奶粉喷雾干燥(1)食品工程设计
食品工程原理
课程设计说明书
设计题目奶粉喷雾干燥
专业粮食工程
班级粮工1103班
姓名郝林娜
指导老师马森
河南工业大学
2013年12月22日
食品工程原理课程设计任务书
专业：粮食工程
班级：1103班
姓名：郝林娜
学号：201111020327
一、设计题目：奶粉喷雾干燥
二、设计条件：
1、生产任务：年产全脂奶粉950吨。
以年工作日310天，日工作二班，班实际喷雾时间6小时计。产品质量符合国家“全脂奶粉质量标准”。
2、进料状态：浓缩奶总固形物含量48%。
温度55℃、密度1120kg/m2、表面张力0.049N/m、黏度15cp。
成品奶粉含水量≯2.5%（一级品）、密度600 kg/m2、比热2.1kJ/kg.K。
3、新鲜空气状态：t0=25℃、ф0=60%，大气压760mmHg
4、热源：饱和水蒸气。
三、设计项目：
a)工艺流程的确定
b)喷雾干燥装置的计算
c)辅助设备的选型及计算
d)绘制工艺流程图
e)编制设计说明书
四、设计时间和设计要求
时间：1周
要求：根据设计任务，确定方案合理，论证清楚，计算正确，简述简明，图纸整洁无误，书写整齐清洁。
目录
一、工艺流程确定及论证 (4)
1.1论证 (4)
1.2喷雾干燥流程图 (7)
二、喷雾干燥的计算 (7)
2.1物料及热量衡算 (7)
2.1.1空气状态参数的确定 (7)
2.1.2物料衡算 (10)
2.1.3热量衡算 (11)
2.2离心式雾化器的计算 (11)
2.2.1液滴直径ζ的计算 (12)
2.2.2液滴离开转盘的初速度 (13)
2.2.3液滴水平飞行距离 (14)
2.2.4离心喷雾器所需功率 (15)
2.3喷雾干燥塔主要尺寸的计算 (15)
2.3.1塔径D (15)
2.3.2塔高H (16)
三、辅助设备的选型计算 (16)
3.1空气过滤器的选型计算 (16)
3.2空气加热器的选型计算 (17)
3.3粉尘回收装置的选型和计算 (19)
3.4风机的选型计算 (21)
3.5其他辅助设备选用 (22)
四、设计结果总汇 (22)
4.1主要工艺参数 (22)
4.2干燥装置及主要辅助设计一览表 (23)
五、带控制点的工艺流程图 (24)
六、设计说明 (24)
七、结束语 (26)
八、参考文献 (27)
一、工艺流程确定及论证
本工艺采用并流离心式喷雾干燥法对奶粉进行喷雾干燥。
1.1论证
乳粉是一种干燥粉末状乳制品，具有耐保藏、使用方便的特点。生产乳粉的目的在于保留牛乳营养成分的同时，除去乳中大量水分，使牛乳由含水88%的液体状态转变成含水2%的粉末状态，从而大大缩小牛乳体积，既利于包装运输，又便于保藏和使用。乳粉的主要化学成分有水分、脂肪、蛋白质、乳糖、灰分、乳酸等，因含量差异而形成各种种类的乳粉。乳粉的营养价值一般通过乳脂肪及非脂乳固体部分来体现。
1.1.1.本工艺采用喷雾干燥技术制备乳粉。
喷雾干燥，是指用单独一次工序，将溶液、乳浊液、悬浮液或含有水分的膏糊状物料变成粉状、颗粒或块状的干燥产品。其形成取决于物料的物理特性，以及喷雾干燥设备的流程和操作。
奶粉喷雾干燥的原理是将浓缩乳借用机械力量，即压力或离心的方法，通过喷雾器将乳分散为雾状的乳滴（直径为10-15um），大大增加了其表面积，同时送入热风的情况下雾滴和热风接触，浓乳中的水分便在0.01-0.04s的瞬间内蒸发完毕，雾滴被干燥成球形颗粒落入干燥室的底部，水蒸气被热风带走，从干燥室排风口排出，而且微粒表面的温度为干燥介质的湿球温度（50～60℃），若连续出料，整个干燥过程仅需10～30s，故特别适用于热敏性物料的干燥，蛋白质的变性很少，乳清蛋白依然保持良好的溶解性，酶的活性也没有丧失。具有较高的溶解度及冲调性，保持其原有的营养成分及色、香、味。
喷雾干燥的特点如下：
（1）干燥速度快：由于料液经喷雾后雾化成几十微米大小的液滴，所以单位重量的表面积很大，每公升料液经喷雾后表面积可达300㎡左右，因此热交换迅速，水分蒸发极快，干燥时间一般只要几秒钟，多则几十秒钟，具有瞬间干燥的特点。（2）干燥过程中液滴的温度比较低：喷雾干燥可以采用较高的温度的载热体，但是干燥塔内的温度一般不会很高。当液滴仍有大量水分存在时，它的温度不超过热空气的湿球温度，例如塔内热空气温度>>100℃时，物料温度约50—60℃。
所以适合于热敏性物料的干燥，能够保持产品良好的色泽和香味。
（3）干燥产品具有良好的分散性和溶解性能：根据工艺上的要求，选用适当的雾化器，可将料液喷成球状液滴，由于干燥过程是在空气中完成的，所得到的粉粒能保持与液滴相近似的球状，因此具有良好的疏松性、流动性、分散性，冲调时能迅速溶解。
（4）产品纯度高，环境卫生好：由于干燥是在密闭的容器内进行的，杂质不会混入产品，保证了产品纯度。生产有毒气、臭气物料时，可采用封闭循环或“自惰”循环系统的喷雾干燥设备，将毒气、臭气烧毁，防止公害，改善环境。（5）生产过程简化，操作控制方便：即使含水量高达90%的料液，不经浓缩，同样能一次获得均匀的干燥产品。大部分产品干燥后不需粉碎和筛选，从而简化了生产工艺流程。对于产品粒径大小、松密度、含水量等质量指标，可改变操作条件进行调整，控制管理都很方便。
（6）适宜于连续化大规模生产：干燥后的产品经连续排料，在后处理上结合冷却器和风力输送，组成连续生产作业线，实现自动化大规模生产。
其主要缺点有：
（1）当热风温度低于150 ℃时，热交换的情况较差，需要的设备体积大。在用低温操作时空气消耗量大，因而动力耗用量随之增大。
（2）为了保证乳粉水分含量的要求，必须严格控制各种产品干燥时排风的相对湿度，一般为10%~13%，故需消耗较多的空气量，从而增加了风机的容量及电耗，同时也增加了粉尘回收装置的负荷，影响了产品得率。
（3）对某些膏糊状物料，干燥时需加水稀释，这样就增加了干燥设备的负荷。（4）由于设备体积庞大，对生产卫生要求高的产品时，设备的清扫工作量较大。（5）设备的热效率较低，在进风温度不高时，热效率约30—40%左右。
1.1.2本工艺采用离心式喷雾干燥
喷雾干燥按照雾化方法分为压力式、离心式和气流式喷雾干燥。
离心喷雾是将浓奶送入离心盘雾化机中，由于离心盘的高速旋转，被喷成雾状，遇热空气干燥成乳粉。离心喷雾盘的线速度为100—150m/s。用离心喷雾法生产奶粉时，离心喷雾盘的线速度越高，雾滴越小。乳粉颗粒越小，同热空气接触的比表面积越大，热交换速度越快，热效率也越高，热效率也越高，但是小颗
粒奶粉的冲调性能较差。
离心式喷雾干燥的操作特点有：
（1）塔内只安装一个雾化器便可完成生产任务。
（2）在一定范围内，可以调节雾滴尺寸。
（3）生产能力调节范围大。
（4）在调节处理量时，不需要改变雾化器工作状态。
（5）与压力式喷雾干燥相比，可以适应叫高粘度的料液。
压力喷雾干燥中，浓奶由高压泵打入喷嘴中，经喷嘴喷出的浓奶被雾化成雾滴，雾滴遇热空气变成乳粉。为了使浓奶在喷嘴出口处除了具有向前喷出的速度以外，还具有旋转运动，使用带斜槽的芯子同板眼搭配（称为S型），还有一种是孔板上带斜槽同板眼搭配（称为M型），两种喷头具有同样的雾化效果。压力越高，雾化效果越好，奶粉颗料越细，干燥效率越高。但是颗粒细小的乳粉，冲调性能不好。压力式喷雾干燥对料液的要求较高，在进雾化器前必须进行过滤，以防杂质堵塞雾化器。这种结构较紧凑，生产能力大，耗能量较少，且能改变内部元件不同飞雾炬形状。主要缺点是在一定的雾化压力下喷雾量不能在线调节。
气流式喷雾干燥的操作特点是结构简单，加工方便、操作弹性大、易于调节，但用于雾化的压缩空气的动力消耗较大，约为压力式和离心式雾化器的5-8倍。
1.1.3本工艺采用并流型喷雾干燥
喷雾干燥按照喷雾和流体流动方向分为并流型、逆流型和混合型三类。（1）逆流型操作特点是热利用率较高，但只适用于非热敏性物料的干燥，而且若空塔速度超过限度将引起颗粒的严重夹带，给回收系统增加负荷。
（2）混合型操作特点是气流与产品较充分接触，脱水效率高，但产品有时与湿的热空气流接触，故干燥不均匀，内壁局部粘粉严重。
（3）并流型操作特点是：被干燥物料允许在低温下进行干燥。由于热风进入干燥室立即与喷雾液滴接触，室内温度急降，不会使干燥物料受热过度，因此，适宜于热敏性物料的干燥。塔壁粘粉较少。由于在干燥室内细粒干燥时间短、粗粒干燥时间长，产品具有比较均匀干燥的特点，适合于液滴高度分散均一的喷雾场合。
综上所述，本生产工艺选用并流、离心式喷雾干燥法对奶粉进行喷雾干燥处
理。
1.2喷雾干燥流程图
