PAGE本科畢業(yè)設(shè)計(jì)丙丁苯樹(shù)脂生產(chǎn)裝置中流化床式干燥器的優(yōu)化設(shè)計(jì)改造StudyonAlterationofFluidizedBedDryerforABSPlant學(xué)院名稱：化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：化學(xué)工程與工藝10-1學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師姓名：張?jiān)手笇?dǎo)教師職稱：2014年5月目錄摘要 IAbstract II引言 1第一章文獻(xiàn)綜述 21.1選題背景 21.2ABS生產(chǎn)裝置簡(jiǎn)介 21.3流化床干燥器工藝流程簡(jiǎn)介 41.4ABS干燥系統(tǒng)存在的問(wèn)題 41.4.1由于干燥介質(zhì)理化性質(zhì)而引起的問(wèn)題 41.4.2旋風(fēng)分離器設(shè)計(jì)存在問(wèn)題 51.4.3干燥器內(nèi)部大顆粒堵塞流道 51.5ABS裝置干燥系統(tǒng)爆燃的原因分析 51.5.1堆積粉料自燃 51.5.2工藝氣體中的雜質(zhì) 51.5.3摩擦 51.5.4放電 61.5.5可燃?xì)怏w 61.6優(yōu)化改造需重點(diǎn)解決的問(wèn)題 61.7選題的意義 7第二章流化床干燥器的介紹 92.1流化干燥技術(shù) 92.2流化床干燥器的發(fā)展歷程 92.3流化床干燥器應(yīng)用條件 112.4常見(jiàn)流化床干燥器簡(jiǎn)介 112.4.1單層流化床干燥器 112.4.2多層流化床干燥器 122.4.3臥式多室流化床干燥器 122.4.4振動(dòng)流化床干燥器 132.4.5攪拌流化床干燥器 142.4.6離心流化床干燥機(jī) 152.4.7脈沖流化床干燥器 162.5本設(shè)計(jì)干燥器的選型問(wèn)題 17第三章干燥過(guò)程的計(jì)算 183.1物料和熱量衡算 183.1.1物料衡算 183.1.2空氣和物料出口溫度的確定 193.1.3干燥器的熱量衡算 203.1.4預(yù)熱器的熱負(fù)荷和加熱蒸汽消耗量 223.2干燥器的設(shè)計(jì) 223.2.1流化速度的確定 223.2.2流化床層底面積的計(jì)算 243.2.3干燥器長(zhǎng)度和寬度 273.2.4停留時(shí)間 273.2.5干燥器高度 27第四章干燥器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 294.1干燥器內(nèi)部設(shè)計(jì) 294.1.1布?xì)庋b置 294.1.2分隔板 304.1.3物料出口堰高h(yuǎn) 304.2箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 314.2.1上箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 314.2.2下箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 324.2.3肋板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 324.3接管及法蘭的確定 324.3.1各管口直徑的計(jì)算 324.3.2接管法蘭的設(shè)計(jì)與選擇 34第五章附屬設(shè)備及管路的選擇 365.1送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī) 365.1.1送風(fēng)機(jī) 365.1.2排風(fēng)機(jī) 375.2供料裝置 385.3空氣過(guò)濾器 385.4換熱器 395.5除塵設(shè)備 415.6管路計(jì)算及管道選擇 425.6.1空氣入口管路的計(jì)算 425.6.2空氣出口管路的計(jì)算 425.6.3空氣加熱器蒸汽管路的計(jì)算 425.6.4空氣加熱器冷凝水管路的計(jì)算 43第六章干燥器的優(yōu)化 446.1干燥介質(zhì)的優(yōu)化 446.1.1干燥介質(zhì)改造方案原理敘述 446.1.2具體改造方案 456.2流化床內(nèi)部大顆粒排出口的改造設(shè)計(jì) 45結(jié)論 46致謝 47參考文獻(xiàn) 48附錄A臥式多室流化床干燥器設(shè)備圖 50附錄B丙丁苯樹(shù)脂干燥流程圖 50PAGE48PAGEIABS裝置中流化床式干燥器的優(yōu)化設(shè)計(jì)改造研究摘要:干燥器改造主要解決ABS粉料料斗的緩沖能力不夠，易堵塞粉料料斗。也減少空氣與粉料產(chǎn)品的接觸發(fā)生氧化，提高產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。同時(shí)也有利于安全生產(chǎn)。由于設(shè)計(jì)上存在問(wèn)題，干燥系統(tǒng)運(yùn)行一直不夠穩(wěn)定，裝置無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)負(fù)荷，系統(tǒng)始終處于開(kāi)開(kāi)停停的狀態(tài)。針對(duì)這種情況，經(jīng)過(guò)多方比較提出了干燥器采用氮?dú)庋h(huán)，熱空氣改為熱氮?dú)?，氮?dú)饷荛]循環(huán)使用；采用水噴淋式冷卻塔除去氮?dú)庵袏A帶的水份，冷卻塔熱量取出采用兩級(jí)冷卻，即一級(jí)冷卻采用循環(huán)水，二級(jí)冷卻采用淺冷水；循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的壓力采用分程控制，及時(shí)補(bǔ)充和排放氮?dú)?；在流化床干燥器的正下方分布板上安裝大顆粒排出管，這樣既解決ABS粉料料斗的緩沖能力不夠易堵塞粉料料斗也減少空氣與粉料產(chǎn)品的接觸發(fā)生氧化。采用氮?dú)庋h(huán)干燥代替空氣干燥使粉料在干燥過(guò)程中不與空氣接觸，既可以避免系統(tǒng)爆燃，又可以使ABS產(chǎn)品避免因氧化而發(fā)生變色，保證產(chǎn)品的顏色均一，安全環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著。關(guān)鍵詞：ABS裝置；干燥器；流程；改造；效益StudyonAlterationofFluidizedBedDryerforABSPlantAbstract:ThemostlyresolvedalterationofdryerisinsufficientcushioningcapacityofhopperinABS．Ifpowderlotiseasilyblockedup，oxidationbycontactofairandpowderlotcanbereduced．Thealterationimprovesproductappearancequalityandisinfavorofsafetyinproduction．owingtothedeficientdesign,instabilityofdryingsystemiscontinuous,theplantwasunabletoachievethedesignload,andthesystemwasalwaysinthein-and-outcondition.Aimingatthiscondition,byversatilecomparisonstechnicianinbranchfactoryholdupN2circledryingsystem,inwhichheatedN2insteadofhealedairandN2isclosedloop.ThesystemusesshallowspraytowerremovingmoisturecarriedsecretlyinN2.Extractionofheatquantityistwo-stagerefrigeration，theinitialchillingusescirculatingwater,thesecondarychillingusesshallowcoldwater.Pressureinthecircledryingsystemissplitcontrol,whichcansupplyandreleaseN2intime．Onthedistributionplateunderfluidizedbeddryerlargegranuledischarge,pipesareinstalled,whichcanachievetheaimofmostlyresolvedalteration．UsingN2circledryingsysteminsteadofairdryingcanpreventpowderlotcontactingair．TheresolvedcanavoidnotonlysystemdeflagratingbutalsoABSproductschangingcolorbyoxidation．Effectsofalterationguaranteeproductsuniformcolorandmakesafety．