公用事业、养殖助流和助滤造纸、选矿高黏性流变控制线型长链离子基团减阻增稠消防、化工、舰船减 阻三次采油交联基团增稠、调剖三次采油凝胶离子基团增加纸张湿强 固定土壤、保墒造纸农业、造林、改造沙漠建筑表面涂层交联性高吸水性交联基团 酰氨基离子基团保水、保液保温尿布农业植保 医用辅助生物惰性和生物相溶性酰氨基体内植物填充控释药物医药1.5干燥器的分类与选择1.5.1干燥器的分类表1-3常用干燥器的分类类型干燥器对流干燥器厢式干燥器，沸腾干燥器，气流干燥器转筒干燥器，喷雾干燥器传到干燥器辐射干燥器介电加热干燥器滚筒干燥器，真空盘架式干燥器红外线干燥器微波干燥器1.5.2干燥器的选择表1-4主要干燥器的选择表湿物料的状态物料的实例处理量试用的干燥器液体或泥浆状洗涤剂、树脂溶剂、盐 溶液、牛奶等大批量小批量喷雾干燥器滚筒干燥器泥糊状染料、颜料、硅胶、淀大批量气流干燥器、带式干燥 器粉、泥土等小批量真空转筒干燥器气流干燥器粉粒状(0.01 20pm)聚氯乙烯等合成树脂、大批量转筒干燥器合成肥料、磷肥、活性流化床干燥器炭等小批量转筒干燥器厢式干燥器块状(20 100pm)煤、焦炭、矿石等大批量小批量转筒干燥器厢式干燥器片状烟叶、薯片大批量小批量带式干燥器穿流厢式干燥器短纤维醋酸纤维、硝酸纤维大批量小批量带式干燥器穿流厢式干燥器一定大小的物料或制陶瓷器、胶合板、皮革大批量隧道干燥器品等小批量高频干燥器第二章设计内容概述2.1工艺原理和设计目的2.1.1工艺原理本装置用丙烯酰胺单体溶液聚合生产聚丙烯酰胺产品，可根据市场需求生产抗 盐聚丙烯酰胺产品。本车间采用均聚后加碱水解工艺，该工艺能使聚丙烯酰胺分子量大幅度提高，最 高可达3500万以上，具有较高的抗盐性能。1. 聚合反应原理本工艺采用丙烯酰胺单体溶液均聚方法聚合，丙烯酰胺单体在催化剂作用下，发 生自由基聚合。聚合反应方程式：H HI In CH2=CH (一C 件一o=c-nh2Ho=cnh22. 水解反应基本原理聚合胶粒与粒碱接触后，发生水解反应。水解反应方程式：(H2CH k + mNaOHCCH2CH T(CH2CH ) nm+mNH36lCONH2COONaCONH22.1.2设计目的设计主要针对专业实习的生产车间，根据分析聚合物二厂聚合二车间13线生产 的整体流程，对产品的干燥过程进行分析，针对聚合二车间13生产线干燥设备，进 行优化设计。此设计根据13线现有干燥设备进行设计分析。采用流化床式干燥器的 原因是生产的聚丙烯酰胺的颗粒较大，处理量较大，物料的初含水量很高，要求生 产产品的干燥程度均匀。2.2干燥流程简介及卧式多室流化床干燥意义简介卧式多室流化床干燥器的形状为长方形。用垂直挡板分隔成多室，挡板与孔板 间留有一定空隙(一般为几十毫米)使物料能够通过。湿物料加入后经气流作用， 做类似液体流动，由第一室依次流经各室，至最后一室卸出干燥后产品。由于挡板 的作用，各室的物料不可能像单室干燥那样互相混料。物料由一室依次流经各室时 其水分含量亦依次减小。所以产品的干燥程度均匀，这是卧式干燥器的主要优点。来自气流干燥器的颗粒状物料用加料器加到干燥器的第一室，依次经各室后， 于50°C下离开干燥器。经过滤的空气由送风机送到翅片加热器升湿到125°C后进入 干燥器，经过与聚丙烯酰胺颗粒接触进行传热传质后温度降到73.5C。废气经旋风 分离器净化后由抽风机排至大气。空气加热器以1MPa的饱和水蒸气作载热体。干 燥过程中采用前送后抽式供气系统，维持干燥器在-200-300Pa下工作。2.3干燥器的设计依据工艺条件设计一台干燥聚丙烯酰胺颗粒的卧式多室流化床干燥器，年产量 1.3万吨。用于干燥中分子量的聚丙烯酰胺颗粒，设计内容包括干燥器结构的确定， 干燥工艺的流程，干燥工艺的基本计算，干燥过程附属设备的计算和选型。来自气 流干燥器的颗粒状物料用加料器加到干燥器的第一室，依次经各室后，于50C下离 开干燥器。经过滤的空气由送风机送到翅片加热器升湿到125C后进入干燥器，经过 与聚丙烯酰胺颗粒接触进行传热传质后温度降到73.5C。废气经旋风分离器净化后 由抽风机排至大气。空气加热器以1MPa的饱和水蒸气作载热体。干燥过程中采用 前送后抽式供气系统，维持干燥器在-200-300Pa下工作。2.3.1操作条件及基本物性数据71.常规数据(1)干燥介质热空气初始湿度H00.018 kg 水/ kg 干气预热器入口温度t015C离开预热器温度t1125C(2)物料入口温度0125C(3)加热介质饱和蒸汽、压强1MPa(4)操作压强常压(5)设备工作日每年330天，每天24小时连续运行2.