干燥设备设计选型.docx

1、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 17页二、热风循环烘箱设计 89页三、并排式烘房及隧道窑设计 1011页四、带式干燥机设计 1214页五、真空干燥机（箱）设计 15页六、旋转气流快速干燥机设计 1617页七、气流干燥机设计 1819页八、高速离心喷雾干燥机设计 2022页九、压力喷雾干燥设计 2325页十、卧式振动流化干燥机设计 2629页十一、回转干燥机设计 3033页十二、热风炉设计 3438页十三、附录 3944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+WW水份蒸发量kg/h G1湿料量（加料量）kg/h G2干料量（产品）kg/h

2、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：16002000kcalB、干燥时间在0.21.2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14002000 kcal（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12001600 kcalD、对初含水低（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 1622KW/m3250 1016KW

3、/m3200 610KW/m3150 46KW/m3 100 24KW/m3 计算后再乘以1.11.3安全系数为使用功率D、按使用热量计算P=K2Q/860K1 KWK1电压波动系数 0.61K2安全系数 1.11.3Q使用热量 Kcal/h 1KW=860Kcal上式可简化为P=0.0017442Q KW注：每批次干燥时间大于3小时，则按1.31.9kw/1kg水来设计E、按被加热物料重量来计算P=GC t/860 kwG 被加热物料总重量kg/hC 物料比热 Kcal/kgt 加热前后的温度差t=t1-t2 热效率 0.50.6F、用远红外加热时（适用于烘道）烘道内温度80200 37kw

4、/m3烘道内温度6080 1.53 kw/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150550mm 运动工作10150mm 辐射器间距150250mm4、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24公斤（热风循环式为23公斤），而1公斤蒸汽需用1m2的换热面积（热风循环式为22.5公斤）。1kg蒸汽约提供500Kcal热量，风温120150故换热面积A0=R=Q/500 m2Q 热量 Kcal/h A0换热面积 m2 R 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m2Q

5、 使用热量 Kcal/h 热效率安全系数 1.151.25K传热系数2030 Kcal/ m2h温度系数0.80.9t 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=（0.0010.0009）Q m2(即10万大卡/h热量所需换热面积为90100 m2)5、加热水所需热量计算水的比热为1 Kcal/ kgk（4.18KJ/ kgk）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：101（100+273）=3730千卡折合用电4.34kw6、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

6、10时 蒸汽换热时用热量Q1=L0q 1 Kcal/hL0热风量m3/h q1=0.24t Kcal/kgq1=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= L0q2 电功率P=Q2/860 KW（1KW=860 Kcal）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=352.87/273+t kg/m3 t热风温度空气比

7、热C=0.240.25kcal/kg(当120400时C=0. 25)单位热含量 q=0.25t kcal/m3空气升温所需单位热含量q1=0.25(t-t0)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490527.6kcal/kg 平均平500kcal/kg蒸汽密度 r=219.24/273+t kg/m3 r=0.5580.489 kg/m3 平均取0.524C、空气过滤器面积计算（初效、中效）A=Q/ m2 Q空气量m3/h 透气率m3/m2h2m3/m2s即过滤风速V2m/s阻力150时，在增加电加热或改用电加热（300），若用干煅烧加

8、热风温400700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3050mm箱体内温度150400 保温层厚度80100mm箱体内温度400650 保温层厚度100150mm注：外壁表面温度5014、使用蒸汽量按22.5，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：7109501560mm（12层，24个烘盘）加高烘车尺寸：7109501860mm（16层，32个烘盘），层高100mm烘盘尺寸：46064045mm（0.29m2），可装湿料46kg2、选用离心风机（鼓风机、引风机）3、热风温度60200，中药材为6080（也可用于果蔬干燥

9、），干燥风速0.53m/s，一般取0.51m/s干燥强度q=（0.120.14）t进 kg/m2h4、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48小时（个别物料干燥1024小时）。5、热量按12001800kcal/kg水来计算，对于情况不明，含水量不清的物料热量按16002000kcal/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400600mm，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

10、、天然气）。8、隧道窑 内腔长50米，截面风速23m/s9、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0.252.5

11、m/s（取1.21.5m/s），有高速喷向物料上面（520 m/s）为冲击式。3、采用链传动不锈钢网带（网带负荷600kg/m2），干燥段总长360米，带速0.140.83m/min，每条带传动功率约1.5KW（无级调速），每条带干燥时间在0.21.5小时或更长些。 4、一般采用翅片式蒸汽换热器（SRZ型），风温60150，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：1230 kg/m2；三层式1222 kg/m2换热面积A0=（1.74.7）W.m2 W水份蒸发量 kg/h 又使用蒸汽量 单层式R=（1.72）W kg/h 三层式R=（0.50.8）A06、干燥强度q=(0.1

12、20.14)t进 kg/m2h单层式取中、小值，三层式取中大值冲击式供风：q=(0.160.24)t进 kg/m2h7、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600015000kcal/m2带（即411kg水/m2），若使用温度为150300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=1.2Q/860k KW Q热量kcal/h k电压波动 k=0.81.0则P=（0.00140.00174）Q

13、 KW（热平衡法）远红外干燥用电为1kg水/1KWh（干燥强度）故P=W1KW W水份蒸发量kg/h又P=EF KW（辐射功率密度法） E辐射功率密度E=38kw/m2（大面积薄件取小值） F单位时间加热面积m2/hB、辐射器的布置照射距离在150500mm之间选取用带式干燥机时，照射距离10150mm辐射器有：灯式、管式、板式等组合。辐射器之间的距离一般为150250mmC、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0.20.8m/min（无级调速），干燥段长L=tv m v带速m/min t干燥时间min五、真空干燥机（箱）设计1、一般常选用真空干

