喷雾干燥塔时产4吨聚合硫酸铁溶液烘干机.doc

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一、设备机构性能阐述1、干燥塔系统及特点136.一611.二988干燥机组由进风过滤系统、空气加热和热风分配器系统、进料及雾化系统、高效旋风、产品冷却收集系统、尾气除尘器等组成。本设备是我公司结合国外最先进同类喷雾干燥技术及我公司技术人员长期积累的实践经验，我们在喷塔的设计过程中实现了以下几点：1）特殊设计的蜗壳和热风分配器：为避免因高速旋转的雾化盘产生“涡旋泵吸”气流现象，导致“雾滴返顶或粉末吸顶”，特殊设计的主塔，热风涡壳保证物料雾化液滴不返顶，防止物料返顶热熔焦化变质现象。2）热风蜗壳采用数螺旋线加速式的结构，大大增强了热风与物料液滴的热置换，并有序的旋流下降。而热风分配器也结合了该技术的特点及要求，做到分配器的两边均有导风机构，并可任意调节角度，以控制热风入塔时的切向角度，内侧导风机构增加热风的旋转，强化该股热风对雾化料膜的剪切力，使得热风与料液充分接触，强化两者之间的换热换质过程。3）雾化器采用了变频器调节雾化器的转速以达到最佳雾化效果。采用高转速电机驱动，主轴经齿轮箱增速至15500R.P.M，使得雾化盘线速度高达129.8m/s，确保雾化效果。带油压数字自动检测安全保护装置，主轴配有油冷系统，风冷装置，保证主轴不受高温而变形。并配有空气密封装置，确保无漏油现象。4）调整了塔锥体的锥度，由常规的夹角60°调整至54°，充分考虑物料在锥体下料时的顺畅。5）并设计了塔内照明装置及观察清洗门和人孔，方便员工观察及客户参观。管道采用快装式设计，方便设备的组装拆卸和清洗。2、介质循环系统整机由送风机、引风机、调风蝶阀、风管等组成。送、引风机均为优质厂家供应，合作多年，品质稳定。3、集中风收料系统为解决客户需求，尽量减少人工多实现自动化生产，采用冷风集中收料系统，使粉状产品得到迅速地冷却并将产品输送到工厂洁净区集中收料，减少了员工劳动强度并有利于产品的自动化包装和保持稳定的残余水分含量，提高产品品质。4、空气加热净化系统10 由初、中效、亚高效空气过滤器、风机、空气加热器等组成。热源为天然气，其热效率高，输出热量稳定。5、供料系统进料系统采用模糊控制，实现进料速度与排风温度自动匹配，避免温度波动对物料干湿度影响，使成品水分含量保持在需要的水平，从而保证成品品质。螺杆泵采用了变频调速，4-20mA信号输入，匹配出风温度。管道阀门主件为SUS304不锈钢材质，洁净卫生。6、其他辅助系统均为知名厂家供应，性能可靠；部分管道考虑了一定的角度设计，采用压制光洁不锈钢管，避免了结料、堵料，和局部阻力过大影响物料输送的现象。7、控制系统人机界面+PLC程序控制，实时显示工作状态，输入输出模块数据在线采集，系统显示控制温度、塔内压力、压差、雾化器转速、料泵转速，超温、超压报警；雾化器变频调速；密码权限设置，防止误改乱改参数；进、出风温度模糊控制，误差±1℃；进料量跟踪出风温度，实时采集出风温度自动调节进料量速度，保证物料温度和批次物料终水份恒定，提高产品品质；PLC程序控制及互锁，防止设备误操作，保证设备安全稳定运行；设手动自动控制转换器；控制柜设紧急停止按钮，供紧急情形下能够立即停机。二、用户提供的数据要求结合我方的经验：1、产量：10万吨/年，300天/年，即333.3吨/天，13.889吨/小时，蒸发量为12.12吨/小时，按经验主塔可分为3台即每台蒸发量约4.63吨。2、原料固含量为52.4%,产品终水分为1%。3、采用间接燃气热风炉，进风温度要求250-300℃，出风温度100℃。