图1 喷雾干燥流程图
二、喷雾干燥装置的计算
2.1物料及热量衡算
2.1.1空气状态参数的确定
G 1 t M1=55℃
新鲜空气 蒸汽 热空气 浓奶 排气
L t 0ф0 H 0υH0 I 0 L t 1 H 1υH1 I 1 L t 2 H 2υH2 I 2 ф2
t 0=25℃，ф0=60% t 1=150℃,H 1=0.01189 t 2=80℃，H 2=0.03871 H 0=0.01189
热损失Q L 空气加热器 冷凝水 干燥塔 奶粉G 2 t M2=70℃ 新鲜空气 空气过滤器 送风机 空气预热器 浓缩乳 离心式喷雾器 喷雾干燥
旋风分离
排风机 排 放 奶 粉 冷 却 过 筛
包装成品
图2物料、热量衡算图
2.1.1.1新鲜空气状态参数
由设计任务书给定条件：t0＝25℃,ф0＝60%
查得25℃饱和水蒸汽压Ps0＝23.76 mmHg (3168.4Pa)
湿度H0=0.622ф0P s0/(P-ф0P s0)
=0.622*0.6*23.76/(760-0.6*23.76)
=0.01189kg水/kg绝干气
热焓I0=(1.01+1.88H0) t0+2490H0
=(1.01+1.88*0.01189)*25+2490*0.01189
=55.414kJ/kg绝干气
湿比容υH0=(1/29+H/18)*22.4*(273+t0)/273
=(1/29+0.01189/18)*22.4*(273+ 25)/273
=0.8593 m3(湿空气)/kg绝干气
2.1.1.2加热后空气的状态参数
全脂乳粉的加工工艺流程中，喷雾干燥的操作要点为先将过滤的空气由鼓风机吸进，通过空气加热器加热至130-160℃后，送入喷雾干燥室。如用电热或燃油炉加热，可使干燥介质的温度提高至200℃以上。虽然提高热空气温度可以提高热效率，强化干燥过程，减少干燥塔所需容积，但是考虑到温度过高会影响乳粉的质量，如发生龟裂或焦化，所以干燥介质的温度会受到限制。同时温度过低会使产品水分含量过高而不能达到标准。故加热后的空气温度可确定为150℃。
湿度H1=H0=0.01189Kg水/Kg绝干气
热焓I1=(1.01+1.88*H1)*t1+2490H1
=(1.01+1.88*0.01189)*150+2490*0.01189
=184.459KJ/Kg绝干气
湿比容υH1＝(1/29+ H1/18)*22.4*(273+ t1)/273
=(1/29+0.01189/18)*22.4*(273+ 150)/273
=1.220 m3(湿空气)/kg绝干气
2.1.1.3排风状态参数确定
干燥的乳粉含水分2.5%以内，从塔底流出，热空气经旋风分离器收集所携带的乳粉颗粒，净化后的空气被排风机送入大气中，排放温度为80-90℃，相对湿度为10-12%。选定排放温度为80℃。但为了防止产品长时间受高温影响而使产品变性，且同时也要防止露水的形成，故奶粉出口温度一般比排气温度低10℃。就整个干燥器作热量衡算，
G2C M t M1/W + C l t M1 +lI0 +l(I1-I0) = G2C M t M2 /W + lI2 +QL
式中：C M-----产品比热，全脂奶粉为2.1kJ/kg℃(任务书给定)
C l-----水的比热，4.187kJ/kg绝干气
t M1-----浓奶温度，任务书给定55℃(任务书给定)
t M2-----奶粉出口温度，取70℃
Q L-----每蒸发1kg水干燥室的热损失，按工业生产经验取251kJ/kg水（[7],P305：对于保温适宜的干燥室而言：其散失的热量可取60千卡/公斤水，相当于251.04kJ/kg水，而对于空气加热器的热损失可取40千卡/公斤水，相当于167.36kJ/kg水。本工艺保温适宜，故采用热损失为251kJ/kg水。）W-----每小时蒸发水量（见物料衡算）263.36kg
G2-----每小时奶粉产量（见物料衡算）255.38kg
l-----每蒸发１千克水所需空气量Kg，l＝1/(H2－H1)
将上式整理后可得：
C l t M1-(G2C M t M2 /W－G2C M t M1/W+ Q L)=(I2-I1)/(H2-H1)
方程左端表示干燥室补充热量与损失热量之差，用Δ表示。
Δ=4.187*55-(255.38*2.1*70/263.36-255.38*2.1*55/263.36+251)
=-51.2605 KJ/Kg水
Δ=(I2-I1)/(H2－H1)
=[(1.01+1.88H2)t2+2490H2-I1]/(H2－H1)
=[(1.01+1.88H2)*80+2490H2-184.542]/(H2-0.01189)
=-51.2605KJ/Kg水
解得:H2＝0.03877 Kg水/Kg绝干气
热焓I2＝(1.01+1.88 H2)t2+2490 H2
＝(1.01+1.88*0.03877)*80+2490*0.03877
＝183.01 kJ/kg绝干气
ф2的求取：由H2＝0.622ф2P S2/(P-ф2P S2)
查得80℃饱和水蒸汽压P S2＝355.1mmHg
0.03877＝0.622*355.1ф2/(760-355.1*ф2)
解得：ф2＝12.55%﹤13%
为保证乳粉水分含量的要求，必须严格控制排风相对湿度ф2=10～13%。由于ф2在此范围以内，所以含水量可以保证。
湿比容υH2=(1/29+H/18)*22.4*(273+t2)/273
=(1/29+0.03871/18)*22.4*(273+80)/273
=1.0611m3(湿空气)/kg绝干气
2.1.2物料衡算
2.1.2.1每小时需得奶粉量G2可由年产量，年工作日，日工作班数及喷雾时间求取（相关数据由任务书给定：年产全脂奶粉950吨，年工作日为310天，日工作二班，班实际喷雾时间6小时）
G2=950*1000/(310*2*6)=255.38 kg/h
2.1.2.2 每小时喷雾浓奶量及蒸发水分量W
G1=G2*(1-W2)/(1-W1)
=255.38*(1-0.025)/(1-0.50)
=518.74 Kg/h
W=G1-G2=518.74 -255.38=263.36 kg/h
2.1.2.3每蒸发1kg水干空气用量（绝干量计）
l=1/(H2－H1)＝1/(0.03877-0.01189）
=37.20 kg绝干气/kg水
每小时干空气量
L＝W/(H2－H1)＝263.36/（0.03877-0.01189）=9808.5661 Kg绝干气/h
新鲜空气体积流量
V0=LυH0=9808.5661*0.8593=8428.5009 m3/h
热空气体积流量
V1=LυH1=9808.5661*1.220=11964.49 m3/h
排气体积流量
V2=LυH2＝9808.5661*1.0611=10470.8695 m3/h
2.1.3热量衡算
2.1.
3.1输入系统热量
新鲜空气输入:Q1=LI0=9808.5661*55.414=544277.33 kJ/h
加热器输入热量：Q2=L(I1- I0)＝9808.5661*(184.542 -55.414)= 544277.33 kJ/h 浓奶带入的热量：Q3=G2C M t M1+WC l t M1＝255.38*2.1*55+263.36*4.187*55
=90144.248KJ/h
ΣQ入=Q1+ Q2+ Q3=544277.33+544277.33+90144.248=1900236.65 kJ/h
2.1.
3.2 输出系统的热量
排气带出的热量:Q’1=LI2 =9808.5661*183.00988 =1796593.86 KJ/h
产品奶粉带出的热量：Q’2＝G2C M t M2＝255.38*2.1*70=37540.86 KJ/h
干燥室热损失：Q’3= WQ L＝263.36*251=66103.36 KJ/h
ΣQ出＝Q’1+ Q’2+ Q’3= 1796593.86+37540.86+66103.36=1900238.08KJ/h
由于ΣQ
出＝ΣQ
入
，可见热量收支平衡。
2.1.
3.3 干燥过程的热效率：表示每蒸发1kg水分，干燥器内所需加入的热量中用于汽化水分所耗热量的百分率。
η=((r0+C W t2)-C l t M1)/l(I2－I0)
=((2490+1.88*80)-4.187*55)/37.286 *(183.00988-55.414)=50.66%
2.1.
