第十一讲转筒干燥,滚筒干燥和盘式干燥
练习题参考答案
一、次氯酸钙转筒干燥设计:
(一)、已知条件:物料初始含水率为ω1=35%,产品含水率为ω2=3%,产量为
W产=1000kg/h,原料的温度为θ1=18℃,干燥后产品的温度为θ2=85℃,物料的绝干比热为C s=0.4kcal/kg·℃,物料平均堆积密度:ρm=300kg/m3,物料平均粒径:d p=3.3mm
环境空气参数:空气温度为t0=18℃,空气含湿量为d0=O.O08kg水/kg干空气;
热风与排风参数:热源为间接换热热风炉,热风温度为t1=250℃,热风含湿量为d1=d0=0.008kg水/kg干空气;假设排风温度为t2=70℃。

(二)、物料衡算:
脱水量:W水=W产×(ω1-ω2)/(1-ω1)
=1000×(0.35-0.03)/(1-0.35)=492kg/h
原料供应量:W原=W产＋W水=1000＋492=1492kg/h
(三)、热量衡算和热风质量流量计算:
蒸发水分所需的热量:Q1=W水×(595＋0.45×t2-1×θ1)
∴Q1=492×(595＋0.45×70-1×18)=29.94×104kcal/h
产品升温所需的热量:Q2=W产×【C s×(1-ω2)＋1×ω2】×(θ2-θ1)
∴Q2=1000×【0.4×(1-0.03)＋1×0.03】×(85-18)
=2.80×104kcal/h
干燥设备外围护热损失:Q3=0.20×(Q1＋Q2)
∴Q3=0.20×(29.94＋2.80)×104=6.55×104kcal/h
验算热损失的合理性:q3=6.55×104/492=133kcal/kg脱水量
q3＞100kcal/kg脱水量,对于不保温的转筒来说,可认为合理。

计算三个不同状态下的热焓:
环境空气热焓:i0=(0.24＋0.45×0.008)×18＋595×0.008
=9.14kcal/kg干空气
热风热焓:i1=(0.24＋0.45×0.008)×250＋595×0.008
=65.66kcal/kg干空气
排风温度和进风含湿量下的热焓:
i2′=(0.24＋0.45×0.008)×70＋595×0.008
=21.81kcal/kg干空气
干燥所需的热风质量流量(考虑10%的漏风损失):
G=(Q1＋Q2＋Q3)/(i1-i2′)
∴G=(29.94＋2.80＋6.55)×104/(66.66-21.81-0.1×0.24×(70-18))
∴G=9223kg干空气/h=2.56kg干空气/s
干燥所需的热量:Q=G×(i1-i0)
∴G=9223×(65.66-9.14)=52.1×104kcal/h
验算所设排风温度的合理性:
排风含湿量:d2=d1＋W水/G=0.008＋492/9223=0.0613kg水/kg干空气, 查空气焓湿图可知相应的湿球温度为t湿=46℃,则t2-t湿=24℃＞20℃,对于仅采用旋风分离器作为一级除尘来说,原假设的排风温度合理。

(四)、转筒直径计算:
由于d p=3.3mm,堆积密度ρm=300kg/m3,查表并根据经验,可取质量流速:v=1.2kg/m2·s,则转筒直径为:
D=【4×2.56×(1+0.0613)/(3.1416×1.2】0.5=1.70m
(五)、转筒容积计算:
干燥强度的确定:根据磷酸硝酸肥的干燥强度参数,ω1=35%,
ω2=3%,t1=160～170℃,t2=80℃,d p=1～4mm,干燥强度:A=13～15kg/m3·h, 现在热风温度为t1=250℃,排风温度为t2=70℃,d p=3.3mm,经比较,可取A=22kg/m3·℃,则转筒容积为:
V=1.2×W水/A=1.2×492/22=26.84m3
(六)、转筒长度计算:
Z=V/(0.7854×D2)=26.84/(0.7854×1.72)=11.8m,经圆整,取Z=17m (七)、干燥时间计算:
对于逆流工况,干燥时间有以下计算式:
τ=0.23×Z/(S×n0.9×D)+10×Z×v/(G×d p0.5)
式中:Z----筒体长度,Z=12m;
S----转筒倾斜度,S=tgβ,β---倾角,β=2.5°,S=0.0437;
D----筒体直径,D=1.7m;
n----转筒转速,n=4r/min;
v-----热风质量流量,V=9223kg/h=2.56kg/s;
G-----产量,G=1000kg/h=0.28kg/s
d p-----产品平均粒径,d p=3300μm
∴τ=0.23×12/(0.0437×40.9×1.7)+10×12×2.56/(0.28×33000.5)
τ=10.82+19.10=29.92=30min
(八)、筒体壁厚计算:
对于无衬层筒体的壁厚,当筒体直径D为1.4～2m时,筒体壁厚δ1=12mm,滚圈下筒体壁厚δ2=24mm。

（九）、扬料板设计：
1．进口处焊有1m长的螺旋导板，减少进口处的原料堆积。

2．出口处也焊有1m长的螺旋导板，减少产品夹带和加快排出产品。

3．其他部位采用折板形的升举式扬料板。

扬料板的数量：n1=（6～10）×D，则：n1=10×1.7=17，为了使加工时，
便于圆周均分，现取n1=16；
扬料板高度：根据设计资料，扬料板半径方向的高度h R与转筒直径D
的关系，取h R/D=0.15，则h R=0.15×1.7=0.255m。