盘式干燥机选型计算示例

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1、盘式干燥机选型计算示例（1）物料原始参数：物料名称：维生素C，无色晶体，80~300#细粉。物料含湿率（乙醇）w1：0.15kg/kg；产品含湿率w2：0.001kg/kg；产量Mout：10000/24=416.670kg/h；给料温度tin：20℃；排料温度tout：50℃；排气温度tw: 58℃（蒸汽在排出干燥器前，有多次被加热盘背面加热升温过程）物料比热Cm：1.5kj/kg.℃；湿份为乙醇，需回收。乙醇比热Cw：2.85kj/kg.℃；乙醇汽化潜热r：950kj/kg；乙醇沸点：78.3℃；热水温度Tin：75℃；排水温度Tout：72℃；盘式干燥器工作真空度：-0.06

2、MPa（表压）（2）物料衡算产品干基含水率wd2=w2/(1-w2)=0.001/(1-0.001)=0.001kg/kg绝干物料产量Md=Moutx(1-w2)=416.67x(1-0.001)=416.254kg/h湿物料产量Min=Moutx[(1-w2)/(1-w1)]=416.67x[(1-0.001)/(1-0.15)]=489.71kg/h（3）计算乙醇总蒸发量Δw   Δw=Min-Mout=489.17-416.67=73.04kg/h（4）干燥热量计算    Qd =Δw×(r+Cwx（tout-tin）)+Md×(Cm+CwxWd1)×(tout-tin)  

3、   =73.04x（950+2.85x(50-20)）+416.254x(1.5+2.85x0.001)x(50-20)     =98589.357kj/h  因该干燥是在低真空状态下进行，且要求回收溶剂，系统没有另行引入干气体，在计算干燥热量时与前边稍有不同，一般按水分在排料温度下蒸发，计算偏于安全。（5）传热对数温差计算    ΔT=[(Tin-tin)-(Tout-tout)]÷ln[(Tin-tin)-(Tout-tout)]=36.015℃（6）干燥面积计算A=Qd/(k.ΔT)=98589.357/(23x3600/1000x36.015)=33.06m2其中k=2

4、3w/m2.℃按经验选取。选择2200/12型盘式干燥器，总加热面积36.9m2。（7）管壳式冷凝器计算 》1计算干燥器泄漏量Mg冷凝器的工作负荷为干燥器蒸发出的乙醇蒸汽和泄露进来的空气，其中乙醇蒸汽降温并冷凝为液体，空气则仅有降温过程，但空气的泄入量影响冷凝器的传热系数。空气泄漏量Mg可按图1-65确定。由盘式干燥器容积24m3，查得箱体泄漏量7kg/h，两端轴承处泄露估计为4kg/h，则总的泄漏量为Mg=11kg/h。》2乙醇蒸汽饱和温度计算乙醇在-0.06MPa（工作压强P=41.3kPa）单一组分下的饱和蒸汽温度约为59℃，但由于混合气体中含有大量泄漏进来的空气，进入冷凝器

5、的湿气并不饱和，其湿度为X=Δw/Mg=6.64kg/kg，根据湿度定义X=Pw.Gw/(P-Pw)Gg得乙醇刚进入冷凝器的蒸汽分压Pw：Pw=PGgX/(Gw+GgX)=33.34kPa其中Gg-空气分子量；Gg=29  Gw-乙醇分子量；Gw=46  Pw-乙醇蒸汽分压，kPa；  P-干燥器工作总压强，kPa；查乙醇的蒸汽压表，在Pw=33.34kPa时的饱和温度为tw=51℃。随着冷凝的进行，乙醇在冷凝器中的浓度是逐步降低的，蒸汽压和饱和温度也在下降，设乙醇冷凝回收率95%，则排出冷凝器前的乙醇蒸汽为X2=（1-0.95）Δw/Mg=0.332kg/kgPw2=PGgX2/

6、(Gw+GgX2)=7.148kPa查乙醇的蒸汽压表，在Pw2=7.148kPa时的饱和温度约为tw2=21℃。为此，如只选用一台冷凝器，则冷却后的蒸汽温度应选为tc=20℃，否则在冷凝器的后半部分将无法实现冷凝。如采用两台串联，后一台冷凝器仍为tc=20℃，前一台的冷凝温度可稍高于该值，参考Pw=33.34kPa选取。》3按质量比加权计算乙醇蒸汽和空气混合物的比热容Ch空气比热Cg=1.013kj/kg.℃乙醇蒸汽比热Cw=1.51kj/kj/kg.℃空气质量分率Rg=Mg/(Mg+Δw)=11/(11+73.04)=0.13乙醇蒸汽质量分率Rw=Δw/(Mg+Δw)=73.04

7、/(11+73.04)=0.87混合气体比热容Ch=Cg.Rg+Cw.Rw=1.45kj/kg.℃》4冷凝器冷负荷QcQc=Δwr+(Δw+Mg).Ch.(tw-tc)=73165.6kj/h（在此蒸汽温度按tw计算，偏于安全）》5冷凝器换热面积Ac：因^终乙醇蒸汽的饱和温度为21℃，可选取常温水作冷却介质，选取给水温度Tc1=7℃，排水温度Tc2=15℃，则传热温差为：ΔTc=[(tw-Tc1)-(tc-Tc2)]÷ln[(tw-Tc1)-(tc-Tc2)]=13.