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          Changzhou Punaier Drying Equipment Co., LTD

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          信息來源︰本站 | 發布日期︰ 2018-04-26 | 瀏覽量︰
          關鍵詞︰盤式干燥機,盤式連續干燥機,盤式烘干機,盤式干燥設備,圓盤干燥機

          選型計算示例

          (1)物料原始參數︰

          物料名稱︰維生素C,無色晶體,80~300#細粉。
          物料含濕率(乙醇)w1︰0.15kg/kg;
          產品含濕率w2︰0.001kg/kg;
          產量Mout︰10000/24=416.670kg/h;
          給料溫度tin︰20℃;
          排料溫度tout︰50℃;
          排氣溫度tw:  58℃(蒸汽在排出干燥器前,有多次被加熱盤背面加熱升溫過程)
          物料比熱Cm︰1.5kj/kg.℃;
          濕份為乙醇,需回收。
          乙醇比熱Cw︰2.85 kj/kg.℃;
          乙醇汽化潛熱r︰950kj/kg;
          乙醇沸點︰78.3℃;
          熱水溫度Tin︰75℃;
          排水溫度Tout︰72℃;
          盤式干燥器工作真空度︰-0.06MPa(表壓)
          (2)物料衡算
          產品干基含水率 wd2= w2/(1-w2)=0.001/(1-0.001)=0.001kg/kg
          絕干物料產量 Md= Mout x (1-w2)=416.67x(1-0.001)=416.254kg/h
          濕物料產量Min = Moutx[(1-w2)/ (1-w1)]=416.67x[(1-0.001)/(1-0.15)]=489.71kg/h
          (3)計算乙醇總蒸發量Δw
                Δw = Min-Mout = 489.17-416.67=73.04kg/h
          (4)干燥熱量計算
                 Qd  = Δw×(r+Cwx(tout-tin))+Md×(Cm+CwxWd1)×(tout-tin)
                    = 73.04x(950+2.85x(50-20))+416.254x(1.5+2.85x0.001)x(50-20)
                    = 98589.357kj/h
              因該干燥是在低真空狀態下進行,且要求回收溶劑,系統沒有另行引入干氣體,在計算干燥熱量時與前邊稍有不同,一般按水分在排料溫度下蒸發,計算偏于安全。
          (5)傳熱對數溫差計算
                 ΔT = [(Tin-tin)-(Tout-tout)]÷ln[(Tin-tin)-(Tout-tout)]= 36.015℃
          (6)干燥面積計算
          A = Qd / ( k. ΔT) = 98589.357/(23x3600/1000x36.015) = 33.06m2
          其中k = 23w/m2.℃按經驗選取。
          選擇2200/12型盤式干燥器,總加熱面積36.9m2。
          (7)管殼式冷凝器計算
           》1 計算干燥器泄漏量Mg 冷凝器的工作負荷為干燥器蒸發出的乙醇蒸汽和泄露進來的空氣,其中乙醇蒸汽降溫並冷凝為液體,空氣則僅有降溫過程,但空氣的泄入量影響冷凝器的傳熱系數。空氣泄漏量Mg可按圖1-65確定。由盤式干燥器容積24m3,查得箱體泄漏量7kg/h,兩端軸承處泄露估計為4kg/h,則總的泄漏量為
          Mg=11kg/h。
          》2 乙醇蒸汽飽和溫度計算 乙醇在-0.06MPa(工作壓強P=41.3kPa)單一組分下的飽和蒸汽溫度約為59℃,但由于混合氣體中含有大量泄漏進來的空氣,進入冷凝器的濕氣並不飽和,其濕度為X=Δw/Mg=6.64kg/kg,根據濕度定義X=Pw.Gw/(P-Pw)Gg得乙醇剛進入冷凝器的蒸汽分壓Pw︰
          Pw=PGgX/(Gw+GgX)=33.34kPa
          其中Gg-空氣分子量;Gg=29
              Gw-乙醇分子量;Gw=46
              Pw-乙醇蒸汽分壓,kPa;
              P-干燥器工作總壓強,kPa;
          查乙醇的蒸汽壓表,在Pw=33.34kPa時的飽和溫度為tw=51℃。
          隨著冷凝的進行,乙醇在冷凝器中的濃度是逐步降低的,蒸汽壓和飽和溫度也在下降,設乙醇冷凝回收率95%,則排出冷凝器前的乙醇蒸汽為
          X2=(1-0.95)Δw/Mg=0.332kg/kg
          Pw2=PGgX2/(Gw+GgX2)=7.148 kPa
          查乙醇的蒸汽壓表,在Pw2=7.148kPa時的飽和溫度約為tw2=21℃。為此,如只選用一台冷凝器,則冷卻後的蒸汽溫度應選為tc=20℃,否則在冷凝器的後半部分將無法實現冷凝。如采用兩台串聯,後一台冷凝器仍為tc=20℃,前一台的冷凝溫度可稍高于該值,參考Pw=33.34kPa選取。
          》3 按質量比加權計算乙醇蒸汽和空氣混合物的比熱容Ch
          空氣比熱 Cg=1.013kj/kg. ℃
          乙醇蒸汽比熱Cw=1.51kj/ kj/kg. ℃
          空氣質量分率 Rg=Mg/(Mg+Δw)=11/(11+73.04)=0.13
          乙醇蒸汽質量分率 Rw=Δw /( Mg+Δw)=73.04/(11+73.04)=0.87
          混合氣體比熱容Ch=Cg.Rg+Cw.Rw =1.45kj/kg. ℃
          》4 冷凝器冷負荷Qc
          Qc=Δw r+(Δw+Mg).Ch.(tw-tc)=73165.6kj/h(在此蒸汽溫度按tw計算,偏于安全)
          》5 冷凝器換熱面積Ac︰
          因^終乙醇蒸汽的飽和溫度為21℃,可選取常溫水作冷卻介質,選取給水溫度Tc1=7℃,排水溫度Tc2=15℃,則傳熱溫差為︰
          ΔTc= [(tw-Tc1)-(tc-Tc2)]÷ln[(tw-Tc1)-( tc-Tc2)]=13.653℃
          Ac=Qc/(Kc. ΔTc)=53.59m2
          其中Kc=100kj/ m2.℃.h,按經驗選。br /> 飽和蒸汽溫度取泠凝器前後平均值(51+21)/2=36℃;
          以上計算,沒有考慮冷凝過程中乙醇含量逐漸降低對傳熱系數以及溫差的影響,實際的冷凝是個變溫冷凝過程,乙醇蒸汽含量隨冷凝而逐漸降低,氣體流量下降,流速降低,不凝氣體濃度加大,總傳熱系數降低。另外,乙醇蒸汽的飽和溫度也逐漸降低,導致傳熱溫差降低。比熱容也是逐漸下降,接近不凝氣體的比熱容。因而,應逐段計算傳熱系數和傳熱溫差,在此因設備較。 捎昧思蚧 撲惴椒。
          本例冷凝器是按管殼式間接冷卻方式計算的,也可選用翅片式換熱器作冷凝器,或采用直冷冷凝器,各種冷凝方式的差別詳見附屬裝置有關章節。
          》6 冷卻介質流量L
          L= Qc/C. ΔT=70362.86/4.18/(15-7)=2104kg/h
          (8)真空泵選型計算
          真空機組有效抽速Sp=(Δw+Mg) K=(73.04+11)x1.3=109.25kg/h
          其中K=1.3為抽速損失系數
          工作壓力P=41.3kPa   
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