秀Word，噴霧干器設計一、述(噴霧燥原噴霧干燥是將溶液漿或懸浮在熱風中噴霧成細小液滴滴在下降過程中水分被迅速汽化而達到干燥目的，從而獲得粉末或顆粒狀的產(chǎn)品。物料的干燥過程分為等速階段和降速階段等速階段水分通過顆粒的擴散速率大于汽化速率水汽化是在液滴表發(fā)生等速階段又稱為表面汽化控制階段當水分通過顆粒的擴散速率降低而不能維持顆粒表面的充分潤濕時化速率開始減慢燥入降速階段，降速階段又稱為內(nèi)部遷移控制階段。(噴霧燥特1.噴霧干的優(yōu)點要是（1（2（3（4（5

干燥速度快。產(chǎn)品具有良好的分散性和溶解性。生產(chǎn)過程簡化，操作控制方便。產(chǎn)品純度高，生產(chǎn)環(huán)境好。適宜于連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)。2.噴霧干的缺點：（1低操作時，傳質(zhì)速率較低，熱效率較低，空氣消耗量大，動力消耗也隨之增大。（2從氣中回收粉塵的設備投資大。（3干膏糊狀物料時，干燥設備的負荷較大。二、藝設計條件干燥物料為懸浮液燥質(zhì)為空氣源蒸汽和電化采用旋轉(zhuǎn)型壓力式噴嘴，選用熱風——霧滴并流向下的操作方式。具體工藝參數(shù)如下：料液處理量

330kg/h1料液含水量

w1

（濕基

產(chǎn)品含水量

w2%2

（濕基）料液密度

1

/

3

；

產(chǎn)品密度

2

/m

3熱風入塔溫度

t℃1

；

熱風出塔溫度

t℃2料液入塔溫度

℃1

；

產(chǎn)品出塔溫度

℃2產(chǎn)品平均粒徑

d1252

；

產(chǎn)品比熱容

kg2加熱蒸汽壓力（表壓）

MPa

；

料液霧化壓力（表壓）

MPa年平均溫度12；

年平均相對濕度70%1/

2秀Word，2三、燥裝置流程干燥裝置采用開放式流程。熱風在系統(tǒng)中使用一次，經(jīng)袋濾器除塵后，就排入大氣中，不再循環(huán)使用。四、藝流程圖1—料液貯罐2——料液過濾器—截止閥——隔膜泵5——穩(wěn)壓罐6—空氣過濾器—鼓風機——翅片式加熱器——電加熱器10—干燥塔—星形卸料閥——旋風分器——霧化器14—袋濾器15——碟閥16—引風機——消音器圖1五、藝設計計算(物料算1.絕干物流量

噴霧干燥裝置工藝流程示意圖(1)330(1/12.產(chǎn)品產(chǎn)

2(1)80%)1/w123.水分蒸量WG262.7kg1(熱量算

1lm1秀Word，1lm11.物料升所需熱

m2.5q

44.8/水2.汽化1kg的熱損q

lq經(jīng)驗公式q1

FW

計算—燥塔面對周圍空氣的傳系0.21tt—干燥外表溫取t℃

33.40.2141.8kJ/

F干燥塔散熱面積取Fm

2壁，F(xiàn)3028qkJ水W3.干燥塔口空氣濕度根據(jù)熱量衡算

2IIII211qHHHH21

44.820/水即

I1HH

1

，為一直線方程根據(jù)給出的工藝設計條件，

t，0

，由濕空氣的H-I圖查出Hkgkg干氣當t℃10

時，由濕空氣的H-I圖查出，I320kJkg絕干氣。任Hkg水/kg絕干氣1

，則I315.8/絕干氣連結(jié)點

H水/kg絕干氣1

1

320kJkg絕干氣

和點H水/kg絕干氣

kJ/絕干氣

延與t線交于點2D，D就是出口空氣狀點。由H-I圖出，

H水/絕干氣2

12秀Word，12

I=320kJ/kg干氣1twt℃1I

t=125℃t=100℃

0.05

圖2

H

求解過程示意圖4.空氣消量絕干空氣的消耗量為實際空氣消耗量為

262.73921/hH0.00621L'