物性数据(1)颗粒平均粒径d1.10 mm颗粒密度1300 kg / m3堆积密度pb临界湿含量X0干物料比热容cs(2) 物料静床层高度z01189kg/ m30.013 (干基)3.45kJ/(kg. °C) 80.15 m(3) 干燥装置热损失为有效传热量的15%。2.3.2设计分析干燥器分为两段干燥，进入第一干燥区的热空气温度为125 C，进入第二干燥区 的热空气温度为85C，从物料中蒸发出来的水汽经旋风分离器除尘，除尘后的废气 汇入排气总管，由引风机送入烟囱，排入大气。回收的粉尘经旋风分离器下部的旋 转阀和细粉回收机返回多螺旋缓冲料箱，进行二次造粒9。内部分配蒸发水量产量一段干燥：2178kg/h一1322kg/h，其中含 37%水9二段干燥：397kg/h一925kg/h，其中含10%水一段干燥：产品进料温度：25C2.4工艺计算2.4.1 一段干燥工艺计算1.物料衡算与热量衡算(2-1)(1) 物料衡算G = G2(1%) = 1321 x(l 0.37) = 832.23 kg 绝干物料/h0.37X =1 1 0.37=0.59kg水/ kg绝干物料0.11X =2 1 0.11=0.11kg水/ kg绝干物料(2-2)(2-3)W = Gc (X1 X 2) = 832.23x(0.59 0.11) = 398.55kg / hW _ 398.55H 2 H1 H 2 0.018(2) 空气和物料出口温度的确定空气的出口温度t2应该比出口处湿球温度高出2050C(这里取35C )即t t + 35由t广85 °C及H1=0.018查图(附表1湿焓图)11,得tw2=33.5摄氏度。C,近似取 twi=tw2=33-5C，于是：t2 38.5 + 35 73.5 C物料离开干燥器的温度。由下式计算，即 2X - X * n x X0r(X -X*)-C (t -1 )(植 -)C(/J(2-4)t2 -02 _ tw22S 2 的 X0 - X *t -1r (X - X*) - C (t -1 )2%t 0s 2%由水蒸气表查得rtw2=2409kJ/kg将有关的数据带入上式，即0.37 - 2409x0.01373.5-0273.5 - 38.52409 x 0.37 - 3.45 x (73.5 - 38.5) x () 1.47x(73.5-38.5) 0.0132409 x (0.013 - 0) - 3.45 x (73.5 - 38.5)解得0 2=50.02 C(3) 干燥器的热量衡算干燥系统消耗的总热量为Q , Q Q + Qd干燥器中不补充热量，故 Qd = 0 ,Q Q1 + Q2 + Q3,因而可用(2-5)式进行计算，即Q Q广 Q1 + Q2 + Q3 + Ql(2-5)试中 Q w(r + C t - C 0 ) 2180.63 x (2409 +1.88 x73.5) 1591.97kw (2-6)10pv 2 pl 1Q2 GcCpm(02-01) Gc(Cs + 4.187X2)(02-01)(2-7)=832.3x (3.45+4.187x0.37) x (50.01-25) =17.33kWQ 3 L (1.01 + 1.88丑x(t 2 -10 )= L(1.01+1.88 x 0.018)x (73.5 -15)(2-8)=0.0167L kWQ = L (1.01 + 1.88x 0.018)x(125 -15) =0.0314L kW因为干燥装置热损失为有效传热量的15%，即Ql = 0.15 (Q1 + Q 2 )= 0.15x(1424.57+17.33)= 216.28kW(2-9)将上面各式代入热量衡算式，便可解得空气耗用量，即 0.0314L 1591.97 +17.33 + 0.0167L + 216.28解得 L = 130398kg / h又由 l = 2180.63 = 130398 n H = 0.0347kg水 / kg干气 H - 0.01822(4)预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量Q = L x (1.01+ 1.88H 0) x(-,) = 130398x (1.01+1.88 x 0.018) x(125-15) = 12680.30kW由水蒸气表（附表3）查得，1MF。水蒸气的温度T = 179.9 °C,冷凝潜热r=2019.7kJ/kg蒸气消耗量为12680.3W =h 2019.7 x 0.85=7.39kg / s = 26590kg / h干燥器的热效率为Q 1591.97门=与 x100% = x 100% = 12.55%Q12680.3P2.