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文档简介
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初
2、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(<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
3、变更,初含水难以确定的则热量16002000kCal/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16002000kCal/kg3、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=(47)F.KWP=(35)F.KWP=(24)F.KWF 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 1622KW/m3250 1016KW/m3
4、200 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/860·K1 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=G·C t/860 kwG 被加热物料总重量kg/hC 物料比热 Kcal/kg·t 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)
5、烘道内温度80200 37kw/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
6、算换热面积。B、初步计算m2Q 使用热量 Kcal/h 热效率安全系数 1.151.25K传热系数2030 Kcal/ m2·h·Ø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/ 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)=
7、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 蒸汽换热时用热量Q1=L0q 1 Kcal/hL0热风量m3/h q1=0.24·t· 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= 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
8、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=0.240.25kcal/kg(当120400时C=0. 25)单位热含量 q=0.25·t· 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
9、.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/m2·h2m3/m2·s即过滤风速V2m/s阻力<200PaD、管道风速及流量计算一般在816m/s,设计初算取1014 m/sL=A·v m3/s A管道截面积m2 A=r2v管道风速m/s 一般取816m/sE、热空气使用量L=Q/0.24(t1-t2) kg/hQ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/W kg气/
10、kg水 W水份蒸发量kg水/h8、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55007000 取60007.214.1木柴15003500约10液体燃料900010000取1000012.4天然气824010000取860011.1空气系数:固体燃料=1.251.4;液体燃料=1.11.2;气体燃料=1.051.25单位燃烧生成烟气量Ld=b/1000· Qd· 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=0.20.26Qd发热值 kcal/Nm3(kg) 空气系数 L
11、d实际生产气量 Nm3/Nm3(kg)在估算时,生产气量可取1215 Nm3/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28503500m3/h 风压217196Pa 0.45或0.55KW3、烘盘装料量每个烘盘装干料量(烘干后产品)约23kg每个烘盘装湿料量(进料量)约46kg(料层厚2045mm)4、烘箱内温
12、度60140,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0.60.7倍。6、烘箱保温层厚一般为3050 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:800×160
