LPG300型喷雾干燥机设计计算演示

1目录PLG400型喷雾干燥器设计任务书一、设计任务二、设计任务说明PLG400型喷雾干燥器设计说明书一、设计内容说明：二、设计内容一览表：三、工艺条件计算四、工艺设计计算结果汇总表五、附图（均为CAD截图，原图见CAD文件）六、本设计设计公式书目来源七、参考文献干燥设备网一、设计任务：设计一喷雾干燥装置以干燥某种物料悬浮液。干燥介质为空气，热源为蒸汽和燃油，雾化器采用离心式喷嘴，选用热风—雾滴（或颗粒）并流向下的操作方式。二、设计任务说明1.工艺设计条件料液处理量：400kg/h；料液含水量：70%；料液密度：1100kg/m3；热风入塔温度：200℃；料液入塔温度：85℃；产品平均粒径：125μm；加热蒸汽压力：0.6Mpa；年平均空气温度：20℃；产品含水量：3.5%（湿基）；产品密度：800kg/m3；热风出塔温度：95℃；产品出塔温度：65℃；干物料比容热：2.5kJ/kg℃年平均空气湿度：80%。2.设计要求2.1画出工艺流程；2.2进行工艺计算：包括物料衡算、热量衡算、雾滴干燥所需时间、离心式喷嘴主要尺寸的确定、干燥塔主要尺寸的确定、主要附属设备的设计或选型、工艺设计计算结果汇总。PLG300型喷雾干燥器设计说明书3一、设计内容说明：1-液料储罐；2-液料过滤器3-传动泵4-空气过滤管12345789101112645-鼓风机6-蒸汽加热器7-燃油加热器8-离心式雾化器9-干燥塔10-旋风分离器11-布袋过滤器12-引凤机1．干燥工艺流程设计：本干燥装置设计采用开放式系统工艺流程（如上图），主要包含干燥介质（即空气）加热器、干燥装置、产品回收设备、干燥介质输送装置、加料卸料装置等。二、设计内容一览表：设计名称设计结果说明干燥介质及加热器选择本设计采用的干燥介质为空气，一般状态下的空气经过滤后，由鼓风机送入蒸汽加热器初步加热，再经燃油炉流经干燥器及回收装置后由引风机排出。干燥器选择离心喷雾干燥器干燥介质输送设备采用前送风后引风的方式输送，既系统前安装一台鼓风机，系统后安装一台引风机产品回收设备的选择本设计采用旋风分离器做一级净化，后接一台袋滤器做二级净化。三、工艺条件计算51.物料横算○1.产品产量G2=G1hkg/35.12435.0.017.014001121○2.水分蒸发量WhkgGG/65.27535.12440021○3.物料含有干物料量GhkgG/00.120)7.01(400)1(112.热量横算热量横算公式：QLQLhLh210其中：Q0为物料降温释放的热量，hkj；1Lh为入塔空气带入的热量，hkj；2Lh为出塔废气带出的热量，hkj；LQ为热损失，hkj。物料降温释放的热量Q0=12ttcGm)6585(5.21206000hkj热损失LQ根据经验LQ=210hkj则12hhL=Q0-LQ=6000-210=5790hkj——A根据年平均空气温度为20C0,年平均相对湿度为80%，查湿空气的焓湿图（h-d图）得：d0=.0.012干空气水kgkg在干燥塔入口处湿含量d1=d0=0.012干空气水kgkg则其焓1hkgkjdTdh63.234012.02500200)012.093.10.1(250093.10.11111干燥塔出口空气的湿含量2d则其焓2h22222225009593.10.1250093.10.1dddTdh=95+2683.352d又水份蒸发量：wddL12=hkg/65.275——B6有A、B式联立方程将2h带入方程可解得干空气消耗量L=6722hkg/干燥塔出口空气的湿含量2d=0.053干空气水kgkg3．离心喷嘴主要尺寸的选定料液低速进料，故采用型号为RW2T,离心转盘直径为D=180mm，转盘转速为：n=15000r/min则离心式喷雾的喷雾幔最大半径16.02.021.03.3nqDRmmas其中D---转盘直径，mmq——进料流量，kg/hn---转盘转速r/min将以上数值带入得masR=4.30则塔径RD=2.25masR=9.8m取整数10m塔高可由经验公式h＝（1.1~1.2）RD=12m4.干燥所需时间τ的计算：（1）汽化潜热的确：由I-H焓湿图查得空气入塔状态下的湿球温度wt47℃，该温度下水的汽化潜热r=2384.88KJ/kg（2）热导率的确定：平均气膜温度为1/2×（45+95）=71℃，在该温度下空气的热导率)/(1097.25cmkW（3）初始滴径：根据已知条件物料密度为1100kg/m3，产品密度为800kg/m37干物料）水干物料）水kgkgwwXkgkgwwX/(04.0965.0/035.01/(3.23.0/7.01222111可得：)(9.165125)04.013.211100800()11(3131211mdXXdpppo（4）雾滴临界直径)(125mddppc（5）雾滴临界湿含量)/(296.0110010009.16512517.07.0111113313311干空气水kgkgddwwXwpopc（6）空气临界湿含量cH)/(048.06563)296.03.2()7.01(400012.0))(1(1111干空气水kgkgLXXwGHHcc（7）空气临界温度查焓湿图得Ctc05.105（8）传热温度差)(6.426595475.105ln)6595()475.105(ln)()()(5.83475.10585200ln)475.105()85200(ln)()(2222211111ctttttttctttttttomwcmwcmowcmwcmmtttt（9）雾滴干燥所需时间由公式得8stXXtdmcpcpmpcpdd09.252.057.16.421097.212)0363.0296.0(1025.180088.23845.831097.2810)25.166.1(110088.238412)(8)(5825822222122015.