3.4 空气加热器蒸汽消耗量：
选取加热用饱和水蒸气温度T= t1+10=150+10=160℃
查得其饱和蒸汽压为6.303Kgf/cm2(绝压)，汽化潜热为2087.1kJ/kg
并取热效率ηk=95%
蒸汽消耗量:D k=Q2/rηk=1130418.84/(2087.1*0.95)=570.13 kg/h
2.2离心式雾化器的计算
根据现有的定型设备LP150，用其有关数据进行参考设计。
G 1=518.74kg/h ρ=1120kg/m 3
V 1=3
1
1G *10==463.16L /1518.70412h ρ 故可选取生产能力为500L/h 的离心雾化器。
要使喷孔流速U 孔在0.5~1m/s 之间，可增大孔径至5.5mm ，采用6个喷孔。
核算U 孔32
100.9115.5636004518.74m s π
?==??? U 孔在0.5~1m/s 间，适用选LP500
LP500参数如下：
生产能力：500L/h
主要性能参数：离心盘喷嘴外径：280mm
喷嘴个数： 6个
喷嘴孔径： 5.5mm
离心盘转速： 7350r/mim
离心盘线速度： 104m/s
上述采用参考性设计，由于离心雾化器结构相对较复杂，故不重新进行设计，但可用现有型号的雾化器，并对生产能力方面的参数做微调。本次设计通过扩大喷嘴口径和增加喷口数量使喷嘴的液体流速控制在0.5~1m/s 内，随后再对喷嘴的性能参数做相应的调整，最后列出主要性能参数。
2.2.1液滴直径ζ的计算
在忽略了分散盘形状对雾滴的影响时，有人提出下面的多管式分散盘雾滴直径计算的经验公式：δ=98.5×ρ
σR n 1 式中：δ-----液滴直径m
n------分散盘转速7350 r/min
R------分散盘半径0.14m
σ-----料液表面张力0.049/9.81=0.005 kgf/m
ρ-----料液密度1120kg/m 3
δ=98.5×
ρ
σR n 1=-510.00598.5=7.571073500.141120???m 2.2.2液滴离开转盘的初速度
2.2.2.1径向速度的计算
当离心盘为圆槽式时，液滴离开分散盘时径向速度按下式计算：
0.80.4
0.400.950.42 1.430.35
(1)A A r r u r ωω=-
式中：0r u -----雾滴的径向初速度(m/s)
ω-----分散盘的角速度
227350769.69(/)6060
N rad s ππ?== r -----分散盘半径0.14(m) A-----常数；0.350.250.3550.25040.80.80.00275 1.33910A 0.090.09 3.751.28710()()Z 6
L L r Q ν--??==?=?（） 0r ------通道半径0.00275(m)
L ν------料液运动粘度50.015 1.339101120
μρ-==?(m 2/s) L Q -------料液的体积流量4311
1.28710(m /s)1120360518.704G ρ-==?? N-------分转盘转速7350(r/min)。 将以上数据代入式0.80.40.400.950.42 1.430.35(1)A A r r u r ωω=
-
0.80.40.4
0.950.421.43769.690.140.35(1)23.68/3.75 3.75769.690.14
m s ?=-=?? 2.2.2.2切向速度的计算
由于浅槽或叶片阻止了料液的滑动，离开分散盘边缘时的切向速度近似等于分散盘上圆周速度：00.287350
107.76/60t u dN m s ππ??===
式中：d------分散盘直径0.28(m)
0t u ------切向速度(m/s)。
2.2.2.3料液离开分散盘时的合成速度
料液离开分散盘时是径向速度与切向速度的合成速度的运动形式，因此最后雾滴离开分散盘时的速度为：2222000107.7623.68110.33/m t r u u u m s =+=+= 式中：0m u ------料液离开分散盘时的初速度(m/s)。
2.2.3液滴水平飞行距离
液滴离开分散盘边缘沿水平方向飞出，液滴飞出的最大距离是确定干燥器直径的主要依据。分散盘产生的雾距，通常是以90%-99%液滴的降落半径作为最大雾距。但是实际液距和理论值不能吻合，主要原因在于：
① 液滴在喷出后因水分迅速蒸发而使液滴密度减小，因此飞行距离也缩短。 ② 在干燥过程中液滴的直径收缩或因崩裂而减小。
③ 干燥器热风的流动，液滴的飞行受到影响。 所以考虑到空气阻力的影响，计算液距有下列公式：04ln 3p L m a m
d u R u ρξρ=
式中：p d -----液滴直径57.5710()m -?
L ρ-----料液密度1120(kg/m 3)
a ρ-----空气密度(kg/m 3) 12312
121110.0118910.038711.2198
1.06110.9025/222
a a H H a H H v v kg m ρρρ+++++++==== 0m u -----液滴的初速度110.06m/s
m u -----液滴的运动终速度(m/s)，可按液滴在干燥室内的浮翔速度考虑。
2525()1(7.5710)(11200.9025)9.810.2162/1818 1.791100.9025
p L a m a a d g u m s ρρνρ---??-?===??? a ν-----空气在平均温度下的运动粘度(m 2/s)
25℃时，干空气的黏度：1a μ=1.835×510Pa s -
干空气的运动黏度：-552111×0.826 1.83510 1.51610/a a a m s νρμ-==??=? 80℃时，干空气的黏度：2a μ=2.11×510Pa s -
干空气的运动黏度：522222×0.979 2.06610/a a a a m s νρμμ-==?=?
5512 1.835 2.1110 1.971022
a a a Pa s μμμ--++==?=? 55212 1.512 2.06610 1.79110/22
a a a m s ννν--++==?=? ξ-----阻力系数，是Re 的函数。
5L m0a
5
a d u 7.5710110.330.9025328.62<10001.9710e R ρμ--???===? 阻力系数0.60.618.518.50.522328.62e R ξ=
== 将以上数据代入公式04ln 3p L
m a m
d u R u ρξρ= 得：547.57101120110.33ln 1.49630.5220.90250.21624
R m -???==??
2.2.4离心喷雾器所需功率 分散盘雾化料液时理论上消耗功率：202.251022GV N g
=? 式中：0V -----离心盘的圆周速度，即离心盘线速度107.76(m/s)
G -----离心盘的生产能力，即(G =1G )=518.740.1444(/)3600
kg s = ∴ 22.250.1444107.76 1.88510229.81
N KW ??==?? 2.3 喷雾干燥塔主要尺寸的计算
2.3.1 塔径D
离心雾化器的干燥塔直径在一般情况下，塔径D 按照下式计算：
D=(2~2.8)R
式中：R-----离心雾化器喷雾距半径，即雾滴水平飞行距离1.496m 。
选取：D= 2.25R=2.25×1.496=3.366 m 圆整为D=4m
验算：塔内空气平均流速U ，应在0.1~0.3m/s 之间。
12221.2198 1.0619808.5661220.2473/36004360044
H H v v L U m s D ππ++?
?===??? 式中：U------空气平均流速(m/s)
L------绝干空气流量9808.5661kg 绝干气/h
D----喷雾干燥塔内径12.5m H v --- 平均湿比容，1H v =1.2198和2H v =1.061m 3(湿空气)/kg 绝干气
0.1m/s 2.3.2 塔高H D H 1=1.2D=1.2×4=4.8m H 2=D=4m 选鼓形阀d=400mm H 1 2/2/220.2tan 0.4524 D d H α --=== H 2 ∴α=48.45°<60°合适 d 因为锥形壳体的应力，随半锥角α的增大而增大；当α角很小时，其应力值接近圆筒形壳体的应力值。所以在设计制造锥形容器时，α角要选择合适，不宜太大 。 H=H 1+H 2= 4.8+4=8.8m 有效容积22214 4.8060.344 V D H m ππ==??= 蒸发强度3263.36 4.37/60.3 W q kg m h V ===核算水 310.03t 10.031501 3.5kg m h q =-=?-=经验水/ q 核算＞q 经验，二者相差太大，所以塔高选择不合适。选塔高为5米。 则H 1=1.3D=1.3 ?4=5.2m H 2=D=4m H 1+H 2=5.2+4+9.2m 有效容积V=3.14÷4×D 2 ×H 1=69.08m 3 3263.36=W/V= 3.8kg m h 69.08 q =核算水/ 310.03t 10.031501 3.5kg m h q =-=?-=经验水/ q q ≈经验核算，由于二者近似相等，塔高选择合适。 三、辅助设备的选型计算 3.1空气过滤器的选型计算 空气过滤器一般采用油浸式的滤层，，滤层内充填细的钢丝绒，形成绒团（钢丝绒、铜丝绒、尼龙纤维、中孔泡沫塑料均可）喷以轻质定子油或真空泵油（无味、无臭、无毒、挥发性低、化学稳定性高）制成每块50×50cm 左右单体厚约5～12cm ，当空气通过时，空气中杂质即被阻挡或为油膜吸附于滤层中，每隔一定时期拆下用碱水清洗，干燥后喷油重新安装，可继续使用。 