1、化工單元操作實(shí)訓(xùn)裝置系列之流化床干燥單元操作實(shí)訓(xùn)裝置實(shí)訓(xùn)操作指導(dǎo)書江蘇昌輝成套設(shè)備有限公司2014.09目 錄一、前言3二、實(shí)訓(xùn)目的3三、實(shí)訓(xùn)原理3（一）干燥曲線3（二）干燥速度曲線3（三）臨界點(diǎn)和臨界含水量3四、流化床干燥實(shí)訓(xùn)裝置介紹3（一）裝置介紹3（二）工藝流程3（四）流化床干燥對象配置單3（五）裝置儀表及控制系統(tǒng)一覽表3（六）設(shè)備能耗一覽表3五、實(shí)訓(xùn)步驟3(一)開機(jī)準(zhǔn)備3(二)正常開機(jī)3(三)正常關(guān)機(jī)3(四)記錄數(shù)據(jù)表3一、前言職業(yè)教育的根本是培養(yǎng)有較強(qiáng)實(shí)際動手能力和職業(yè)精神的技能型人才，而實(shí)訓(xùn)設(shè)備是培養(yǎng)這種能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備更多是驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)原理，缺乏對學(xué)生實(shí)際動手能力的培養(yǎng)

2、，更無法實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的模擬，故障的發(fā)現(xiàn)，分析，處理能力等綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。為了實(shí)現(xiàn)職業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)，必須建立現(xiàn)代化的實(shí)訓(xùn)基地，具有現(xiàn)代工廠情景的實(shí)訓(xùn)設(shè)備。本流化床干燥實(shí)訓(xùn)裝置把化工技術(shù)、自動化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)處理等最新的成果揉合在了一起，實(shí)現(xiàn)了工廠模擬現(xiàn)場化、故障模擬、故障報(bào)警、網(wǎng)絡(luò)采集、網(wǎng)絡(luò)控制等培訓(xùn)任務(wù)。按照“工學(xué)結(jié)合、校企合作”的人才培養(yǎng)模式，以典型的化工生產(chǎn)過程為載體，以液液傳質(zhì)分離任務(wù)為導(dǎo)向，以崗位操作技能為目標(biāo)，真正做到學(xué)中做、做中學(xué)，形成“教、學(xué)、做、訓(xùn)、考”一體化的教學(xué)模式。以任務(wù)驅(qū)動、項(xiàng)目導(dǎo)向、學(xué)做合一的教學(xué)方法構(gòu)建課程體系，開發(fā)設(shè)計(jì)板式塔精餾操作技能訓(xùn)練裝置。本精餾

3、塔實(shí)訓(xùn)裝置具有以下特點(diǎn)：課程體系模塊化；實(shí)訓(xùn)內(nèi)容任務(wù)化；技能操作崗位化；安全操作規(guī)范化；考核方案標(biāo)準(zhǔn)化；職業(yè)素養(yǎng)文明化。二、實(shí)訓(xùn)目的1) 了解流化床體各部件的作用、了解流化床的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)、了解流化床的工作流程；2) 掌握流化床的基本操作、調(diào)節(jié)方法、了解影響流化的主要影響因素；3) 掌握吸流化床常見異常現(xiàn)象及處理方法；4) 掌握流化床的操作；5) 能正確使用設(shè)備、儀表，及時(shí)進(jìn)行設(shè)備、儀器、儀表的維護(hù)與保養(yǎng)；6) 學(xué)會做好開車前的準(zhǔn)備工作；7) 正常開車，按要求操作調(diào)節(jié)到指定數(shù)值；8) 能及時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，隨時(shí)發(fā)現(xiàn)、正確判斷、及時(shí)處理各種異常現(xiàn)象，特殊情況能進(jìn)行緊急停車操作；9) 能掌握現(xiàn)代

4、信息技術(shù)管理能力，應(yīng)用計(jì)算機(jī)對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、監(jiān)控；10) 正確填寫生產(chǎn)記錄，及時(shí)分析各種數(shù)據(jù)；11) 正常停車；12) 了解掌握工業(yè)現(xiàn)場生產(chǎn)安全知識。三、實(shí)訓(xùn)原理（一）干燥曲線在流化床干燥器中，顆粒狀濕物料懸浮在大量的熱空氣流中進(jìn)行干燥。在干燥過程中，濕物料中的水分隨著干燥時(shí)間增長而不斷減少。在恒定空氣條件（即空氣的溫度、濕度和流動速度保持不變）下，實(shí)驗(yàn)測定物料中含水量隨時(shí)間的變化關(guān)系。將其標(biāo)繪成曲線，即為濕物料的干燥曲線。濕物料含水量可以濕物料的質(zhì)量為基準(zhǔn)（稱之為濕基），或以絕干物料的質(zhì)量為基準(zhǔn)（稱之為干基）來表示：當(dāng)濕物料中絕干物料的質(zhì)量為mc，水的質(zhì)量為mw時(shí)，則以濕基表示的物料含水