4、主塔材料：内316L,外304，雾化盘采用钛材复合碳化硅。5、物料接触部位全部采用316L不锈钢。6、收料方式：采用二级旋风分离器，尾部加水膜除尘器。7、采用PLC控制系统。8、必须保证每天24小时连续均匀出料。9、产品具有较强的吸湿性，极易吸潮。10、1%水溶液PH值为2.0-3.0.10 11、原料相对密度为1.5，产品相对密度为0.8。三、查阅文献得到的资料和以往的制造经验：1、滨州的年平均温度为12-13℃，年平均相对湿度68%，查空气含湿图，可知空气含湿量为0.0096kg水/kg干空气。2、经验：本产品为聚合硫酸铁，其分子式为：[Fe(OH)2*(SO4)3-n/2]]m*m/2H2O,在干燥过程中，如失去结晶水，则产品的可溶性变差.3、原料呈带有黏度的溶液，产品流动性较差四、干燥设备总体设想：1、原料液的粘度较大，应采用高速离心喷雾，干燥系统为开式循环。2、由于原料液的密度较大，离心喷雾后的雾滴惯性较大，干燥塔直径应比理论计算值稍大。由于产品的含水率较低，应适当增加干燥踏的高度，延长干燥时间。3、由于产品的流动性较差，干燥塔和旋风分离器的下锥部要设置振打器。4、由于原料液黏度较大，供给料液应采用变转速螺杆泵。5、由于干燥所需热量较大，间接换热热分炉的热交换器不宜采用立式套筒式，而应采用卧式列管式。为保证产品的洁净，热分炉操作间应与产品生产车间分开。6、由于产品的含水率较低和耐温较好，排风温度比较高，所以可以采用较高的温度的热风。五、工艺参数的确定：1、W产=4630kg/h,ω1=52.4%,ω2=1%,θ1=12.8℃,θ2=100℃,Cs=0.4kcal/kg*℃,V1=1.36kg/L.2、to=12.8℃t1=265℃t2=100℃d0=0.0096kg水/kg干空气。六、物料衡算：1、蒸发量：W水=4040kg/h2、原料量:W原=4630+4040=8670kg/h,原料液的体积流量V=5.78m³/h七、热量衡算和热分质量流量计算：1、脱水所需的热量：10 Q1=4040*（595+0.46*100-1*12.8）=2537928kcal/h2、产品升温所需热量:Q2=4630*[0.4*(1-0.01)+1*0.01]*(100-12.8)=163916kcal/h3、干燥塔外围护热损失：Q3=0.15*（Q1+Q2）=405276kcal/h4、热风质量流量:L=(Q1+Q2+Q3)/(I1-I2ˊ)=76908kg/hI1-I2ˊ=40.4kcal/kg5、总需热量：Q总=4606980kcal/h6、排风参数验证：排风含湿量：d2=0.0096+4040/76908=0.0525kg水/kg干空气，查空气焓湿图，湿球温度tw2为48℃，t2-tw2=100-48=52℃,大于50℃，可保证在气固分离中不结露。八、干燥塔：1、热分平均密度的计算：T1=265℃,v1=0.656kg/m3;t2=100℃,v2=0.946kg/m3热风平均密度：v=0.801kg/m3.平均体积流量：v=96014m3/h=26.66m3/s2、由喷距计算干燥塔直径：R=3.46*d0.3*G0.25*n-0.16将d=0.21m,G=8670kg/hn=15500r/min代入，R=4.5m则D=1.1*2*4.5=9.9m，圆整得10.5米。3、干燥塔高度计算：圆柱段高度：H1=10.5m圆锥段高度：H2=10m（圆锥角为60度）顶部围栏高度：H3=1.2m干燥塔总高度：H=H1+H2+H3=21.7m4、从干燥塔内热风平均流速验算干燥塔尺寸的合理性：U0=26.66/(0.7854*10.5²)=0.3m/s,在0.3-0.35m/s之间，流速合理。