流化速度的确定(1)临界流化速度u /的计算(2-10)在125C下空气的有关参数查表（附表4干空气的物理性质）得：p=0.887kg/m3d，粘度 =2.294x105Pa-s,导热系数 A=3.343x10-2w/m cA = d3(p -p)pg = (1.1x10-3)3x(1300-0.887)x0.887x9.81 = 286026r"2(2.294 x 10-5)2.取球形颗粒床层在临界流化点8mf = 0.4，由8mf和A的数值查图（附表5）(2-11)得，Ly = 7 x 10-37 x10-3 x 2.294x10-5 x1300x 9.81临界流化速度为u = 3= 0.1375mf 30.8872（2）颗粒带出速度Ut由8 =1和4值查图（附表5）得Ly = 400带出速度为：400x 2.294x10-5 x1300x 9.81u = 3Ogg?= 5.295m / s(3)操作流化速度u取操作流化速度为0.7u，即 tu = 0.7 X 5.295 = 3.7065m / s3.流化床层底面积的计算干燥第一阶段底面积A1由下式计算，即(2-12)eZ -(1.01+1.88H )La 001_1w -1式中有关参数计算如下:取静止床层厚度为Z。= 0.15m，干空气得质量流速取为p u，即(2-13)L = p u = 0.986 x 3.5076 = 3.28kg / m2 sa = 6(1-(；0)= 6X (1-0.4)= 3272.7m2 /m31.1X 10-3(2-14)1.1x10-3 x 3.5076 x 0.986 c=165.82.294 x 10-5(2-15)a = 4X10-3 dL(r )1.5 = 4X10-3 X a*2；0-2 X 165.81.5 = 240.12w/m2 C (2 姬) ma a = 240.12 x 3272.7 = 785854w / m3 c带入数据得(1.01 +1.88 x 0.018 )x 3.288965175 x 0.15 =(1.01 +1.88 x 0.018)3.288AX(125 - 38?18323 x(3.21 - 0.37 )x 24093600解得A1 = 8.16 m 2(2)物料升温阶段所需底面积A2由下式计算，即a aZ =0(1.01+1.88H )L(1.01+1.88H)L /二匕一nGC 0口t1 -01 一c /吃12(2-17)C 2 = C + 4.19X2 = 3.45 + 4.19 x 0.59 = 5.92kJ / kg(2-18)1！Z 叫= 0.356t -9125 -50(1.01 +1.88 x 0.018)x3.288965175 x 0.15 =(1.01 +1.88 x 0.018)x3.288A2 - 1832.3 l x 5.92 x 0.356 3600解得 A = 0.677m2 床层总的底面积为A = A1 + A2 = 8.16 + 0.677 = 8.84m 24.干燥器的宽度和长度取宽度b=1600mm,长度l=5530mm，则流化床的实际底面积为8.848 m 2沿长度方向在床层内设置四个横向分隔板，板间距0.5m物料在床层内的停留时间为_ Z0Ap0.15 x 8.84x1189=G 2 =832.3=1.89 min(2-19)5.干燥器高度向高度由下式计算，1 -8 00 1 -8(2-20)而8由下式算出，即g =(18R + 0.36R2=(18 x 157.40 + 0.36 x157.402= 0 8228602.6(2-21)-A' ' rZ = 0.15 x 1 - 0.4 = 0.5m11 - 0.82分离段高度Z24 (1.8 x 2/4 )D = = 0.782me 2 (1.8 + 2/4 )由 u = 3.70m/ s及 D = 0.782m，从附表 6 中查得，D = 3.0meZ 2 = 3.0 x D = 3.0 x 0.782 = 2.347m(2-22)为了减少气流对固体颗粒的带出量，取分布板以上的总高度为2m。6.