5、量為 kg (水) / kg (濕物料) (1)以干基表示的濕物料含水量為 kg (水) / kg (絕干物料) (2)濕含量的兩種表示方法存在如下關(guān)系： (3) (4)在恒定的空氣條件下測得干燥曲線如圖1所示。顯然，空氣干燥條件的不同干燥曲線的位置也將隨之不同。W kg (水) / kg (絕干物料) Wkg (水) / kg (絕干物料) 圖1 干燥曲線 圖2 干燥速度曲線（二）干燥速度曲線物料的干燥速度即水分汽化的速度。若以固體物料與干燥介質(zhì)的接觸面積為基準(zhǔn)，則干燥速度可表示為 kg · m 2· s 1 (5)若以絕干物料的質(zhì)量為基準(zhǔn)，則干燥速度可表示為 s 1或k

6、g (水) · kg 1(絕干物料) ·s 1 (6) 式中：mc 絕干物料的質(zhì)量，kg； A 氣固相接觸面積，m2； W 物料的含水量kg (水) · kg 1 (絕干物料)； t 氣固兩相接觸時(shí)間，也即干燥時(shí)間，s。由此可見，干燥曲線上各點(diǎn)的斜率即為干燥速度。若將各點(diǎn)的干燥速度對固體的含水量標(biāo)繪成曲線，即為干燥速度曲線，如圖2所示。干燥速度曲線也可采用干燥速度對自由含水量進(jìn)行標(biāo)繪。在實(shí)驗(yàn)曲線的測繪中，干燥速度值也可近似地按下列差分進(jìn)行計(jì)算： s 1 (7)（三）臨界點(diǎn)和臨界含水量從干燥曲線和干燥速度曲線可知，在恒定干燥條件下，干燥過程可分為如下三個(gè)階段：(1)

7、物料預(yù)熱階段 當(dāng)濕物料與熱空氣接觸時(shí)，熱空氣向濕物料傳遞熱量，濕物料溫度逐漸升高，一直達(dá)到熱空氣的濕球溫度。這一階段稱為預(yù)熱階段，如圖3-1和圖3-2中的AB段。(2)恒速干燥階段 由于濕物料表面存在液態(tài)的非結(jié)合水，熱空氣傳給濕物料的熱量，使表面水分在空氣濕球溫度下不斷氣化，并由固相向氣相擴(kuò)散。在此階段，濕物料的含水量以恒定的速度不斷減少。因此，這一階段稱為恒定干燥階段，如圖3-1和圖3-2中的BC段。(3)降速干燥階段 當(dāng)濕物料表面非結(jié)合水已不復(fù)存在時(shí)，固體內(nèi)部水分由固體內(nèi)部向表面擴(kuò)散后氣化，或者氣化表面逐漸內(nèi)移，因此水分的汽化速度受內(nèi)擴(kuò)散速度控制，干燥速度逐漸下降，一直達(dá)到平衡含水量而終止

8、。因此這個(gè)階段稱為降速干燥階段，如圖3-1和圖3-2中的CDE段。在一般情況下，第一階段相對于后兩階段所需時(shí)間要短得多，因此一般可略而不計(jì)，或歸入BC段一并考慮。格局固體物料特性和干燥介質(zhì)的條件，第二階段與第三階段的相對比較，所需干燥時(shí)間長短不一，甚至有的可能不存在其中某一階段。第二階段與讀三階段干燥速度曲線的交點(diǎn)稱為干燥過程的臨界點(diǎn)，該交叉點(diǎn)上的含水量稱為臨界含水量。干燥速度曲線中臨界點(diǎn)的位置，也即臨界含水量的大小，受眾多因素的影響。它受固體物料的特性，物料的形態(tài)和大小，物料的堆積方式，物料與干燥介質(zhì)的接觸狀態(tài)以及干燥介質(zhì)的條件（濕度、溫度和風(fēng)速）等等因素的復(fù)雜影響。例如，同樣的顆粒狀固體物