13、0 mm(800×1500)。8、使用蒸汽量(估算)每辆烘车用蒸汽量为910kg/h,则蒸汽换热面积为910m2。电加热功率按蒸汽量来折算(电加热器风速312m/s,一般为810m/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×12001800/Q ,热量按12001800kcal/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、200×200 mm及150×600mm。11、水平气流风速0.53m/s
14、,一般取12m/s烘箱干燥强度q=(0.100.12)t进 kg/m3·h12、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:710×950×1560mm(12层,24个烘盘)加高烘车尺寸:710×950
15、15;1860mm(16层,32个烘盘),层高100mm烘盘尺寸:460×640×45mm(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),干燥风速0.53m/s,一般取0.51m/s干燥强度q=(0.120.14)t进 kg/m2·h4、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
16、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)。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
17、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(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
18、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=(0.120.14)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=(0.160.24)t进 kg/m2·h7、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
19、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/860·k KW Q热量kcal/h k电压波动 k=0.81.0则P=(0.00140.00174)Q KW(热平衡法)远红外干燥用电为1kg水/1KW·h(干燥强度)故P=W×1KW 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
20、,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=t·v 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锥回转真空干燥机2、真空干燥箱烘盘尺寸640×460×45mm(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
21、。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/m2·ht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=(0.10.12)t进 kg/m2·h 。 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
22、(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/m2·h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=A·Hm3 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
23、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Ø50、Ø60、Ø70、Ø75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
24、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 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
25、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,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
26、过滤器则为50120 pa。12、干燥强度q=(0.550.6)t进 kg水/m3·h 产品估算G2=75150 kg/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H H/D=2458根据水分蒸发量来确定内径D及体积V。V=A·H m3 A=r2 m2 半径r=D/2 D=4Q/3600V
27、g 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