Keywords：ABSplant;dryer;diagram;alteration;benefit引言ABS樹(shù)脂是介于通用塑料和工程塑料之間的一種高分子材料，它兼具有PB橡膠的韌性和低溫抗沖擊性，聚丙烯腈(PAN)樹(shù)脂的耐熱和化學(xué)穩(wěn)定性及聚苯乙烯(PS)樹(shù)脂的剛性和光澤性，因而具有耐沖擊、耐熱、耐低溫、耐化學(xué)品、易加工成型和表面光澤性好等優(yōu)異的綜合性能，廣泛用于汽車(chē)工業(yè)、電子、電器、紡織、器具和建材等領(lǐng)域。我國(guó)是世界ABS樹(shù)脂最大的消費(fèi)國(guó)，盡管我國(guó)ABS樹(shù)脂的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量增長(zhǎng)很快，但仍不能滿足需求，每年需大量進(jìn)口。干燥裝置是ABS生產(chǎn)中重要的設(shè)備，其運(yùn)行狀況將直接影響ABS生產(chǎn)的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。ABS粉塵屬易燃易爆物質(zhì)，ABS粉塵濃度在爆炸范圍內(nèi)，如遇明火和靜電，會(huì)發(fā)生爆炸。由于ABS凝聚工藝產(chǎn)生的細(xì)粉料較多，在干燥過(guò)程中采用流化床進(jìn)行干燥，細(xì)粉料易懸浮，形成粉塵，增加了粉塵爆炸的幾率。因此對(duì)現(xiàn)有ABS干燥裝置進(jìn)行適當(dāng)改造是我國(guó)ABS樹(shù)脂行業(yè)生產(chǎn)的需要，也是企業(yè)安全高效生產(chǎn)的需要。第一章文獻(xiàn)綜述1.1選題背景ABS樹(shù)脂是由丙烯腈(A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)3種單體共聚而成的熱塑性聚合物，它是介于通用塑料和工程塑料之間的一種高分子材料。ABS樹(shù)脂兼具有PB橡膠的韌性和低溫抗沖擊性，聚丙烯腈(PAN)樹(shù)脂的耐熱和化學(xué)穩(wěn)定性及聚苯乙烯(PS)樹(shù)脂的剛性和光澤性，因而具有耐沖擊、耐熱、耐低溫、耐化學(xué)品、易加工成型和表面光澤性好等優(yōu)異的綜合性能，廣泛用于汽車(chē)工業(yè)、電子、電器、紡織、器具和建材等領(lǐng)域。[1]我國(guó)是世界ABS樹(shù)脂最大的消費(fèi)國(guó)，是世界上最大的家用電器生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，同時(shí)也是世界上最大的汽車(chē)生產(chǎn)國(guó)。國(guó)內(nèi)ABS主要用于汽車(chē)、器具和電子電器這3大應(yīng)用領(lǐng)域中。2011年國(guó)內(nèi)ABS消費(fèi)總量為396萬(wàn)t，其中通用料306．4萬(wàn)t，專用料90萬(wàn)t。盡管我國(guó)ABS樹(shù)脂的生產(chǎn)能力和產(chǎn)量增長(zhǎng)很快，但仍不能滿足需求，每年需大量進(jìn)口，從2004～2007年，中國(guó)的ABS進(jìn)口量連續(xù)增加，2008年由于全球金融危機(jī)導(dǎo)致ABS進(jìn)口量降低，2009年隨著全球經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，ABS進(jìn)口量繼續(xù)增加，2011年隨著國(guó)內(nèi)ABS產(chǎn)能的增加，對(duì)外依存度雖有所下降但仍遠(yuǎn)不能滿足生產(chǎn)的需要。因此完成對(duì)現(xiàn)有ABS樹(shù)脂生產(chǎn)裝置和生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)工作，是我國(guó)ABS生產(chǎn)行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。[2]干燥裝置是ABS生產(chǎn)中重要的設(shè)備，其運(yùn)行狀況將直接影響ABS生產(chǎn)的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。以某石化廠為例，由于設(shè)計(jì)上存在的問(wèn)題，干燥系統(tǒng)運(yùn)行一直不穩(wěn)定，時(shí)常需要停車(chē)清洗，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量及性能也不理想，導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格較同類企業(yè)低且影響企業(yè)的形象。ABS粉塵屬易燃易爆物質(zhì)，ABS粉塵濃度在爆炸范圍內(nèi)，如遇明火和靜電，會(huì)發(fā)生爆炸。由于ABS凝聚工藝產(chǎn)生的細(xì)粉料較多，在干燥過(guò)程中采用流化床進(jìn)行干燥，細(xì)粉料易懸浮，形成粉塵，增加了粉塵爆炸的幾率。由于設(shè)計(jì)上的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)多套ABS裝置先后發(fā)生過(guò)多起因靜電引起的爆燃事故，給ABS裝置的安全生產(chǎn)帶來(lái)巨大隱患。因此對(duì)現(xiàn)有ABS干燥裝置進(jìn)行適當(dāng)改造是我國(guó)ABS樹(shù)脂行業(yè)生產(chǎn)的需要，也是企業(yè)安全高效生產(chǎn)的需要。[3]1.2ABS生產(chǎn)裝置簡(jiǎn)介ABS生產(chǎn)裝置由ABS聚合、凝聚干燥(該工段采用流化床干燥工藝)、擠壓造粒三部分組成。工藝上主要采用乳液接枝-本體SAN摻混工藝生產(chǎn)ABS粉料在ABS聚合部分，首先進(jìn)行丁二烯聚合反應(yīng)生產(chǎn)丁二烯膠乳，然后苯乙烯和丙烯腈與丁二烯膠乳進(jìn)行接枝聚合，生產(chǎn)接枝ABS膠乳，在ABS膠乳中加入抗氧劑和顏色穩(wěn)定劑，再加入凝聚劑使ABS膠乳生成ABS漿液，經(jīng)離心機(jī)脫水后得到含水30%左右的ABS粉料；在凝聚干燥部分，含水30%左右的ABS粉料被送入流化床干燥器進(jìn)行干燥，干燥后得到約含水1%的ABS干粉料；在擠壓造粒部分，將含水量約l％的ABS粉料同苯乙烯和丙烯腈的本體共聚物SAN按一定比例混合，經(jīng)擠壓造粒制成ABS顆粒。整個(gè)生產(chǎn)的基本流程是：離心機(jī)脫水后含水量小于30％的ABS濕粉料經(jīng)螺旋輸送器送入濕粉料緩沖料斗，再通過(guò)螺旋加料器送入干燥器，進(jìn)入干燥器的濕粉料被粉料分散器均勻的分散在流化床干燥器的床層上；經(jīng)空氣過(guò)濾器過(guò)濾的空氣，有風(fēng)機(jī)吸入并加壓，再經(jīng)過(guò)空氣加熱器加熱后分三路送入干燥器，和濕粉料進(jìn)行接觸。圖1.1ABS干燥流程濕粉料吸收的熱量有兩個(gè)來(lái)源,一是熱空氣帶來(lái)的熱量,二是干燥器加熱柜提供的熱量。排出干燥器的干粉料經(jīng)風(fēng)送系統(tǒng)送入粉料倉(cāng)，從干燥器排出的空氣中夾帶一定量的細(xì)粉料進(jìn)入袋式過(guò)濾器。袋式過(guò)濾器實(shí)際上由兩部分組成,下部是旋風(fēng)分離器,上部是袋式過(guò)濾器?？諝饨?jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器時(shí),空氣中夾帶的部分粉料被分離出來(lái),再經(jīng)過(guò)袋式過(guò)濾器時(shí),粉料全部被濾出,經(jīng)袋式過(guò)濾器過(guò)濾后回到干燥器內(nèi)。袋式過(guò)濾器經(jīng)抽風(fēng)機(jī)把尾氣抽出,直接排入大氣。[4]1.3流化床干燥器工藝流程簡(jiǎn)介流化床干燥器在ABS生產(chǎn)中被用于干燥濕粉料，屬于凝聚干燥工段，該工段的作用是將聚合工段所生產(chǎn)出的ABS濕粉料進(jìn)行干燥，使其含水量由30％下降到1％以下。其具體干燥流程為：含水量為30％的濕粉料，經(jīng)螺旋輸送器送入濕粉料緩沖料斗，再通過(guò)螺旋加料器送入到干燥器內(nèi)進(jìn)行干燥，由粉料分布器均勻地分布在第一室的分布板上；經(jīng)空氣過(guò)濾器過(guò)濾的空氣，由風(fēng)機(jī)吸入并加壓，再經(jīng)過(guò)空氣加熱器加熱后送入干燥器，和濕粉料進(jìn)行傳熱傳質(zhì)(濕物料的熱量來(lái)源除熱氮?dú)馔膺€有加熱柜，加熱柜內(nèi)的熱水罐中通有循環(huán)熱水)；在與熱空氣接觸過(guò)程中，濕物料表面的水分不斷受熱蒸發(fā)，當(dāng)粉體表層水分含量低于內(nèi)部水分含量時(shí)，粉體內(nèi)部水分就會(huì)向分體表層擴(kuò)散，進(jìn)而從表層蒸發(fā)出去，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間連續(xù)的蒸發(fā)、擴(kuò)散、蒸發(fā)后粉科達(dá)到預(yù)定的干燥效果，達(dá)到預(yù)定干燥效果后排出料倉(cāng)，又風(fēng)送裝置送入料倉(cāng)。從干燥器排出的空氣中夾帶一定量的細(xì)粉料，細(xì)粉料隨空氣進(jìn)人袋式過(guò)濾器。袋式過(guò)濾器實(shí)際上由兩部分組成，下部是旋風(fēng)分離器，上部是袋式過(guò)濾器?？