粉末状药品的干燥.doc

化工原理课程设计 题目：粉末状物料的干燥 专业： 姓名： 指导老师： 任务书 一、设计题目 设计一台卧式多室连续流化床干燥器，用于干燥粉末状药品，将其含水量从0.03干燥至0.003（湿基），生产能力（以处理湿物料计算）为2500kg/h。 二、干燥条件 1.干燥介质：湿空气 初始湿度 =0.018kg水/kg干气 进预热器温度 =25℃ 进干燥器温度 =105℃ 热源 392.4kPa的饱和水蒸气 2.物料入口温度 =40℃ 3.操作压强 略微负压 4.设备工作日 每年330天，每天24h运行 5.厂址 江苏地区 三、设计内容 1.干燥流程的确定及说明。 2.干燥器主体工艺尺寸计算及结构设计。 3.辅助设备的选型及核算（气固分离设备、空气加热器、供风装置、供料器）。 四、设计基础数据 1.物料参数 颗粒平均直径 0.15mm 固相密度 1400kg/ 堆积密度 450 kg/ 临界湿含量 0.015（干基） 干物料比热容 1.265kJ/(kg·℃) 平衡湿含量 近似取0 2.物料静止床层厚度 3.干燥装置热损失为有效传热量的15% 五、工艺流程图 卧式多室沸腾床干燥器内部结构示意图 1-摇摆式颗粒进料器 2-干燥器 3-卸料器 4-加热器 5-空气过滤器 6-旋风分离器 7-袋滤器 8-风机 设计计算 干燥流程的确定 根据干燥任务，采用卧式流化床干燥装置。 来自气流干燥器的颗粒状物料用星形供料器加到干燥器的第一室，依次经各室后，于51.5℃离开干燥器。湿空气由送风机送到翅片型空气加热器升温到105℃后进入干燥器，经过与悬浮物料接触进行传热传质后温度降到71.5℃.废气经旋风分离器净化后由抽风机排至大气。空气加热器以392.4kPa的饱和水蒸气作热载体。流程中采用前送后抽式供气系统，维持干燥器在略微负压下操作。 物料和热量衡算 物料衡算 空气和物料出口温度的确定 空气的出口温度t2应比出口处湿球温度高出20~50℃（这里取35℃），即 由t1=105℃及H1=0.018查湿度图得tw2=tw1=36.5℃，于是t2=36.5+35=71.5℃ 物料离开干燥器的温度θ2由下式计算，即 由水蒸气查表得 =2409 kJ/kg。 将有关数据代入上式，即 解得 θ2=51.5℃ 干燥器的热量衡算 干燥器中不补充热量，QD=0，因而可用下式进行衡算，即 Q=QP=Q1+Q2+QL ① 式中 取干燥器的热损失为有效耗热量(Q1+Q2)的15%，即 将上面各值代入①式，便可解得空气耗用量，即 解得 L=7007kg绝干气/h 由式可求空气离开干燥器的湿度H2，即 预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量 由水蒸气查表得，392.4kPa水蒸气的温度Ta=142.9℃，冷凝热 r=2140 kJ/kg。 取预热器的热损失为有效传热量的15%，则蒸汽消耗量为 干燥器的热效率为 干燥器的设计 流化速率的确定 临界流化速度的计算 在105℃下空气的有关参数为密度ρ=0.935 kg/m3,黏度μ=2.21510-5Pa·s，导热系数λ=3.24210-2W/m·℃。 取球形颗粒层床在临界流化点εmf=0.4。由于εmf和Ar数值查图得Lymf=210-6。临界流化速度为： 颗粒带出速度μt 由ε=1及Ar值查图得Lyt=0.55，带出速度为： 操作流化速度 u 取操作流化速度为0.7 ut，即 u=0.70.5763=0.4034 m/s 流化床层底面积的计算 干燥第一阶段所需底面积A1由下式计算，即 式中相关计算如下： 取静止床层厚度Z0=0.10 m 干空气的质量流速取为ρu，即 由于dm=0.15 mm 0.9mm，所得αa值应予以校正，由dm值从图6-11查得C=0.11。 解得 A1=1.681 m2 物料升温解得所需底面积A2的计算 式中 解得 A2=0.423 m2 床层的总面积为： A=A1+A2=1.681+0.423=2.104 m2 干燥器的宽度和长度 今取宽度 b=1.2 m，长度 l=2 m