干燥设备设计选型.docx
《干燥设备设计选型.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《干燥设备设计选型.docx（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
干燥设备设计选型
干燥设备选型设计主要参数
一、通用设计参数1〜7页
二、热风循环烘箱设计8〜9页
三、并排式烘房及隧道窑设计10〜11页
四、带式干燥机设计12〜14页
五、真空干燥机（箱）设计15页
六、旋转气流快速干燥机设计16〜17页
七、气流干燥机设计18〜19页
八、高速离心喷雾干燥机设计20〜22页
九、压力喷雾干燥设计23〜25页
十、卧式振动流化干燥机设计26〜29页
十一、回转干燥机设计30〜33页
十二、热风炉设计34〜38页
十三、附录39〜44页
编辑
二OO六年四月
一、通用设计参数
1、水份蒸发量等有关计算
100W?
G2__G1=G2+W
100w
W水份蒸发量kg/hGi湿料量（加料量）kg/h
G2干料量（产品）kg/h质厶Wi初含水率XX%△W2终含水率X%
产量g2Gi100氾kg/h加料量GiG2100W2kg/h
100W2100W
2、热量计算
A、干燥时间在1分钟内（瞬间干燥）
（如：
喷雾干燥、闪蒸干燥、气流干燥等）
干燥一公斤水需用热量在：
1600〜2000kcal
B、干燥时间在〜小时内的设备（一般干燥）
（如：
带式干燥，振动干燥、回转筒干燥等）
干燥一公斤水需用热量在1400〜2000kcal（产量大的取大值）
C、干燥时间大于2小时以上的设备（缓慢干燥）
（加烘箱、烘房、真空干燥等）
干燥一公斤水需用热量在1200〜1600kcal
D、对初含水低（＜10%）而产量大的物料干燥，应增加物料升温时所需用热量。
对室外温低于0C的产生环境则应另增加计算热量。
对每批次进料量大物料又经常变更，初含水难以确定的则
热量1600〜2000kCal/kg，如：
烘干各类中药片剂。
在一般估算时或物料特性不明时应取1600〜2000kCal/kg
3、电加热功率计算（P、KW）
A、控设备内腔体积计算（M3）
腔内温度w700Cp（5070）3v2KW
腔内温度W400CP（3550）3V2KW
腔内温度W300CP（2530）3V2KW
腔内温度W200CP（1520）3V2KW
B、按设备内表面积来计算（共6个面M2）
P=（4〜7）
P=（3〜5）
P=（2〜4）
F内表面积M2
注：
小型设备取大值，大型设备取小值
使用温度w300C时，可用翅片式电加热算
使用温度＞300C时，应来用电阻丝或电阻带加热
最好采用燃油、燃气直火炉加热
C、经验公式计算
w300C16〜22KW/m3
w250C10〜16KW/m3
w200C6〜10KW/m3
w150C4〜6KW/m3
w100C2〜4KW/m3
计算后再乘以〜安全系数为使用功率
D、按使用热量计算
P=K2Q/860•KiKW
Ki电压波动系数〜1
K2安全系数〜
Q使用热量Kcal/h1KW=860Kcal
上式可简化为P=注：
每批次干燥时间大于3小时，则按〜1kg水来设计
E、按被加热物料重量来计算
P=G•C^t/860nkw
G被加热物料总重量kg/h
C物料比热Kcal/kgC
△t加热前后的温度差△t=ti-t2C
n热效率〜
F、用远红外加热时（适用于烘道）
烘道内温度80〜200C3〜7kw/m3
烘道内温度60〜80C〜3kw/m3
注：
1、用石英管时选小值。