諝饨?jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器時(shí)，空氣中夾帶的部分粉料被分離出來(lái)，再經(jīng)過(guò)袋式過(guò)濾器時(shí)，粉料全部被濾出，經(jīng)過(guò)袋式過(guò)濾器底部的旋轉(zhuǎn)閥回到干燥器內(nèi)。袋式過(guò)濾器引風(fēng)機(jī)把尾氣抽出，直接排人大氣。[5]1.4ABS干燥系統(tǒng)存在的問(wèn)題1.4.1由于干燥介質(zhì)理化性質(zhì)而引起的問(wèn)題⑴粉料容易被氧化粉料在干燥器內(nèi)與熱空氣接觸時(shí)間較長(zhǎng)。由于用空氣作為介質(zhì)干燥并呈流化狀態(tài),容易使粉料表面氧化,使干燥后的ABS產(chǎn)品顏色黃度指數(shù)增大,影響ABS的產(chǎn)品外觀和后加工性能。⑵干燥系統(tǒng)容易發(fā)生爆燃夾帶粉料的空氣經(jīng)過(guò)袋式過(guò)濾器下部的旋風(fēng)分離器時(shí)，大粒徑的粉料被分離出來(lái)，袋式過(guò)濾器上部都是小粒徑的粉料塵，粉料塵達(dá)到爆炸極限，遇到火花就會(huì)爆炸。而空氣經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離器切面時(shí)流速非常快，摩擦力大，極易產(chǎn)生靜電，大量靜電積累，一旦放電打火花會(huì)點(diǎn)燃粉料塵發(fā)生爆燃。⑶干燥器清洗頻率高進(jìn)入干燥器的濕粉料,容易在干燥器內(nèi)堆積,ABS粉料堆積時(shí)間過(guò)長(zhǎng),與空氣中的氧氣反應(yīng)，自身放熱,引起自燃。為避免粉料堆積,干燥系統(tǒng)必須每半月停車(chē)檢查一次。[6]-[9]1.4.2旋風(fēng)分離器設(shè)計(jì)存在問(wèn)題ABS粉塵屬易燃易爆介質(zhì)，ABS粉塵濃度在爆炸范圍內(nèi)，如遇明火和靜電，會(huì)發(fā)生爆炸。由于ABS凝聚工藝產(chǎn)生的細(xì)粉料較多，在干燥過(guò)程中采用流化床進(jìn)行干燥，細(xì)粉料易懸浮，形成粉塵，增加了粉塵爆炸的幾率。這種設(shè)計(jì)的采用會(huì)導(dǎo)致旋風(fēng)分離器和袋式過(guò)濾器兩者互相干擾，不能將細(xì)粉塵盡快排除，增大了粉料在袋式過(guò)濾器堆積的幾率，也增加了過(guò)濾器內(nèi)粉塵云的濃度，易著火爆炸，尤其是在其著火后無(wú)法與干燥器隔斷。1.4.3干燥器內(nèi)部大顆粒堵塞流道在進(jìn)料時(shí)，由于有未打碎的ABS大顆粒進(jìn)入干燥器，被干燥后長(zhǎng)時(shí)間停留累計(jì)在第一室、第二室的擋板的正下方的分布板上，到達(dá)一定程度就會(huì)堵塞流化床內(nèi)的粉料流道，致使ABS粉料不能順利排出干燥器而停車(chē)檢修。因此需要通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)使大顆粒及時(shí)、均勻排出，以保證整套干燥裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。[10]-[12]1.4.4流化床干燥器出料口調(diào)節(jié)閥流化床干燥器出料口的調(diào)節(jié)閥原設(shè)計(jì)只有開(kāi)關(guān)兩種狀態(tài)，不利于調(diào)節(jié)ABS粉料在流化床內(nèi)的停留時(shí)間，易形成一股一股的出料狀態(tài)，使流化床干燥器床層不穩(wěn)定，床層一會(huì)高一會(huì)低，最終導(dǎo)致的問(wèn)題是鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的風(fēng)送壓頭不穩(wěn)定，出料一股一股的狀態(tài)，使ABS粉料料斗的緩沖能力不夠，易堵塞粉料料斗。[13]1.5ABS裝置干燥系統(tǒng)爆燃的原因分析1.5.1堆積粉料自燃堆積粉料自燃是有機(jī)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放熱引起的,有機(jī)物與低濕表面或空氣接觸氧化放熱并同時(shí)伴隨冷卻,對(duì)于堆積粉料內(nèi)部放熱強(qiáng)度大于冷卻強(qiáng)度時(shí),內(nèi)部溫度逐漸升高,最終達(dá)到燃點(diǎn)發(fā)生著火,含有油脂的粉料發(fā)生自燃的臨界溫度較低,特別是含有不飽和脂肪酸的粉料，即使在較低的溫度下也會(huì)發(fā)生氧化放熱,發(fā)生自燃。1.5.2工藝氣體中的雜質(zhì)工藝系統(tǒng)所攜帶的機(jī)械雜質(zhì)通過(guò)干燥器的潮濕區(qū),由于流化床干燥介質(zhì)流量較高,機(jī)械雜質(zhì)以較高速度通過(guò)床層撞擊設(shè)備,產(chǎn)生火花,而在相對(duì)干燥的區(qū)域粉塵濃度較高,易發(fā)生火災(zāi)。1.5.3摩擦金屬表面之間摩擦?xí)a(chǎn)生相當(dāng)高的溫度,致使粉料在高溫條件下發(fā)生燃燒。1.5.4放電粉料在干燥器內(nèi)進(jìn)行高速運(yùn)動(dòng)與干燥器表面及顆粒之間摩擦而產(chǎn)生靜電,靜電積累到一定程度而產(chǎn)生放電,同時(shí)ABS粉料和空氣的混合粉塵爆炸下限比較低,一般在22～1.5.5可燃?xì)怏w可燃?xì)怏w來(lái)源于未反應(yīng)的單體,在生產(chǎn)運(yùn)行可燃?xì)怏w可能不斷富集,從而產(chǎn)生危險(xiǎn)。對(duì)于ABS裝置來(lái)說(shuō)由于空氣流動(dòng)量大,這種因素相對(duì)較少。上述各種因素都可能引起爆燃，而且ABS干燥器著火后干燥器系統(tǒng)的設(shè)備都會(huì)發(fā)生變形，特別是過(guò)火后干燥器的光澤度指標(biāo)會(huì)大大降低，這樣使可能引起著火的原因更加復(fù)雜。為了避免爆燃的發(fā)生，采用惰性氣體來(lái)替換空氣進(jìn)行干燥，是粉料進(jìn)行干燥的主要選擇。[14]-[15]1.6優(yōu)化改造需重點(diǎn)解決的問(wèn)題綜上所述，現(xiàn)有ABS裝置中的臥式多室流化床干燥器主要存在著干燥介質(zhì)的氧化性、大顆粒堵塞床層、出料口不連續(xù)調(diào)節(jié)這三個(gè)問(wèn)題。在這三個(gè)問(wèn)題當(dāng)中，前兩個(gè)問(wèn)題是導(dǎo)致干燥系統(tǒng)不能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的最根本的的原因，如果空氣的氧化性問(wèn)題和大顆粒的堆積堵塞問(wèn)題得不到解決，那么干燥器內(nèi)濕物科的氧化爆燃問(wèn)題和床層擋板被大顆粒堵塞的現(xiàn)象會(huì)繼續(xù)發(fā)生，導(dǎo)致干燥器頻繁的停車(chē)清洗，系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定工況永遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到，因此這兩個(gè)問(wèn)題必須首先解決。同時(shí)還要保證系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行所需的最基本的客觀條件，就是要解決系統(tǒng)的設(shè)備匹配問(wèn)題，適當(dāng)更換個(gè)別操作量過(guò)小的設(shè)備，最終使其能夠滿足干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷。[16]-[17]因此，本優(yōu)化設(shè)計(jì)主要解決以下問(wèn)題：⑴干燥系統(tǒng)中干燥介質(zhì)氧化性問(wèn)題由于干燥介質(zhì)空氣含有氧，在干燥過(guò)程中易造成如下問(wèn)題：干燥系統(tǒng)的爆燃、物料氧化自燃，干燥溫度過(guò)低而引起的物料架橋、ABS顆粒的顏色不穩(wěn)定等問(wèn)題，這些問(wèn)題要想的到解決，必然要先解決掉干燥介質(zhì)空氣中所含的氧的問(wèn)題，只有將當(dāng)含氧量降低到3％以下時(shí)，物料的爆燃幾率得到控制；濕物料堆積后的緩慢氧化問(wèn)題得到解決，清洗頻率降低，產(chǎn)量可相應(yīng)提高；解決了緩慢氧化問(wèn)題后，干燥溫度相應(yīng)提高，干燥后的產(chǎn)品含水量降低，利于保存；ABS顆粒的顏色等外觀也會(huì)相應(yīng)提高。因此，完成對(duì)現(xiàn)有的空氣干燥介質(zhì)中含氧量的改造問(wèn)題，是提高裝置的產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量的當(dāng)務(wù)之急。⑵流化床干燥器內(nèi)大顆粒的排出問(wèn)題ABS裝置不能連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的另一個(gè)主要原因是，流化床內(nèi)部局部結(jié)構(gòu)的缺陷或不健全，如缺少大顆粒排出流道問(wèn)題，大顆粒物料主要集中在一二室擋板位置處，隨著干燥過(guò)程的進(jìn)行，大顆粒物料在分布板上的累計(jì)量逐漸增加，在沒(méi)有相應(yīng)措施排出大顆粒的情況下，大顆粒會(huì)堵塞分布板，影響新物料的流化和干燥，導(dǎo)致裝置停車(chē)檢修和清理，由此可知，，要達(dá)到規(guī)定的操作量，還要提前解決大顆粒物料的排出問(wèn)題。