對流干燥技術方案簡介

一、 對流干燥系統的組成：

熱源送風       干燥器       氣固分離，產品回收       排風.

進料器                （旋風分離、袋濾、濕法等）

二、 對流干燥技術方案中要了解的物料狀態及參數：

1、物理狀態：粒徑，粘度，堆積密度，真密度，熱熔性，熱粘性（溫度），物料中液體的組分——水或揮發性溶剤等.

2、化學狀態：結晶水，自溶現象，分解熱，凝固熱（溫度）等.

3、獲取物料各種參數的方法：

（1）自己的經驗（2）用戶提供的數據與資料（3）查閱相關文獻資料（4）實驗測試 

4、技術方案中要確定的參數:

(1).原料處理量W原(換算成kg/h)或產品的產量W產(換算成kg/h);原料濕基含水率ω1,產品濕基含水率ω2,均由用戶給出。

（2）.干燥進風溫度t1,干燥排風溫度t2，均由用戶給出；環境溫度t0，環境空氣含濕量d0（單位是kg水/kg干空氣），應該查氣象資料得到，在沒有氣象資料的情況下可采用以下的參考數據：東北和西北地區：t0=10℃，d0=0.008kg水/kg干空氣,黃河,長江地區: t0=15℃，d0=0.01kg水/kg干空氣,南方地區: t0=20℃，d0=0.011kg水/kg干空氣。

（3）.原料溫度由用戶給出，在沒有給出的情況下，原料溫度于環境溫度，即θ1=t0，產品溫度比排風溫度低15℃，即θ2=（t2-15）℃。

(4).干燥進風含濕量d1: 間接換熱時,d1=d0，直燃熱風爐時，d1=0.025kg水/kg干空氣。

三、對流干燥中物料衡算與熱量衡算： 

1、物料衡算：一般提供濕基含水率來計算.

（1）.已知原料處理量W原，則W水=W原×（ω1-ω2）/（1-ω2）

（2）. 已知產量W產，則W水=W產×（ω1-ω2）/（1-ω1）

2、熱量衡算：

計算步驟:

(1).蒸發水份熱量:  Q1=W水(595+0.45t2-1×t0)         (kcal/h)

(2).物料升溫熱量:  Q2=W產(Cs×(1-ω2)+1×ω2)×(θ2-θ1) (kcal/h)

  Cs為絕干產品(不含水份)的比熱,一般取Cs=0.4kcal/kg·℃

(3).外圍護熱損失:  Q3=(0.15~0.2)×(Q1+Q2)            (kcal/h)

    用蒸發1公斤水的外圍護熱損失來驗算: q3=(60~100) kcal/kg水

(4)熱風質量流量:  G=(Q1+Q2+Q3)/(i1-i2’-0.1×0.24×(t2-t0))

                                                  (Kg/h)

　　　　　　i1-  i2’=(0.24+0.45d1)×(t1-t2)            (kcal/kg)

(5).計算條件下干燥所需的熱量:  Q干1=G×(i1-i0)       (kcal/h)

            i1-i0=(0.24+0.45d1)×(t1-t0)             (kcal/kg)

(6).驗算排風含濕量: d2=d1+W水/G ,從空氣焓濕圖上找到相應的濕球溫度tw2,  t2-tw2=(20~50) ℃。

3、熱源的熱量計算：

(1).冬季條件下干燥所需熱量:  Q干2=K1×Q干1         (kcal/h)

在不同地區,K1取不同值,東北和西北地區: K1=1.15;黃河,長江地區: K1=1.10;南方地區: K1=1.05。

(2).熱源應具有的供熱能力或能源消耗:

飽和蒸汽熱交換器應具有的供熱能力 : Q=Q干2/0.95    (kcal/h)

飽和蒸汽消耗量:M=Q/600                (kg/h)

電加熱器應具有的供熱能力 : Q=Q干2/0.95;            (kcal/h)

電加熱器所需電功率: N=0.0012Q           (kw)

直燃式燃煤熱風爐耗煤量: M=Q干2/（5500×0.9）(kg/h)

直燃式天然氣熱風爐耗氣量: M=Q干2/（8500×0.9）(Nm3/h)

直燃式燃油熱風爐耗油量: M=Q干2/（10200×0.9）(kg/h)

間接式燃煤熱風爐耗煤量: M=Q干2/（5500×0.7）(kg/h)

