正航仪器介绍有关气流干燥器设计计算示例

正航仪器介绍有关气流干燥器设计计算示例
    用气流式干燥器干燥散粒状物料,其平均粒径dp=200μm,料径dpmax=500μm,处理量为3000kg/h,湿料最初含水量25%(干基),要求干燥至0.3%(干基)。干燥介质是由重油燃烧,再用冷空气混合而得,进入干燥管初温t1=400℃，Y1=0.025 kg（H2O）/kg(绝干空气) ；混合气的组分和空气基本相同,干物料的比热Cm=1.26kJ/kg绝干物料·℃,密度ρm=2000 kg/m3,湿料进口温度tm=20℃,经实验测定,该物料临界水含量ω0=2% 。请设计此粒状物料的气流干燥器(物料平衡水分视为零)。
解:Ⅰ基本假设
1) 颗粒在干燥过程中由于水分的除去而引起的粒径变化,密度变化可略去不计；
2) 颗粒是圆球形；
3) 在干燥管中,颗粒均分散悬浮于气流中,无相互粘结现象；
4) 颗粒进入干燥管后,颗粒浓度对其运动轨迹的影响可以略去不计。设排气温度为95℃。
  Ⅱ.物料衡算及热量衡算
1) 物料衡算
绝干物料量   G0 = 3000×1/（1+0.25）= 2400 kg/h
干燥去除的水分   W = G0(X2-X1)
                 W = 2400(0.25-0.003) = 593.1  kg/h
加热气体的物料平衡  593=L(Y2-0.025)                         (1)
2) 热量平衡
已设排气温度t2=95℃,再设物料出口温度tm2=80℃,则进入干燥管的气体热焓
      I1=(1.01 + 1.88×0.025) ×400 + 2490×0.025 = 485 kJ/kg
离开干燥管的气体热焓
      I2=(1.01 + 1.88Y2) ×95 + 2490 Y2 = 96 + 2669 Y2
全干燥管进行热量平衡
      485L+2400(1.26+4.186×0.25)×20 
      = L(96.0 + 2669 Y2)+2400(1.26+4.186×0.003) ×80      (2)
将(1)和(2)两联立,并解得
干燥用热气体需L=5350m3/h
干燥管出口废气湿含量Y2=0.136kgH2O/kg绝干气体
3) 校核物料出口温度tm2
可应用式(2-56)进行校核
 
tm=95-14=81℃，与假设（80℃）基本相符。
注:61℃是物料的湿球温度,2355kJ/kg是61℃时水的汽化热。