9、料在相同的干燥介質(zhì)條件下，在流化床干燥器中干燥較在固定床中干燥的臨界含水量要低。因此，在實(shí)驗(yàn)室中模擬工業(yè)干燥器，測定干燥過程臨界點(diǎn)的臨界含水量，干燥曲線和干燥速度曲線，具有十分重要的意義。四、流化床干燥實(shí)訓(xùn)裝置介紹（一）裝置介紹固體干燥是利用熱能使固體物料與濕分分離的操作。在工業(yè)中，固體干燥有很多種方法。其中以對流干燥方法，應(yīng)用最為廣泛。對流干燥是利用熱空氣或其他高溫氣體介質(zhì)掠過物料表面，介質(zhì)向物料傳遞熱能同時(shí)物料向介質(zhì)中擴(kuò)散濕分，達(dá)到去濕之目的。對流干燥過程中，同時(shí)在氣固兩相間發(fā)生傳熱和傳質(zhì)過程，其過程機(jī)理頗為復(fù)雜。并且，對流干燥設(shè)備的型式又多種多樣。因此，目前對干燥過程的研究仍以實(shí)驗(yàn)研究為

10、主。實(shí)驗(yàn)裝置分為流化床干燥實(shí)訓(xùn)對象，儀表操作臺，上位機(jī)監(jiān)控計(jì)算機(jī)，監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)采集軟件，數(shù)據(jù)處理軟件幾部分。流化床干燥實(shí)訓(xùn)對象包括鼓風(fēng)機(jī)、負(fù)壓引風(fēng)機(jī)、空氣加熱器、流化床、旋風(fēng)分離器、旋風(fēng)收塵器、取樣器、產(chǎn)品收集布袋、布袋除塵器、喂料機(jī)、床層壓差變送器等組成。（二）工藝流程 空氣由風(fēng)機(jī)經(jīng)空氣加熱器和孔板流量計(jì)后分四路進(jìn)入流化床干燥器。熱空氣由干燥器底部鼓入，經(jīng)分布板均布后，進(jìn)入床層將固體顆粒流化并進(jìn)行干燥、并經(jīng)擴(kuò)大段沉降。濕空氣由干燥器經(jīng)兩個(gè)一級除塵器（旋風(fēng)分離器）和兩個(gè)二級除塵器（布袋除塵器）后經(jīng)引風(fēng)機(jī)抽出、放空。空氣的流量由旁路調(diào)節(jié)球閥調(diào)節(jié)，并由“孔板流量計(jì)”計(jì)量流量，現(xiàn)場顯示，并在“儀表操作臺

11、”上“風(fēng)量手自動控制儀”顯示控制。床層溫度控制由“床層溫度手自動控制儀”通過控制加熱器加熱管電壓的大小進(jìn)行控制。流化床干燥器的床層壓降由壓差傳感器檢測。 固體物料采用間歇操作方式，由干燥器頂部加入，試驗(yàn)完畢，在流化狀態(tài)下由下部卸料口流出。分析用試樣由采樣器定時(shí)采集。圖3 流化床干燥實(shí)訓(xùn)流程圖（三）流化床干燥對象配置單序號符號名稱1HV101風(fēng)機(jī)旁路閥2HV102流量調(diào)節(jié)閥3HV103流化床閘閥14HV104流化床閘閥25HV105流化床閘閥36HV106流化床閘閥37HV107空氣泵流量調(diào)節(jié)閥門8HV108流化床塔頂旁路閥門9HV201一級布袋放料閥閥10HV202二級布袋放料閥11HV203

12、出風(fēng)排空閥12HV204出風(fēng)回流閥13P101旋窩氣泵14P102引風(fēng)機(jī)15P103螺旋給料機(jī)16P104空氣泵17E101熱空氣加熱器18T101流化床干燥塔19V101加料漏斗20V102一級旋風(fēng)收塵器21V103二級旋風(fēng)收塵器22V104一級布袋除塵器23V105二級布袋除塵器（四）裝置儀表及控制系統(tǒng)一覽表位號儀表用途儀表位置規(guī)格FT101管道風(fēng)流量測量就地孔板流量計(jì)TIC101加熱器內(nèi)溫度集中熱電阻TIC102床層溫度集中熱電阻TIC103床層溫度集中熱電阻TIC104床層溫度集中熱電阻TIC105床層溫度集中熱電阻PI101流化床差壓就地微差壓傳感器TIC106流化床進(jìn)口溫度就地?zé)犭?/p>

13、阻（五）設(shè)備能耗一覽表序號設(shè)備名稱供電電壓額定功率1鼓風(fēng)機(jī)三相380V3KW2引風(fēng)機(jī)三相380V0.75KW3喂料機(jī)單相220V0.09KW4加熱管功率星型220V1.5KW總 計(jì)5.34KW五、實(shí)訓(xùn)步驟(一) 開機(jī)準(zhǔn)備1) 檢查公用工程水電是否處于正常供應(yīng)狀態(tài)（電壓、指示燈是否正常）；2) 檢查床層內(nèi)及流化床加料器里小米的多少，若不夠，則另取適量把小米加少量的水，攪拌均勻后(注意水不能太多，讓小米濕潤就可以了，小米里不能滴出水來)，倒入“流化床干燥器”加料漏斗里，開啟喂料機(jī)，對干燥器里進(jìn)行加料，若堆積在干燥器左邊，則可開啟送料閥門把堆積的料送到右邊；3) 檢查總電源的電壓情況是否良好。(二)

