干燥设备设计选型

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干燥设备选型设计主要参数 目 录 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 2

一、通用设计参数 1、水份蒸发量等有关计算

12122210010021 WWWGWWWGGGW

 G1=G2+W

W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初含水率XX% △W2

终含水率X%

产量hkgWWGG/1001002112 加料量hkgWWGG/1001001221 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1400~2000 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1200~1600 kcal 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。 3

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℃ KWvp32)7050( 腔内温度≤400℃ KWVP32)5035( 腔内温度≤300℃ KWVP32)3025( 腔内温度≤200℃ KWVP32)2015( 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 4

≤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·K1 KW 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/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1.3~1.9kw/1kg水来设计 E、按被加热物料重量来计算 P=G·C △t/860η kw 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℃ 1.5~3 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。 5

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/500 m2 Q 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

tKQA

0m2

Q 使用热量 Kcal/h η 热效率安全系数 1.15~1.25 K传热系数20~30 Kcal/ 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)Q m2 (即10万大卡/h热量所需换热面积为90~100 m2) 6

5、加热水所需热量计算 水的比热为1 Kcal/ 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=L0q 1 Kcal/h L0热风量m3/h q1=0.24·△t·γ Kcal/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=Q2/860 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 7

ρ=352.87/273+t kg/m3 t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·ρ kcal/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+t kg/m3 r=0.558~0.489 kg/m3 平均取0.524 C、空气过滤器面积计算(初效、中效) A=Q/ζ m2 Q空气量m3/h ζ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10~14 m/s L=A·v m3/s A管道截面积m2 A=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℃ 8

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/W kg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·α Nm3/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12~15 Nm3/Nm3(kg) 9

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217~196Pa 0.45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30~50 mm,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、4460×2200×2300 mm。门内膛尺寸:800×1600 mm(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