Oat Fluid Bed Dryer Calculation

 Calculating parameter

1.name：oat

2.moisture before drying：16%

3.moisture after drying：10%

4.output：finished product≥3t/h

5.drying process：inlet air145℃，outlet air 105℃ on average

6.cooling process：natural inlet air in cool season, cooled air in hot season, outlet air 55℃ on average.

7.inlet oats 95℃ and increased to 105℃ during drying process. Outlet temperature is higher than room temperature 4~5℃（outlet temperature30℃）.

Related calculation

1.dehydration amount：

G0=3000×（1－10%）=2700kg/h

G1=2700÷（1－16%）=3214kg/h

G2=3000 kg/h

W= G1－G2=3214－3000=214 kg/h

2.air needed

Evaporation

Q1=214kg/h×595kcal/kg=127500kcal/h

Temperature increase of oats

Q2=2700kg/h×0.4×（105－95）

=10800 kcal/h

Q= Q1+ Q2

=127500kcal/h+10800 kcal/h

=138300kcal/h

m=138300 kcal/h×1.5÷0.24÷（145－105）

=21609kg/h

Air N=21609×0.833=18000m3/h

Air needed for cooling

Q=2700kg/h×0.4×（105－30）

 =81000 kcal/h

m=81000kcal/h×1.5÷0.24÷（55－25）

=16875kg/h

Air N=16875×0.833=14057m3/h

Choose one air blower 9-26  10D，1450r.p.m 55kw, air volume17172m³/h～21465m³/h,air pressure 6143Pa～5920Pa, and a 9-26 9D，1450r.p.m 30kwair volume 12518m³/h～14913m³/h,air pressure 4869Pa～4736Pa to blow cool air.

Induced draft fan 4-72 12C 1120r.p.m 75kw, air volume 53798m³/h～75552m³/h,air pressure 2746Pa～2172Pa. First class cyclone dust removal.

 

3. The size of the bed needed:

When the inlet air temperature T1=145℃,outlet air temperature T2=105℃, the average density of the air: ρ=0.852kg/m3, the volume flow rate of the air which enters the fluidized bed: V1=44853m3/h.（21609+16875）÷0.858=44853m³/h. If the average operating air speed of the fluidized bed v1=0.75m/s, then the fluidized bed size is: 16.6 m2, adopting 1.4×12（=16.8m2）three plasmids fluidized bed. It is divided into eight cabins. The first five cabins are used for drying and the last three ones are used for cooling.

 

4. The radiator size needed:

Q=21609kg/h×0.24×（145－20）=648270kcal/h

A=648270kcal/h÷15÷69.8=619m2

T1   170℃                 T2  170℃

t2  145℃                 t1  20℃

Δt1=170－145=25  Δt2=170－20=150  

Δtm=（150－25）÷ln150/25=69.8℃

We choose SRZ-20×10D×8 pieces, and for 8 pieces （81.29×8片=650m2）we choose 11 pieces.

 

5.The bed thickness and its pressure loss:

If the static state bed thickness is 400mm, fluidized state bed thickness is 500mm, then the pressure loss caused by the bed thickness is: 

 △P=0.4×0.65（bulk density）×1000×9.8=2548Pa

 

6.Standing time for material heating:

T=1.4m×7.5m×0.4m（bed material static bed thickness）×0.65t/m3÷3t/h=0.91h（Time for drying is 55 minutes. The temperature is going down when it begins to cool. Time affected by temperature is about 70 minutes. The standing time can be adjusted by material bed thickness）.

 

7.Mass transfer counting methods：

(in disadvantage conditions) If the air temperature is 35℃, the relative humidity is =90%, the lookup H0=0.0315kg water/kg for wet air.

In the first paragraph, after drying, 214Kg/h moisture enters 21609kg/h air, its humidity is: H=0.0315+214÷21609=0.041Kg water/Kg wet air.

Lookup 100℃ saturated air humidity is 1Kg water/Kg wet air, the tail gas relative humidity is Φ=0.041÷1=0.041=4%.

Tail gas with Φ=4% is very dry. There has no problem for mass transfer.

 

III．Energy consumption：

1.Steam consumption：

Steam consumption for air heating:

648270kcal/h÷560 kcal/kg=1158kg/h

2.Steam unit consumption：

Dmaterial=1158kg/h÷3000kg/h=0.386kg/kg=0.386t/t

3.Installed capacity：

 175kw（55+30+75+15）

4.Power unit consumption：

175kw×0.8÷3.0t/h=46.7 kilowatt hour/t