14、燥箱和双锥回转真空干燥机2、真空干燥箱烘盘尺寸64046045mm（烘盘数量3、12、32只），烘架分四层、六层、八层等，间距80120mm。3、蒸汽加热（0.8Mpa）或热水加热，双锥回转真空干燥机蒸汽压力0.15Mpa。使用温度为40150。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1%。真空度1333pa（10托）。5、双锥回转真空干燥机转速313r/min，筒内容积100升2000升（或更大），装料系数0.6。6、真空干燥箱的干燥强度q=(0.060.07)t进 kg/m2ht进干燥温度（低于蒸汽温度10） m2为烘盘总面积双锥回转真空干燥度的干燥机强

15、度q=(0.10.12)t进 kg/m2h 。 m2为筒内表面有效加热面积 t进内表面温度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0.3Mpa），搅拌耙转速6-30r/min（无级调速），真空度5331333pa（10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1002000升。干燥强度q=（ 0.140.18）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H H/D=46并根据水份蒸发量来确定筒内体积V=AH

16、m3 A=D2/4 m2 筒内壁厚2D/1000 mm D筒内径mm一般取24mm2、进风温度150300（筒内温度t内=(0.460.48)t进），排风温度60120，物料温度5080，干燥时间1560s。3、气流速度：切向进风速度（柱状缝隙进风，进风口6-12个）3070m/s。径向速度（分散器圆周速度）一般为915m/s，特殊为2030m/s，（但电机功率要加大1.83.4倍，成品粒径小一倍左右）。轴向速度（筒内风速）27m/s（一般选47m/s），风量按筒内温度80来计算。4、分散器最大直径D1=0.960.98D0 D0筒内径mm主轴直径为电机出轴直径的1.2倍左右（即50、60、7

17、0、75来选用），电机选用4极、6极、8极（322KW），皮带轮速比一般小5（最好设计在13），分散叶片每五层、每层长、短叶片各一片，层间距为（1.21.5）d0（d0主轴直径mm），用螺钉固定，最下层叶片呈现伞形，叶片厚度48mm。5、切向进风口尺寸：高度h=0.50.6H 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100mm），主机入口及出口风速912m/s，管道内风速1016m/s。6、分级圈孔径：D内=0.30.8D0，产品含水率越少，则分级圈孔径也越小，并与风温有关（风温高含水率则低）。孔径mm0.3 D00.4 D00.5 D00.6 D00.7 D0

18、0.8 D0终含水%1345810注：风温200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（20m），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0.752.2KW9、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5060mm，下室为80120mm。11、系统阻力在60008000pa（平均7000 pa），即：热风炉为1300 pa，管道为1000 pa，主机为10002000 pa

19、，旋风分离器5001500 pa，布袋除尘器9801200 pa，若用蒸汽换热器（十片叠装时），则为300500 pa，若用中效过滤器则为50120 pa。12、干燥强度q=(0.550.6)t进 kg水/m3h 产品估算G2=75150 kg/m3h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H H/D=2458根据水分蒸发

20、量来确定内径D及体积V。V=AH m3 A=r2 m2 半径r=D/2 D=4Q/3600Vg mQ气体流量m3/ h Vg平均流速m/s3、进风温度150300（筒内温度t内0.5t进）排风温度60120，物料温度5080，干燥时间1040秒。4、管内气流速度（1040）m/s，一般取2535m/s（风温为80时）。设计时应让开易阻塞速度1724m/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26mm，若保温层外用钢板封（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/Q g/kgm3，一般为m100g/m3G2产

21、量kg/h Q风量m3/h（风温为80时）8、产品最大粒径应3mm，一般在0.51.0mm9、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50100mm），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10001600Pa，系统阻力40006000Pa。 引风机选用9-19型或9-26型高压风机。14、干燥强度q=0.20.3 t进 kg水/m3h15、水份蒸发量与引风机功率之

22、比为W/N=610，W最大水份蒸发量kg/h,若100kg/h取小值6,100200kg/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4070%（含固量3060%），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（300目），其他料液一般在60200目内，产品含水量在36%或更低些。2、干燥时间540秒，即t= v /L0 S v塔内容积m3 L0风量m3/s，对溶解液干燥的时间约增加1015秒。3、可用于干燥高粘度的料液（0.0115PaS）被干燥料液的动力粘度在（1015000）10-3 PaS(0.0115Pas)

23、1 PaS（帕秒，牛顿秒/米2）=103CP（厘泊）=10P（泊）4、塔体设计：V=W/q m3 W水份蒸发量kg/h q干燥强度kg/m3h，而塔内截面积A=Q/v m2 Q使用热量kcal/S v 塔内风速 v=0.20.5m/s，设计取0.20.4m/s故塔径D=4A/ D=0.580.68 m塔内有效容积V总=0.785D2（H+0.2886D）m3H塔筒体高 H=（0.81.1）D m塔锥体呈60锥高h=0.866（D-d）m d出料口直径m5、热风温度t1为150400，塔内温度t2一般在8090（进风在250350），即t2=(0.250.5)t1，产品温度5070，排风温度略低

24、于塔内温度的10，用于食品、制药等风温为150160。6、喷雾矩半径R=3.66d0.21G20.25/n0.16 m 又R=3.46d0.3G20.25/n0.16d喷雾盘直径m G2加料量kg/h n喷头转速 r/min塔内径应大于喷雾矩2R，即D（2.32.8）R（D2R（1.131.5）对热敏性物料（如中药浸膏）D（33.4）R，又D2R+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=（0.0260.036） t进 一般设计用q=0.026 t进为好。8、热风进蜗壳速度及风管内速度1216m/s。蜗壳内设均风板，热风入塔风速7.59.5m/s是水平线与雾滴下降抛物线的夹角，导风板夹角处于3040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23065