間接式天然氣熱風爐耗氣量: M=Q干2/（8500×0.75）(Nm3/h)

間接式燃油熱風爐耗油量: M=Q干2/（10200×0.75）(kg/h)

四、旋轉閃蒸干燥器主要參數的計算：

1、干燥塔內熱風平均體積流量計算:

t1溫度時熱風密度:γ1=273×1.293/(273+t1), t2溫度時熱風密度:

γ2=273×1.293/(273+t2) ,熱風平均密度:γp=(γ1+γ2)/2 (kg/m3)

干燥塔內熱風平均體積流量: Lp=G/γp         (m3/h)

2、空塔軸向速度u0：經驗數據, u0 =3~5 m/s，由原料粘結性和含水率來確定, 原料粘結性大和含水率高，u0取大值；反之，取小值。

3、干燥塔直徑計算：D=（Lp/（3600×0.7854×u0）0.5

4、干燥塔高度計算：經驗數據：H=（2.5~4）D，視產品含水率不同而變化, 產品含水率高,取大值;反之取小值。

五、噴霧干燥器主要參數的計算：

（一）離心噴霧塔計算：

1、噴霧塔直徑：

（1）.霧滴噴距計算公式  ：

R=3.46 d0.3 ×W原0.25× n-0.16 

d：霧化盤直徑，（m），W原：原料液供給量（kg/h），n：霧化盤轉速（r/min）

（2）.噴霧塔直徑:

    D=(0.9～1.1)×2R

     2R前系數的取值: 產品有熱粘性的，取大值; 產品無熱粘性的,取小值。

2、噴霧塔高度：

直段高度：H1=（0.9~1.1）D

D前系數的取值: 產品含水率高,取大值; 產品含水率低,取小值。

底錐角取值：一般取α=60°，當產品不易流動時，α=50～55°，

    則錐段高度：H2=D/（2×tg（90°-α/2））

    3、離心噴霧干燥塔直段的熱風平均風速u0=0.15～0.3m/s,以此來驗算噴霧塔尺寸合理性的。

 （二）、壓力噴霧塔計算：

     1．平均風速的取值：u0=0.3～0.45m/s, 產品有熱粘性,取大值;反之,取小值。

     2．干燥塔直徑計算：

D=（Lp/（3600×0.7854×u0）0.5

     3．干燥塔高度計算：

     直段高度：H1=（3～5）D

 D前系數的取值: 產品含水率高,取大值; 產品含水率低,取小值。

     錐段高度計算與離心噴霧相同。

六、旋風分離器：

1、旋風分離器進口風量計算：

 Lj= G/γ2 ，γ2是排風溫度下的空氣密度，前面已計算過。

2、旋風分離器進口風速確定：一般來說進口風速?。簎j=16～23m/s，

  產品密度小，粒徑細，uj應取大值；反之，uj應取小值。

3、旋風分離器選用：

  根據進口風速和進風量，查閱旋風分離器產品規格表，找到合適的型號。

七、布袋除塵器：

1、布袋除塵器過濾風量的確定：

   Lj= G/γ2 ，γ2是排風溫度下的空氣密度，前面已計算過。

2、布袋除塵器過濾風速的確定：

過濾風速一般和產品粉塵的物性，使用條件，溫度條件，粉塵粒度，粉塵濃度和布袋除塵器中的壓力有關。

在干燥系統中，布袋除塵器過濾風速一般取ug=1～2m/min，如產品密度小，粒徑細，可以取ug=0.8m/min。如果密度特別小，粒徑也特別小時，在一個布袋除塵器中同時過濾和清灰，產品粉塵沉降不下來，此時需要采用“離線清灰”方式，既一個布袋除塵器過濾，另一個布袋除塵器清灰，經過一段時間粉塵就可以沉降下來。采用這種方法，過濾風速可以取ug=2～3m/min。

3、布袋除塵器過濾面積的確定：

    布袋除塵器過濾面積：F=Lg/（60×ug）       （m2）

根據過濾面積，查閱布袋除塵器手冊來選型，或作非標設計。

八、干燥系統阻力估算:

   1、連結風管阻力:

