當前位置:首頁>生活>污泥流化床干化技術工藝及設計要點
發布時間:2025-10-28閱讀(6)
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干燥機的設計是在設備選型和確定工藝條件基礎上,進行設備工藝尺寸計算及其結構設計。不同物料、不同操作條件、不同型式的干燥機中氣固兩相的接觸方式差別很大,對流傳熱系數α及傳質系數k不相同,目前還沒有通用的求算α和k的關聯式,干燥機的設計仍然大多采用經驗或半經驗方法進行。
(1)確定設計方案 包括干燥方法及干燥機結構型式的選擇、干燥裝置流程及操作條件的確定。確定設計方案時應遵循如下原則。 ① 滿足生產工藝的要求并且要有一定的適應性,保證產品質量能達到規定的要求,且質量穩定。裝置系統能在一定程度上適應不同季節空氣濕度、原料含濕量、顆粒粒度的變化。 ② 經濟上的合理性,使得設備費與操作費總費用降低。 ③ 安全生產,注意保護勞動環境,防止粉塵污染。 (2)干燥機主體設計 包括工藝計算、設備尺寸設計。
(3)輔助設備的計算與選型 各種結構型式的流化床干燥機的設計步驟和方法基本相同。 (4)流化床干燥機干燥條件的確定 干燥機的設計依據是物料衡算、熱量衡算、速率關系和平衡關系四個基本方程。設計的基本原則是物料在干燥機內的停留時間必須等于或稍大于所需的干燥時間。 干燥機操作條件的確定與許多因素(如干燥機的形式、物料的特性及干燥過程的工藝要求等)有關,并且各種操作條件之間又是相互關聯的,應予以綜合考慮。有利于強化干燥過程的最佳操作條件,通常由試驗測定。
干燥操作條件的選擇原則如下。 1)干燥介質的選擇 干燥介質的選擇,決定于干燥過程的工藝及可利用的熱源,基本的熱源有熱氣體、液態或氣態的燃料以及電能。www.ws46.com 此外,干燥介質的選擇還應考慮其經濟性及來源。在對流干燥中,干燥介質可采用空氣、惰性氣體、煙道氣和過熱蒸汽。熱空氣是最廉價易得的熱源,但對某些易氧化的物料或從物料中蒸發出的氣體易燃、易爆時,則需采用惰性氣體作為干燥介質。由于煙道氣溫度高,故可強化干燥過程,縮短干燥時間,適用于高溫干燥,但是被干燥的物料需要滿足不怕污染且不與煙氣中的SO2和CO2等氣體發生作用的要求。 2)流動方式的選擇 氣體和物料在干燥機中的流動方式一般可分為并流、逆流和錯流。 并流方式中,物料的移動方向與介質流動方向相同。物料一進入干燥機就與高溫、低濕的熱氣體接觸,傳熱、傳質推動力都較大,干燥速率也較大。但沿著干燥機內物料的移動方向,干燥推動力下降,干燥速率降低。由于并流時前期干燥速率較大,而后期干燥速率較小,難以獲得含水量很低的產品,因此適用于當物料含水量較高時允許進行快速干燥而不產生龜裂或焦化,或干燥后期不耐高溫即干燥產品易變色、氧化或分解的情況。 逆流方式中,物料移動方向和介質的流動方向相反,整個干燥過程中的干燥推動力變化不大,適用于在物料含水量高時不允許采用快速干燥,或在干燥后期物料可耐高溫,或要求干燥產品的含水量很低的情況。若氣體初始溫度相同,并流時物料的出口溫度比逆流時低,被物料帶走的熱量就少,就干燥經濟性而論,并流優于逆流。 錯流方式中,干燥介質與物料間運動方向相互垂直。各個位置上的物料都與高溫、低濕的介質相接觸,因此干燥推動力比較大,而且該方式中還可采用較高的氣體流速,所以干燥速率很高,適用于物料無論在高或低的含水量時都可以進行快速干燥且可耐高溫或因阻力大或干燥機構造的要求不適宜采用并流或逆流操作的情況。 3)干燥介質進入干燥機時的溫度 提高干燥介質進入干燥機的溫度可提高傳熱、傳質的推動力,因此,在避免物料發生變色、分解等理化變化的前提下,干燥介質的進口溫度可盡可能高一些。對于同一種物料,允許的介質進口溫度隨干燥機型式不同而異。 4)物料離開干燥機時的溫度 物料離開干燥機時的溫度,即物料出口溫度θ2,與物料在干燥機內經歷的過程有關,主要取決于物料的臨界含水量值Xc及干燥第二階段的傳質系數。若物料出口含水量高于臨界含水量值Xc,則物料出口溫度θ2等于與它相接觸的氣體濕球溫度;若物料出口含水量低于臨界含水量值Xc,則值越低,物料出口溫度θ2也越低;傳質系數越高,θ2越低。 必須指出,上述各操作參數互相間是有聯系的,不能任意確定。通常物料進出、口的含水量X1、X2及進口溫度θ1是由工藝條件規定的,空氣進口濕度H1由大氣狀態決定,若物料的出口溫度θ2確定后,剩下的絕干空氣流量L,空氣進出干燥機的溫度t1、t2和出口濕度H2(或相對濕度φ2)這四個變量只能規定兩個,其余兩個由物料衡算及熱量衡算確定。至于選擇哪兩個為自變量需視具體情況而定。在計算過程中,可以調整有關的變量,使其滿足前述各種要求。 |
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