0

kg/h(霧滴燥需間1.霧滴臨含水量

物料在干燥塔進出口處的干基含水量分別為1

1水絕干料w112

2%2kg/kg絕干料w2d11d

0.63

秀Word，徑c—

c

即在恒速干燥階段液滴體積收縮了液滴在恒速干燥階段由于收縮而減小的體積為6

6

3除去的水分質(zhì)量為0.75

6

3

剩余的水分質(zhì)量為6

1

臨界含水量為Xc

0.7530.20

w

0.750.751000w40.59水/絕干料0.200.202.初始滴d

由

d1

d1250.63

m3.汽化潛r熱空氣入塔溫度

t1

，濕度

H0.006kg干氣1

，由濕空氣圖出，熱空氣入塔狀態(tài)下的濕球溫度t手得水在54℃的汽化潛熱r/kg4.導熱系

。平均氣膜溫度為

541002

查手冊得空氣在77℃下的導熱系數(shù)5.恒速階物料表溫度

kWm即空氣的絕熱飽和溫度

t

as

，可以取空氣入塔狀態(tài)下的濕球溫度

t

02秀Word，02t

as

℃6.空氣臨溫度tc恒速階段的水分蒸發(fā)量為WG1空氣的臨界濕度為

kgHH0.006水kg絕干氣L3921在圖，過H作線，與AD交點C點C溫度即為空氣臨界溫度t，H-Ic查出t℃7.霧滴在速階段干燥間恒速階段熱空氣與液滴的溫度變化

空氣：液滴：

300℃125℃℃平均推動力為

1

1300ln125r22369881

s8.霧滴在速階段干燥間降速階段熱空氣與物料的溫度變化空氣：物料：

℃℃℃平均推動力為2

125ln10090

℃

2

2236921231.12

1.70s9.霧滴干所需時

1

2

1.681.70

秀Word，(壓力嘴要寸確1.霧化角為了了使塔徑不致過大，根據(jù)經(jīng)驗，選49

。2.流量系C

049

，由

與A

的關聯(lián)圖查出，噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)

。'1.0

，由

'與C

0

的關聯(lián)圖查出，流量系數(shù)

C0.450

。3.噴嘴孔d

0由

Q

2F

C

0

1

6

2.17

由

F

0

3.14

m圓整，取

d20

。4.噴嘴旋室尺寸噴嘴孔半徑取1mm，即

rmm0選用矩形切向通道，切身通道寬度取1.2mm，即

1.2mm旋轉(zhuǎn)室直徑為10mm，則半徑

R

b4.4mm22由

bh

及

'

rA

r

Ah22bA'

r13.122圓整，取

5.核算噴的生產(chǎn)力d和0

經(jīng)圓整后

r23600xy0秀Word，r23600xy0'

bh

r13.04.4與原

很接近，不必復算，可以滿足設計要求。6.空氣心徑rA

3.142

，由A的聯(lián)圖查出，

0.47由

rcr0

22rr

10.470.737.噴嘴出處液膜度u及其分度u、0x

0

0

Qrc

2

3.1420.000732

s液膜與軸線成

角噴出，

可分解成徑向速度

u

和軸向速度

u56.823.6m2u56.8m/s22圖3

離心型壓力式霧化器結(jié)構(gòu)示意圖表1

壓力噴嘴主要尺寸單位：

噴嘴旋轉(zhuǎn)室尺寸

d

0

rc

r

R

R

°

1.2

4.4

3.0

Ad1.98ReReAd1.98ReRe(干燥主尺的定1.塔徑塔內(nèi)空氣的平均溫度為t

3002

由手冊查出，在℃下，空氣的動力粘度為

a

0.026

，空氣的密度為

0.75/m

。（1）由徑向分速度

u，算

0

時的雷諾數(shù)

00

1aa

1.9823.60.75

Re135時0

23.6m/s

（2）取一系列

Re

，求出相應的霧滴水平飛行速度

u

和停留時間如取Re=100由

0

1a

a

，與100對的霧滴水平飛行速度為x

Re

17.5m/s由

Re

與

(Re)

的列線圖查出A

100

(Re)

2135

(Re)

1.15

0.3

相應的的停留時間為

2210.026a

1100

s其余各項計算結(jié)果列于表2表2

停留時間

與霧滴水平運動速u的關系

d(Re)

ux

Red1

aa

0

1.15

0.3

0.00663

/秀Word，/

1.15

1.06

1.15

1.151.151.15

3.234.659.15

0.5

1.15

（3）以為橫坐標，u為坐標畫出

u～

關系曲線，如圖4，用圖解積分得S

udx

0.732即霧滴由沿徑向運動的半徑距離為

0.732

，則塔直徑為2S20.7321.464圓整后取25.00020.00015.000

1.50m

。sm10.0000.00000.05000.10000.1500

0.20000.25000.30000.3500圖4

u

關系曲線圖

23秀Word，232.塔高（1）降速運動時間內(nèi)霧滴的下降距離H

①

時，霧滴軸向運動的雷諾數(shù)

0

為

a

51.70.026

295Ref

f

2

aa

a

9.810.75

123.8由

Re2

的關系列線圖查出，霧滴由降速運動變?yōu)榈人龠\動時的瞬時雷諾數(shù)為3.8f

?？梢婌F滴在降速階段的雷諾數(shù)變化范圍為～。由

2950

查出

20000

425.4

4

1.86

②取一系列雷諾數(shù)

