1、 1 流化床干燥实验 一、实验目的： 1、了解掌握连续流化床干燥方法； 2、估算体积传热系数和热效率。 二、基本原理： 1）对流传热系数的计算 3 ( /VmQ WmVt ） (1) 气体向固体物料传热的后果是引起物料升温 Q1 和水分蒸发 Q2。其传热速率为： 12 ( ) ( 2 )Q Q Q w 1 2 2 1 2 2 1( ) ( ( ) ( 3 )c m c m wQ G c G c x ） = （ c ） w 1 0 1( ) - ( ) ( 4 )v L v m wQ W I I W r ） =( （ cc ） w 式中： Q1一湿含量为 X2的物料从 1升温到 2所需要的传热速
2、率 Q2一 蒸发 (kg s)水所需的传热速率。 Cm2一出干燥器物料的湿比热 (KJ kg绝干料 ) IV m 温度下水蒸气的焓， KJ kg IL一 1 温度下液态水的焓， KJ kg 流化床干燥器有效容积 24V Dh 脱水速率由物料衡算求出： 121 2 1 11201 11 1211 1 2( ) ( 1 ) ( )11( 1 ) ( ) ( 5)11cwwW G X X G wwwGG wwwww 式中： Gc 一绝干料速率 kg s G1一实际加料速率 kg s W1， W2一分别为进出口湿基含水量， kg水 /kg 物料： 2 X1， X2一分别为进出口干基含水量， kg水 /
3、kg 绝干物料， G01， G11，一分别加料初重与余重， kg 1一为加料时间 s 2、热效率计算 1 0 0 % ( 6 )QQ 蒸入干 燥 过 程 中 蒸 发 水 分 所 消 耗 的 热 量向 干 燥 提 供 热 量Q 蒸 =W(2490+1.88t2 4.187 1) (w) （ 7） Q 入 由热量衡算求出： Q 入 =Qp+QD=UpID+UDID （ 8） 式中： U、 I 一表示电压电流 P、 D 一表示预热器和干燥器 Q 出 =L(I2 I0)+Gc(I2 I1 ) (W) (9) 100%QQQ 入 出入三、装置与流程 设备流程图见图 1,电路示意图见 2。 图 1 流态化
4、干澡操作实验流程示意图 1-风机 (旋涡泵 )： 2-旁路阀 (空气流量调节阀 )； 3-温度计 (测气体进流量计前的温度 )； 4-压差计 (测流量 )； 5-孔板流量计： 6-空气预热器 (电加热器 )： 7-空气进口温度计； 8-放空阀： 9-进气阀： 10-出料接收瓶； 11-出料温度计： 12-分布板 (80不锈钢丝网 )； 13-流化床干燥器 (玻璃制品，表面镀以透明导电膜 )； 14-透明膜电极引线： 15-粉尘接收瓶； 1 6-旋风分离器： 17-干燥器出口温度计； 18-取干燥器内剩科插口； 1 9-带搅拌器的直流电机 (进固料用 )： 20、 21-原料 (湿固料 )瓶；
5、22-压差计； 23-干燥器内剩料接收瓶； 3 主要技术参数： 1、流化床干燥器 (玻璃制品，用透明膜加热新技术保温，调电压控温 ) 流化床层直径 D： 80 2 毫米 (内径 76 毫米 ) 床层有效流化高度 h： 80 毫米 (固料出口 )， 总高度： 530 毫米 流 化床气流分布器： 80 目不锈钢丝网 (二层 ) 2、物料 变色硅胶： 0.8 1.6 毫米粒径， 绝干料比热 Cs=0.783KJ kg (t=57 )(查无机盐工业手册 ) 每次实验用是： 500-600 克 (加水量 30-40 毫升 ) 3、空气流量测定 用自制孔板琉量计，材质 铜板：孔径 17.0 毫米。 C0=
6、0.67 0 0 .0 2 1 2 8 ( 1 0 )RV R 一流量计示值 mH2O 一气体密度 kg m3 实际气体体积流量随操作的压强和温度而变化，测量时需作校正。具体方法见实验七 四、操作要点 1、从准备好的湿料 (适中工业天平称 10g)中取出多于 10g 的物科，拿去用快速水份测定仪测进干燥器的物科湿度 W1。 2、打开放空阀 8 和旁路阀 3，关闭干燥器进气阀 9，启动风机 (按开关 16,见图 2)调节流量到指定读数 接通预热器电源，将其电压逐渐升高到 120V 左右，加热空气。在进气阀尚未打开前，将湿物料倒入料瓶，准备好出料接收瓶，当干燥器的气体进口温度接近 60时，打开进气