[19]-[22]1.7選題的意義近年來(lái)，中國(guó)ABS樹(shù)脂產(chǎn)能和產(chǎn)量均增長(zhǎng)很快，盡管如此，還是無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)的需求，ABS的進(jìn)口量持續(xù)增加。中國(guó)ABS樹(shù)脂的需求量和進(jìn)口量均居全球第一。2008年出現(xiàn)的全球金融危機(jī)，導(dǎo)致中國(guó)ABS的進(jìn)口量下降10％。2009年，隨著經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇趨勢(shì)的基本確立，中國(guó)ABS市場(chǎng)景象的逐步恢復(fù)，ABS的進(jìn)口量達(dá)216．6萬(wàn)t，比2008年高出11％。2011年進(jìn)口量為216．9萬(wàn)t，與2009年持平。進(jìn)料加工貿(mào)易主要是針對(duì)國(guó)外市場(chǎng)，中國(guó)只是一個(gè)加工基地。從近3年的ABS樹(shù)脂進(jìn)口量分析得知這部分消耗一直占總進(jìn)口量的80％以上，且在數(shù)量上也是保持相對(duì)的穩(wěn)定。近年來(lái)我國(guó)ABS樹(shù)脂的供需狀況如表1.1：年份產(chǎn)量/萬(wàn)t進(jìn)口量/萬(wàn)t出口量/萬(wàn)t表觀消費(fèi)量/萬(wàn)t自給率/萬(wàn)t2006128.0201.12.0327.439.12007142.8217.33.2356.940.02008157.0195.24.3347.945.12009170.55216.75.0382.2545.02010196.81216.95.5408.2149.02011214.90185.274.3395.8754.3表1.12006～2011年中國(guó)ABS供需狀況統(tǒng)計(jì)我國(guó)已經(jīng)成為世界上ABS樹(shù)脂最大的產(chǎn)地和消費(fèi)市場(chǎng)之一，ABS樹(shù)脂行業(yè)在目前一段時(shí)間內(nèi)仍將保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的增長(zhǎng)，但近幾年來(lái)，市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)速度將繼續(xù)高于生產(chǎn)能力的增長(zhǎng)速度。為滿足自身的需求，我們應(yīng)該不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，增加生產(chǎn)能力，提高ABS樹(shù)脂的年產(chǎn)量，以盡最大程度滿足自需。同時(shí)，為進(jìn)一步提高我們產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率和競(jìng)爭(zhēng)力，我們還需不斷提高產(chǎn)品自身的質(zhì)量和性能。綜上所述，產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量的提高，都與目前ABS干燥系統(tǒng)的干燥效率和操作穩(wěn)定性有著直接的關(guān)系，因此，解決目前ABS裝置中干燥系統(tǒng)所存在的問(wèn)題是提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量、增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的需要。[18]第二章流化床干燥器的介紹2.1流化干燥技術(shù)流化技術(shù)起源于1921年，最早應(yīng)用于干燥工業(yè)化大生產(chǎn)是1948年美國(guó)建立的多爾-奧列弗固體流化裝置，而我國(guó)直到1958年后才開(kāi)始發(fā)展此項(xiàng)技術(shù)。流化床干燥過(guò)程是散狀物料被置于孔板上，并由其下部輸送氣體，引起物料顆粒在氣體分布板上運(yùn)動(dòng)，在氣流中呈懸浮狀態(tài)，產(chǎn)生物料顆粒與氣體的混合底層，猶如液體沸騰一樣。在流化床干燥器中物料顆粒在此混合底層中與氣體充分接觸，進(jìn)行物料與氣體之間的熱傳遞與水分傳遞。典型的流化床干燥器有一個(gè)錐形反應(yīng)室，熱空氣從底部進(jìn)入，通過(guò)物料層，再?gòu)捻敳颗懦?。[23]流化床干燥器具有較高的傳熱和傳質(zhì)速率，干燥速率高，熱效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，基本投資和維修費(fèi)用低，便于操作等優(yōu)點(diǎn)。因此流化床干燥器被廣泛用于化工、食品、陶瓷、藥物、聚合物等行業(yè)。流化干燥由于具有傳熱效果良好、溫度分布均勻、操作形式多樣、物料停留時(shí)間可調(diào)、投資費(fèi)用低廉和維修工作量較小等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。[24]2.2流化床干燥器的發(fā)展歷程流化床干燥設(shè)備在不到100年的時(shí)間里，經(jīng)過(guò)科研人員的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，得到了長(zhǎng)足的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。最早應(yīng)用的流化床為單層圓筒型，其材料為普通碳鋼內(nèi)涂環(huán)氧酚醛防腐層，氣體分布板是多孔篩板，板上小孔半徑1.5mm，正六角形排列。此干燥器操作簡(jiǎn)單、勞動(dòng)強(qiáng)度低、勞動(dòng)條件好、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)。由于單層圓筒流化床直徑較小，物料停留時(shí)間較長(zhǎng)，干燥后所得產(chǎn)品濕度不均勻，因此發(fā)展了多層流化床，該流化床不僅可以提高效率，更重要的是能夠得到較為均勻的停留分布時(shí)間。為了對(duì)物料進(jìn)行內(nèi)擴(kuò)散控制，多層流化床還先后經(jīng)歷了溢流管式、下流管式和穿流板式3個(gè)階段。多層流化床的物料干燥程度均勻，干燥質(zhì)量易于控制、熱效率較高，適用于降速干燥階段較長(zhǎng)的物料以及濕含量較高（水分含量>14%）的物料的干燥。[25]由于多層流化床還是存在操作困難、床層阻力大和結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)，為克服這些缺點(diǎn)，20世紀(jì)60年代末70年代初發(fā)展了一種臥式多室流化床。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，適用于各種難干燥的粉粒狀物和熱敏性物料的干燥?？梢哉f(shuō)，臥式多室流化床干燥器相當(dāng)于多個(gè)方形界面流化床串聯(lián)系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)：⑴在相鄰隔室間安裝擋板，從而可制得均勻干燥的產(chǎn)品，改善了物料停留時(shí)間的分布。⑵物料的冷卻和干燥可結(jié)合在同一設(shè)備中進(jìn)行，簡(jiǎn)化了流程和設(shè)備。⑶分隔成多室，可以調(diào)節(jié)各室的空氣量，增加的擋板可避免物料短路排出。該設(shè)備在制藥工業(yè)中推廣較快，目前國(guó)內(nèi)有幾十個(gè)工廠用此設(shè)備來(lái)干燥各種片劑顆粒藥物、粉粒狀物料以及片狀物料。如果在操作上對(duì)各室的風(fēng)量、氣溫加以調(diào)節(jié)，將最末幾室的熱空氣二次利用，在床內(nèi)添加內(nèi)加熱器等可以提高熱效率。為了使某些濕顆粒物料或已凝聚成團(tuán)的物料亦能采用流化干燥技術(shù)，研究人員在加料口附近裝備床內(nèi)攪拌葉片，使呈團(tuán)狀或塊狀的物料及時(shí)打碎，以利于形成流化，這種裝備有攪拌器的流化床干燥器稱為攪拌流化床干燥器。[26]其優(yōu)點(diǎn)在于：⑴適合于濕含量較大、在熱氣流中不易分散的物料或者可能結(jié)塊的物料的干燥。⑵可以避免溝流、騰涌和死床現(xiàn)象，獲得均勻的流化狀態(tài)，提高熱、質(zhì)傳遞強(qiáng)度。近年來(lái)攪拌流化床在制藥工業(yè)上得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，其常作為制藥過(guò)程的后續(xù)工藝的干燥裝置，以簡(jiǎn)化設(shè)備及工藝，降低成本。隨著多級(jí)干燥的發(fā)展，振動(dòng)流化床得到應(yīng)用，其基本結(jié)構(gòu)與普通流化床相似，是一種將機(jī)械振動(dòng)加于流化床中的改良產(chǎn)品。