28、、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/m3·h15、水份蒸发量与引风机功率之比为W/N=610,W最大水份蒸发量kg/h,若100kg/h取小值6,1002
29、00kg/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(0.0115Pa·S)被干燥料液的动力粘度在(1015000)×10-3 Pa·S(0.0115Pa·s)1 Pa·S(帕秒,牛
30、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/m3·h,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507
31、0,排风温度略低于塔内温度的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7.5
32、9.5m/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230650kg/h,用小型离心风机(0.50.75KW 1500Pa)。喷雾盘圆周速度在60150m/s之间,建议选用电动高速离心喷雾头(转速在800040000r/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100300Pa,一般用二台低中压离心风机,鼓风及引风。10、若防止料液粘壁(如中药浸膏)可设置旋转冷却清扫器。冷空气从小孔中喷出(1020m/s),将粘粉扫落。并使壁面冷却。用空压机或罗茨风机来供风(清洁空气)。对
33、于有些粘性物料,不宜用机械振动器或安装气扫时,可在塔体下部四周切线方向引入二次空气吹入塔内扫壁。风速约1020m/s。还可采用顺壁风形成气幕(风速12.5m/s,风量占2040%)来防止粘壁。11、对塔内清洗工艺(特殊要求)清水碱液(NaOH浓度2%)清水酸液(HNO3浓度2%清水热水杀菌(9095)。清水洗3min,碱水、酸水温度7075,循环1520min,热水洗10min。泵压力0.6MPa来送水液。12、用螺杆泵(小型塔用蠕动泵)供料液,并可无级调速。料液要先经过滤,最好配专用流量计,给料管流速0.312m/s。13、主机阻力500700Pa14、塔体内壁厚度28mm(不锈钢塔径<
34、;5m时,壁厚23mm),保温层厚50100mm。塔体若在室外时,冬天寒冷(-20-40)保温层厚应加倍为200mm(用硅酸铝耐火纤维毡),保温层内用型钢为骨架(一般用槽钢)。15、蒸汽用量(用蒸汽换热器)干燥1kg水需耗蒸汽为2.53kg(塔径小取大值)。16、喷雾距(电动高速离心雾化器)型号kg水/h525501001502003005001000最大喷雾距m11.722.52.833.03.544555.8九、压力喷雾干燥设计1、可干燥低粘度的水溶液、乳浊液、悬浮液等,也可用来造粒、粒径在40120目(调节泵的压力、流量、喷孔大小),一般在小于目(250m)。初含水在4070%,产品含水
35、量5%,最小可达到0.5%。2、干燥时间一般在2060秒。T=V/L秒 L热风量m3/s3、水份蒸发量kg/h与喷嘴孔径mm的关系。型 型号参数YPG25YPG50YPG100YPG150YPG200YPG300YPG400YPG500YPG700YPG1000水份蒸发量kg/h25501001502003004005007001000喷嘴内径mm3-3.5(三个)3-3.5(三个)塔内径约m1.41.62.02.42.83.23.63.84.04.0进风温度130160(用蒸汽换热器),排风温度7585。喷雾压力在1015MPa。一般在0.65 MPa选用。又雾化器截面积A0=QL/31.0
36、6m2 则d0=1.273A0 当溶液密度PA=1100kg/m3 g=9.81 雾化压力P=2MPaCp=0.56 体积流量QL kg/h 又d0=(0.70.8)/Dd0(mm) D(m) 雾化角选40°70°孔长Ld=(0.61)d04、风温130350,塔内温度一般<100,产品温度40705、塔有效体积(上、下锥体及中间圆柱体)V=W/q m3塔圆柱体截面积A=LQ/v m2 LQ塔内风量m3/s(在80时)塔内风速V=0.30.7m/s 设计取0.30.4m/s(风温80时)塔有效干燥段高度Hk=(1.41.6)hk m塔圆柱体高度hk=(35)D m(并
37、流)初算时取hk=4Dhk=(11.5)D m(混合流)塔内径D2=4W/·hk·q。 hk选用标准尺寸(6.0、7.2、8.4、9.6、10.8、12.0、13.2、14.4)m。若塔下锥体为放大型,则锥大端圆柱体内径D锥=(1.411.43)D m柱体直边高H锥=0.6(D锥-D)m 锥顶角60°又V=Q/rt m3 Q 热量瓦/时 t平均温度t0.5(t+t) r体积给热系数w/m3·r=1030(大粒取小数,微粒取大数)6、干燥强度q=(0.0260.036)t进 kg/m3·h又q=(t1+273)3.43/(t2+273)3.34