用碳化硅板时选大值，再乘安全系数。
2、辐射距离：
静止工作150〜550mm
运动工作10〜150mm
辐射器间距150〜250mm
4、蒸汽换热器选用计算（饱和蒸汽）
A、估计计算
干燥一公斤水需用蒸汽量2〜4公斤（热风循环式为2〜3公
斤），而1公斤蒸汽需用1m2的换热面积（热风循环式为2〜2.5公斤）
1kg蒸汽约提供500Kcal热量，风温120〜150C
故换热面积Ao=R=Q/5OOm2
Q热量Kcal/hA0换热面积m2R使用蒸汽量kg/h
注：
若用过热蒸汽时，则350kcal/kg来计算换热面积。
B、初步计算
tm2
Q使用热量Kcal/h
n热效率安全系数〜
K传热系数20〜30Kcal/m2h；C
温度系数〜
△t空气平均温度△t=（t进+t室）t室=20Ct进=150C
则厶t=65C
上式可简化为A°=（〜）Qm2
（即10万大卡/h热量所需换热面积为90〜100m2）
5、加热水所需热量计算
水的比热为1Kcal/kgk（kgk）
K开尔文温度折换为摄氏温度时t=C+273
例：
10kg水加热到100C时所需热量：
10X1X（100+273）=3730千卡折合用电
6、蒸汽换热器再加电加热计算
A、正常蒸汽温度为150C，若要求风温为200C时，室温为10C时
蒸汽换热时用热量Q1=L0q1Kcal/h
Lo热风量m3/hqi=山-Kcal/kg
qi=x（150-10）=
再计算出风温达到200C时应增加的电加热功率
q2=X（200-150）=
电供热量为Q2=L0-q2电功率P=Q2/860KW
（1KW=860Kcal）
B、查图法计算
已知蒸汽换热风温150C及风量m3/h，可查图求出供热量Q1（万大卡/h）
再查风温为200C时（风量不变），供热量Q2
电加热功率P=Q/860（Q=Q2-Q1）
7、其他参数计算
A、热空气密度及热含量
p=273+tkg/m3t热风温度C
空气比热C=〜kgC（当120〜400C时C=
单位热含量q=•pkcal/m3
空气升温所需单位热含量q1=（t-t0）p
t0为室温取15Ct为风温C
B、表压（压力表指示压力）kg/cm2
表压二绝对大气压—1
蒸汽汽化热490〜kg平均平500kcal/kg
蒸汽密度r=273+tkg/m3
r=〜0.489kg/m3平均取
C、空气过滤器面积计算（初效、中效）
A=Q/Zm2Q空气量m3/hZ透气率m3/m2h
ZW2m3/m2s即过滤风速V<2m/s
阻力<200Pa
D、管道风速及流量计算
一般在8〜16m/s，设计初算取10〜14m/s
L=A•vm3/sA管道截面积m2A=nr2
v管道风速m/s—般取8〜16m/s
E、热空气使用量
L=Q/（t1-t2）kg/h
Q使用热量kcal/h空气比热容c=kgC
t1进风温度C,t2出风温度C
又，已知使用热量和进风温度后可查图得出使用风量。
单
位气耗量i=L/Wkg气/kg水W水份蒸发量kg水/h
&各类燃料的发热量
名称
发热值Qdkcal/Nm3（kg）
生成气量LdNm3/Nm3（kg）
烟煤
5500〜7000取6000
木柴
1500〜3500
约10
液体燃料
9000〜10000取10000
天然气
8240〜10000取8600
空气系数：
固体燃料a=〜；液体燃料a=〜；气体燃料a
单位燃烧生成烟气量Ld=b/1000QdaNm3/Nm3（kg）
b系数，固体燃料》=液体燃料b=
天然气b=煤气b=〜
Qd发热值kcal/Nm3（kg）
a空气系数Ld实际生产气量Nm3/Nm3（kg）
