压力式喷雾干燥塔设计计算书.doc

目录一设计题目-2二设计任务及条件-2三工艺设计计算1 物料衡算-32 热量衡算-33 雾滴干燥所需时间计算-34 压力式喷嘴重要尺寸的拟定-55 干燥塔重要尺寸的拟定-66 重要附属设备的设计或选型-11四设计结果汇总表-13五参考文献-13 “压力式喷雾干燥塔设计”任务书（一）设计题目压力式喷雾干燥器设计。（二）设计任务及设计条件1、干粉生产能力：（湿基）见下表。2、设备型式：压力式喷雾干燥器，干燥物质为陶瓷原料料浆，干燥介质为空气，热源为发生炉煤气。3、设计条件：（1）料浆含水量 w140wt（湿基）（2）干粉含水量 w26wt（湿基）（3）料浆密度 l1200kg/m3（4）干粉密度 p900kg/m3（5）热风入塔温度 t1450（6）热风出塔温度 t270（7）料浆入塔温度 tm120（8）干粉出塔温度 tm250（9）干粉平均粒径 dp60m（10）干粉比热容 cm1.04kJ/(kg)（11）料浆雾化压力 2MPa（表压）（12）取冬季的空气参数 温度ta2，相对湿度a70 （13）进料量 1100kg/h(干基)(三）工艺设计计算1.物料衡算（1）料液解决量G1（2）水分蒸发量W2. 热量衡算（1）使物料升温所需热量： (2) 根据经验，取热损失（3） 干燥塔出口空气的湿含量 据气象条件（年平均气温2，年平均相对湿度=70%），查空气H-I图，得干空气,干空气，任取H2=He=0.04,代入上式得I2=Ie=464.5-181.4(0.04-0.003)=457.8 查I-H图得H2=0.141kg水/kg干空气 I2=439.6kj/kg(4) 于是干空气消耗量3.雾滴干燥所需时间计算（1）汽化潜热的拟定由I-H图查得空气入塔的湿球温度，查手册得该温度下水的汽化潜热=2346kJ/kg。（2）导热系数的拟定平均气膜温度为，在该温度下空气的热导热率。（3）初始滴径的计算（4）雾滴的临界直径（5）液滴的临界湿含量的计算（6）空气的临界湿含量的拟定（7）空气的临界温度的拟定由=0.050和=2M，查得=216.45（8）传热温差、的计算雾滴干燥所需时间的计算4.压力式喷嘴重要尺寸的拟定 (1)为了使塔径不至于过大，根据经验取喷嘴角，根据喷雾干燥实用技术大全中，图4-11查得（2） 当时，查图4-12得（3）喷嘴孔径的计算 即=2.32mm，圆整后取d0=5mm。 (4)喷嘴其它重要尺寸的拟定选矩形切线入口通道2个，据经验取，2R1/b=8,即R1=8.8mm,圆整R1=9mm,即旋转室直径选用10 mm 。由于 ，所以 取a=9.0mm（5）校核喷嘴的生产能力 圆整后基本不变，不必复算，可以满足设计规定。旋转室通道长度和宽度之间的关系，可按选取。（6）空气心半径的计算 由的关联图查得 （7）喷嘴出口处液膜速度的计算平均速度水平速度分量垂直速度分量合速度5干燥塔重要尺寸的拟定（1）塔径的计算塔内空气各参数按常压考虑，其平均温度，查手册得空气粘度厘泊，空气密度。 根据初始水平速度，计算出，属于过渡区。 由与，的列线图查得查得时，。 当初始的瞬间，即当，由得。 取一系列，；得一系列，；查得相应的，；算出一系列相应的，；列出表1中。 认为横坐标，为纵坐标，作-曲线，如图1所示。用图解积分法求得塔径D=2S=0.62m，圆整取为D=0.7m。(2)塔高的计算减速运动段的距离的计算a. 由初始垂直速度计算出。 =属于过渡区。=3.46b. 由于 查与，的列线图得=0.13。c. 据 查与，的列线图得，则 表1 停留时间与雾滴水平速度的关系（m/s）(s)29.320.33.002517.33.20.0004141510.43.70.00145106.95.20.0045674.86.20.0066353.457.10.008532.078.70.011821.3810.00.014510.6912.50.01970.50.3515.20.02530.30.2117.30.02960.20.1419.00.0332图1 曲线图d. 取一系列，由与，的列线图查得相应的再计算出相应的列于表2中。e. 以Re为横坐标，为纵坐标作图，如图2所示。 表2 Re与、的关系（）（）666.40.156440503.90.26332.72.0301.90.62121.31.6201.10.9513.21.3104.22.46.540.0275583.24.15.120.0467857.15.83.270.0646214.8331.950.23650.5103200.38630.85260.358.50.2406f由=66，可计算出，据图2可求得从而可以算出停留时间=0.31=。图2 Re与曲线g类似地，由，根据图4-45可求得，；亦可计算出相应的停留时间，如表2所示。由此得到减速运动段的停留时间。h由表2的，数据，作-曲线如图3所示。用图解积分法可得减速运动段的距离。 圆整后为y=1.6m。（3）热风进出口接管直径的拟定在干燥系统中，一般取风管中的风速为1525 m/s。 热风进口接管直径= =（0.773+1.2440.003）=2.06干空气取热风管道中的气速为25，则圆整后取干燥塔热风入口接管直径=370mm。 热风出口接管直径 =（0.773+1.2440.141） =V=L=4516.71.19=5374.9圆整后取6.重要附属设备的设计或选型 (1)旋风分离器进入旋风分离器的含尘气体近似按空气解决,取温度为95。干空气采用蜗壳式旋风分离器,其进口宽度，高度，取进口速度为25 m/s,则即。圆整后取。其余各部分尺寸为(2)风机的选择 干燥塔的操作压力一般为0-100(表压)，所以本系数需2台风机，即干燥塔前安装1台鼓风机，干燥塔后安装1台引风机，阻力也可以干燥塔为基准分前段(从空气过滤器至塔)阻力和后段(塔后的设备及管道等)阻力。在操作条件下，热风流经各设备及管道等的阻力如表3所示，鼓风机的选型 鼓风机入口处的空气风度为2，湿含量 =0.003干空气表3 系统阻力估算表(四）设计结果汇总表 通过上述设计计算得到的本设计示例设计结果汇总表 设计结果汇总表料液解决量，kg/h1723.3蒸发水量，kg/h623.31空气用量，kg干空气/h4516.7雾化器孔径，mm5.0干燥塔直径，m0.7干燥塔有效高度，m1.6旋风分离器直径，m1鼓风机型号4-72-11 No.4.5A引风机型号9-26NO.5A（五）参考文献1、喷雾干燥实用技术大全 中国轻工业出版社 刘广文 编著2、化学单元过程及设备课程设计 化学工业出版社 匡国柱 史启才 主编