38、t1进塔风温 t2出塔风温产量约0.66kg/m3·h(与风温有关)7、用热量在13001600kcal/kg水蒸汽用量在2.53.5kg/kg水(12501750kcal/h)8、塔内温度估计:进风温度250 塔内平均温度tp=0.5×t进 tp±5进风温度350 塔内平均温度tp=(0.350.4)×t进 tp±109、保温层厚度室内100mm(温度020)室外200mm(温度-400)10、用隔膜泵供料液(可无级调速)压力5MPa最好配专用流量计。供料管速度11.5m/s喷嘴能上、下调节,以改善粘壁。11、主机阻力500800Pa12、塔
39、内不锈钢板厚度24 mm,用型钢作骨架(一般用槽钢)。13、产品粒径低压喷嘴(12MPa) 4090目(150400m)一般在40200目,产品粒径较大,不均匀。大型塔可用三个以上喷嘴,并适于逆流混合流操作。十、卧式振动流化干燥机设计1、振槽宽B:3001200mm,振槽长L:30008000mm来选用有效干燥面积A有=0.9B·L m2下床体高度(气室高)H下=(0.81.2)B m(加大下床体容积以减少压力波动)。槽板距下床体上面约100200mm,并呈倾斜。槽板开孔率()36%,孔径ø1ø4,孔距约10mm。若设防漏网开孔率79%。=空床风速/小孔风速。孔板
40、厚度26mm。小孔风速2035m/s。空床风速(操作风速)0.26m/s(孔板上面),一般取1.21.4m/s床体截面积A=L0/1.21.4 m2 风量L0 m3/s(在80时)物料粒径(目)1002002050510空床风速m/s0.130.690.93.24.611注:物料越细,空床风速越小。2、主机阻力:与床内物料层厚度有关。料层厚mm70100200200300阻力Pa4007002000一般阻力为400600Pa(当小孔风速2035m/s),料层厚度一般在20100mm。极薄料层<25mm,浅料层2550mm,深料层50mm。3、进风温度在50300及干燥时间果蔬干燥温度70
41、180中药片、丸干燥度6080鸡精干燥6080(并设冷却段长1.5米),初含水6%,终含水1%,产量为130190kg/m2·h振槽宽300、400、500、600、700、1000mm,长7.5米(其中冷却段长1.5米),热量应加大(物料升温用热量)干燥时间一般在840分钟(可调) ts=L/Vs 分L振槽长 m Vs物料运行速度 m/s4、当初含水20%,而要求产量较大时(>1000kg/h),则热量计算应另加上物料吸收的部份Q2=G·C·t kcal/hG物料重量kg/h C物料比热kcal/kg·t =t进-t出/2 产量计算,则要考虑物料
42、特性、物料形状、物料的速度系数等因素,同时热量加大(物料加热)故应选较大的型号(最大产量约200250kg/m2·h)5、干燥强度q=(0.20.24)t进 kg水/m2·h注:温度>150时取小值。6、在床身二侧各安置一台振动电机,并用24个螺栓固定牢(相隔15度),调节振动电机与水平之间角度(方位角),可获得不同的运动速度。即调节了干燥时间。调节电机偏心块就可调节激振力大小。两台振动电机必须相反方向旋转。而且激振力及方位角必须相同一致(一般在试机时确定好,两台同时调节一致)。振动电机一般选用6极电机(即960r/min)。7、激振力计算(振动电机选用)F=(n/1
43、000)2·M·E/1.8 kg N电机转速当n=960r/min时,(n/1000)2=0.922M总重量,参加振动的设备重量(m)和物料重量(ml)之和kg。E 全振幅E=6mm (上、下振幅和)故F=3.073M kg M=m+0.2 ml kg8、减振弹簧设计。确定工作中最大负荷和最小负荷及许用应力后来选取弹簧丝径及弹簧中径。(圆柱螺旋压缩弹簧II类负荷)最大负荷Pn=M/Z+K·E kg 最小负荷Pi=M/Z-K·E kgM总重量kg Z弹簧个数 E振幅mmK弹簧刚度kg/mmK=d4G/8D3i=Pn-Pi/i kg/mm d弹簧丝径mm D
44、弹簧中径mm G剪切弹性模数,一般取G=8000kg/mm2i有效圈数i=5 。 Pn最大工作负荷kg Pi最小工作负荷kg故K=200d4/D3 kg/mm。又可查手册得单圈弹簧刚度,再除圈数即可得K值。也可选用橡胶压缩弹簧。邵氏硬度HS=5060丁腈橡胶。一般选用8组以上的弹簧为支座。弹簧高度误差为±1%H。H弹簧自由高度mm。9、振动电机有一定的方位角()。故在振动时分解为水平位移Sx及垂直位移Sy。即形成物料前进速度和上跳速度又在小孔风速吹动下使风速均匀的干燥。Sx=S.cos Sy=S.sin振幅3mm 方位角=15°75°实际移动距离约为S=960 S
45、x/510 mm/min(与物料特性等有关)10、内膛钢板厚26mm,用型钢作骨架(56.3号槽钢或角钢)。下床体保温层厚度50100mm,下床体内设支撑杆,加强两侧的刚性。在两侧振动电机之间用多条型钢来支撑牢。并在外侧用厚钢板加强(815mm)。电机座固定其上并焊牢。电机底板(厚815mm)可旋转来调节方位角。振槽每隔1米加一个支撑杆。并内腔两侧设支架来固定振槽板。上床体不保温,板厚26mm(有加强型钢),并在两侧设多个观察孔,在进风及排风管道上用帆布管隔开以减振。大型设备的上床体可固定并与下床体用帆布隔开。下床体外壁板厚14mm。11、一般可选用旋风除尘器,若有细粉尘(10mm)则另加布袋