7、阀 9，关闭放空阀 8，调节阀 2 使流量计读数恢复至规定值。同时向干燥器通电，保温电压大小以在预热阶段维持干燥器出口温度接近于进口 温度为准。基本稳定时，记录有关数据，包括干、湿球湿度计的值。启动直流电机，调速到指定值，开始进料，同时按下秒表，记录进料时间，并观察固粒的流化情况。 3、加料后注意维持进口温度 t1不变，保温电压不变，气体流量计读数不变。 4、操作到有固料从出料口连续溢流时，再按一下秒表，记录出料时间。 5、连续操作 30 分钟左右。此期间，每隔一定时间 (例如 5 分钟 )记录一次有关数据，包括固料出4 口温度 2。数据处理时，取操作基本稳定后的几次记录的平均值。 6、关闭直
8、流电机旋钮，停止加料，同时停秒表记录加料时间和出料时间，打开放 空阀，关闭进气阀，切断加热和保温电源。 7、将干燥器的出口物料称量和测取含水量 W2(方法同 W1).放下加料器内剩的湿料，称量，确定实际加科量和出料量。并用旋涡气泵吸气取出干燥器内剩料、称量。吸出方法：停风机，将余料接收瓶 23 接到风机入口，其吸管 24 插入干燥器上口 18 内，全开旁路阀 2，开风机抽净余料后的拔出。 五、注意事项 1、干燥器外壁带电，操作时严防触电，平时玻璃表面应保持干净。 2、实验前一定要弄清楚应记录的数据，要掌握快速水份测定仪的用法，正确测取固料进、出料含水量的数值。 3、实验中风机旁路阀 2 一定
9、不能全关。放空阀 8 实验前后应全开，实验中应全关。 4、直流电机电压不能超过 12V，控制 (3 12V)。保温电压一定要缓慢升压。 5、注意节约使用硅胶，并严格控制加水量，绝不能过大，小于 0.5 毫米粒径的硅胶也可用来做为被干燥的物料。只是干燥过程中旋风分离器不易将细粉粒分离干净而被空气带出。 六、 实验现象记录 当气速较小时，操作过程处于固定床阶段，床层基本静止不动，气体只能从床层空隙中流过，压降与流速成正比。当气速逐渐增加，床层开始膨胀，孔隙率增大，压降与气速的关系将不再成正比。当气速继续增大，进入流化 阶段，固体颗粒随气体流动而悬浮运动，随着气速的增加，床层高度逐渐增加，但床层压降
10、基本上保持不变。 实验数据列表 5 项 目 干燥器内径 1D / mm 绝干硅胶比热 SC / kJkg-1 -1 加料管内初始物料量 01C / g 加料管内剩余物料量 11C / g 干燥器出口料量 02C / g 干燥器内剩余料量 22C / g 加料时间 1 / s 出料时间 2 / s 进干燥器物料的含水量 1w / kg(水 )kg-1(湿物料 ) 出干燥器物料的含水量 2w / kg(水 )kg-1(湿物料 ) 项 目 进料前 进料后 开始出料后（每隔 5 分钟记录一次） 流量压差计水柱读数 R / mm 风机吸入口 大气干球温度 t / 大气湿球温度 Wt / 干燥器空气进口温
11、度 1t / 干燥器空气出口温度 2t / 进流量计前空气温度 0t / 干燥器进口物料温度 1 / 干燥器出口物料温度 2 / 流化床层压差水柱读数 / mmH2O 流化床层平均高度 h / mm 预热器加热电压 PU / V 6 预热器加热电流 PI ,/ A 干 燥器保温电压 DU / V 干燥器保温电流 DI / A 加料电机电压 V / V 2、 数据处理结果列表 项 目 项 目 输出物料折算质量 / g 流量计处空气焓值0I / kJkg-1 进料速率 1G / kgs-1 干燥器进口处焓值 1I / kJkg-1 进料干基含水量 1X 干燥器出口处焓值 2I / kJkg-1 出
12、料干基含水量 2X 物料进口处焓值 1I / kJkg-1 绝干进料速率 CG / kgs-1 物料出口处焓值 2I / kJkg-1 脱水速率 W / kgs-1 输出的热量 出Q / W 输入的热量 入Q / W 干燥器有效容积 V / m3 流量计处流量 0V / m3h -1 传热推动力 mt / 进干燥器时的空气流量 进V / m3h -1 空气向物料提供的热量 Q / W 流量计处空气湿度 0H 对流传热系数 V / Wm-3 -1 干燥器进口处空气湿度 1H 热损失 损Q / % 干燥器出口处空气湿度 2H 蒸发水分所消耗的热量 蒸Q / W 绝干气流量 L / kgs-1 热效率 / % 7 七、思考题 1、比较流化床干燥与桐道式气流干燥的优缺点及适用场合； 答：流化床的优点：床层温度均匀，便于调节和维持所需的温度；颗粒之间传热速率高，且流化床与传热壁面间有较高的传热速率。
