流化床干燥实验报告

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1、北京化工大学实验报告课程名称：流化床干燥实验实验日期：2010.05.12班级：姓名：同组人：流化床干燥实验一、摘要本实验利用流化床干燥器对物料干燥速率曲线进行测定。本实验装置为间歇操作的沸腾床干燥器，可测定达到一定干燥要求所需的时间。以此来测定干燥速率。利用物料的干湿重量变化计算物料的各种含水量。关键词：干燥速率含水量干重湿重二、实验目的1、了解流化床干燥器的基本流程和操作方法。2、掌握流化床流化曲线的测定方法，测定流化床床层压降与气速的关系曲线。3、测定物料含水量及床层温度随时间变化的关系曲线。4、掌握物

2、料干燥速率曲线的测定方法，测定干燥速率曲线，并确定临界含水量X0及恒速阶段的传质系数kH及降速阶段的比例系数Kx。三、实验原理1，流化曲线在实验中，可以通过测量不同空气流量下的床层压降，得到流化床床层压降与气速的关系曲线（见下图）。-9-当气速较小时，操作过程处于固定床阶段（AB段），床层基本静止不动，气体只能从床层空隙流过，压降与流速成正比，斜率约为1（在双对数坐标中）。当气速逐渐增加（进入BC段），床层开始膨胀，空隙率增大，压降与气速的将不再成比例。当气速继续增大，进入流化阶段（CD段），固体颗粒随气体流

3、动而悬浮运动，随气速的增加，床层高度逐渐增加，但床层压降基本保持不变，等于单位面积的床层净重。当气速增大至某一值后（D点），床层压降将减小，颗粒逐渐被气体带走，此时，便进入气体输送阶段。D点处得流速即被称为带出速度（u0）。在流化状态下降低气速，压降与气速的关系线将沿图中的DC线返回至C点。若气速继续降低，曲线将无法按CBA继续变化，而沿CA’变化。C点处得流速被称为起始流化速度（umf）。在生产操作中，气速应介于起始流化速度与带出速度之间，此时床层压降保持恒定，这是流化床的重要特点。据此，可以通过测定床层压

4、降来判断床层流化的优劣。2，干燥特性曲线将湿物料置于一定的干燥条件，测定被干燥物料的质量和温度随时间变化的关系，可得湿物料含水量（X）与时间（τ）的关系曲线及物料温度（θ）与时间（τ）的关系曲线（见图4-16）。物料含水量与时间关系曲线的斜率即为干燥速率（u）。将干燥速率对物料含水量作图，即为干燥速率曲线（见图4-17）。干燥过程可分为三个阶段。-9-（1）物料预热阶段（AB段）在开始干燥时，有一较短的预热阶段，空气中部分热量用来加热物料，物料含水量随时间变化不大。（2）恒速干燥阶段（BC段）由于物料表面存在

5、自由水分，物料表面温度等于空气的湿球温度，传入的热量只用来蒸发物料表面的水分，物料含水量随时间成比例减少，干燥速率恒定且最大。（3）降速干燥阶段（CDE段）物料含水量减少到某一临界含水量（XO），由于物料内部水分的扩散慢于物料表面的蒸发，不足以维持物料表面保持湿润，而形成干区，干燥速率开始降低，物料温度逐渐上升。物料含水量越小，干燥速率越慢，直至达到平衡含水量（X*）而终止。干燥速率为单位时间在单位面积上汽化的水分量，用微分式表示为（4-33）式中u—干燥速率，kg水/(m2.s);A—干燥表面积，m2;dτ

6、—相应的干燥时间，s;dW—汽化的水分量，kg。图4-17中的横坐标X为对应于某干燥速率下的物料平均含水量。（4-34）式中—某一干燥速率下湿物料的平均含水量；—Δτ时间间隔内开始和终了时的含水量，kg水/kg绝干物料。（4-35）式中—第i时刻取出的湿物料的质量，kg；-9-—第i时刻取出的物料的绝干质量，kg。干燥速率曲线只能通过实验测定，因为干燥速率不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还受物料性质结构及含水量的影响。本实验装置为间歇操作的沸腾床干燥器，可测定达到一定干燥要求所需的时间，为工业上连续操作的

7、流化床干燥器提供相应的设计参数。四、实验装置和流程沸腾干燥实验装置流程如下图所示：图4-18沸腾干燥实验装置和流程1—风机；2—湿球温度水筒；3—湿球温度计；4—空气加热器；5—空气加热器；6—空气流量调节阀；7—放净口；8—取样口；9—不锈钢筒体；10—玻璃筒体；11—气固分离段；12—加料口；13—旋风分离器；14—孔板流量计本装置的所有设备，除床身筒体一部分采用高温硬质玻璃外，其余均采用不锈钢制造。床身筒体部分由不锈钢段（内径φ100mm，高100mm）和高温硬质玻璃段（内径φ100mm，高400mm）

8、组成，顶部有气固分离段（内径φ150mm，高250mm）。不锈钢筒体上没有物料取样器、放净口和温度计接口等，分别用于取样、放净和测温。床身顶部气固分离段设有加料口和测压口，分别用于物料加料和测压。空气加热装置由加热器和控制器组成，加热器为不锈钢盘管式加热器，加热管外壁设有1mm铠装热电偶，其与人工智能仪表、固态继电器等，实现空气介质的温度控制。空气加热装置底部设有测量空气干球温度和湿球温度的接口，以