46、除尘器。12、出料口可用闸门来控制料层厚度。十一、回转干燥机设计1、能干燥各类物料。如:粉、颗、条、片、块状等。初含水一般在3050%,终含水一般在15%,适合用于产量大、水份蒸发量大的各类物料干燥。干燥温度在60300来选用。也可用于煅烧生产,温度在6001100,可用天然气喷嘴直接燃烧加热。则内砌耐火砖不设抄板。若温度<900时也可不衬砖,还可以在筒体外直接加热(用煤等)。2、主机设计主要参数筒体内径在0.62.4米来设计筒壁厚度S=0.01D0.67又D2m时,S=(0.0060.009)DD=24m时,S=(0.0050.006)DD筒内径m S筒壁厚度m筒内壁圆周速度V=Dn/
47、60×1000=0.251.0m/s一般取0.40.6m/s筒体转速n=4.7819.10/D r/min一般取0.58 r/min筒体安装倾斜度46mm/m(即倾角23度)长径比 L/D=510 最大为L/D=1315又L=1.273V/D2 mL筒体长 m D筒体内径 m V筒体内容积m3筒体内容积 V=W/q m3 W水份蒸发量kg水/h q干燥强度kg水/ m3·h又V=Q/a0·t m3 Q使用热量kcal/h t进、出口风温差 a0容积传热系数100200 kcal/ m3·h·a0=0.774v0.16/D v气速kg/m2
48、83;s两端托轮之间距B=(0.50.64)L m出料端托轮与筒端口间距A=(0.170.23)L m传动轮与出料端托轮之间距(在两端托轮之间)C=(0.10.18)L m托轮直径 D托=D/34 m (夹角为60°)抄板数 N=(612)D 抄板高H=0.11D m抄板折弯(约90°) 折宽B=(0.40.6)H抄板长0.61m 抄板厚E=(0.41.0)S mm在筒体前端长约1米设螺旋叶片多片(与抄板数相同),并与筒壁成60°交角来快速进料到筒内。物料填充系数=(0.150.25) =G/VG加料量m3/min V筒体容积m3筒尾端排气速度:物料粒径<1
49、mm时,0.51.0m/s物料粒径15mm时,1.22.5m/s筒体两端用轴向迷宫式密封。加料管与水平夹角约4560°并插入筒内,筒端设挡料圈,一般用定转速减速传动机构。也可使用无级调速机构。3、使用热量在14002000kcal/kg水,一般产量大时取大值。但大型筒体取14001600kcal/kg水,热量分配比例约为水份蒸发占42%,物料带出占30%,带气带出占14%,筒体散热占14%。4、干燥强度q=0.050.07t进 kg水/m3·h5、产量:G=0.785D2·L·V料·L/t t/hD筒内径m 平均填充系数 L筒长 m V料物料堆
50、密度 t干燥时间h L/t=料物料轴移动速度 料=5.78D·n m/h筒倾角1°3° n筒速度r/min 一般料=0.0010.05m/s6、干燥时间(停留时间)t=L/料 一般在0.23小时(煅烧时时间长)7、筒体材料进风温度300,碳钢进风温度300800,1Cr18Ni9进风温度8001000,1Cr25Ni208、压力损失10Pa/1m (每米长约10 Pa损失)筒尾呈负压在10200Pa9、总传动功率P=P1+P2+P3+P4 KWP1圆筒内物料运动所需功率 P2圆筒旋转所需功率P3支撑部份摩擦功率 P4传动功率损失而P2=1.37mT2DT2n2 k
51、wmT圆筒总重量kg 筒平均直径m n筒体转速r/minP=0.054D2L·nV料·K KWD筒内径m L筒长m n筒体转速r/minV料 物料密度t/m3 可取0.9t/m3来计算填充系数=0.15 k抄板系数k=1.6=0.054D2Ln kw筒时最大挠度ym=0.3×10-3·L(即每米挠度为0.3mm)一般用大齿圈来传动筒体齿轮模数1824,一般取20,齿数Z2= d0/20,小齿轮齿数Z1=1732 速比i=78分度圆直径d0=(1.61.8)D0 mm D0 筒外径mm小型筒体也可以用摩擦传动,摩擦系数约为0.150.20筒体1m,传动功率
52、37.5kw筒体1.21.8m 传动功率7.518.5kw筒体>2m,传动功率2275kw10、筒体外壁加热,可用于烘炒瓜子、茶叶杀青等用,并在筒体内应设螺旋导板。十二、热风炉设计1、套筒式燃煤热风炉设计(立式辐射换热器设计)(1)输出热风温度tk:60300 (设计取200300)烟气温度ty:600800 炉内筒壁温度400600(用碳钢) tk=(0.50.55)ty 燃煤炉tk300若烟气温度ty=8001100 则tk=300500炉内筒壁温度700800(用1Cr18Ni9Ti)一般烟气温度1000时,筒壁温度550(2)炉内筒炉篦面积F=G/q m2 (F=R2 )R炉内筒半径m G用煤量kg/h q炉篦强度(强迫通风) q=100160kg/m2·h(取q=120) (热效率=0.55)即q=33.052.8万大卡/m2·h又q=1660万大卡/m3·h来设计内筒尺寸煤发热值6000kcal/kg 1万大卡热量耗煤2.83kgG=(2.83)Q kg Q输出热量(使用热量)万大卡/h例如:100万大卡/h炉G=3×100=300kg/h F=300/120=2.5m2则筒半径R=0.892m 1784mm,取1800mm内筒高40万大卡/h炉 H0 3000mm 50万
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