5、从干燥强度验算干燥塔尺寸的合理性（1）干燥塔有效干燥容积计算：圆柱段有效干燥容积：A1=824m3圆锥段有效干燥容积：A2=288.45m3有效干燥总容积：A=A1+A2=1112m310 (2)干燥强度取值：由《喷雾干燥实用技术大全》可知干燥强度用下式计算：E=[(t1+273)3.4287]/[(t2+273)3.34]=5.94kg水/m3*h实际值应取计算值的0.70倍，则E=4.15kg水/m3*h(3)可脱水量：W1=E*A=4.15*1112=4614.8kg水/h>4040kg水/h从干燥强度验算可知干燥塔尺寸可以满足干燥要求.6、材料选用：（1）内壁选用SUS316L，厚度为2.5mm,用固定圈与支架保证其圆度。（2）固定圈、支架、采用Q235A。外壁采用SUS304，外壁厚度为1mm。（3）保温材料采用玻璃棉，保温层厚度为80mm7、粘壁清除装置的选用：（1）在本产品的干燥中，应采用振打方法清楚粘壁，有人工振打，电磁振打和空气振打。人工振打对于大直径干燥塔劳动强度大，电磁振打器故障多，所以选用空气振打。（2）空气振打器的型号为SK-60，每个振打器控制有效振落面积为4m2.振打器安装锥形体上部，共需7只SK-60型振打器间隔振打，空气压力为0.4-0.6Mpa,每个振打器的压缩空气消耗量为0.3m3/min8、原料供给泵：采用中美合资杭州斯莱特泵业有限公司生产的G型系列单螺旋泵，型号为：GF40-2AJ。最高排出压力1.2Mpa,转速960r/min,流量1.5-12m3/h.配套电机功率为5.5KW，接触物料的材质为316L。9、热风分配器：采用新设计的热风分配器，能够在干燥塔中得到最佳的热风均匀分布，可减少粘壁现象和强化干燥，材质：316L10、排料器：采用关风排料器，型号为TFGFZ-32,材质为316L,功率为2.2KW.九、旋风分离器：1、处理风量：V=96014m3/h10 2、一级旋风分离器采用6台CZT-1300旋风分离器并联，二级旋风分离器采用6台CLK1000旋风分离器并联。3、材料选用316L4、排料器：采用关分排料器，型号为TFGFZ-16，材质为316L,功率为1.5KW5、为了防止冬季在分离期内结露，建议用户自行外保温。十、风机选型：1、选用参数：在引风机进口处，排风温度会降至90℃，此时排风流量为：V=79154m3/h.所需压风为：p=1.2*(1200+1600+500+500)=4400pa2、引风机选型：Y5-51-14D1450r/min200kw,风量：90000-10610m3/h,风压：5200-5000pa.材质为接触尾气部分SUS3043、送风机选型：4-7220B500r/min75kw,风量：1115603/h,风压：1514pa.材质为Q235-A。十一、热源选用：1、所需总热量为：Q=4606980kcal/h.2、热源系数：采用燃煤间接换热热风炉时，在滨州地区热源系数取为K=1.2.3、热风炉供热量：Qr=1.2Q=1.2*4606980=5528376kcal/h选用供热量为600万大卡/小时，供风温度为250℃-300℃.4、热风炉耗气量为：700m³/h(天然气的燃烧值为按8500kcal/kg).5、燃料种类：采用天然气。6、烟气处理，烟气采用旋风分离器处理。十二、尾气处理：1、水膜除尘器：处理风量：70000m³/h耐温：采用SW-907乙烯基树脂内衬，内衬层厚度5mm，耐高温达140℃耐腐蚀：耐强酸碱腐蚀.10 外形尺寸：DN4000*8000，内置强制喷淋4层，采用碳化硅涡流喷嘴，除雾一层，内置填料二层。