过滤面积： Ho Lv F m = 式中：m-------滤层过滤强度，一般为4000~8000m 3/m 2 h 选取m= 5000 m 3/m 2h 29808.56610.8602 1.6875000 O H Lv F m m ?=== 圆整为1.7m 2 核算329808.56610.86024963.1/1.7O H Lv m m m h F ?=== 空气阻力：H f =0.5SV 1.8 式中：S-------滤层厚度，通常取10 cm V-------过渡速度为 s m m /3600 H f =0.521.84963.110()9.03600mmH O ??= 过滤时一部分孔被堵，导致H f 上升，至一定程度 （O mmH 220~15>）时取下清洗。进料时无压力，不会有漏奶等情况，清洗时仅需拆下进奶管道，离心转盘，清洗容易，轻便。长期不清洗，使过滤器的阻力增大，从而使进风量减少，影响生产能力。 3.2空气加热器的选型计算 空气加热器是以紫铜管或钢管上绕以紫铜的翅片，最后经搪锡而制成具有一定加热面积的加热器，干燥设备一般由若干加热器组成。目前在乳粉生产上常用的有S 型及GL 型两种形式。 空气加热器是对新鲜空气进行加热的必要设备，用饱和蒸汽作为热源，在加 热管内流动，新鲜空气在加热管外经翅片间通过，经热交换后空气的温度可达150~170℃，热空气的温度主要取决于加热面积，饱和蒸汽的压力及质量。为强化传热，可采用翅片式换热器，加大湍流程度，减少该侧热阻。 （1） 需要加热量 Q 需 10()9808.5661( 184.54255.49)1332433.644/0.95 L I I Q KJ h η-?-===需 （2）传热效率100150250.86217025 S t t F T T --===-- 选定饱和蒸汽压力：8kgf/cm 2 查【1】P334的T S =170℃ （3）表面风速V a 的选取 由F 查化工原理课程设计辅导书V a -F 图得V a =2.75m/s ，N=8排。 GLII 型钢制空气热交换器比GLI 型散热排管的传热系数高，比I 型散热排管重量轻，体积小，消耗金属少，且造价比S 、UII 型钢制散热排管便宜。故选用GLII 型空气加热器。 （4）受风面积F a a a V G F 3600' = G ’：校正至25℃，l atm 时空气的体积流量[m 3/h] = 227320293L 9808.56610.859327325298=0.748m 36003600 2.75O H a v v +??+=? （5）选型：据F a =0.748m 2，8排 查[4-4]表选GLII 2-15-54。 GLII 2-15-54的主要参数： 散热面积F 0：26.12m 2 受风表面积F a ：0.828m 2 通风净截面积F f ：0.438m 2 总传热面积F o =8×26.12=208.96m 2 （6）核算传热量：Q 供=KF O △t m K 无具体计算公式，故借用S 、U II 型公式。 K=19.77(V r )0.608×10-3 V r =2(1)9808.5611(10.01192) 6.295/36000.4383600 O f L H kg m s F +?+==??? K=19.77×5.620.608×10-3=0.0565kw/m 2k △t m =1212(17025)(170150)63.1017025ln /ln 170150 t t t t ?-?---==-??- Q 供=KF o △t m =0.0565×208.96×63.10=744.97 kw =2681905.5 kJ/h 富裕()00002681905.51189914.62681905.510055.63-÷?= Q 供>Q 需 富裕55.63%不在20~30%范围内 故在原有基础上减两组，即4排。 （7）空气阻力△P=0.0853×（V r ）1.862×4=0.0853×6.2951.862×4=10.488mmH 2O 3.3 粉尘回收装置的选型和计算 3.3.1根据课程设计要求，离心雾化的粉尘回收选用旋风分离器。 采用旋风分离器的主要有以下几个方面： （1）分离效率高，提高产品得率，减少损耗，增进经济效果， 同时减少公害。 （2）分离器内壁应非常光滑，减少液体阻力，粉末不致于粘壁。 （3）若是室温太低，设计的旋风分离器外壁给予保温，或外壁加蒸汽盘管。 （4）尽可能减少旋风分离器只数，因只数多，每只口风速不易分配，只要其中 一只入口风速低于规定速度，则严重影响总效率，最好是单只，阻力小，易于管理和清扫。 （5）易装卸，修理方便，密闭性能好。 （6）缷料装置简单，可用鼓形阀。 3.3.2粉尘回收装置的选型及计算 （1） 选型：采用干式法回收，选用标准型切线入口的旋风分离器、 离心式喷雾机乳粉粒度谱。 粒径μm 0~60 60~120 120~180 180~240 >240 离心式 分布百分率 2.0 31.2 24.0 18.6 24.0 压力式 分布百分率 66.4 24.6 5.4 2.2 1.5 （2）分离器尺寸及进口风速和阻力计算 进口风速u i 一般可取15~25m/s ，取ui=22m/s 进口截面积F=229808.56611.06110.13143600223600 H i Lv m u ?==?? F=2 248 D D D A?B =?==0.1314m 2 ∴D=1.03m 圆整为D=1.2m A= 1.20.622D m == B= 1.20.344 D m == ui=2 9808.5661 1.06116.06/1/83600 1.2m s ?=?? D 1=D/2=0.6m H 1=2D=2.4m H 2=2D=2.4m S 1=D/8=0.15m D 2=D/4=0.3m 喷雾干燥室设计 1.热风进口位臵及热风分配室： 热风分配室作用：使热空气能较均匀地分布，使其与喷嘴喷出的颗粒充分进行热交换，且不产生涡流，避免或尽量减少产生焦粉的现象，使热空气进口与喷雾位臵尽可能靠近，其出口风速一般为5-12m/s，取9m/s效果很好，干燥室截面积的风速以0.1-0.3m/s为宜。（1）压力式： ①均风板形式：热风通过均风板后使干燥室内气流成直线流或螺旋状的气流。 如图利用均风板使热风形成均匀的直线气流，热风从侧面进入，用垂直和水平两块均风板将热风均布，板为多孔板，开孔比23%，三块水平均风板，多孔板A=40%、B=40%、C=23%。 在卧式压力喷雾干燥设备，将气流流量造成旋转状，增加热风与雾滴的接触时间，如图，气流旋转幅度借调节叶片实现，叶片倾斜越大，气流旋转越激烈，使用时必须根据粉末粘壁情况来调节叶片角度，叶片数量可按进风导管的大小增减。 ②锥形气流调节装臵：热风导管中心装一根喷枪，内设臵的薄钢板制的上下具有锥形体，增速套筒，其风速为15m/s,使气流垂直进入干燥塔，不带旋转运动，使雾滴粘附在热风进口管边的可能性减少。由于总管与在个热风导管的距离不等，因此三个热风导管内的风速不一定相等，可以在导管上端装一节可调节高低的活动套管。离总管近的导管上，活动套管装得高一些，离总管远的导管上，活动套管装得低一些。当测得三个导管中的风速基本相等时，则将活动套管坚固的不再变动。 （2）离心式喷雾干燥热风分配盘： 由热风盘、锥形支座、导板、空气分散器、冷凝风圈、细粉回收器、离心机、均风板等组成。 特点：热风以切线方向进入分配器，通过多孔板，在导板空气分散器作用下，热风能均匀地、螺旋式地进入喷雾塔内，喷出来的雾距塔顶的距离靠空气分散器来调节，空气分散器挂在锥形支座中间部位比较适合，向上调节雾距至塔顶的距离缩小，反之，距离增大。分配器风道截面随风量的减少而变小，防止粘粉的焦化，在热风引入导管处设有用冷风冷却的三角形风道。 封面（按要求的格式制作） 食品工程原理课程设计任务书 专业：XXX 班级：XXX 姓名：XXX 一、计题目：年产全脂奶粉——奶粉喷雾干燥 二、设计条件： 1、生产任务：年产全脂奶粉750吨（学号：1--9）； 800吨( 例） 850吨（学号：10--18）； 900吨（学号：19--24）； 950吨（学号：25--30） 以年工作日310天（例），300（学号尾号为单数）；330天（学号尾数为双号），日工作二班，班实际喷雾时间6小时计。产品质量符合国家“全脂奶粉质量标准”。 2、进料状态：浓缩奶总固形物含量48%（例） 46%（学号5,6,11,12,17,18,23,24,29,30） 50%（学号：3,4,9,10,15,16,21,22,27,28） 52%（学号：1,2,8,7,13,14,19,20,25,26）温度55℃、密度1120kg/m2、表面张力0.049N/m、黏度15cp。 成品奶粉含水量≯2.5%（一级品）、密度600 kg/m2、比热2.1kJ/kg.K。 3、新鲜空气状态：t 0=20℃、ф =50%（例） t 0=22℃、ф =52%（学号1—10）； t 0=23℃、ф =55%（学号11—20）； t =25℃、ф =60%（学号21—30） 大气压760mmHg 4、热源：饱和水蒸气。 三、设计项目： a)工艺流程的确定 b)喷雾干燥装置的计算 c)辅助设备的选型及计算 d)绘制工艺流程图（涉及各设备平面图） e)编制设计说明书 四、设计时间和设计要求 时间：1周 要求：根据设计任务，确定方案合理，论证清楚，计算正确，简述简明，图纸整洁无误，书写整齐清洁。 