物料依靠機(jī)械振動(dòng)和穿孔氣流雙重作用流化，并在振動(dòng)作用下向前作活塞形式的移動(dòng)，利用對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射向料層供給熱量，即可達(dá)到干燥的目的。振動(dòng)流化床由于物料的輸送是由振動(dòng)來(lái)完成的，供給的熱風(fēng)只是用來(lái)傳熱和傳質(zhì)，因此可以明顯地降低能量消耗。另外，由于床層的強(qiáng)烈振動(dòng)，傳熱和傳質(zhì)的阻力減小，提高了振動(dòng)流化床的干燥速率，同時(shí)使不易流化或流化時(shí)易產(chǎn)生大量夾帶的塊團(tuán)性或高分散物料也能順利干燥，克服了普通流化床易產(chǎn)生返混、溝流、粘壁等弊端。離心式流化床是在離心力場(chǎng)中進(jìn)行流化干燥的一種新型干燥設(shè)備，其原理是在機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)造成的離心力場(chǎng)作用下使粒狀物料分布在絲網(wǎng)覆蓋的圓筒型多孔壁上，熱氣流穿過(guò)多孔壁使之流化干燥。由于離心力場(chǎng)的存在離心加速度可以是重力加速度的幾倍到幾十倍，因此與普通重力流化床相比較，強(qiáng)化了濕分在物料內(nèi)部的遷移過(guò)程，干燥時(shí)間短，傳熱傳質(zhì)速率高，能夠有效地抑制氣泡的生成及物料的夾帶，對(duì)于在重力流化床中難以干燥的低密度、熱敏性、易粘結(jié)的固體物料都可以有效地干燥。針對(duì)一些不易流動(dòng)的物料及干燥溫度不允許超過(guò)50～80℃的結(jié)晶藥物，發(fā)展了脈沖式流化床。脈沖流化床將傳統(tǒng)流化床的送風(fēng)方式由恒定送風(fēng)改為為周期性送風(fēng)，通過(guò)調(diào)節(jié)氣流的脈沖頻率或脈沖氣流導(dǎo)通率，使通過(guò)孔板的氣體流量或流化區(qū)發(fā)生周期性變化，對(duì)物料進(jìn)行干燥。其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在干燥器底部的周?chē)b有幾根熱空氣進(jìn)口管，在每根熱空氣管上裝有脈沖閥，它們按一定的頻率和次序開(kāi)啟，開(kāi)啟時(shí)間與床層厚度和物料性能有關(guān)，當(dāng)氣體突然引進(jìn)時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)形成一個(gè)脈沖，使粒子劇烈流化，促使物料之間進(jìn)行強(qiáng)烈的傳熱與傳質(zhì)，當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，床層的流化狀態(tài)逐漸消失，則物料處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)仍通入部分氣體通過(guò)床層，以便下一個(gè)脈沖能有效地在床中傳遞。其優(yōu)點(diǎn)在于：傳熱系數(shù)高，干燥時(shí)間短，空氣耗量減少，電能耗量低，脈沖流化床能有效克服溝流、死區(qū)和局部過(guò)熱等傳統(tǒng)流化床常見(jiàn)的弊端，因而可用于處理黏性強(qiáng)、易結(jié)團(tuán)和熱敏性物料，如四環(huán)素類的抗生素。[27]2.3流化床干燥器應(yīng)用條件⑴對(duì)被干燥的物料，在顆粒上又一定的限制，一般以大于30μm、小于6mm為合適。粒度太小已被氣流夾帶，粒度太大不易流化。⑵若幾種物料混合在一起進(jìn)行干燥，則要求幾種物料的相對(duì)密度接近，否則密度小的顆粒較相對(duì)密度大的顆粒易被氣流夾帶，同時(shí)也會(huì)影響它們的干燥度。⑶含水量過(guò)高且易粘結(jié)成團(tuán)的物料，一般不適用。⑷易結(jié)壁和結(jié)塊的物料，在流化過(guò)程中易產(chǎn)生設(shè)備結(jié)壁和堵床現(xiàn)象。⑸流化床干燥器床層內(nèi)返混激烈，對(duì)單級(jí)連續(xù)干燥，因?yàn)槲锪显谠O(shè)備中的停留時(shí)間不均勻，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品干濕不均勻二被排出。⑹對(duì)于產(chǎn)品外觀要求高的物料不適用，對(duì)于貴重和有毒的物料，要慎重考慮完善的回收裝置。2.4常見(jiàn)流化床干燥器簡(jiǎn)介2.4.1單層流化床干燥器單層流化床干燥器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。生產(chǎn)能力大，應(yīng)用也較為廣泛。一般都在床層顆粒靜止高度不太高的情況下使用(床層高度約300～400mm)根據(jù)所干燥介質(zhì)的不同，生產(chǎn)強(qiáng)度可達(dá)每平方米分布板干燥水分500～1000kg/h，其空氣消耗量為3～12kg/h單層流化床干燥器的主要缺點(diǎn)是物料在床內(nèi)停留時(shí)間分布范圍廣。不能保證固體顆粒干燥均勻，易出現(xiàn)未經(jīng)干燥的物料隨產(chǎn)品一起排出床外的現(xiàn)象，所以一般用于要求干燥程度不高的固體顆粒物料。2.4.2多層流化床干燥器在單層流化床干燥器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)多層流化床干燥器，干燥效率得到提高，同時(shí)固體顆粒在床層中停留時(shí)間的分布大大變窄，避免了物料在干燥器中的短路現(xiàn)象，干燥均勻，但多層流化床干燥器操作過(guò)程困難，分布板上的料層不容易建立，床層阻力大，使得系統(tǒng)的能量消耗增加，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2.4.3臥式多室流化床干燥器臥式多室流化床干燥器適合干燥各種難干燥的顆粒狀物料、片狀等物科和熱敏性物料。其所干燥的物料，大多是經(jīng)造粒機(jī)制成的4～14目散料狀物料，初濕量一般在10％～30％，干燥后物料的終濕量一般在0.02％～0.3％。由于物料在床層內(nèi)相互劇烈的碰撞摩擦，干燥后物抖粒度變小(一般為12目約占20％～30％)。當(dāng)被干燥的物料顆粒粒度在80～100目或更細(xì)的物料時(shí)，如聚乙烯，則干燥器上部須加以擴(kuò)大，以減少細(xì)粉夾帶，其分布板的孔徑及開(kāi)孔率也相應(yīng)減小，以改善流化。臥式多室流化床干燥器的一般流程如圖2.1：1.抽風(fēng)機(jī)2.卸料管3.干燥器4.旋風(fēng)除塵器5.袋式除塵器6.搖擺顆粒機(jī)7.空氣過(guò)濾器8.加熱器圖2.1臥式多室流化床干燥器的流程干燥器為一長(zhǎng)方形箱式流化床，底部為多孔篩板，篩板的開(kāi)孔率一般4％～13％，孔徑1.6～2.0m，篩板上方有擋板，經(jīng)流化床分成八個(gè)小室，每塊擋板可上下移動(dòng)，以調(diào)節(jié)其篩板的間距，每室的下部有一進(jìn)氣管，只管上有氣體流量調(diào)節(jié)閥。濕物料由搖擺顆粒機(jī)連續(xù)加料于干燥器的第一室內(nèi)，由第一室逐漸向第八室移動(dòng)。干燥后的物料由地第八室卸料口卸出。而氮?dú)饨?jīng)過(guò)濾器到加熱器后。分別從第八個(gè)支管進(jìn)入八個(gè)室的下部，通過(guò)多孔板進(jìn)入干燥室，流化干燥物料。其尾氣氮?dú)庥纱竭^(guò)濾器過(guò)濾除塵后直接放空。臥式多室流化床干燥器對(duì)干燥物料適應(yīng)性很大，它較廂式干燥器占地面積小，生產(chǎn)能力大，熱效率高，干燥后產(chǎn)品的適度也較均勻。同氣流式干燥器相比，可調(diào)節(jié)物料在床內(nèi)的停留時(shí)間，易于操作控制，物料顆粒粉碎率較小，因此應(yīng)用較為廣泛。但它的熱效率比多層干燥器低，特別是采用較高的熱風(fēng)溫度時(shí)更加明顯。若在不同室調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量及風(fēng)溫，逐室降低風(fēng)溫、風(fēng)量、和熱風(fēng)串連通過(guò)各室，可以提高熱效率。另外，物料過(guò)濕會(huì)在第一、第二室內(nèi)產(chǎn)生結(jié)快，需要經(jīng)常清掃。2.4.4振動(dòng)流化床干燥器振動(dòng)流化床就是在普通流化床上施加振動(dòng)而成。在輸料板上放上一層物料，對(duì)輸料板施以振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)加速度大于重力加速度時(shí)，料層開(kāi)始膨脹，出現(xiàn)所謂的振動(dòng)流態(tài)化狀態(tài)。這時(shí)放在輸料板上的物料產(chǎn)生強(qiáng)烈的混和，并且很容易作水平和傾斜移動(dòng)。在此條件下，利用對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射向料層供給熱量，即可達(dá)到干燥的目的。如圖2.2在振動(dòng)流化床中，物料的輸送是由振動(dòng)來(lái)完成的，供給的熱風(fēng)只是用來(lái)傳熱和傳質(zhì)，這樣就可以明顯地降低能量消耗。