主要附属设备的设计和选型1.蒸汽加热器：初选SRZ10×6D型加热器，散热面积Aa=25.13m通风净截面积Af=0.382m受风面积As=0.622m0.6Mpa下的蒸汽温度ht=158C0空气平均温度=（130+20）/2=75C0该温度下空气密度为ρ=1.009kg/2mhkjttCVQP/109420130009.12.105.16722412实际风速u=6277×1.05/3600×0.38=5.16hm/3质量流速hkgur/20.5009.116.5K=48.949.0ru=109.7)/(2ChmkjO传热温差传热温差为△1mt=6913015020150ln20130℃所需传热面积为cA=11mtKQ124697.10910943=m2所需管数为94.413.25124，取5片，实际传热面积为5×25.13=125.65m2性能校核smsmUS/8.3/16.3360062.0/05.16277由此，可选SRZ10×6D翅9片式散热器共5片合适2.燃油加热器875.012006.020013084.012006.020084.0ThkjTtLcQp/1043.5875.0/)130200(009.16722/)(51重油的低热值取41866kJ/kg油计，故需油量为51043.5/41866=13（kg油/h）3.旋风分离器出口温度：80℃空气密度ρ=1.0kg/m380℃下的3/08.1273/)80273()053.0244.1773.0(mkgVHhmLVVH/726008.1672233选选切线式入口的旋风分离器，取入口风速为20m/s进口截面积A=231008.020360072603600mVVA=0.2D×0.4D=0.082D=0.10082mD=1.12m取整后取D=1.2m=1200mm圆柱高度L1=D=1200mm圆锥体高度L2=1.8D=2160mm(圆柱体高度)进口宽度b=0.2D=240mm进口高度a=0.4D=480mm排气管直径d=0.3D=360mm排粉管直径1d=0.1D=120mm旋风压降Paup1640200.11.41.422故选用CLK-12.0型旋风分离器较合适104.袋滤器选型取进入袋滤器的气体温度为65℃干空气kgmVH/04.1273/)80273()053.0244.1773.0(34hmLVVH/699104.16722343取过滤气速为3.0m/min,则所过滤器面积F=6991/3×60=38.8取整后取F=402m根据《喷雾干燥》查得选择MC60-1型袋滤器较合适。5.鼓风机选型鼓风机入口处的空气温度为20℃，湿含量为0.012273/)20273()012.0244.1773.0(273/)20273()244.1773.0(00dVH干空气kgm/84.03hmV/564684.0672230从《常用化工单元设备设计》中喷雾干燥系统选取6-46-11型通风机6.鼓风机选型鼓风机入口处的空气温度为80℃，湿含量为0.053273/)80273()053.0244.1773.0(273/)80273()244.1773.0(25dVH干空气kgm/08.13hmV/726008.1672230系统后段平均风温按80℃计算，密度为1.03/mkg从《常用化工单元设备设计》中喷雾干燥系统选取9-27-11型通风机11四、工艺设计计算结果汇总表通过上述工艺设计计算，结果汇总表如下所示。名称数值/型号物料处理量/(kg·h-1)400蒸发水量/(kg·h-1)0275.6产品产量/(kg·h-1)124.4空气用量/(kg干空气·h-1)124.4雾化盘直径/m0.18干燥塔直径/m10干燥塔有效高度/m12蒸汽加热器传热面积2m124燃油加热器功率kw543旋风分离器直径/m1.2袋滤器过滤面积2m40袋滤器型号MC60-1引风机型号9-27-11鼓风机型号6-46-1112五、附图（均为CAD截图，原图见CAD文件）附图1喷雾干燥塔的工艺条件1-热风入口接管2-热风分配器3-离心雾化器4-物料入口5-干燥室6-物料出口7-热风出口尺寸：塔径：10m塔高：12m1235416713附图2旋风分离各部分尺寸示意图圆柱高度L1=D=1200mm圆锥体高度L2=1.8D=2160mm(圆柱体高度)进口宽度b=0.2D=240mm进口高度a=0.4D=480mm排气管直径d=0.3D=360mm排粉管直径1d=0.1D=120mm14六、本设计设计公式书目来源序号公式书目来源备注1G2=G12111《食品工程原理》产品质量横算2WhkgGG/65.27535.12440021《食品工程原理》蒸发水份量3QLQLhLh210《食品工程原理》热量横算4wddL12《食品工程原理》干空气消耗量516.02.021.03.3nqDRmmas《食品工程全书（第一卷）》喷雾幔最大半径6RD=2.25masR《食品工程全书（第一卷）》塔径7h＝（1.1~1.2）RD《食品工程全书（第一卷）》塔