在估算时，生产气量可取12〜15Nm3/Nm3（kg）
二、热风循环烘箱设计
1、烘车及烘盘尺寸
烘车外型尺寸：
710X950X1460（1510）（宽X长X高）
烘盘尺寸：
460X640X45mm（0.29m2）
烘车分十二层，每层放两个烘盘，共放24个烘盘（层高
100mm）
2、烘箱专用轴流风机（WGJ-3型）
风量2850〜3500m3/h风压217〜或
3、烘盘装料量
每个烘盘装干料量（烘干后产品）约2〜3kg
每个烘盘装湿料量（进料量）约4〜6kg（料层厚20〜45mm）
4、烘箱内温度60〜140C，热源用蒸汽换热器或电加热
5、烘箱内腔体积，按两侧分风板内体积计算（每侧风道约
220mm）,内膛体积约为烘箱外型尺寸的〜倍。
6、烘箱保温层厚一般为30〜50mm，用型钢为骨架。
7、烘箱型号：
一门一车、二门二车、二门四车、三门六
车、四门八车等。
外型尺寸（宽X深X高）：
1400X1200X
2000、2300X1200X2000、2300X2200X2000、3430X2200X
2000、4460X2200X2300mm。
门内膛尺寸：
800X1600mm
（800X1500）。
&使用蒸汽量（估算）每辆烘车用蒸汽量为9〜10kg/h，则蒸汽换热面积为9〜10m2。
电加热功率按蒸汽量来折算（电加热器风速3〜12m/s,一般为8〜10m/s）。
9、烘干时间：
可按物料初含水、终含水、入料量等计算水份蒸发量，再换算出每台烘箱供热量。
则可计算出烘干时间
T=WX1200〜1800/Q，热量按1200〜1800kcal/kg水来计算。
10、新风口：
每台风机设一个100X200mm（设在风机下方）顶部排湿口为：
160X160mm、200X200mm及150X600mm。
11、水平气流风速〜3m/s,一般取1〜2m/s
烘箱干燥强度q=（〜）t进kg/m3h
12、烘箱温度＞150C时，在增加电加热或改用电加热（w
300C），若用干煅烧加热风温400〜700C时，用直火式燃气炉或直火式燃油炉。
13、保温层厚度
箱体内温度w150C保温层厚度30〜50mm
箱体内温度150〜400C保温层厚度80〜100mm
箱体内温度400〜650C保温层厚度100〜150mm
注：
外壁表面温度w50C
14、使用蒸汽量按2〜kg,干燥1kg水。
三、并排式烘房及隧道窑设计
1、烘车及烘盘尺寸
常用烘车尺寸：
710X950X1560mm（12层，24个烘盘）
加高烘车尺寸：
710X950X1860mm（16层，32个烘盘），层高100mm
烘盘尺寸：
460X640X45mm（0.29m2）,可装湿料4〜6kg
2、选用离心风机（鼓风机、引风机）
3、热风温度60〜200C，中药材为60〜80C（也可用于果蔬干燥），干燥风速〜3m/s,—般取〜1m/s
干燥强度q=（〜）t进kg/m2h
4、型号：
一门一车、一门二车及一门三车,并按产量及入
料量来计算，烘盘数量和烘车数（w60辆）按总蒸发水量及供
热量来设计干燥时间,一般中药材烘干时间为4〜8小时（个别物料干燥10〜24小时）。
5、热量按1200〜1800kcal/kg水来计算，对于情况不明，含水量不清的物料热量按1600〜2000kcal/kg水来计算。
若要求干燥时间短，含水量w20%，产量大时则按3000kcal/kg水。
6、门间距940mm,进、出风室宽400〜600mm,烘房高于烘车约100mm。
7、热源：
蒸汽换热,换热式热风炉（用煤、燃油、天然气）。
&隧道窑内腔长w50米，截面风速w2〜3m/s