另外由于床層的強(qiáng)烈振動(dòng)，傳熱和傳質(zhì)的阻力減小，提高了振動(dòng)流化床的干燥速率，同時(shí)使不易流化或流化時(shí)易產(chǎn)生大量夾帶的塊團(tuán)性或高分散物料也能順利干燥，克服了普通流化床易產(chǎn)生返混、溝流、粘壁等弊端。振動(dòng)流化床現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、食鹽、化工，飼料工業(yè)的干燥、冷卻、造粒生產(chǎn)上。1.濕物料2.濕空氣3.干物料4.熱空氣圖2.2振動(dòng)流化床2.4.5攪拌流化床干燥器如圖2.3，拌流化床干燥器是在流化床內(nèi)裝設(shè)攪拌器，使某些濕顆粒物料或易凝聚成團(tuán)的物料也能采用流化干燥。可用于硫酸銨、氨基酸、酐酪素、聚丙烯樹(shù)脂等物料的干燥。攪拌流化床干燥器具有下列優(yōu)點(diǎn)：首先，擴(kuò)大了流態(tài)化干燥技術(shù)的應(yīng)用范圍，適合于濕含量較大、在熱氣流中不易分散的物料或者在干燥脫水過(guò)程中可能結(jié)塊的物料的干燥；其次，可以有效避免溝流、騰涌和死床現(xiàn)象，獲得均勻的流化狀態(tài)，改善了流化質(zhì)量，從而提高了熱質(zhì)傳遞強(qiáng)度。近年來(lái)隨著攪拌流化床在藥物、食品、化工產(chǎn)品的造粒、涂層等過(guò)程中的應(yīng)用，攪拌流化床干燥器在工業(yè)上得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，常常作為這些過(guò)程的后續(xù)工藝的干燥裝置，以期簡(jiǎn)化設(shè)備及工藝，降低成本。1.干物料2.濕空氣3.濕物料4.熱空氣圖2.3攪拌流化床干燥器2.4.6離心流化床干燥機(jī)離心流化床是在離心力場(chǎng)中進(jìn)行流化干燥的一種新型干燥設(shè)備，由于離心力場(chǎng)的存在離心加速度可以是重力加速度的幾倍到幾十倍，因此與普通重力流化床相比較，強(qiáng)化了濕分在物料內(nèi)部的遷移過(guò)程，干燥時(shí)間短，傳熱傳質(zhì)速率高，能夠有效地抑制氣泡的生成及物料的夾帶，對(duì)于在重力流化床中難以干燥的低密度、熱敏性、易粘結(jié)的固體物料都可以有效地干燥。離心式流化床的應(yīng)用比較廣泛，目前已在水果、蔬菜、米飯等食品的干燥方面取得較好效果。德國(guó)KraussMaffei公司的干燥機(jī)干燥時(shí)間一般為10～30S，生產(chǎn)能力可高達(dá)20t/h?m1.排氣2.給料3.排料4.給風(fēng)圖2.4離心流化床干燥機(jī)2.4.7脈沖流化床干燥器1.熱空氣2.二位蝶閥3.濕物料4.廢氣5.流化床干燥器6.干物料圖2.5二位蝶閥脈沖流化床干燥器1.孔板2.濕物料3.活化塞4.廢氣5.干物料6.氣流分配器7.熱空氣圖2.6氣流移位式脈沖流化床干燥器脈沖流化床干燥則是改變傳統(tǒng)流化床的恒定送風(fēng)為周期性送風(fēng)，通過(guò)調(diào)節(jié)氣流的脈沖頻率或脈沖氣流導(dǎo)通率，使通過(guò)孔板的氣體流量或流化區(qū)發(fā)生周期性變化，對(duì)物料進(jìn)行干燥。常見(jiàn)的脈沖流化床干燥器有二位蝶閥脈沖流化床、氣流移位式脈沖流化床及旋轉(zhuǎn)脈沖流化床等幾種類型。如圖2.5、2.6分別為二位蝶閥脈沖流化床和氣流移位式脈沖流化床干燥器。脈沖流化床用于不易流化的物料和有特殊要求的物料。其最早被用來(lái)干燥粉末狀物料，能有效克服溝流、死區(qū)和局部過(guò)熱等傳統(tǒng)流化床常見(jiàn)的弊端，因而可用于處理黏性強(qiáng)、易結(jié)團(tuán)和熱敏性物料，其傳熱系數(shù)可提高15～30%，干燥時(shí)間縮短為傳統(tǒng)流化床的1/6～1/3，空氣耗量減少20～30%，電能耗量降低一半。2.5本設(shè)計(jì)干燥器的選型問(wèn)題本優(yōu)化設(shè)計(jì)選用臥式多室流化床干燥器作為ABS凝聚干燥工段的干燥器，臥式多室流化床式干燥器主要由八個(gè)換熱室組成，每一個(gè)室中有一個(gè)加熱柜，用來(lái)加熱物料，采用此種結(jié)構(gòu)其優(yōu)點(diǎn)如下：(1)操作簡(jiǎn)單，便于操作控制：在臥式多室流化床干燥器中，濕物料在床層內(nèi)的停留時(shí)問(wèn)可以根據(jù)不同物料的實(shí)際干燥要求進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，因此對(duì)于物料的初始含水量大小沒(méi)有嚴(yán)格限制，干燥適用性強(qiáng)；(2)對(duì)物料的干燥效果好：①相對(duì)于其他形式的流化床干燥器，臥式多室流化床干燥器的干燥效果較好。物料在床層內(nèi)的停留時(shí)間分布范圍窄，干燥時(shí)間分布均勻，能夠有力的避免局部濕物料未經(jīng)干燥就隨產(chǎn)品直接排出床層的“短路”現(xiàn)象，干燥后的產(chǎn)品濕度均勻，干燥質(zhì)量好，產(chǎn)品易于貯存。②物料在床層內(nèi)的停留時(shí)間可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，既避免了能源的浪費(fèi)，又能夠達(dá)到預(yù)期的干燥要求，堪稱是節(jié)能的典范，干燥后的物料含水量可達(dá)到0.02％～0.03％的水平，含水量較低，在眾多的流化床式于燥器中干燥效果十分理想。③臥式多室流化床干燥器在干燥過(guò)程中，物料顆粒間的碰撞幾率小，對(duì)物料顆粒的磨損損傷小，干燥后的產(chǎn)品外觀質(zhì)量高。(3)設(shè)備符合工業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：①臥式多室流化床干燥器的占地面積小，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。易于制造。相同處理量下的設(shè)備投資低，符合工業(yè)化生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)。②設(shè)備內(nèi)不含機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，在運(yùn)行過(guò)程中無(wú)部件間的摩擦和碰撞，維修周期長(zhǎng)，維修成本低。③干燥過(guò)程熱效率高，且干燥溫度可以隨時(shí)調(diào)節(jié)，在滿足不同物料的干燥要求的同時(shí)，避免了能量的無(wú)端浪費(fèi)，符合節(jié)能要求。第三章干燥過(guò)程的計(jì)算設(shè)計(jì)任務(wù)：處理量：4500kg/hABS（干物料）。操作條件：干燥前ABS的含水量是25%，要求在臥式多室流化床干燥器中干燥至1%（以上均為濕基）。已知參數(shù)如下：被干燥物料顆粒密度1050kg/m3堆積密度400kg/m3干物料比熱容1.47kJ/kg·K平衡濕含量近似取為0臨界濕含量0.02（干基）顆粒平均粒徑0.2mm進(jìn)口溫度40℃干燥介質(zhì)——濕空氣進(jìn)預(yù)熱器溫度t030℃初始濕度0.02kg水/kg干空氣進(jìn)干燥器溫度t190℃加熱介質(zhì)——飽和水蒸氣，壓力400kPa。3.1物料和熱量衡算3.1.1物料衡算由給定的任務(wù)條件已知，生產(chǎn)能力為4500kg/h絕干料，即,ω1=0.25,ω2=0.01∴X1=G1G2干燥器單位時(shí)間汽化水分量為W=G絕干氣體質(zhì)量流率為,=0.02,22802280225024602370234023102430240024900203040506010708090100溫度/℃1101200.010.030.020.080.060.050.040.16H濕度/kg.(kg干空氣)-1汽化潛熱/kJ/kg)1.350.950.850.751.051.251.15汽化潛熱對(duì)濕度濕比熱容對(duì)溫度飽和比體積對(duì)溫度濕比體積對(duì)溫度H=80.100.040.060.020.00絕熱飽和線1.001.001.251.301.35濕比熱容/kJ.(kgH2O.℃)-1濕比體積/m3.(kg干空氣)-1圖3.1濕空氣的濕度-溫度圖3.1.2空氣和物料出口溫度的確定空氣出口溫度比出口處濕球溫度要高出20～50℃，這里取21℃。由t1=90℃，查圖3.1得：=35.0近似取tw2則t2設(shè)物料離開(kāi)干燥器的溫度，因，故可用公式（3-1）又查得[26]故代入數(shù)據(jù)解得70℃3.1.3干燥器的熱量衡算為了提高干燥效率干燥器增加內(nèi)置換熱管：根據(jù)相關(guān)資料[12]，取內(nèi)置換熱管的換熱面積A=230m2K=131kJ/傳熱溫差：ΔtmQD=KAΔt干燥器中的熱量衡算可表達(dá)為：Q=Qp+QD=Q⑴物料蒸發(fā)水分所需的熱量Q1=W2490+1.88=1454.5×2490+1.88×56=3.78×⑵干燥產(chǎn)品升溫所需的熱量：Q2=GcC（3-6）∴Q=4500=2.041×10⑶空氣帶著的熱量：Q3=L=L1.01+1.88×0.02=27.24L⑷干燥器的熱損失:取干燥器的熱損失QL為有效耗熱量QQL=0.15×3.78×10=5.98×提供給預(yù)熱器的熱量QpQp=L1.01+1.88H=L1.01+1.88×0.02=62.86L又Q=Qp+Q即：62.86L+2632500=3.87×10解得：L=5將L=5.47×10即為5.