干燥器结构设计(1)布气装置采用单层多孔布气板，且取分布板压强降为床层压强降的15%，则电=0.15AP = 0.15Z0(1-80)(p -p)g(2-23)=0.15 x 0.15 x(10.4) x (13000.887) x 9.81=172.04Pa再取阻力系数° = 2,则筛孔气速为:(2-24)(2-25)(2-26)u = '* =X172.04 =13.9诚 s 02p- 2 x 0.887干燥介质的体积流量为：130398125 + 273V = 3600(0.782 +1.244 x 0.018)x 2=31.80m3 / s选取筛孔直径d0 = 2mm，则总筛孔数为：n = Vs =3180= 728324个0 兀，兀-d 2 u 0 - x 0.0022 x13.9分布板的实际开孔率为：兀x 0.0022 x 728324巾=0 = 0.258, _则实际开孔率为 25.8%A8.84在分布板上筛孔按等边三角形布置，孔心距为：(2-27)t = 0952de = 0.952 x 0.002 = 0.0037m = 3.7mm 麟 0 v'0.258(2)分隔板沿长度方向设置四个横向分隔板，隔板与分布板之间的距离为2040mm (可调 节)，提供室内物料通路，分隔板宽1.5m，高2.5m，由5mm厚钢板制造。物料出口堰高h25(2-28)(2-29)(2-30)Re = du p = 1.1x10-3 x 5.295 x 0.887 = 225 2 t T =2.294 x10-5=.V M = W = 2.305 u - uRe0.44225.20.44E -137、0 1375 = 2.305 n E = 9.2115用下式求溢流堰高度h，即2.14( Z h)0 E亍=18 1.52ln(土 )1/3 (竺)2/3Eb ph2.14(0.15-一)9.2115832.3将有关数据代入上式，即157.40、 =18 - 1.52ln()(1)1/3(832.3)2/35h9.21153600 x1.8 x1189整理得，0.307218 = 0.23h + 1.52ln h经试差得，h=1m2.4.2二段干燥工艺计算1.物料衡算和热量衡算(2-31)(1)物料衡算G = G2(1-%) = 1321 x(l- 0.37) = 832.23 kg 绝干物料/h0.37X =1 1 - 0.37=0.59kg水/以绝干物料0.1X 2 = 1-0.1=0.11kg水/以绝干物料W = Gc(X1 - X 2) = 832.23x(0.59 - 0.11) = 398.55kg / h(2-32)W _ 398.55H 2 - H1 H 2 - 0.018(2-33)(2)空气和物料出口温度的确定空气的出口温度气应该比出口处湿球温度高出2050 °C (这里取35°C )即 t = t + 35由t1=85C及H1=0.018查湿焓图(附表1湿焓图)11,得tw2=33.5C，近似取tw2=tw1=33.5C，于是：t2 = 33.5 + 35 = 68.5 C 物料离开干燥器的温度气由下式计算，即X - X *x X 0r (X - X*) -C (t -1 )(如 V )q(t2-tt -° _ tw22S 2 w2 X - X *t -1r (X - X*) -C (t -1 )22由水蒸气表查得r = 2420.3kJ / kg,'w2(2-34)将有关数据带入上式，即68.5-6 a0 592420 3x0 0132420.3 x 0.59 - 3.45 x (68.5 - 33.5) x () 3.45x(68.5-33.5)0.01368.5 - 33.52409 x (0.013 - 0) - 3.45 x (68.5 - 33.5)解得气=68.1 °C(3)干燥器的热量衡算干燥系统消耗的总热量为Q , Q = Q + Qd干燥器中不补充热量，故。广0 ,Q = Q1 + Q2 + Q3,因而可用(2-36)式进行计算，即Q = Q= Q1 + Q2 + Q3 + Ql(2-35)式中 Q = w(r + C t - C 9 ) = 398.55 x (2420.3 +1.88 x 68.5) = 941.06kw (2-36) 10pv 2pl 1(2-37)Q2 = GcCpm(92-9= GcCs + 4.187X2)(92-91) =832.23 x(3.45 + 4.187 x 0.11)x(68.1 50)= 16.27kWQ3 = L (1.01+1.88丑x。