14、 正常開機(jī)1、開啟電源1）在儀表操作盤臺上，開啟總電源開關(guān)，此時(shí)總電源指示燈亮；2）開啟儀表電源開關(guān)，此時(shí)儀表電源指示燈亮，且儀表上電。2、開啟計(jì)算機(jī)啟動監(jiān)控軟件1）打開計(jì)算機(jī)電源開關(guān)，啟動計(jì)算機(jī)；2）在桌面上點(diǎn)擊“流化床干燥實(shí)訓(xùn)軟件”，進(jìn)入MCGS組態(tài)環(huán)境，如圖4所示：圖4 MCGS組態(tài)軟件組態(tài)環(huán)境3）點(diǎn)擊菜單“文件進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境”或按“F5”進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境，如圖5所示，輸入班級、姓名、學(xué)號后，按“確認(rèn)”，進(jìn)入圖6界面，監(jiān)控軟件就啟動起來了。 圖5 監(jiān)控軟件登陸界面 圖6 流化床干燥單元操作實(shí)訓(xùn)軟件界面4）圖6中，PV表示實(shí)際測量值、SV表示設(shè)定值、OP；“控制設(shè)置”將打開控制界面，如圖7所示，

15、可對控制的PID參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，一般不設(shè)置。圖7 床層溫度控制窗口3、干燥器里加熱物料1）檢查床層內(nèi)及流化床加料器里小米的多少，若不夠，開啟喂料機(jī)，對干燥器里進(jìn)行加料，若堆積在干燥器左邊，則可開啟送料閥門把堆積的料送到右邊；4、開啟鼓風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī)1）檢查各閥門狀態(tài)：開啟HV102、HV103、HV104、HV105、HV106、HV203；關(guān)閉閥門HV201、HV202、HVHV204、HV101、HV107。3）開啟風(fēng)機(jī)電源：在儀表操作臺上打開“風(fēng)機(jī)電源”開關(guān)和“引風(fēng)機(jī)電源”開關(guān)，啟動漩渦氣泵和引風(fēng)機(jī)；5、調(diào)節(jié)床層溫度1）檢測風(fēng)量，不得低于40m3/h；2）啟動加熱管電源：在儀表操作臺上啟動“

16、加熱管電源”啟動按鈕，啟動加熱管加熱；3）床層溫度調(diào)節(jié)：在儀表操作臺“床層溫度手自動控制儀”上設(shè)置床層溫度設(shè)定值為70，“床層溫度手自動控制儀”會自動控制加熱管電壓的大小來控制床層溫度。6、調(diào)節(jié)風(fēng)量1）觀察流化床干燥器里小米的流化程度，設(shè)置合適的流體風(fēng)量。2）風(fēng)量調(diào)節(jié)：可通過調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)出口旁路球閥的大小進(jìn)行分流調(diào)節(jié)。7、開啟吹掃閥門1）緩慢打開吹掃閥門，調(diào)節(jié)合適開度。8、開啟空氣泵電源1）在儀表盤臺上打開空氣泵電源，開啟空氣泵。9、取樣1）觀察床層內(nèi)部小米的流態(tài)情況。2）準(zhǔn)備好取樣容器，隔5分鐘打開閥門進(jìn)行取樣，取樣后用水份分析儀進(jìn)行分析水份，并記錄結(jié)果；10、干燥過程1）床層溫度達(dá)到5060左右后，啟動秒表，沒隔5分鐘，打開閥門取樣放到干燥器皿中，把干燥器皿編號號，用水份分析儀進(jìn)行分析水份，并記錄結(jié)果；2）當(dāng)干燥塔內(nèi)小米，取樣后水份連續(xù)3次不變化時(shí)，干燥完成。11、卸料1）打開干燥器右端的卸料閥，同時(shí)開啟送料閥門，讓空氣泵把床層上的產(chǎn)品（干燥小米）從卸料閥里卸到產(chǎn)品布袋里。完成實(shí)驗(yàn)。(三) 正常關(guān)機(jī)1、停止電加熱管加熱：1）在儀表操作臺上 “床層溫度手自動控制儀”上設(shè)定值為0；2）在儀表操作臺上按下“加熱管電源”停止按鈕，停止加熱管加熱；2、停止風(fēng)機(jī)及引風(fēng)機(jī)1）在儀表操作臺上關(guān)閉“風(fēng)機(jī)電源”開關(guān)