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1、熟悉流化床连续干燥固体湿物料的方法和流程。
2、测定流化床连续干燥湿硅胶颗粒时的干燥速率(单位时间的去水率)并与箱式干燥器的干燥速率进行比较。
1、实验装置 见图1

图1 流化床干燥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-透明膜电加热电极引线;15-粉尘接收瓶;16-旋风分离器;17-干燥器出口温度计;18-取干燥器内剩料插口;19-带搅拌器的直流电机(进固料用);
20、21-原料(湿固料)瓶;22-压差计;23-干燥器内剩料接收瓶;24-吸干燥器内剩料用的吸管(可移动)。
2、实验流程
(1) 气流:
室温、自然湿度的空气由鼓风机1送入系统,通过孔板流量计5、空气预热器6和进气阀9从流化床干燥器13底部进入,在床内与湿固体硅胶颗粒充分接触,完成传热和传质后,最后经由旋风分离器16除尘后放空。
(2) 固体颗粒:
由19、20、21构成的加料控制系统将湿的硅胶固体颗粒连续送入流化床干燥器13的中上部,在床内与热空气完成传热和传质后大部分进入出料接收瓶10,剩余少部分待干燥操作完成后由移动吸管24(与鼓风机进气口连接)吸入干燥器内剩料接收瓶23内。
3、仪器规格
(1) 流化床干燥器
流化床层直径D:Φ80×2.5 mm(内径75 mm)
床层有效流化高度h:100 mm(固料出口) 总高度: 530 mm
流化床气流分布器: 80目不锈钢丝网(二层)
(2) 物料:变色硅胶: 1.0~1.6 mm粒径;每次实验用量:400-500克(加水量30-40毫升)
(3) 空气流量测定:用自制孔板流量计,材质─铜板;孔径─17.0 mm
(4) 机电设备
风机-旋涡式气泵,离心泵 : 型号XGB-2
压力传感器:型号LXY 规格(0-10) kPa
压力显示仪:型号PP-139 规格(0-10) kPa
温度显示仪:型号PT-139 规格(0-150)℃
电压变送器:型号PZ-139 规格(0-220)V
加料电机为直流调速电机
预热器: 电阻丝加热,用调压器调电压来控制温度。
干燥器保温: 干燥器(玻璃制品)外表面上镀以导电膜代替电阻丝,可通电加热,用调压器调电压控温。
进入流化床的湿固体硅胶颗粒,在适宜速度(与颗粒的比重有关,由空气流量调节装置控制)的热空气(60 ℃,由加热装置控制)吹动下,达到流态化。在流化床的流化段进行充分接触。
在较强的传热、传质作用下,固体颗粒中的水份迅速到达表面并蒸发进入气相,由热空气带离体系,从而完成干燥。
干燥速率的计算原理:设:加入到加料瓶中的总湿固体物料量为W湿加(g),剩余的湿固体物料量为W湿生(g),干燥后的物料量为W干(g), 加料时间为t秒,则:
干燥速率=[(W湿加- W湿生)- W干]/ t [g/秒]
注:相同操作条件下,在箱式干燥器中的干燥速率为0.04 [g/秒]
1、称取一定量湿固体硅胶颗粒,加入加料瓶中。
2、关闭进气阀门9,全开放空阀8和旁路阀2。
3、开启风机1的电源,关小旁路阀2,调整流量计前后的压差为2.1~2.3 kPa。
4、接通预热电源,用面板上最下排左侧的调节旋调整电压,使其逐渐升至60 V。当空气进入流化床前的温度达到60 ℃时,先打开进气阀9再关闭放空阀8,此时因流体流经的路线加长,流动阻力增加,原调节流量会稍有下降,故需再次调整旁路阀2使其恢复为2.1-2.3 kPa。
5、启动固体加料装置,并同时记录开始加料的时间,加料电压调整为4V左右为宜,加料后随着床内固体颗粒数量的增加,热空气的流动阻力会随之增加,故此时需要不时调整旁路阀2,使空气的流量始终保持在2.1~2.3 kPa,过程中开始接收干燥的固体物料。
6、运行一定时间后(15~20分钟),准确记录加料时间,然后停止加料(关闭进料搅拌),切断加热空气的电源。
7、用吸气法取出干燥器内的物料,与接受瓶中的物料混合后称重,最后关闭风机。
1、操作过程中,开始时要先开鼓风机再开加热电源,结束时要先关闭加热再关鼓风机
2、完成操作步骤中的1后,要及时盖好加料瓶上的胶塞,否则操作过程中热空气会由加料瓶中外漏,造成不能按正常速度加料,严重时物料无法进入。
3、整个操作过程中应始终保持流量计前后的压差为2.1-2.3 kPa,以保证床内流化层处于最佳流化状态。若改变固体物料的粒径和比重,则需要重新探索流化条件。
4、因设备大部分为玻璃材质,故要求整个操作过程动作要轻。
5、干燥结束后,在取出流化床中剩余的固体物料时,取料管要双手持拿,不可用力碰撞流化床内的固体物料托网。
1、什么是流化态?
2、当空气进入流化床前的温度达到60 ℃时,先打开进气阀9再关闭放空阀8,原调节流量会稍有下降,为什么?
3、实验中影响流化床干燥速率的因素有哪些?