2 -10 )= L(1.01+1.88 x 0.018) x (68.5 -15)(2-38)=0.0155L kWQ = L (1.01 +1.88 x 0.018)x(85 -15)=0.020L kW因为干燥装置热损失为有效传热量的15%,即Ql = 0.15 (Q1 + Q 2 )= 0.15 x(941.06+16.27)= 143.59kW将上面各式代入热量衡算式，便可解得空气耗用量，即0.020L = 941.06 +16.27 + 0.0155L +143.59解得 L = 240184kg / h一 .398一55又由 L = = 240184 n H = 0.0197kg水 / kg干气H - 0.01822(5)预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量Q = L x (1.01+ 1.88H 0) x (t1 -10) = 240184 x (1.01+1.88 x 0.018) x(85 -15)=4874.99kW由水蒸气表查得，IMP。水蒸气的温度T = 179.9 C，冷凝潜热r=2019.7kJ/kg 蒸气消耗量为=2.84kg / s = 10222.8kg / h4874.99W =h 2019.7 x 0.85干燥器的热效率为门=g x100% = 941.06 x100% = 19%Q4874.99p2.流化速度的确定临界流化速度u /的计算在85°C下空气的有关参数：p=0.986kg/m3，粘度四=2.13x105Pas导热系数 A=3.092x10-2w/m CA _ d3(p -p)pg _ (1.1x10-3)3X(1300-0.986)X0.986x9.81 _36861 20广2(2.13 X10 -5)2.(2-39)取球形颗粒床层在临界流化点8 mf _ 0.4，由8间和A的数值查图得Ly _ 4 x 10-3临界流化速度为%,：4X10-3 X 2.13X10-5 X1300X9.8130.9862_ 0.1037颗粒带出速度ut由8 =1和A值查图得Ly _ 80带出速度为'300x 2.13x10-5 x1300x9.81u = 30986_ 2.81m / s(3)操作流化速度u取操作流化速度为0.7u，即u _ 0.7 x 2.81 _ 1.97m / s3.流化床层底面积的计算(1)干燥第一阶段底面积A1由下式计算，即C _(1.01+1.88H )La 00'11 叫1G (X 1 - X2)r式中有关参数计算如下：取静止床层厚度为Z _ 0.15m，干空气得质量流速取为p u，即 0L _p u _ 0.986 x 1.97 _ 1.942kg / m 2 s(2-40)(2-41)_ 6(1气)_ 6 x (1-0.4)d 0 1.1X10-3_ 3272.7m2 /m3(2-42)d up _ 1.1x 10-3 x1.97 x0.986'h 2.13 x10-5_ 100.31(2-43)a = 4 x10t4 (R )1.5 = 4 X10-3 x 3.092'102 x 100.311.5 = 112.4w/ m2 C d e1.1x10-3a a = 112.4 x 3272.7 = 367970w / m3 c带入数据得(1.01 +1.88 x 0.018 )x 6.5367970 x 0.15 = /一(1.01 +1.88 x 0.018)6.5 ”(85 - 33.5 )183223 x(0.59 0.11)x 2420.33600解得Ai = 4.617 m 2(2)物料升温阶段所需底面积A2由下式计算，即5 =(1.01+1.88H )La 0 (1.01+1.88H! /二匕一9GC °口t1 91 一c m212（2-45）C 2 = C + 4.19X2 = 3.45 + 4.19 x 0.11 = 3.49kJ / kg.（2-46）In = In 85 - 50 = 0.722 t -985 - 68(1.01 +1.88 x 0.018)x1.942367970 x 0.15 =(1.01 +1.88 x 0.018)x1.942A 2 1832.23 寿”x 3.49 x 0.722 3600解得 A2 = 0.287m2床层总的底面积为A = Ai + A2 = 4.617 + 0.287 = 4.904m 22.4.3干燥器的宽度和长度一段干燥和二段干燥的总面积为4.09+8.84=12.93 m 2取宽度b=1600mm，长度l=8090mm，则流化床的实际底面积为12.94m 2沿长度方向在床层内设置四个横向分隔板，板间距0.5m物料在床层内的停留时间为t=冬=。5 x13.7x 1189 = 2.94mmG2832.3（2-47）2.4.4干燥器高度1.浓相段高度由下式计算，即