9、小车轨道倾斜度为1/200,也可用悬吊式挂具,运输链传动（人工推）。
10、通常设计并流式（即风向与小车运动方向一致）。
11、小车长1.6米,高2米,轨道距0.7米（或1米、1.2米），层高100mm,可负重200kg。
12、在一般情况下可选用并排式烘房。
四、带式干燥机设计
1、可分单层式、三层式及单层冲击式等类型
带宽一般为1.2m、1.6m、2.0m三种,干燥段长度（每层）8m、10m等。
并分隔为多个单元（长1m宽2m）,以便运输及优化操作。
2、热风流向：
有垂直向上和向下流动为穿流式。
有沿带运动方向流动为平流式。
一般风速为〜2.5m/s（取〜1.5m/s）,有
高速喷向物料上面（5〜20m/s）为冲击式。
3、采用链传动不锈钢网带（网带负荷w600kg/m2），干燥段总长3〜60米，带速〜0.83m/min，每条带传动功率约（无级调速），每条带干燥时间在〜小时或更长些。
4、一般采用翅片式蒸汽换热器（SRZ型），风温60〜
150C，也可以使用热风炉或电加热器供热风。
5、使用蒸汽量：
单层式：
12〜30kg/m2;三层式12〜22
2
kg/m
换热面积Ao=（〜）X水份蒸发量kg/h又使用蒸汽量单层式R=（〜2）Wkg/h三层式R=（〜）A0
6、干燥强度q=〜t进kg/m2•h
单层式取中、小值，三层式取中大值
冲击式供风：
q=〜t进kg/m2•h
7、风机：
可用轴流风机来循环供热风，也可用离心风机供热风，排风用离心风机。
冲击式供风选用离心风机。
8、其他类型带式干燥机：
如用热风炉供热风，用电加热供热风，用远红外加热等。
可按实际蒸发水量来设计。
也可估算6000〜15000kcal/m2带（即4〜11kg水/m2）,若使用温度为150〜300C时，应另行计算热量等参数。
9、远红外加热（或局部加热）带式干燥机
A、电功率的确定
P=860・kKWQ热量kcal/hk电压波动k=〜
贝VP=（〜）QKW（热平衡法）
远红外干燥用电为1kg水/1KW-h（干燥强度）
故P=Wx1KWW水份蒸发量kg/h
又P=EFKW（辐射功率密度法）
E辐射功率密度E=3〜8kw/m2（大面积薄件取小值）F单位时间加热面积m2/h
B、辐射器的布置
照射距离在150〜500mm之间选取用带式干燥机时，照射距离10〜150mm辐射器有：
灯式、管式、板式等组合。
辐射器之间的距离一般为150〜250mm
C、干燥速度快，特别适用于大面积表层干燥。
表面和内部水分同时均匀干燥，产品质量好。
带速约〜0.8m/min（无级调速），干燥段长L=tvm
v带速m/mint干燥时间min
五、真空干燥机（箱）设计
1、一般常选用真空干燥箱和双锥回转真空干燥机
2、真空干燥箱烘盘尺寸640x460x45mm（烘盘数量3、
12、32只），烘架分四层、六层、八层等，间距80〜120mm。
3、蒸汽加热（w）或热水加热，双锥回转真空干燥机蒸汽
压力W。
使用温度为40〜150C
4、可干燥浆状、膏状、粉状、粒状等物料，初含水量
15%〜90%，而终含水可达到w1%。
真空度1333pa（10托）。
5、双锥回转真空干燥机转速3〜13r/min，筒内容积100升〜2000升（或更大），装料系数w。
6、真空干燥箱的干燥强度q=〜t进kg/m2•h
t进干燥温度（低于蒸汽温度10C）m2为烘盘总面积
双锥回转真空干燥度的干燥机强度q=〜t进kg/m2•hom2为筒内表面有效加热面积t进内表面温度C
7、真空耙式干燥。
可用于浆状、膏状、糊状、粉状等物料，采用夹层蒸汽来加热（夹层设计压力），搅拌耙转速
