喷雾干燥器的设计

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1、喷雾干燥器的设计喷雾干燥器的设计一、概述(一)喷雾干燥的原理喷雾干燥是将溶液、浆液或悬浮液在热风中喷雾成细小液滴，液滴在下降过程中，水分被迅速汽化而达到干燥目的，从而获得粉末或颗粒状的产品。物料的干燥过程分为等速阶段和降速阶段。在等速阶段，水分通过颗粒的扩散速率大于汽化速率，水分汽化是在液滴表面发生，等速阶段又称为表面汽化控制阶段。当水分通过颗粒的扩散速率降低而不能维持颗粒表面的充分润湿时，汽化速率开始减慢，干燥进入降速阶段，降速阶段又称为内部迁移控制阶段。(二)喷雾干燥的特点1.喷雾干燥的优点主要是：（1）干燥速度快。（2）产品具有良好的分散性和溶解性。（3）生产过程简

2、化，操作控制方便。（4）产品纯度高，生产环境好。（5）适宜于连续化大规模生产。2.喷雾干燥的缺点有：（1）低温操作时，传质速率较低，热效率较低，空气消耗量大，动力消耗也随之增大。（2）从废气中回收粉尘的设备投资大。（3）干燥膏糊状物料时，干燥设备的负荷较大。二、工艺设计条件干燥物料为悬浮液，干燥介质为空气，热源为蒸汽和电；雾化器采用旋转型压力式喷嘴，选用热风——雾滴并流向下的操作方式。具体工艺参数如下：料液处理量料液含水量（湿基）；产品含水量（湿基）料液密度；产品密度热风入塔温度；热风出塔温度料液入塔温度；产品出塔温度产品平均粒径；产品比热容加热蒸汽压力（表压）；料液雾化

3、压力（表压）年平均温度12℃；年平均相对湿度70%17喷雾干燥器的设计一、干燥装置流程干燥装置采用开放式流程。热风在系统中使用一次，经袋滤器除尘后，就排入大气中，不再循环使用。二、工艺流程图1——料液贮罐2——料液过滤器3——截止阀4——隔膜泵5——稳压罐6——空气过滤器7——鼓风机8——翅片式加热器9——电加热器10——干燥塔11——星形卸料阀12——旋风分离器13——雾化器14——袋滤器15——碟阀16——引风机17——消音器图1喷雾干燥装置工艺流程示意图三、工艺设计计算(一)物料衡算1.绝干物料流量2.产品产量3.水分蒸发量W(二)热量衡算17喷雾干燥器的设计1.物

4、料升温所需热量2.汽化水的热损失计算，3.干燥塔出口空气的湿度根据热量衡算即，为一直线方程根据给出的工艺设计条件，，，由湿空气的H-I图查出，。当时，由湿空气的H-I图查出，。任取，则连结点和点，并延长与线相交于点D，点D就是出口空气状态点。由H-I图查出，17喷雾干燥器的设计图2求解过程示意图1.空气消耗量绝干空气的消耗量为实际空气消耗量为(一)雾滴干燥所需时间1.雾滴临界含水量物料在干燥塔进出口处的干基含水量分别为17喷雾干燥器的设计即在恒速干燥阶段液滴体积收缩了37%液滴在恒速干燥阶段由于收缩而减小的体积为除去的水分质量为`剩余的水分质量为临界含水量为1.初始滴径由

5、2.汽化潜热热空气入塔温度，湿度，由湿空气H-I图查出，热空气入塔状态下的湿球温度，查手册得水在的汽化潜热。3.导热系数平均气膜温度为查手册得空气在77℃下的导热系数4.恒速阶段物料表面温度即空气的绝热饱和温度，可以取空气入塔状态下的湿球温度17喷雾干燥器的设计1.空气临界温度恒速阶段的水分蒸发量为空气的临界湿度为在H-I图中，过作垂线，与AD交于点C，点C温度即为空气临界温度，由H-I查出2.雾滴在恒速阶段的干燥时间恒速阶段热空气与液滴的温度变化空气：液滴：平均推动力为3.雾滴在降速阶段的干燥时间降速阶段热空气与物料的温度变化空气：物料：平均推动力为4.雾滴干燥所需时间

6、17喷雾干燥器的设计(一)压力喷嘴主要尺寸的确定1.雾化角为了了使塔径不致过大，根据经验，选取。2.流量系数，由的关联图查出，喷嘴结构参数。，由的关联图查出，流量系数。3.喷嘴孔径由由圆整，取。4.喷嘴旋转室尺寸喷嘴孔半径取1mm，即选用矩形切向通道，切身通道宽度取1.2mm，即旋转室直径为10mm，则半径由及圆整，取5.核算喷嘴的生产能力经圆整后17喷雾干燥器的设计与原很接近，不必复算，可以满足设计要求。1.空气心半径，由的关联图查出，由2.喷嘴出口处液膜速度及其分速度、液膜与轴线成角喷出，可分解成径向速度和轴向速度图3离心型压力式雾化器结构示意图表1压力喷嘴主要尺寸单

7、位：喷嘴旋转室尺寸49°20.7311.254.43.017喷雾干燥器的设计(一)干燥塔主要尺寸的确定1.塔径塔内空气的平均温度为由手册查出，在200℃下，空气的动力粘度为，空气的密度为。（1）由径向分速度，计算时的雷诺数（2）取一系列，求出相应的雾滴水平飞行速度和停留时间。如取Re=100，由，与对应的雾滴水平飞行速度为由与的列线图查出相应的的停留时间为其余各项计算结果列于表2。表2停留时间与雾滴水平运动速度的关系Re135023.61000.0066317.517喷雾干燥器的设计500.02348.75250.04644.