      連結風管阻力由連結管的長度和彎頭數量決定。長度大彎頭多，則阻力大；反之，阻力小。一般可估算連結風管阻力為800～1000pa。

   2、旋風分離器阻力：

      XLT和長錐旋風分離器的阻力為800～1200pa，擴散式旋風分離器的阻力為1200～1500pa。

   3、布袋除塵器阻力：

      布袋除塵器的阻力由濾布種類和過濾風速決定。濾布緊密（如涂膜針刺呢），過濾風速高，則阻力大，大約為1200～1500pa；反之，阻力小，大約為800～1200pa。

   4、水膜（或水?。┏龎m器阻力：

      其阻力一般為1000～1200pa。

   5、熱風爐和換熱器的阻力：

     套筒式間接換熱熱風爐阻力大約為1800～2000pa。

     列管式間接換熱熱風爐阻力大約為2800～3500pa，與串聯的換熱器組數成正比。

     直燃式熱風爐阻力大約為800～1200pa。

     蒸汽換熱器的阻力：每組換熱器阻力大約為50～60pa，如采用十組串聯，則阻力為500～600pa。

     電加熱器的阻力：每10kw的阻力為20～30pa，如功率為100kw，則阻力為200～300pa。

   6、噴霧干燥塔阻力：大約為500pa左右。

   7、旋轉閃蒸干燥塔阻力：大約為2000～3000pa。

   8、氣流干燥管阻力：大約為1000pa左右。

   9、振動流化床干燥機阻力：隨床面上料層厚度變化，料層厚阻力大；反之，阻力小。一般阻力為600～1000pa。

九、送風風機的選用：

1、送風風機的風量確定：

送風風機的風量為：L送=1.05G/γ0            (m3/h)

 G是熱量衡算中得到的熱風質量流量,γ0是環境空氣溫度下的空氣密度,計算公式為:γ0=273×1.293/(273+t0)

2、送風風機的風壓確定：

 送風風機的風壓由熱源種類和干燥機種類來決定。

（1）、噴霧干燥機：

  熱源為套筒間接換熱熱風爐，送風風機的風壓應在2500pa左右，可選用4-72，4-79和9-26型號的風機。

  熱源為列管間接換熱熱風爐，送風風機的風壓應在4000pa左右，可選用9-19和9-26型號的風機。

  熱源為蒸汽，導熱油，過熱蒸汽和電加熱換熱器，送風風機的風壓應在2000pa左右，可選用4-72和4-79型號的風機。

（2）、旋轉閃蒸干燥機：

   熱源為套筒間接換熱熱風爐，送風風機的風壓應在4500pa左右，可選用9-26和9-19型號的風機。

  熱源為列管間接換熱熱風爐，送風風機的風壓應在5000pa以上，可選用9-19型號的風機。

  熱源為蒸汽，導熱油，過熱蒸汽和電加熱換熱器，送風風機的風壓應在3000pa以上，可選用9-26型號的風機。

（3）、振動流化床干燥機：

熱源為套筒間接換熱熱風爐，送風風機的風壓應在3000pa左右，可選用9-26型號的風機。

  熱源為列管間接換熱熱風爐，送風風機的風壓應在4000pa以上，可選用9-26和9-19型號的風機。

  熱源為蒸汽，導熱油，過熱蒸汽和電加熱換熱器，送風風機的風壓應在1800pa左右，可選用4-72和4-79型號的風機。

3、送風風機的選型：

  根據風量和風壓，可以從風機手冊中選用風機，盡量在第2到第5工作點上選用風機。

十、引風風機的選用：

1、引風風機的風量確定：

引風風機的風量為：L送=1.05G/γ2           (m3/h)

 G是熱量衡算中得到的熱風質量流量,γ2是排風溫度下的空氣密度,計算公式為:γ2=273×1.293/(273+t2)

 2、引風風機的風壓確定：

引風風機的風壓由氣固分離的“級數”來確定。另外，由于排風溫度一般多在80～100℃，而風機說明書上的風壓是指溫度為20℃時的風壓，風機在80～100℃運行時風壓比20℃時要小1.2～1.25倍。所以要將干燥器排風出口后的實際風壓乘上1.25倍,用這個壓力到風機說明書上找相應的風壓。

（1）、一級氣固分離：引風風機的風壓為2500～3000pa，可選用4-72，4-79或9-26型風機。

（2）、二級氣固分離：引風風機的風壓為3500～4000pa，可選用9-26和9-19型風機，如風量特別大，可選用G4-73（或Y4-73）風機。

3、引風風機的選型：

  根據風量和風壓，可以從風機手冊中選用風機，盡量在第2到第5工作點上選用風機。