6-30r/min（无级调速），真空度533〜1333pa（w10托）。
8、立式（卧式）振动真空干燥用于热敏，憎氧等特殊要求的物料干燥。
又可在内筒实现灭菌操作（通蒸汽）。
可真空吸料，振动出料，干燥效果好。
容积从100〜2000
升。
干燥强度q=（〜）t进kg/m2h
六、旋转气流快速干燥机（闪蒸干燥）设计
1、主机内径D主机内筒有效高HH/D=4〜6
并根据水份蒸发量来确定筒内体积V=A•Hm3
A=nD2/4m2筒内壁厚3》2D/1000mmD筒内径mm
般取2〜4mm
2、进风温度150〜300C（筒内温度t内=〜t进），排风温度60〜120C，物料温度50〜80C，干燥时间15〜60s。
3、气流速度：
切向进风速度（柱状缝隙进风，进风口
6-12个）30〜70m/s。
径向速度（分散器圆周速度）一般为9〜
15m/s，特殊为20〜30m/s,（但电机功率要加大〜倍，成品粒径小一倍左右）。
轴向速度（筒内风速）2〜7m/s（一般选4〜7m/s）,风量按筒内温度80C来计算。
4、分散器最大直径Di=〜筒内径mm
主轴直径为电机出轴直径的倍左右（即50、60、70、75
来选用），电机选用4极、6极、8极（3〜22KV），皮带轮速比一般小＜5（最好设计在1〜3）,分散叶片每五层、每层长、短叶片各一片，层间距为（〜）d°（d°主轴直径mm,用螺钉固定，最下层叶片呈现伞形，叶片厚度4〜8mm
5、切向进风口尺寸：
高度h=〜为下室内膛高度mm宽度按风速来设计，进风口呈45°切向（两筒之间厚度约100mrj），主机入口及出口风速9〜12m/s，管道内风速10〜16m/s。
6、分级圈孔径：
D内二〜，产品含水率越少，贝V分级圈孔径也越小，并与风温有关（风温高含水率则低）。
孔径mm
终含水%
<1
<3
<4
<5
<8
<10
注：
风温》200C时的终含水
7、收料系统：
一般选用旋风分离器和布袋除尘器
成品粒径小时（W20um）,最好选用长锥形旋风分离器，一般情况选用扩散形旋风分离器（CLK型）。
并配选用脉冲布袋除尘器。
8、加料机设计为双螺旋叶片式无级调速加料机。
也可增设压料机构，防止搭桥现象产生。
功率〜
9、热源:
换热式热风炉（燃煤、燃油、燃天然气）、蒸汽加热、电加热等，用户任选。
10、保温层厚度，筒体一般取50〜60mm，下室为80〜120mm。
11、系统阻力在6000〜8000pa（平均7000pa）,即：
热风炉为1300pa,管道为1000pa,主机为1000〜2000pa,旋风分离器500〜1500pa，布袋除尘器980〜1200pa,若用蒸汽换热器
（十片叠装时），则为300〜500pa,若用中效过滤器则为50〜120pa。
12、干燥强度q=〜t进kg水/m3•h产品估算G2=75〜150kg/m3•h
七、气流干燥机设计
1、气流干燥机有多种类型。
基本型（QG系列脉冲气流型）、强化型（JG系列内设高速旋转的分散机）与闪蒸干燥机基本相似，旋风型（FG系列在干燥管后设旋风干燥）、倒锥型
（SG系列干燥管由下逐渐变大）、套管型（TG系列由内外套管组成）、旋风分离型（MST系列环形挡板旋风分离器）。
2、干燥管内径D，干燥段高HH/D=24〜58
根据水分蒸发量来确定内径D及体积V。
V=A•Hm3A=nr2m2半径r=D/2D=V4Q/360
Q气体流量m3/hVg平均流速m/s
3、进风温度150〜300C（筒内温度t内~进）排风温度60〜120C，物料温度50〜80C，干燥时间10〜40秒。