食品工程原理 课程设计说明书 设计题目奶粉喷雾干燥 专业粮食工程 班级粮工1103班 姓名郝林娜 指导老师马森 河南工业大学 2013年12月22日 食品工程原理课程设计任务书 专业：粮食工程 班级：1103班 姓名：郝林娜 学号：201111020327 一、设计题目：奶粉喷雾干燥 二、设计条件： 1、生产任务：年产全脂奶粉950吨。 以年工作日310天，日工作二班，班实际喷雾时间6小时计。产品质量符合国家“全脂奶粉质量标准”。 2、进料状态：浓缩奶总固形物含量48%。 温度55℃、密度1120kg/m2、表面张力0.049N/m、黏度15cp。 成品奶粉含水量≯2.5%（一级品）、密度600 kg/m2、比热2.1kJ/kg.K。 3、新鲜空气状态：t0=25℃、ф0=60%，大气压760mmHg 4、热源：饱和水蒸气。 三、设计项目： a)工艺流程的确定 b)喷雾干燥装置的计算 c)辅助设备的选型及计算 d)绘制工艺流程图 e)编制设计说明书 四、设计时间和设计要求 时间：1周 要求：根据设计任务，确定方案合理，论证清楚，计算正确，简述简明，图纸整洁无误，书写整齐清洁。 目录 一、工艺流程确定及论证 (4) 1.1论证 (4) 1.2喷雾干燥流程图 (7) 二、喷雾干燥的计算 (7) 2.1物料及热量衡算 (7) 2.1.1空气状态参数的确定 (7) 2.1.2物料衡算 (10) 2.1.3热量衡算 (11) 2.2离心式雾化器的计算 (11) 2.2.1液滴直径ζ的计算 (12) 2.2.2液滴离开转盘的初速度 (13) 2.2.3液滴水平飞行距离 (14) 2.2.4离心喷雾器所需功率 (15) 2.3喷雾干燥塔主要尺寸的计算 (15) 2.3.1塔径D (15) 2.3.2塔高H (16) 三、辅助设备的选型计算 (16) 3.1空气过滤器的选型计算 (16) 3.2空气加热器的选型计算 (17) 3.3粉尘回收装置的选型和计算 (19) 3.4风机的选型计算 (21) 3.5其他辅助设备选用 (22) 四、设计结果总汇 (22) 4.1主要工艺参数 (22) 4.2干燥装置及主要辅助设计一览表 (23) 五、带控制点的工艺流程图 (24) 六、设计说明 (24) 七、结束语 (26) 八、参考文献 (27) 广东工业大学课程设计任务书 一、课程设计的内容 1．设计任务与要求 设计一喷雾干燥装置以干燥某种物料悬浮液。干燥介质为空气，热源为蒸气和电；雾化器采用旋转型压力喷嘴，选用热风-雾滴（或颗粒）并流向下的操作方式。 2．概述、原理、优点、流程 通过查阅喷雾干燥有关资料，熟悉喷雾干燥基本原理、优点和工艺流程。 3．根据计算的最主要尺寸绘制流程示意图 二、课程设计的要求与数据 料液处理量1G ＝300h kg / 料液含水量1ω＝80％（湿基，质量分数） 产品含水量ω=2%(湿基，质量分数) 料液密度L ρ=11003/m kg 产品密度D ρ=9003/m kg 热风入塔温度 t 1＝300℃ 热风出塔温度t 2=100℃ 料液入塔温度1θ=20℃ 产品出塔温度2θ＝90℃ 产品平均粒径dp =125μm 干物料比容热m c =2.5kJ/(kg.·℃) 加热蒸汽压力（表压）0.4MPa 料液雾化压力（表压）4MPa 年平均空气温度12℃ 年平均空气相对湿度 70％ 注意：以上数据仅作为例子，每个学生设计时应按下表要求独立自选参数3个，并登记入点名册，所选参数完全一致的学生无效，上述示例数据不能选。 三、课程设计应完成的工作 1、通过查阅喷雾干燥有关资料，熟悉喷雾干燥基本原理、优点和工艺流程。 2、工艺计算 3、主要设备尺寸的设计 4、绘制工艺流程 5、撰写课程设计说明书 四、课程设计进程安排 五、应收集的资料及主要参考文献 陈英南刘玉兰主编. 常用化工单元设备的设计. 华东理工大学出版社2005年第一版。 发出任务书日期：2009年6月22日 指导教师签名： 喷雾干燥塔是一种可以同时完成干燥和造粒的装置，是在生物农药、医药、食品微生物等领域很常见的一种设备。今天小七为大家详细介绍喷雾干燥塔的工作原理、特点、操作规程、常见故障修复方法以及操作注意事项，让七友短时间内对喷雾干燥塔有一个深度了解！ 主要功能：可将溶液状态的物料喷入喷雾干燥塔中，物料干燥后呈固体粉末状态出料，按工艺要求可以调节料液泵的压力、流量、喷孔的大小，得到所需的按一定大小比例的球形颗粒。多数用于生物农药，医药，食品微生物的干燥。 作用原理：空气经过滤和加热，进入干燥器顶部空气分配器，热空气呈螺旋状均匀地进入干燥室。料液经塔体顶部的高速离心雾化器或高压雾化器，喷雾成极细微的雾状液珠，与空气并流接触在极短的时间内可干燥为成品。成品连续地由干燥塔底部和旋风分离器中输出，微尘物料由脉冲布袋收集器收集，废气由风机排空。 喷雾干燥塔的特点 1、干燥速度快，完成只需数秒钟; 2、适宜于热敏性物料干燥; 3、使用范围广:根据物料的特性，可以用于热风干燥、离心造粒和冷风造粒，大多特性差异很大的产品都能用此机生产; 4、由于干燥过程是在瞬间完成的，产成品的颗粒基本上能保持液滴近似的球状，产品具有良好的分散性，流动性和溶解性; 5、生产过程简化，操作控制方便。喷雾干燥通常用于固含量60%以下的溶液，干燥后，不需要再进行粉碎和筛选，减少了生产工序，简化了生产工艺。对于产品的粒径、松密度、水份，在一定范围内，可改变操作条件进行调整，控制、管理都很方便; 6、为了使物料不受污染和延长设备寿命，凡是与物料接触部分，均可以采用不锈钢材料制造。 喷雾干燥塔的主要类型1离心喷雾 高速离心喷雾干燥是液体工艺成形和干燥工业中最广泛应用的工艺。最适用于从溶液、乳液、悬浮液和糊状液体原料中生成粉状、颗粒状固体产品。因此，当成品的颗粒大小分布、残留水份含量、堆积密度和颗粒形状必须符合精确的标准时，喷雾干燥是一道十分理想的工艺。 喷雾干燥实验 （一）实验目的 ①了解喷雾干燥设备流程及气动离心雾化器工作原理； ②熟识喷雾干燥的操作； ③通过实验深入了解喷雾干燥的优点和缺点； ④了解喷雾干燥产品形态。 （二）实验原理与内容 喷雾干燥是采用雾化器将原料液分散为雾滴，并用热气体(空气、氮气或过热水蒸气)干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。原料液可以是溶液、乳浊液、悬浮液。 液体的雾化器将料液分散为雾滴，增大干燥过程的传热传质速率。雾化器是喷雾干燥的关键部件之一，目前常用的有3种，即压力式雾化器、离心式雾化器、气流式雾化器。 雾化的液体与热气流的接触表面积很大，它与较高温度的气流一接触就迅速进行传热传质，雾滴水分吸收热量后又迅速蒸发成水蒸气，空气既作载热体又作载湿体。在干燥初期，雾滴很小，物料内部湿含量的扩散传递而造成的干燥阻力几乎等于零，物料的温度一直处于物料的表面湿球温度，为恒速干燥阶段。在物料表面没有充水分时，物料就开始升温并在内部形成温度梯度，为降速干燥阶段。若当温度梯度很大，物料内部的蒸汽压大于物料粒子表面内聚力时，粒子即会爆开，瞬时增大传质蒸发表面。因此喷雾干燥的粉末大多是非球形。本实验是采用离心喷雾，实验内容包括1、喷雾干燥设备流程及设备结构介绍；2、喷雾干燥设备使用操作要点介绍；3、喷雾干燥；4、干燥产品形态观察。 （三）实验仪器、设备 小型离心喷雾干燥设备（移动式高速离心喷雾干燥机，型号LPG—5，江苏省常州先锋干燥设备有限公司）。设备参数：离心盘直径50mm、干燥室直径800mm,圆筒高600毫米，筒锥角度60°。这样的离心喷雾高速旋转的动力是采自压缩空气，压缩空气推动涡轮通过挠性轴带动离心盘转动,液料从加工料中均匀滴入离心盘中央受离心力的作用以切线方向甩出,绕成大小均匀的雾状水滴，分别于干燥室中；由于离心盘转速高达2.5万转/分。挠性轴细小，故注意操作，小心加料均匀，防止结焦以保证离心盘的动力平衡。 实验材料：鸡蛋液 测量仪器：小型离心喷雾干燥设备上热电偶温度计(进出风)、形态观察仪器。 （四）实验步骤 1．测定实验环境温度、鸡蛋液含水率及可溶性固性物含量等。 2.认真检查设备流程和各部件的结构构造。 3.启动排风机，检查系统部分连接是否良好,有无漏气的地方。 4.接上加热电源预热干燥室，160℃~180℃。 5.达到所要求的温度，即启动离心转盘到正常运转、并慢慢进少量的物料， 二、工艺流程确定 （首先应初选你的工艺流程，如：） 选用并流、离心式喷雾干燥法进行奶粉的喷雾干燥。 （接着要论证这一工艺过程的合理性，大致从牛奶的特性，如牛奶属热敏性、高营养等等，以及喷雾干燥的特性或优势，以说明要喷雾干燥这个单元操作是比较适合用来加工牛奶成为奶粉的） 在接着要进行对比论证： 1、? 2、为什么要采用并流立式（优缺点，当然重点要突出优点） 3、为什么要采用离心喷雾（有的的压力喷雾）（优缺点，当然重点要突出 各自的优点，略述缺点） 最后明确你的选择工艺流程。整个论证过程要突出对比，要充分论述并说明对于任务书提出的产品加工要求你为什么要选择这样的工艺流程，表达的文字要简洁，让别人能够知道你选择的理由。 喷雾干燥流程图： （此处要给出你确定的工艺流程简图（步骤框图），让别人能够知道生产加工的总体框架，框图以美观、协调、步骤的前后工序明了，图形的画法按自己的理解思考） ) 三、喷雾干燥装置的计算： １物料及热量衡算 （这部分主要进行干燥静力学计算，期间要确定一些状态参数，所有公式简单罗列了一下，有的自己可以用公式编辑器重新书写，图形和版面可以作些调整，但应围绕工整简洁，要用适当的语言表述计算过程进行以及逻辑推理关系，所有的公式应标明出处，关键参数的选择要充分说明理由） １－１空气状态参数的确定 G1 t M1 新鲜空气蒸汽热空气浓奶排气 ~ L t 0ф0 H0υH0I0 ２ 热损失q l 空气加热器冷凝水干燥塔奶粉G2 t M1 物料、热量衡算图 \ a 新鲜空气状态参数：（参化工原理P２１６～２１８） 由设计条件给定：t0＝℃ф0＝ 查得２５℃饱和水蒸汽压P s0＝ m/mHg 求湿含量H ＝０.