解得=0.0466kg水/kg絕干氣3.1.4預(yù)熱器的熱負(fù)荷和加熱蒸汽消耗量Qp=62.86×5.47×=3.44×Q=Q由水蒸汽表[26]查得，400KPa水蒸氣的溫度Ts=143.4℃取預(yù)熱器的熱損失為有效傳熱量的15%，則蒸汽消耗量為Wh干燥器的熱效率為：η3.2干燥器的設(shè)計(jì)3.2.1流化速度的確定⑴臨界流化速度u對(duì)于均勻的球星顆粒的流化床，開(kāi)始流化的孔隙率在90℃下空氣的有關(guān)參數(shù)為：密度=0.972，粘度，導(dǎo)熱系數(shù)λ=3.128×10-2所以（3-10）=173.12由和值，查李森科關(guān)系圖得=臨界流化速度（3-11）==⑵沉降速度ut的計(jì)算[28]顆粒被帶出時(shí)，床層的孔隙率。根據(jù)及的數(shù)值，查圖3.2可得=帶出速度為（3-12）帶出速度即為顆粒的沉降速度。圖3.2李森科準(zhǔn)數(shù)Ly與阿基米德準(zhǔn)Ar的關(guān)系⑶操作流化速度u的計(jì)算：取操作流化速度為0.75即u=0.753.2.2流化床層底面積的計(jì)算⑴干燥第一階段所需底面積：表面汽化階段所需底面積可以按公式（3-13）式中，靜止時(shí)床層高度為。干空氣的質(zhì)量流速取為，即（3-14）（3-15）（3-16）=7.1847.184×18000=129314.1℃由于所得需要校正，由從圖3.3可查得。所以129314.1=16810.8℃公式即可演變?yōu)椋航獾?30.85圖3.3的校正系數(shù)⑵物料升溫階段所需底面積：物料升溫階段的所需底面積可以按公式（3-17）公式中：即為：解得=3.6⑶床層總面積流化床層總的底面積=30.85+3.6=34.453.2.3干燥器長(zhǎng)度和寬度今取寬度b=3m,長(zhǎng)度a=11.6,則流化床的實(shí)際底面積為34.8m2。沿長(zhǎng)度方向在床層內(nèi)設(shè)置7個(gè)橫向分隔板，板間距約為1.453.2.4停留時(shí)間物料在床層中的停留時(shí)間為：（3-18）3.2.5干燥器高度流化床的總高度分為濃相段高度和分離段高度。流化床在界面以下的區(qū)域稱為濃相區(qū)，界面以上的區(qū)域稱為稀相區(qū)。⑴濃相段高度（3-19）而由式（3-20）=0.893由此⑵分離段高度對(duì)非圓柱形設(shè)備，應(yīng)用當(dāng)量直徑代替設(shè)備直徑DDe由u=0.563m/s以及=1.955m從資料查得Z2從而Z⑶干燥器高度：Z1為了減少氣流對(duì)固體顆粒的帶出量，取分布板以上的總高度為4.8m。第四章干燥器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1干燥器內(nèi)部設(shè)計(jì)4.1.1布?xì)庋b置布?xì)庋b置包括分布板和預(yù)分布器兩部分。其作用除了支撐固體顆粒、防止漏料以及使氣體均勻分布外，還有分散氣流使其在分布板上產(chǎn)生較小氣泡的作用，以造成良好的起始流化條件與抑制聚式流化床的不穩(wěn)定性。采用單層多孔布?xì)獍?，取分布板壓降為床層壓降?5%[23]-[24]。則：ΔPd=0.15ΔPb=0.15×0.11-0.4=92.62Pa取阻力系數(shù)，則篩孔氣速為：u0=2ΔP干燥介質(zhì)的體積流量為：Vs=L0.772+1.244H0=54700=16.1選取篩孔直徑，則總篩孔數(shù)目為：n0=933950(個(gè)分布板的實(shí)際開(kāi)孔率為：φ=在分布板上篩孔按等邊三角形布置，孔心距為：t=0.952可取t=6.5mm.預(yù)分布器的作用是在分布板前預(yù)先把氣體分布均勻一些，避免氣流直沖分布板而造成局部速度過(guò)高，對(duì)于大型干燥器，尤其需要裝置預(yù)分布器。4.1.2分隔板為了改善氣固接觸情況和使物料在床層內(nèi)停留的時(shí)間分布均勻，沿長(zhǎng)度方向設(shè)置7個(gè)橫向分隔板（板間距約為1.45m）。隔板與分布板之間的距離為20-50mm,現(xiàn)取為40mm。分隔板寬3m，高3.6m，由5mm厚鋼板制造。4.1.3物料出口堰高h(yuǎn)Ret=dEv-1u-umf=將和代入上式，即可以得到Ev解得：=7.05(4-6)代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得：2.14×0.1-經(jīng)試差解得h=0.42m4.2箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.1上箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上箱體是物料與熱空氣進(jìn)行熱交換的主要場(chǎng)所，物料與上箱體壁直接接觸，由于物料腐蝕性特別小，材料選用Q235—A即可，壁厚5mm。圖4.1上箱體截面輪廓示意圖采用這種結(jié)構(gòu)形式，可以使熱空氣通過(guò)物料層后，由于流通面積的擴(kuò)大而降低了氣速，從而減少了物料夾帶現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時(shí)上箱體采用遍結(jié)構(gòu)，避免了法蘭與物料的接觸，所以法蘭材料選用碳鋼。1.視鏡玻璃2.襯墊3.接緣4.壓緊環(huán)5.螺柱6.螺母圖4.2視鏡上箱體因較寬則在床層段部分設(shè)有八對(duì)視鏡[12]，用以觀察物料干燥狀況和清洗。視鏡的主要尺寸如下表：表4-1視鏡主要參數(shù)公稱直徑DgDD1b1b2H螺柱數(shù)量螺柱直徑150250215403011012M16上箱體上部設(shè)有三個(gè)排風(fēng)管，用以排風(fēng)。進(jìn)料口在床身一側(cè)，材料也為Q235，為了解在干燥過(guò)程中溫度的變化，在每個(gè)室的視鏡附近開(kāi)設(shè)一個(gè)溫度計(jì)插口，用以安溫度計(jì)測(cè)量溫度。4.2.2下箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下箱體是熱空氣進(jìn)入的氣室，下箱體的厚度不用太厚，取為5mm，材料為Q235A，為使氣流能均勻進(jìn)入下箱體，將下箱體分隔成八個(gè)小室，每一個(gè)小室設(shè)有一個(gè)進(jìn)風(fēng)口，以使進(jìn)風(fēng)比較均勻。4.2.3肋板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于上、箱體壁厚較小，在力作用下易發(fā)生變形，因此設(shè)一些肋板，增加箱體的剛度，防止變形。肋板等間距，均勻分布焊在上下箱體上，焊接方式采用雙面交錯(cuò)焊，如下圖所示。這種焊接方法對(duì)上箱體有很大意義，因?yàn)樯舷潴w為不銹鋼材料，這樣焊接可減少對(duì)不銹鋼的燒損，對(duì)下箱體來(lái)說(shuō)，則可較少焊縫面積。圖4.3肋板雙面交錯(cuò)焊接4.3接管及法蘭的確定4.3.1各管口直徑的計(jì)算⑴干燥器氣體入口管直徑的確定因流化床下床體用分隔板分隔成8個(gè)小室，則在每個(gè)小室有一進(jìn)氣管，共有8個(gè)進(jìn)氣管，支管上有調(diào)節(jié)氣流流量的閥門(mén)。一般裝置中的管路，氣體在常壓下管路中的流速范圍為10-30m/s,取u1=20m/s，估算由V1=π4D1取D1u1在10-30m/s范圍內(nèi)，合適，所以選定管為?=377×13。⑵干燥器氣體出口管直徑的確定干燥器出口采用3個(gè)出氣管,排氣量為V排=54712.1m3u2在10-30m/s范圍內(nèi)，合適，所以選定管為?=530×15⑶干燥器進(jìn)料口管直徑：V進(jìn)取粉料的速度為0.03m/s，則進(jìn)料管直徑D3則選定管為?4⑷干燥器出料口直徑：V出=G取出口管的直徑D4=500mmu=4V4.3.2接管法蘭的設(shè)計(jì)與選擇圖4.4法蘭根據(jù)《壓力容器和化工設(shè)備實(shí)用手冊(cè)》[29]上，選用平焊法蘭。⑴空氣入口管DN=350的平焊法蘭表4-2DN=350法蘭參數(shù)公稱通徑DN鋼管外徑A1法蘭內(nèi)徑B1法蘭外徑D螺孔中心圓直徑K螺孔直徑L螺孔數(shù)量n螺紋法蘭的厚度C法蘭的質(zhì)量kg3503773814904452212M202614.3⑵出口管DN=500的平焊法蘭表4-3DN=500法蘭參數(shù)公稱通徑DN鋼管外徑A1法蘭內(nèi)徑B1法蘭外徑D螺孔中心圓直徑K螺孔直徑L螺孔數(shù)量n螺紋法蘭的厚度C法蘭的質(zhì)量kg5005305356456002220M203223.7⑶進(jìn)料口法蘭DN=450表4-4DN=450法蘭參數(shù)公稱通徑DN鋼管外徑A1法蘭內(nèi)徑B1法蘭外徑D螺孔中心圓直徑K螺孔直徑L螺孔數(shù)量n螺紋法蘭的厚度C法蘭的質(zhì)量kg4504804855955502216M203020.5⑷進(jìn)料管外套管法蘭DN=500表4-5DN=500法蘭參數(shù)公稱通徑DN鋼管外徑A1法蘭內(nèi)徑B1法蘭外徑D螺孔中心圓直徑K螺孔直徑L螺孔數(shù)量n螺紋法蘭的厚度C法蘭的質(zhì)量kg5005305356456002220M203223.7第五章附屬設(shè)備及管路的選擇5.1送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)為克服整個(gè)干燥系統(tǒng)的阻力以輸送干燥介質(zhì)，必須選用合適類型的風(fēng)機(jī)并確定其安裝方式。