2、缓冲沉淀罐：耐温：采用SW-907乙烯基树脂内衬，内衬层厚度5mm，耐高温达140℃。耐腐蚀：耐强酸碱腐蚀。外形尺寸：DN4000*5000，内置填料一层。3、活性炭吸收设备：有机废气气体由风机提供动力，正压或负压进入活性炭吸附设备，由于活性炭固体表面存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力，因此当固体表面与气体接触时，就能吸引气体分子，使其浓聚并保持在固体表面，污染物质从而被吸附，废气经过活性炭过滤后，净化气体高空达标排放。十二、单台设备配置明细表位号名称型号数量材质备注供料系统：1螺杆泵GF40-2AJ，压力：1.2MPa1台接触物料SUS316L5.5Kw2进料管道、阀门1套SUS316L介质循环系统：1送风机4-721台Q235-A75Kw2调风蝶阀1台Q235-A3引风机Y5-51-14D1台接触尾气SUS316L200Kw4调风蝶阀1台SUS316L5热风保温管道1套内：SUS304-2.5mm10 外：SUS304-1mm岩棉保温δ=75mm6排风管道1套SUS316L-2.5mm7管道连接件1套Q235A贴面316L空气加热净化系统：1初、中效空气过滤器1套外框为SUS304-2mm过滤材质为无纺布2天然气热风炉600万大卡1台第一区为不锈钢304，后面四区为Q235A含燃烧器3连接变径管2套Q235A-3mm干燥主机及物料冷却风送收集系统：1喷雾干燥室D10500H2030001套内胆为SUS16L-2.5mm外部为SUS304-1mm保温为玻璃棉，骨架为Q235A。内壁满焊，且镜面抛光；塔顶花纹板δ=3mm2进风蜗壳1套SUS304-2.5mm对数螺旋线加速式3热风分配器1套物料接触部分SUS316L-2.5mm其余SUS304-2.5mm双向导风式4离心雾化器（变频调节）LPG-40001套接触物料316L最大转速为15500rpm，雾化盘为钛合金45Kw带油冷水冷系统、空气密封（其中冷却泵功率为0.75KW）5照明装置100W4套6观察人孔610X5104套7保温厚80mm1套岩棉8气动敲击锤SK6012只铝合金组件9一级旋风分离器XF-1300X61套SUS316L-2.5mm10二级旋风分离器CLK-950X61套SUS316L-2.5mm11连接管道直径为1500mm1套Q235A贴面316L12关风机32L1台SUS316L2.2KW/台10 13关风机16L1台SUS316L1.5KW/台14关风机10L1台SUS316L1.1KW/台15水幕除尘器二级三层填料1台玻璃钢直径4000mm宜兴16活性炭吸收塔每小时过风7万立方1台接触尾气的地方304宜兴集中收料系统1空气过滤器1套外框为SUS304-2mm过滤材质为无纺布2除湿干风机1套组合件无锡3收料管线直径为300mm1套SUS316L4旋风分离器XF-8001套SUS316L5引风机9-19-6.3A-30kw1台物料接触SUS316L6成品料仓3立方1台物料接触SUS316L控制系统1控制柜1台Sus3042可编程器3温度模块1套正泰4变频器雾化器45KW加料泵5.5KW1套1套欧瑞变频器5接触器元气件1套浙江正泰1、压力显示：进风过滤器压差、干燥塔上下压差在控制柜上显示；料液压力（加料泵出口）、雾化器油压等仪表显示。2、温度显示：进风温度、干燥塔内温度、出风温度在控制柜上显示；出风温度对螺杆泵进料量进行流量大小自动跟踪及调节控制。3、系统为按钮控制。其他配套系统1爬梯、护栏1套Q2352干燥塔平台1套土建需方负责10 3电线电缆、桥架等需方负责10