６２２（ф0P s0）／（P-ф0P s0） 目录 一、课程设计目的和任务 (2) 设计目的 (2) 二、控制对象喷雾干燥塔的分析 (2) 喷雾干燥塔背景描述 (2) 喷雾干燥塔工艺流程简介 (3) 燃烧系统 (3) 干燥系统 (4) 投料系统 (4) 除尘系统 (4) 三、控制系统的硬件设计 (5) 喷雾干燥塔控制功能描述 (5) 控制网络拓扑图 (6) 控制系统的 I/O清单 (6) PLC的选型报告 (8) PLC的I/O端子接线图 (10) 四、控制系统的软件设计 (10) 软件说明书 (10) 控制系统软件程序 (13) 五、控制系统流程图 (15) 燃烧系统流程图 (15) 投料系统流程图 (17) 燃烧系统流程图 (19) 除尘系统流程图 (20) 六、控制系统调试报告 (21) 系统准备阶段 (21) 点火启动过程 (21) 投料系统进入工作过程 (21) 除尘系统进入工作 (21) 手自切换系统 (21) 安全保护系统 (21) 报警系统 (21) 真实调试结果 (21) 七、心得体会 (22) 一、课程设计目的和任务 设计目的 PLC课程设计A教学的主要任务是在学生修完《可编程序控制器 A》理论课程后，进行的实践教学。通过课程设计既能验证所学的基本理论知识，同时也可以培养学生的基本操作技能与设计能力，使课堂上所学理论知识得以在实践中运用，做到“学以致用”的教学目标。主要做到以下几点： 1）掌握可编程序控制器在本专业上具体应用的设计过程和实现方法； 2）加深对可编程序控制器原理、应用、编程的进一步理解； 3）结合对有关顺序控制系统和保护控制系统的可编程序控制器的实现过程加深对 PLC控制系统的理解与掌握； 4）拓展可编程序控制器及其在相关行业中应用的相关知识。 设计任务 本次设计的主要任务是在研究喷雾干燥塔系统的工艺流程的基础上，基于 M340 PLC 对喷雾干燥塔控制系统硬件设计，编写喷雾干燥塔控制系统下位机软件，并对控制系统进行调试。本课程设计为后续实践课程《计算机控制系统课程设计》的下位机部分，并与《计算机控制系统课程设计》的上位机程序设计组成一套完整的计算机控制系统实践环节体系。 二、控制对象喷雾干燥塔的分析 喷雾干燥塔背景描述 喷雾干燥塔将液态的料浆经喷枪雾化后喷入干燥塔内，干燥塔利用燃料燃烧的能量将鼓风机送入的空气进行加热;热空气在干燥塔内将雾化的料浆干燥为超细颗粒粉态成品。粉状成品在塔内利用旋风分离原理从热空气中分离出来，有塔的底部翻版阀定期排入收集袋中的合格原料。热空气则通过布袋除尘器除尘后排除。喷雾干燥塔控制系统主要由燃烧、干燥、投料、除尘等几个主要部分组成。主要用于把液态原料制备成固体粉末原料的设备。它被广泛得使用于化工、食品、陶瓷等诸多行业，作为原料或成品加工的设备，该设备一般都作为一套相对独立 化工原理课程设计任务书 专业： 班级： 姓名： 一、设计题目：奶粉喷雾干燥 二、设计条件： 1、生产任务：年产全脂奶粉840吨（学号：13--18）； 以年工作日330天，日工作二班，班实际喷雾时间6小时计。产品质量 符合国家“全脂奶粉质量标准”。 2、进料状态：浓缩奶总固形物含50% 温度55℃、密度1120kg/m2、表面张力0.049N/m、黏度15cp。 成品奶粉含水量≯2.5%（一级品）、密度600 kg/m2、比热2.1kJ/kg. 3、新鲜空气状态：t 0=23℃、ф =55% 大气压760mmHg 4、热源：饱和水蒸气。 三、设计项目： a)工艺流程的确定 b)喷雾干燥装置的计算 c)辅助设备的选型及计算 d)绘制工艺流程图 e)编制设计说明书 四、设计时间和设计要求 时间：1.5周 要求：根据设计任务，确定方案合理，论证清楚，计算正确，简述简明，图纸整洁无误，书写整齐清洁。 目录 一、工艺流程确定及论证 (3) 1.1论证 (3) 1.1.1.本工艺采用喷雾干燥技术制备乳粉。 (3) 1.1.2本工艺采用压力式喷雾干燥 (4) 1.1.3本工艺采用并流型喷雾干燥 (5) 1.2喷雾干燥流程图 (6) 二、喷雾干燥装置的计算： (7) 2.1物料及热量衡算 (7) 2.1.1空气状态参数的确定 (7) 2.1.2排风状态参数确定： (8) 2.1.2物料衡算： (10) 2.1.3热量衡算 (11) 2.2.压力式雾化器计算 (12) 2.2.1 喷咀孔截面积、孔径及喷头个数的确定 (14) 2.2.2 喷咀旋转室的尺寸确定 (15) 2.2.3 喷嘴的生产能力 (16) 2.2.4 进旋转室切向通道长度L的计算 (16) 2.2.5 喷咀芯结构 (17) 2.2.6 干燥室（塔）主要尺寸的确定 (17) 三、辅助设备的选型计算（汇编4-1、曹277、乳品工业手册492） (18) 3.1空气过滤器的选型计算 (18) 3.2空气加热器的选型计算(汇编4-2~4，乳品工业手册493~502) (19) 3.2.1需要加热量Q需 (19) 3.2.2传热效率 (20) 3.2.3表面风速Va的选取 (20) 3.2.4受风面积F a (21) 3.2.5选型 (21) 3.2.6核算传热量 (21) 3.2.7空气阻力 (22) 3.3 粉尘回收装置的选型和计算 (22) 3.4 风机的选型计算 (23) 3.5高压泵（汇编4-18、乳品414） (24) 3.6其它辅助设备选用 (24) 四、设计结果的汇总： (25) 4.1主要工艺参数 (25) 4.2干燥装置及主要辅助设计一览表 (26) 五、带控制点的工艺流程图 (27) 六、设计说明 (27) 七、结束语 (28) 八、参考文献 (28) 化工原理 课程论文(设计) 授课时间：2013——2014年度第一学期 题目：喷雾干燥 课程名称：化工原理课程设计 __ 专业年级： _ 学号：______ _____ 姓名：_______ _ _______ 成绩：________________________ 指导教师： _____ __ 年月日 目录 1.喷雾干燥的简介 (4) 1.1喷雾干燥的原理 (4) 2.喷雾干燥系统设计方案的确定 (5) 3加热器[4] (7) 4.计算热流量及平均温差[6] (7) 4.3 阻力损失计算 (9) 4.4 传热计算 (10) 5.进风机的选择 (11) 5.1 风量计算 (11) 5.2 风压计算 (12) 6 排风机的选型 (13) 6.1风量计算 (13) 6.2 风压计算 (13) 参考文献： (14) 化工原理课程设计任务书 姓名学号 一、设计题目 喷雾干燥系统设计 二、设计条件 1、物系：牛奶 2、原料含水率：45 % （①45；②50；③55） 3、生产率(原料量)：0.5 t / h （①0.3；②0.5；③0.7） 4、产品(乳粉)含水量：2 % 5、加热蒸汽压力：700 KPa （绝压） 6、车间空气温度：20 ℃ 7、车间空气湿度：0.012 kg / kg （①0.012；②0.014；③0.016） 8、预热后进入干燥室的空气温度：150 ℃ 9、离开干燥室的废气温度：80 ℃ 10、离开干燥室的废气湿度：0.12 kg / kg 三、设计内容 1、计算所需过滤面积，选择新鲜空气过滤器和废气除尘器的型号。 2、计算所需空气流量和风压，选择进风机和排风机的型号。 3、计算所需换热面积，选择换热器（预热器）的型号。 4、画出整个喷雾干燥系统设备布置的流程图（设备可用方框加文字表示）。 四、编写设计说明书 喷雾干燥系统设计 加工概要 1.原奶验收：由原奶公司提供原料奶，集团公司组织的第三方化验室检验，工 厂按生鲜牛乳收购标准检验接收。 2.粗过滤：原奶经过80目的孔径的滤网过滤，去除原奶中较大杂质。 3.冷却、贮存：原奶经过板式换热器冷却到2-4℃，贮存在200吨的带有搅拌 器的原奶贮罐中，防止脂肪上浮，储存时间不超过36小时。 4.预热：原料奶经过板式换热器与巴氏杀菌奶进行热交换，使原料奶预热到 60℃左右。 5.分离：经预热后的原奶进入分离机去除细小杂质，此过程将原料奶分离为脱 脂奶和稀奶油。 6.均质：经分离机分离出的稀奶油与除菌后的部分脱脂奶混合均质。 7.预热、杀菌：牛奶经85±1℃，15秒的热杀菌，杀死原料奶中大部分的微生 物，延长原料奶的保存时间。 8.冷却贮存：巴氏杀菌后的原料奶冷却到6℃以下，贮存在200吨的巴氏奶贮 罐中，贮存时间小于72小时，如生产全脂奶粉或脱脂奶粉，直接从巴氏奶贮罐进入浓缩杀菌。 11.粉类添加：各种粉类原料通过倾倒站由风送系统统一加入到配粉罐中贮存。 13.化油：按配方要求将玉米油、大豆油、无水奶油等放入化油间，化油间的温 度应保持在50-60℃左右溶化后，一起按配方要求通过油泵和流量计打入油贮罐中。 15计量：按配方要求将混合油经油泵打入称重罐称取混合油的重量。 16. 真空混料：按配方要求将巴氏奶经计量后打入湿混罐和真空混料罐中，料液 通过板式换热器循环加热至40℃，当真空混料器温度、重量、真空度达到设定值后，粉类原料，混合油料及营养素等由于真空而被吸入料液中，所有原料在真空下混合，混合结束后，真空混料罐自动排空至湿混罐。 17. 营养素溶解：矿物质、维生素、钙粉分别添加，用150-200kg纯净水，分别 溶解后，打入预混缸，每打完一种用150kg纯净水冲洗添加罐和管线。 18.过滤：经混合的料液经滤网过滤，去除原料中可能带入的物理杂质。 19.均质：混合后的料液通过均质机进行均质，将脂肪球进行机械处理，把它们 一、课程设计目的和任务 1.1 设计目的 PLC课程设计A教学的主要任务是在学生修完《可编程序控制器 A》理论课程后，进行的实践教学。