干燥设备设计选型.docx
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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○○六年四月
一、通用设计参数
1、水份蒸发量等有关计算
G1=G2+W
W水份蒸发量kg/hG1湿料量(加料量)kg/h
G2干料量(产品)kg/h质△W1初含水率XX%△W2终含水率X%
产量加料量
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0.2~1.2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0℃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≤700℃
腔内温度≤400℃
腔内温度≤300℃
腔内温度≤200℃
B、按设备内表面积来计算(共6个面M2)
P=(4~7)F.KW
P=(3~5)F.KW
P=(2~4)F.KW
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≤300℃时,可用翅片式电加热算
使用温度>300℃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
≤300℃16~22KW/m3
≤250℃10~16KW/m3
≤200℃6~10KW/m3
≤150℃4~6KW/m3
≤100℃2~4KW/m3
计算后再乘以1.1~1.3安全系数为使用功率
D、按使用热量计算
P=K2Q/860·K1KW
K1电压波动系数0.6~1
K2安全系数1.1~1.3
Q使用热量Kcal/h1KW=860Kcal
上式可简化为P=0.0017442QKW
注:
每批次干燥时间大于3小时,则按1.3~1.9kw/1kg水来设计
E、按被加热物料重量来计算
P=G·C△t/860ηkw
G被加热物料总重量kg/h
C物料比热Kcal/kg·℃
△t加热前后的温度差△t=t1-t2℃
η热效率0.5~0.6
F、用远红外加热时(适用于烘道)
烘道内温度80~200℃3~7kw/m3
烘道内温度60~80℃1.5~3kw/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1.2。
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120~150℃
故换热面积A0=R=Q/500m2
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
m2
Q使用热量Kcal/h
η热效率安全系数1.15~1.25
K传热系数20~30Kcal/m2·h·℃
Ø温度系数0.8~0.9
△t空气平均温度△t=0.5(t进+t室)t室=20℃t进=150℃
则△t=65℃
上式可简化为A0=(0.001~0.0009)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/kg·k(4.18KJ/kg·k)
K开尔文温度折换为摄氏温度时t=℃+273
例:
10kg水加热到100℃时所需热量:
10×1×(100+273)=3730千卡折合用电4.34kw
6、蒸汽换热器再加电加热计算
A、正常蒸汽温度为150℃,若要求风温为200℃时,室温为10℃时
蒸汽换热时用热量Q1=L0q1Kcal/h
L0热风量m3/hq1=0.24·△t·γKcal/kg
q1=0.24×(150-10)×0.835=28.06
再计算出风温达到200℃时应增加的电加热功率
q2=0.24×(200-150)×0.746=8.95
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150℃及风量m3/h,可查图求出供热量Q1(万大卡/h)
再查风温为200℃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
ρ=352.87/273+tkg/m3t热风温度℃
空气比热C=0.24~0.25kcal/kg℃(当120~400℃时C=0.25)
单位热含量q=0.25·t·ρkcal/m3
空气升温所需单位热含量q1=0.25(t-t0)ρ
t0为室温取15℃t为风温℃
B、表压(压力表指示压力)kg/cm2
表压=绝对大气压-1
蒸汽汽化热490~527.6kcal/kg平均平500kcal/kg
蒸汽密度r=219.24/273+tkg/m3
r=0.558~0.489kg/m3平均取0.524
C、空气过滤器面积计算(初效、中效)
A=Q/ζm2Q空气量m3/hζ透气率m3/m2·h
ζ≤2m3/m2·s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=πr2
v管道风速m/s一般取8~16m/s
E、热空气使用量
L=Q/0.24(t1-t2)kg/h
Q使用热量kcal/h空气比热容c=0.24kcal/kg·℃
t1进风温度℃,t2出风温度℃
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
8、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
7.2~14.1
木柴
1500~3500
约10
液体燃料
9000~10000取10000
12.4
天然气
8240~10000取8600
11.1
空气系数:
固体燃料α=1.25~1.4;液体燃料α=1.1~1.2;气体燃料α=1.05~1.25
单位燃烧生成烟气量Ld=b/1000·Qd·αNm3/Nm3(kg)
b系数,固体燃料b=0.24液体燃料b=0.2
天然气b=0.264煤气b=0.2~0.26
Qd发热值kcal/Nm3(kg)
α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:
710×950×1460(1510)(宽×长×高)
烘盘尺寸:
460×640×45mm(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217~196Pa0.45或0.55KW
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60~140℃,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0.6~0.7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×深×高):
1400×1200×2000、2300×1200×2000、2300×2200×2000、3430×2200×2000、4460×2200×2300mm。
门内膛尺寸:
800×1600mm(800×1500)。
8、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=W×1200~1800/Q,热量按1200~1800kcal/kg水来计算。
10、新风口:
每台风机设一个100×200mm(设在风机下方)
顶部排湿口为:
160×160mm、200×200mm及150×600mm。
11、水平气流风速0.5~3m/s,一般取1~2m/s
烘箱干燥强度q=(0.10~0.12)t进kg/m3·h
12、烘箱温度>150℃时,在增加电加热或改用电加热(≤300℃),若用干煅烧加热风温400~700℃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≤150℃保温层厚度30~50mm
箱体内温度150~400℃保温层厚度80~100mm
箱体内温度400~650℃保温层厚度100~150mm
注:
外壁表面温度≤50℃
14、使用蒸汽量按2~2.5㎏,干燥1㎏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:
710×950×1560mm(12层,24个烘盘)
加高烘车尺寸:
710×950×1860mm(16层,32个烘盘),层高100mm
烘盘尺寸:
460×640×45mm(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60~200℃,中药材为60~80℃(也可用于果蔬干燥),干燥风速0.5~3m/s,一般取0.5~1m/s
干燥强度q=(0.12~0.14)t进kg/m2·h
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(≤60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≤20%,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)。
8、隧道窑内腔长≤50米,截面风速≤2~3m/s
9、小车轨道倾斜度为1/200,也可