Re200

f

，由

與2

的關系列線圖查出相應的2值再計算出相應的

2

值，結(jié)果列于表3。表3

Re

及的關系y

Re

2

12

d

uy

ad1

4d'11

dRe/m

/s

5.40

4

51.6

4.383.00

4443

1.12

0.002490.00608

)e/秀Word，)e/

4.10

322

3.8

∞③以Re為坐，

為縱坐標作圖到

～

關系曲線，如

圖。2.50E-022.00E-02φ1.50E-02－ξ(

1.00E-025.00E-030.00E+00050100150

200250300350圖5

2

～關系曲線圖④以Re=250為，霧滴在降速運動時間內(nèi)的軸向分速度為y

a

0.0260.75

m/s對

～

關系曲線圖解積分得Re295250

則停留時間為

/秀Word，/

a

2

295250

Re41.982

0.00249s其余各項計算結(jié)果列于表3⑤以為坐標，u為縱坐標作圖，得到y(tǒng)

～y

關系曲線，如圖。圖解積分得到霧滴降速運動時間內(nèi)的下降距離為H

udy

msm

60.00050.00040.00030.00020.00010.0000.0000.00000.05000.10000.1500

',s

0.20000.25000.30000.3500圖6

～y

系曲線圖（2）等速運動時間內(nèi)霧滴的下降距離H霧滴在等速運動時間內(nèi)的沉降速度為

2t

fa

0.0261.980.75

0.665/霧滴等速運動的時間為

''

'3.38霧滴在等速運動時間內(nèi)的下降距離為u2t（3）塔的有效高度H

''0.6652.055H2.0553.481圓整后，取

m

。

秀Word，3.干燥塔風進出接管徑（1）熱風進口接管管徑DvH1

1

27327311.244273273

1.64m/絕干熱風進口流量為V1.646430m11

3

/h取熱風進口接管內(nèi)的氣速為

m/s

，則進口接管管徑為

/

46430/3.1425

0.302m圓整后熱風進口接管管徑取

D

。（2）熱風出口接管管徑D

vH

273273100273

m3/干熱風出口流量為V1.18462722

3

/取熱風出口接管內(nèi)的氣速為

m/s

，則出口接管管徑為

/

44627/3.1425

m圓整后熱風出口接管管徑取

D2

。(主要屬備選1.空氣加器環(huán)境空氣先用翅片式加熱器由12℃加熱到℃，再用電加熱器加熱到300℃。（1）翅片式加熱器濕空氣由12升溫至130℃的傳換熱量為L'/h1L

——實際空氣消耗量由手冊查出，蒸汽壓力為

0.4MPa

時，蒸汽的飽和溫度為

t

，汽化潛熱為rkJ/

，取冷凝水的排出溫度為151℃，則水蒸汽消耗量為

秀Word，4695801kg/r2115加熱器的熱效率為tF0.849ts1由散熱排管的選擇曲線查出，選擇7R型管，表面風速為風面積為

.8s

，則所需排管的受V1.0464301u'36003.81

27R型散熱排管由

R30

型串聯(lián)而成單組散熱面積為

22.5

總熱面積為

。（2）電加熱器所需電加熱器的總功率為1.926H0.006Pv23600.823600.820.952.旋風分器進入進入旋風分離器的含塵氣體按空氣處理，氣體溫度取℃，度為Hkg水/kg絕干氣3

kWvH

2731.2440.073273273

1.163/kg含塵氣體流量為L45483/3選用擴散式旋風分離器，查型風分離器主要性能表，選用兩臺型擴散式旋風分離器，進口風速3.袋濾器

。進入袋濾器的氣體溫度取90，濕度為

H水/絕干氣42vH

2731.2440.073273273

/干氣體流量為V1.15m44

3

/h過濾氣速取

3.5m/

，所需過濾面積為

秀Word，4509603.5

21.5

查脈沖袋濾器造型表，選用DMC-36型沖袋濾器。其過濾面積7

，處理氣量為～m

/h

，設備阻力為

～1176

。4.風機系統(tǒng)中采用兩臺風機，一臺為鼓風機，安裝在干燥塔前；另一臺為引風機，安裝在干燥塔后設阻力以干燥塔為基準前段阻力和后段阻力操作條件下空氣流經(jīng)系統(tǒng)各設備和管道的阻力大體如表4所。表4

干燥系統(tǒng)阻力估算表設備

壓降

/

設備

壓降

/空氣過濾器翅片式加熱器電加熱器熱風分布器管道、閥門、彎頭等合計

干燥塔旋風分離器脈沖袋濾器消音器管道、閥門、彎頭等合計

（1）鼓風機鼓風機入口處的空氣溫度為

t0

，濕度為

水/kg絕干氣0v