風(fēng)機(jī)的安裝方式基本有三種，即送風(fēng)式、后抽式、前送后抽式，此處選用前送后抽式，選擇兩臺(tái)風(fēng)機(jī)分別安裝在換熱器的前面和除塵器的后面，調(diào)節(jié)前后壓強(qiáng)，可使干燥室處于略微負(fù)壓，整個(gè)系統(tǒng)與外界壓強(qiáng)差可很小[25]-[27]。5.1.1送風(fēng)機(jī)已知體積流量V1=L0.772+1.244H0=54700×0.772+1.244×0.0268379.4m壓頭：（5-2）式中可忽略,則整個(gè)干燥過(guò)程的壓降主要有空氣過(guò)濾器、換熱器、干燥器、旋風(fēng)分離器和袋濾器的壓降，由相關(guān)信息[21]-[23]估算總和壓降為14000Pa，為前半段提供動(dòng)力的風(fēng)機(jī)取HT=6800Pa已知標(biāo)準(zhǔn)條件下空氣密度為ρ0=1.293kg/m3查相關(guān)資料[25]知進(jìn)口空氣密度為標(biāo)準(zhǔn)條件下體積流量為：V1'標(biāo)準(zhǔn)條件下風(fēng)壓為：HT'=H根據(jù)所需風(fēng)量V1'=43590.1m3/h和風(fēng)壓HT'=7547.1Pa參考《該風(fēng)機(jī)性能如下：風(fēng)量12000~110000全風(fēng)壓3432~8826軸功率40～500kW5.1.2排風(fēng)機(jī)已知體積流量V2=54700×0.772+1.244×=54712.1m為后半段提供動(dòng)力的風(fēng)機(jī)取HT=7200Pa，已知干燥器出口空氣溫度為t2=56則標(biāo)準(zhǔn)條件下體積流量和風(fēng)壓分為：V2'=VHT'=HT根據(jù)所需風(fēng)量V2'=45699.2m3/h和風(fēng)壓HT'該風(fēng)機(jī)性能如下：風(fēng)量12000~110000全風(fēng)壓3432~8826軸功率40～500kW5.2供料裝置供料器是保證按照要求定量、連續(xù)（或間歇）、均勻地向干燥器供料與排料。常用的供料器有圓盤(pán)供料器、旋轉(zhuǎn)葉輪供料器、螺旋供料器、噴射式供料器等。將這些供料器相比較：對(duì)于圓盤(pán)供料器，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備費(fèi)用低，但是物料進(jìn)量的誤差較大，只能用于定量要求不嚴(yán)格而且流動(dòng)性好的粒狀物料；對(duì)于旋轉(zhuǎn)葉輪供料器，操作方便，安裝簡(jiǎn)便，對(duì)高大300oC的高溫物料也能使用，體積小，使用范圍廣，但在結(jié)構(gòu)上不能保持完全氣密性，對(duì)含濕量高以及有黏附性的物料不宜采用；對(duì)于噴射式供料器空氣消耗量大，效率不高，輸送能力和輸送距離受到限制，磨損嚴(yán)重。對(duì)于螺旋供料器，密封性能好，安全方便，進(jìn)料定量行高，還可使它使用于輸送腐蝕性物料。根據(jù)物料性質(zhì)（散粒狀）和生產(chǎn)能力選用本設(shè)計(jì)選用螺旋供料器。物料供料量：V=Gcρ=4500400m3參考《石油化工設(shè)備設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》395頁(yè)，選擇LS-D200型螺旋加料器，該加料器主要參數(shù)如下：轉(zhuǎn)速：100r/min輸送量：13m主要尺寸見(jiàn)5.1：表5.1螺旋加料器主要尺寸DFEWlLLGLQY200243025002570248025002640250025002251205.3空氣過(guò)濾器空氣動(dòng)力設(shè)備吸入含有灰塵的空氣之后，由于所用加熱介質(zhì)空氣中有可能會(huì)含有各種煤塵、顆粒，如隨空氣進(jìn)入到干燥系統(tǒng)中將造成設(shè)備的磨損，縮短設(shè)備的使用壽命，吸入的灰塵會(huì)在風(fēng)機(jī)葉片表面上結(jié)垢，造成設(shè)備中轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡精度下降，使其工作壽命大大減短，灰塵中的有害化學(xué)成分會(huì)使設(shè)備生銹、腐蝕，因而，空氣動(dòng)力設(shè)備必須要配高精度空氣過(guò)濾器。已知空氣流量為43590.1m3/h查相關(guān)資料5.4換熱器用來(lái)加熱干燥介質(zhì)(空氣)的換熱器稱為空氣加熱器。一般可采用煙道氣或飽和水蒸氣作為加熱介質(zhì)，且已飽和水蒸氣應(yīng)用更廣泛。在干燥系統(tǒng)中，常用的蒸汽加熱器有兩種主要形式，一種是SRZ型；另一種是SRL型。這兩種結(jié)構(gòu)形式的熱媒都在管子內(nèi)流動(dòng)，通過(guò)管子的外表面加熱空氣，由于空氣側(cè)的換熱系數(shù)要比管內(nèi)側(cè)熱媒的換熱系數(shù)低很多，所以管外側(cè)都加工成翅片，用以提高管外空氣的湍流程度以及增加單位管長(zhǎng)的換熱面積，提高傳熱性能。兩種加熱器操作壓力范圍一般為0.03～16MPa，被加熱的空氣溫度在140℃以下，迎面氣速為2.5～3.8m/s，最高不超過(guò)7.6m/s從蒸汽性能表中查得，當(dāng)蒸汽壓力P=400Kpa時(shí)，飽和蒸汽溫度Ts空氣平均溫度T=t0+參考《干燥設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)》801～811頁(yè)[26]，根據(jù)其中蒸汽加熱器性能規(guī)格43-9，初選型號(hào)為SRZ22×10D，單元組件的散熱面積Aa=81.27確定空氣從30℃升至90℃所需熱量Q:Q=Vρcpt1-t=48379.4×1.0601×1.013+1.022=3131071.4kJ/h實(shí)際風(fēng)速：u=V13600Af=空氣的質(zhì)量流速：u根據(jù)所查公式求排管的傳熱系數(shù)K：K=51.5ur0.51=51.5×11.62傳熱溫差ΔtΔtm=90-30ln143.4-30143.4-90所需傳熱面積A：Ac=QK所需單元排管數(shù)n：n=AcAa實(shí)際選取3組，總傳熱面積A=3×81.27=243.81性能校核:迎面風(fēng)速u(mài)s=V12.5m/傳熱面積安全系數(shù)AA加熱空氣側(cè)總阻力Δp=3×0.21×u=71.82PaSRZ型換熱器：這種形式的傳熱單元組件是順空氣流向的三排交叉排列螺旋翅片管束組成，其翅片管均用?21mm×2mm無(wú)縫鋼管繞制上16mm×0.5mm的皺褶鋼帶而成，呈螺旋狀，片距有5mm、6mm、8mm三種共38種規(guī)格，為了消除翅片與管子接觸處的間隙，繞片之后進(jìn)行熱鍍鋅。采用這種加工工藝的散熱排管，翅片與管子緊密接觸，熱阻小，傳熱性能良好，穩(wěn)定并且耐腐蝕。5.5除塵設(shè)備由于對(duì)于粒徑小于5μm的細(xì)粉在旋風(fēng)分離器內(nèi)的除塵效果較差，為了回收有價(jià)值的塵粒和保護(hù)衛(wèi)生，工業(yè)上常采用除塵效率更高的設(shè)備進(jìn)行二次除塵。二次除塵設(shè)備中常用的有袋濾器和濕式除塵器，其中袋濾器應(yīng)用最多，具有以下特點(diǎn)：對(duì)于微米或亞微米數(shù)量級(jí)塵粒的除塵效率一般可達(dá)99%，甚至可達(dá)99.9%以上；處理氣體量范圍大，根據(jù)需要，可設(shè)計(jì)制造出處理每小時(shí)幾立方米到幾百萬(wàn)立方米氣流量的袋式除塵器。適應(yīng)性強(qiáng)，可以捕集多種干性粉塵；不受粉塵比電阻的限制，特別對(duì)于高比電阻粉塵，除塵效率比電除塵器高得多；進(jìn)口含塵氣體在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，對(duì)除塵效率和阻力影響不大。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用靈活，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，不存在水污染和污泥處理等問(wèn)題。因此本次設(shè)計(jì)采用袋濾器。目前應(yīng)用最多的袋濾器有兩種形式，一種為電磁脈沖反吹式袋濾器，另一種為機(jī)械回轉(zhuǎn)反吹式袋濾器。兩種袋濾器各有優(yōu)缺點(diǎn)，脈沖式可以自動(dòng)控制反吹周期及反吹時(shí)間，但反吹量較少，如果濾袋較長(zhǎng)時(shí)，末端的反吹效果不佳。機(jī)械回轉(zhuǎn)反吹量較大，反吹效果較好，但對(duì)系統(tǒng)有一定影響，使系統(tǒng)壓力波動(dòng)。綜合以上優(yōu)缺點(diǎn)，我們選用具有自動(dòng)控制的脈沖袋濾器。參考《常用化工單元設(shè)備設(shè)計(jì)》212-213頁(yè)[24]知，對(duì)于脈沖袋濾器F=Qu