1、 化工原理课程设计 题目： 单层圆筒形流化床干燥器的设计 学院： 化学工程学院 专业: 过程装备与控制工程 设计者： 学号： 指导老师： 联系电话： 一. 概述 1.干燥原理 干燥通常是指将热量加于湿物料并排除挥发湿份 （大多数情况下 是水） ，而获得一定湿含量固体产品的过程。湿份以松散的化学结合 或以液态溶液存在于固体中，或积集在固体的毛细微机构中。 外部条件控制的干燥过程 在干燥过程中基本的外部变量为温 度、湿度、空气的流速和方向、物料的物理形态、搅动状况，以及在 干燥操作时干燥器的持料方法。外部干燥条件在干燥的初始阶段，因 为物料表面的水分以蒸汽的形式通过物料表面的气膜向周围扩散， 这
2、种传质过程伴随传热进行，故强化传热便可加速干燥。但在某些情况 下，应对干燥速率加以控制，采用相对湿度较高的空气，既保持较高 的干燥速率又防止出现质量缺陷。 内部条件控制的干燥过程 在物料表面没有充足的自由水分时， 热量传至湿物料后，物料就开始升温并在其内部形成温度梯度， 使热 量从外部传入内部，而湿份从物料内部向表面迁移，这种过程的机理 因物料结构特征而异。 在临界湿含量出现至物料干燥到很低的最终湿 含量时， 内部湿份迁移成为控制因素，了解湿份的这种内部迁移是很 重要的。一些外部可变量，如空气用量，通常会提高表面蒸发速率。 对内部条件控制的干燥过程， 其强化手段是有限的， 在允许的条件下， 减
3、小物料的尺寸，以降低湿份的扩散阻力是很有效的。 2.几种常见的干燥器 （1）气体干燥器 干燥速度快，气固并流操作，干燥时间短；另外结构简单，设 备投资少，占地面积小，操作方便，性能稳固，维修量小。缺点：物 料停留时间很短，气流干燥器只适合干燥非结合水，不适合于结合水 分的干燥；由于颗粒之间以及颗粒和器壁之间的碰撞和摩擦，不适合 于干燥晶形等不允许破坏的物料；气固两相分离的任务很重，固体产 品的放空损失较大，粉料排空对环境造成一定污染；气固两相的接触 时间短， 两相间的传热不充分， 气体放空时的温度较高， 热疗率较低； 此外气体通过干燥系统的流动阻力较大，风机的动力消耗较高， 因而 气流干燥器的
4、能量消耗较高。 （2）转筒干燥器 机械化程度高，生产能力较大，干燥介质通过转筒的阻力较小， 对物料的适应性较强，操作稳定，运行费用低。但是装置比较笨重， 金属耗材多，传动机构复杂，维修量较大，设备投资高，占地大。 （3）喷雾干燥器 干燥速度快，干燥时间短，特别适合热敏性物料的干燥。但是 它的体积传热系数很低，水分汽化强度小，因而干燥器体积庞大，热 效率低，动力消耗大。 （4）厢式干燥器 可以用于各种物料的干燥，但其热效率低，产品质量不均匀， 主要用于小规模多品种、干燥条件变动大的场合。 （5）流化床干燥器 优点：床层温度均匀，体积传热系数大（23007000W /m 3） 。 生产能力大，可在小装置中处理大量的物料；物料干燥速度大，在干 燥器中停留时间短，所以适用于某些热敏性物料的干燥； 物料在床内 的停留时间可根据工艺要求任意调节， 故对难干燥或要求干燥产品含 湿量低的过程非常适用；设备结构简单，造价低，可动部件少，便于 制造、操作和维修；在同一设备内，既可进行连续操作，又可进行间 歇操作。 缺点：床层内物料返混严重，对单级式连续干燥器，物料