4、管内气流速度（10〜40）m/s,一般取25〜35m/s（风温为80C时）。
设计时应让开易阻塞速度17〜24m/s。
5、若设分散机可按闪蒸干燥机来设计，也可设计鼠笼式分散器。
6、管壁厚》2〜6mm,若保温层外用钢板圭寸（同闪蒸），则管壁厚可减少。
用户应固定干燥管。
7、当初含水低而产量较大时，要计算“气固比”
m=G2/Qg/kgm3，一般为m<100g/m3
G2产量kg/hQ风量m3/h（风温为80C时）
&产品最大粒径应w3mm，一般在〜1.0mm
9、收料系统：
选用旋风分离器及布袋除尘器，也可选用水沫除尘器。
10、用户自选购加料机，也可以人工定量均匀加料。
11、热源：
换热式热风炉（燃煤、燃油、燃天然气），蒸汽加热、电加热等，用户任选。
12、保温：
可现场安装后用户自行在干燥管外壁保温（厚度
50〜100mm）,也可事先做外壳为钢圈，中间为保温层（与闪蒸
干燥机相同）。
13、主机阻力1000〜1600Pa,系统阻力4000〜6000Pa。
引风机选用9-19型或9-26型高压风机。
14、干燥强度q=〜进kg水/m3•h
15、水份蒸发量与引风机功率之比为W/N=6~10，W最大水份蒸发量kg/h,若w100kg/h取小值6,>100〜200kg/h取大值。
八、高速离心喷雾干燥机设计
1、用以干燥水溶液及乳浊液、悬浮液等。
含水量通常在
40〜70%（含固量30〜60%），有些物料高达90%的含水量。
均可干燥为粉状产品。
对于溶解性的物料产品粒径都很细（w300目），其他料液
一般在60〜200目内，产品含水量在3〜6%或更低些。
2、干燥时间5〜40秒，即t=v/LoSv塔内容积m3Lo风量
m3/s，对溶解液干燥的时间约增加10〜15秒。
3、可用于干燥高粘度的料液（〜15PaS）
被干燥料液的动力粘度在（10〜15000）x10-3PaS〜15Pas）
1PaS（帕秒，牛顿•秒/米2）=103CP（厘泊）=10P（泊）
4、塔体设计：
V=W/qm3W水份蒸发量kg/hq干燥强度kg/m3h,而塔内截面积A=Q/vm2Q使用热量kcal/Sv塔内风速v=〜0.5m/s，设计取〜0.4m/s
故塔径D=V4A/nD=〜0.683wm
塔内有效容积V总=（H+）m3
H塔筒体高H=（〜）Dm
塔锥体呈60°锥高h=（D-d）md出料口直径m
5、热风温度t1为150〜400C，塔内温度t2一般在80〜90C（进风在250〜350C）,即卩t2=〜h,产品温度50〜70C,排风
温度略低于塔内温度的10C，用于食品、制药等风温为150〜160C。
6、喷雾矩半径
R=0.21G°.16m又R=0.3G喷雾盘直径mG2加料量kg/hn喷头转速r/min
塔内径应大于喷雾矩2R,即D>（〜）R（D>2R•（〜））
对热敏性物料（如中药浸膏）D>（3〜）R，又D>2R+200mm，并用离心喷头生产厂给定的喷雾矩尺寸来综合参考。
7、干燥强度q=（〜）t进
一般设计用q=进为好。
&热风进蜗壳速度及风管内速度12〜16m/so
蜗壳内设均风板，热风入塔风速〜9.5m/s
a是水平线与雾滴下降抛物线的夹角，导风板夹角处于
30〜40度的位置为最佳（雾滴不会与顶面粘壁）。
中大型塔在热风进塔处可设冷风三角通道，冷却风量230〜650kg/h，用小
型离心风机（〜）。
喷雾盘圆周速度在60〜150m/s之间，建议
选用电动高速离心喷雾头（转速在8000〜40000r/min无级调
速），热风旋转方向与喷头转向应一致。
9、塔内呈微负压在100〜300Pa,—般用二台低中压离心风机，鼓风及引风
升级会员 