通过课程设计既能验证所学的基本理论知识，同时也可以培养学生的基本操作技能与设计能力，使课堂上所学理论知识得以在实践中运用，做到“学以致用”的教学目标。主要做到以下几点： 1）掌握可编程序控制器在本专业上具体应用的设计过程和实现方法； 2）加深对可编程序控制器原理、应用、编程的进一步理解； 3）结合对有关顺序控制系统和保护控制系统的可编程序控制器的实现过程加深对 PLC控制系统的理解与掌握； 4）拓展可编程序控制器及其在相关行业中应用的相关知识。 1.2 设计任务 本次设计的主要任务是在研究喷雾干燥塔系统的工艺流程的基础上，基于 M340 PLC 对喷雾干燥塔控制系统硬件设计，编写喷雾干燥塔控制系统下位机软件，并对控制系统进行调试。本课程设计为后续实践课程《计算机控制系统课程设计》的下位机部分，并与《计算机控制系统课程设计》的上位机程序设计组成一套完整的计算机控制系统实践环节体系。 二、控制对象喷雾干燥塔的分析 2.1喷雾干燥塔背景描述 喷雾干燥塔将液态的料浆经喷枪雾化后喷入干燥塔内，干燥塔利用燃料燃烧的能量将鼓风机送入的空气进行加热;热空气在干燥塔内将雾化的料浆干燥为超细颗粒粉态成品。粉状成品在塔内利用旋风分离原理从热空气中分离出来，有塔的底部翻版阀定期排入收集袋中的合格原料。热空气则通过布袋除尘器除尘后排除。喷雾干燥塔控制系统主要由燃烧、干燥、投料、除尘等几个主要部分组成。主要用于把液态原料制备成固体粉末原料的设备。它被广泛得使用于化工、食品、陶瓷等诸多行业，作为原料或成品加工的设备，该设备一般都作为一套相对独立的系统进行成套供应。 2.2 喷雾干燥塔工艺流程简介 工业大学课程设计任务书 一、课程设计的容 1．设计任务与要求 设计一喷雾干燥装置以干燥某种物料悬浮液。干燥介质为空气，热源为蒸气和电；雾化器采用旋转型压力喷嘴，选用热风-雾滴（或颗粒）并流向下的操作方式。 2．概述、原理、优点、流程 通过查阅喷雾干燥有关资料，熟悉喷雾干燥基本原理、优点和工艺流程。 3．根据计算的最主要尺寸绘制流程示意图 二、课程设计的要求与数据 料液处理量1G ＝300h kg / 料液含水量1ω＝80％（湿基，质量分数） 产品含水量ω=2%(湿基，质量分数) 料液密度L ρ=11003/m kg 产品密度D ρ=9003/m kg 热风入塔温度 t 1＝300℃ 热风出塔温度t 2=100℃ 料液入塔温度1θ=20℃ 产品出塔温度2θ＝90℃ 产品平均粒径dp =125μm 干物料比容热m c =2.5kJ/(kg.·℃) 加热蒸汽压力（表压）0.4MPa 料液雾化压力（表压）4MPa 年平均空气温度12℃ 年平均空气相对湿度 70％ 注意：以上数据仅作为例子，每个学生设计时应按下表要求独立自选参数3个，并登记入点名册，所选参数完全一致的学生无效，上述示例数据不能选。 三、课程设计应完成的工作 1、通过查阅喷雾干燥有关资料，熟悉喷雾干燥基本原理、优点和工艺流程。 2、工艺计算 3、主要设备尺寸的设计 4、绘制工艺流程 5、撰写课程设计说明书 四、课程设计进程安排 五、应收集的资料及主要参考文献 英南玉兰主编. 常用化工单元设备的设计. 华东理工大学2005年第一版。 发出任务书日期：2009年6月22日 指导教师签名： 计划完成日期： 2009年7月2日 基层教学单位责任人签章： 主管院长签章： 摘要 物料在加工成为成品之前，必须除去其中超过规定的湿分。化学工业中常用干燥法除湿，它是利用热能使湿物料中的水分汽化，并排出生成的蒸汽，以获得湿含量达到要求的产品。干燥过程中物料表面的水汽压强必须大于干燥介质中的水汽的分压，两者差别越大，干燥操作进行得越快。所以干燥介质应及时将汽化的水汽带走，以维持一定的扩散推动力。 食品机械与设备课程设计 年产6000吨奶粉的喷雾干燥塔设计 学院：海洋学院 专业班级：食品科学与工程食品102 学生姓名：学号： 指导教师： 2012年12月7 日 一．前言 1.奶粉的含义： 所谓奶粉是指以新鲜牛乳为原料，或以新鲜牛乳为主要原料，添加一定数量的植物或动物蛋白质、脂肪、维生素、矿物质等配料，通过冷冻或加热的方法除去乳中几乎或全部的水分，干燥而成的粉末。 奶粉是一种营养价值高贮藏时间长，方便运输的产品，奶粉里面富含着蛋白质，糖类，脂肪，矿物质和维生素营养素，奶粉能一直保持牛乳中的营养成分，主要是由于奶粉中的水分含量很低，发生了所谓的“生理干燥现象”。 而用喷雾干燥生产出来的全脂奶粉蛋白质不低于24%，脂肪不低于26%，乳糖不低于37%，水分3%左右。 2.奶粉的种类： 2.1全脂奶粉：仅以乳为原料，添加或不添加食品营养强化剂，经浓缩，干燥制成的蛋白质不低于非脂乳固体的34%，脂肪不低于26%的粉状产品。 2.2脱脂奶粉：仅以乳为原料，添加或不添加食品营养强化剂，经浓缩，干燥制成的蛋白质不低于非脂乳固体的34%，脂肪不低于2%的粉状产品。 2.3调制奶粉：以乳为原料，添加或不添加食品营养强化剂和其他辅料，经浓缩，干燥制成的粉末状产品，或在奶粉中添加食品营养强化剂和其他配料而制成的粉状产品。 2.4全脂加糖奶粉：添加白砂糖，蛋白质不低于15.8%，脂肪不低于20%，蔗糖不超过20%的调制乳粉。 2.5调味奶粉：对风味和某些成分做了调整，乳固体不低于70%，蛋白质不低于16.5%或不低于22%，脂肪不低于18%的调制奶粉。 2.6配方奶粉：调整了奶粉的天然营养成分和含量比例，满足特定的人群的营养需求，乳固体不低于65%的调制奶粉。 3.国内奶粉行业的生产和消费状况 目前，国内已有大小乳粉生产厂500多家，乳粉的种类以全脂乳粉，全脂甜乳粉，脱脂乳粉为主。从20世纪50年代初至今，奶粉一直是中国最重要的一种乳制品。中国存在着牛奶生产区域补补均衡，牛奶消费区域不平衡和奶牛产奶季节的不均衡，奶粉在调节这些不平衡中起到了非常重要的作用。在奶粉的生产上功能性奶粉会有不小的发展空间，例如婴幼儿奶粉，降糖奶粉，高钙奶粉等，另外奶粉市场的细分化也会越来越明显，产品的价格性能比会有所提高。总之乳制品的发展会有不小的空间区域。 喷雾干燥热风分布器的设计原则 王宗濂,韩磊,唐金鑫,黄春明 (中国林业院林产化工研究所，中国南京 210042) 摘要：喷雾干燥装置中的热风分布器与干燥的传热传质密切相关。指出，干燥的传热传质系数与R e数有关并呈0.8次方关系。文中列出了工业中常见的三种不正确的分布形式，并提出三条设计热风分布器的原则。 关键词：喷雾干燥；热风；分布器 由于喷雾干燥具有流程简短、可处理热敏性物料、易大型化等优越性，已经在许多领域得到应用。改革开放以后，我国出现了一大批专业化的干燥设备企业。近十年内喷雾干燥技术已取得了长足进步，产品质量已可与世界著名厂商相媲美，不仅满足了国内轻化工、环保行业的需要，而且已向国外市场拓展。 长期以来，对喷雾干燥装置的注意，一般着力于： ⑴雾化器（机）的选择； ⑵足够风量和热量的配置； ⑶粉末回收及排放。 王喜忠等指出：“一个成功的喷雾干燥器的设计，应包括与雾化器相适应的热风进出口的方式和热风分布装置”[1]。K.Master’s也提到在干燥塔内水分蒸发速率随着雾滴与热风的相对速度增加而增加[2]。 唐金鑫等在热风分布器设计要求中，提出三条重要的原则[3]，都强调了热风分布对喷雾干燥的重要性。 在随后出现的装置中，发现大多数企业仍然没有给予足够的重视，只是从结构上做到“形似”而实质仍未掌握，以致出现以下情况： ⑴在塔内同一截面上温度差较大，导致物料局部粘壁； ⑵由于气液两相接触不合理，使干燥强度大为下降，于是干燥塔的体积越做越大； ⑶在一台比原设计处理量大为减小的干燥塔中，未注意热风分布的流速范围，降低了干燥强度，物料仍然大量粘壁； ⑷热效率很低，出塔风温难以下降。 因此，我们认为热风分布器的设计正确与否，直接影响到干燥系统运行的成败。本文拟在以前知识的基础上，提出气液两相接触的合理方式，以求对热风分布器设计有正确的分析和指导。———————————————————— 作者简介：王宗濂，男，研究员。 目录 一、课程设计目的和任务 (3) 设计目的 (3) 二、控制对象喷雾干燥塔的分析 (4) 喷雾干燥塔背景描述 (4) 喷雾干燥塔工艺流程简介 (5) 燃烧系统 (6) 干燥系统 (7) 投料系统 (7) 除尘系统 (8) 三、控制系统的硬件设计 (8) 喷雾干燥塔控制功能描述 (9) 控制网络拓扑图 (11) 控制系统的 I/O清单 (11) PLC的选型报告 (16) PLC的I/O端子接线图 (20) 四、控制系统的软件设计 (20) 软件说明书 (20) 控制系统软件程序 (25) 五、控制系统流程图 (33) 燃烧系统流程图 (33) 投料系统流程图 (36) 燃烧系统流程图 (38) 除尘系统流程图 (40) 六、控制系统调试报告 (42) 系统准备阶段 (42) 点火启动过程 (42) 投料系统进入工作过程 (42) 除尘系统进入工作 (43) 手自切换系统 (43) 安全保护系统 (43) 报警系统 (43) 真实调试结果 (44) 七、心得体会 (44) 一、课程设计目的和任务 设计目的 PLC课程设计A教学的主要任务是在学生修完《可编程序控制器A》理论课 程后，进行的实践教学。通过课程设计既能验证所学的基本理论知识，同时也可以培养学生的基本操作技能与设计能力，使课堂上所学理论知识得以在实践中运用，做到“学以致用”的教学目标。主要做到以下几点： 1）掌握可编程序控制器在本专业上具体应用的设计过程和实现方法； 2）加深对可编程序控制器原理、应用、编程的进一步理解； 3）结合对有关顺序控制系统和保护控制系统的可编程序控制器的实现过程 加深对 PLC控制系统的理解与掌握； 4）拓展可编程序控制器及其在相关行业中应用的相关知识。 