干燥设备设计选型.doc
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1、*干燥设备选型设计主要参数目 录一、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质 W1
2、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/m32
3、00 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/m3烘
4、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 使用热
5、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10时
6、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热风温度空气比热C=0
7、.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),若用干煅烧加热风温4
8、00700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),干燥
9、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、天然气
10、)。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0.252.5m/s(
11、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=(0.120.1
12、4)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 KW(
13、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、一般常选用真空干燥箱和双
14、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度q=(
15、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=AHm3 A
16、=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、70、75
17、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 D00.8
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