设计任务 本次设计的主要任务是在研究喷雾干燥塔系统的工艺流程的基础上，基于 M340 PLC 对喷雾干燥塔控制系统硬件设计，编写喷雾干燥塔控制系统下位机软件，并对控制系统进行调试。本课程设计为后续实践课程《计算机控制系统课程设计》的下位机部分，并与《计算机控制系统课程设计》的上位机程序设计组成一套完整的计算机控制系统实践环节体系。 二、控制对象喷雾干燥塔的分析 喷雾干燥塔背景描述 喷雾干燥塔将液态的料浆经喷枪雾化后喷入干燥塔内，干燥塔利 目录 第一章工艺流程图及方案设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 第一节方框流程图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 第二节工艺流程简图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 第三节方案的论证说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 第二章物料衡算和能量衡算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 第一节有关空气及物料的参数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 第二节物料衡算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 第三节能量衡算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7 第三章附属设备的设计及选型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 第一节空气加热器的设计及选型. . . . . . . . . . . . . . . . . 8 第二节喷嘴的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. ..13 第三节风机的选型. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . ..14 第四节旋风分离器的设计及选型.. . . . . . . . . . . .. . . . .16 第五节设计结果一览表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 18 第四章设计体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1 设计概况 1.1 设计题目 DG-220/100型火电厂锅炉高硫无烟煤烟气喷雾干燥法袋式除尘系统设计。 1.2 设计内容及要求 (1)根据燃煤的原始数据计算锅炉燃烧产生的烟气量，烟尘和二氧化硫浓度。 (2)净化系统设计方案的分析，包括净化设备的工作原理及特点；运行参数的选择与设计；净化效率的影响因素等。 (3)除尘设备结构设计计算。 (4)脱硫设备结构设计计算。 (5)烟囱设计计算。 (6)管道系统设计，阻力计算，风机电机的选择。 (7)根据计算结果绘制设计图，系统图要标出设备、管件编号、并附明细表；除尘系统、脱硫设备平面、剖面布置图若干张，并包括系统流程图一张。 1.3 设计依据 (1)锅炉烟尘排放标准GB 13271—2001 (摘录)见表1-1 表1-1锅炉烟尘最高允许排放浓度 锅炉类别适用区域烟尘排放浓度/(mg·m-3) Ⅰ时段Ⅱ时段 燃煤锅炉 自然通风锅炉 [<0.7MW(1t/h)] 一类区100 80 二、三类区150 120 其他锅炉 一类区100 80 二类区250 200 三类区350 250 燃 油锅炉 轻柴油、煤油 一类区80 80 二、三类区100 100 其他燃料油 一类区100 80* 二、三类区200 150 燃气锅炉全部区域50 50 * 一类区禁止新建以重油、渣油为燃料的锅炉。 (2)锅炉二氧化硫排放标准GB13271-2001(摘录)见表1-2。 表1-2锅炉二氧化硫最高允许排放浓度 锅炉类别适用区域SO2排放浓度/（mg·m-3） Ⅰ时段Ⅱ时段燃煤锅炉全部区域1200 900 燃油锅炉 轻柴油、煤油全部区域700 500 其他燃料油全部区域1200 900*燃气锅炉全部区域100 100 * 一类区禁止新建以重油、渣油为燃料的锅炉。 (3)《除尘工程设计手册》 (4)《大气污染物综合排放标准》(GB 16297—1996)[1] 1.4 设计原始资料 (1)锅炉型号：DG-220/100即，东方锅炉厂制造，蒸发量220t/h,出口蒸汽压力100MPa。 (2)燃烧方式是室燃炉（煤粉炉），所配发电机组功率50MW。 (3)烟气在锅炉出口前阻力1020Pa。 (4)设计耗煤量：23t/h。 (5)设计煤成分：见附表1-3，属于高硫无烟煤 (6)排烟温度：160℃ (7)空气过剩系数：25 .1 = α (8)飞灰率：29% (9)连接锅炉、净化设备及烟囱等净化系统的管道假设长度380m，90°弯头60个。 表1-3 设计煤成分 物质C Y H Y S Y O Y N Y W Y A Y V Y 含量66% 2% 3% 4% 1% 4% 20% 8% 2 污染产物计算 化工原理 课程设计说明书 设计题目奶粉喷雾干燥 专业食品科学与工程 班级 姓名 指导老师 X X 大学 20XX年X月X日 化工原理课程设计任务书 专业： 班级： 姓名： 一、设计题目：奶粉喷雾干燥 二、设计条件： 1、生产任务：年产全脂奶粉920吨。 以年工作日310天，日工作二班，班实际喷雾时间6小时计。产品质量符合国家“全脂奶粉质量标准”。 2、进料状态：浓缩奶总固形物含量50%。 温度55℃、密度1120kg/m2、表面张力0.049N/m、黏度15cp。 成品奶粉含水量≯2.5%（一级品）、密度600 kg/m2、比热2.1kJ/kg.K。 3、新鲜空气状态：t0=25℃、ф0=60%，大气压760mmHg 4、热源：饱和水蒸气。 三、设计项目： a)工艺流程的确定 b)喷雾干燥装置的计算 c)辅助设备的选型及计算 d)绘制工艺流程图 e)编制设计说明书 四、设计时间和设计要求 时间：1.5周 要求：根据设计任务，确定方案合理，论证清楚，计算正确，简述简明，图纸整洁无误，书写整齐清洁。 目录 一、工艺流程确定及论证 (4) 1.1论证 (4) 1.2喷雾干燥流程图 (7) 二、喷雾干燥的计算 (7) 2.1物料及热量衡算 (7) (7) (10) (11) 2.2离心式雾化器的计算 (11) (12) (13) (14) (15) 2.3喷雾干燥塔主要尺寸的计算 (15) (15) (16) 三、辅助设备的选型计算 (16) 3.1空气过滤器的选型计算 (16) 3.2空气加热器的选型计算 (17) 3.3粉尘回收装置的选型和计算 (19) 3.4风机的选型计算 (21) 3.5其他辅助设备选用 (22) 四、设计结果总汇 (22) 4.1主要工艺参数 (22) 4.2干燥装置及主要辅助设计一览表 (23) PLC讨论课报告 组号：第十九组 小组成员：陈永秀、张丁文、刘红申、曹嘉元 贡献度排名 第一名：曹嘉元第二名：陈永秀第三名：张丁文第四名：刘红申 目录 第一章、控制对象喷雾干燥塔的分析 (4) 1.1喷雾干燥塔背景描述 (4) 1.2 喷雾干燥塔工艺流程简介 (4) 1.3 燃烧系统 (4) 1.4干燥系统 (6) 1.5 投料系统 (7) 1.6除尘系统 (7) 第二章、控制系统的硬件设计 (9) 2.1 喷雾干燥塔控制功能描述 (9) 2.2 如何使用好喷雾干燥塔 (10) 第三章喷雾干燥塔组态王实现图 (14) 第四章、控制系统流程图 (15) 4.1 燃烧系统流程图 (15) 4.2 投料系统流程图 (17) 4.3 燃烧系统流程图 (18) 4.4 除尘系统流程图 (19) 第五章控制plc梯形图 (21) 第六章、控制系统调试报告 (22) 6.1系统准备阶段 (22) 6.2点火启动过程 (22) 6.3投料系统进入工作过程 (22) 6.4除尘系统进入工作 (22) 6.5手自切换系统 (22) 6.6安全保护系统 (22) 6.7报警系统 (22) 6.8真实调试结果 (22) 第七章心得体会 (23) 第一章、控制对象喷雾干燥塔的分析 1.1喷雾干燥塔背景描述 喷雾干燥塔将液态的料浆经喷枪雾化后喷入干燥塔内，干燥塔利用燃料燃烧的能量将鼓风机送入的空气进行加热;热空气在干燥塔内将雾化的料浆干燥为超细颗粒粉态成品。粉状成品在塔内利用旋风分离原理从热空气中分离出来，有塔的底部翻版阀定期排入收集袋中的合格原料。热空气则通过布袋除尘器除尘后排除。喷雾干燥塔控制系统主要由燃烧、干燥、投料、除尘等几个主要部分组成。主要用于把液态原料制备成固体粉末原料的设备。它被广泛得使用于化工、食品、陶瓷等诸多行业，作为原料或成品加工的设备，该设备一般都作为一套相对独立的系统进行成套供应。 1.2 喷雾干燥塔工艺流程简介 喷雾干燥塔P&ID 图如图1-1所示。按工艺流程，喷雾干燥塔控制系统可以分为燃烧系统、干燥系统、投料系统、布袋系统等。 鼓风机 排风机 供油泵 增压泵助燃风机 除尘器 干燥塔 加热器 料浆罐料浆泵 点火变压器 火检探头 燃料 油箱 油包 图 例：溢流阀 手动阀电磁阀电动调节阀T T P T 联动调节 1-1 喷雾干燥塔P&ID 图 1.3 燃烧系统 燃烧系统的主要设备有供油泵、增压泵、溢油阀、油包、截止阀、调节阀、喷雾干燥室设计
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