第十讲带式干燥系统设计特点

1、第十讲带式干燥系统设计特点对于较大的颗粒, 小片状物料,小圆柱状和不定形等物料来说,带式干燥机是一种较为适宜的干燥器。现在常见的是穿流带式干燥机，平行流干燥方法仅还用于隧道干燥机中。本讲所介绍的带式干燥机是指穿流带式干燥，简称带干机。一、概述（结构示意图见金陵样本第一册第11,12 页 ）：（1） 、带干机的组成：带干机由若干个独立的单元所组成。每个单元由箱体，输送网带和传动系统 ,循环风机，加热装置，单独或公用的新鲜空气抽入系统和尾气排出系统。单元数量可根据需要确定，对于干燥介质的风量，温度，湿度和尾气循环量等操作参数可进行独立控制，从而保证带干机的可靠性和操作条件的优化。（2） 、带干机的

2、特点：1 带干机操作灵活，湿物料进入带干机内后，干燥过程在完全密封的箱体内进行，劳动条件较好，避免了粉尘的外泄。2 带干机中的被干燥物料随同输送带移动时，物料颗粒间的相对位置比较固定 （可认为是固定床），具有基本相同的干燥时间。对于物料色泽变化或含水率要求均匀的某些干燥过程来说，带干机是非常适用的。此外，物料在带干机上受到的振动和冲击很轻微，物料颗粒不易破碎，因此也适用于干燥某些不允许破碎的物料（如食品）。3带干机不仅可对物料进行干燥，有时还可对物料进行焙烤，烧成或熟化处理操作。4带干机结构不复杂，安装方便，能长期运行，发生故障时，可进入箱体内部检修，维修方便。5缺点：占地面积大，运行时噪音较

3、大。（3） 、带干机适用范围：带干机是最常用的连续式干燥装置，广泛应用于食品，化纤， 皮革， 林业，制药和轻工行业中，在无机盐及精细化工行业中也常有应用。（4） 、带干机的结构形式与分类：1 按输送带的层数分类：可分为单层带干机，多层带干机和箱体内串联型。2按热风穿流方向分类：可分为向下热风穿流型，向上热风穿流型和交叉复合热风穿流型。3按排风方式分类：可分为逆流排风，并流排风和单独排风方式。二、带干机设计要求：（一） 、输送带：1 .目前国内用得最多的输送带是用不锈钢丝网制造， 丝网目数为10目14 目， 需根据物料粒径，物料密度和物料厚度来确定。如果单层网显得单薄，可采用两层网迭加在一起使用

4、。在丝网下有托辊支承，并与托辊联结固定。托辊两端插入输送链条空心轴内，与链条一起运行。2如果物料有粘性，可在不锈钢丝网上附上一层不粘网。3.穿孔钢板连结构成输送带。钢板厚度为1mm1.5mm,开孔率由穿孔 后钢板的刚性确定。有资料介绍，开孔率为6%45%,该范围太大。根据实际经验，如钢板厚度为1.2mm,开孔率为12%18%为宜。可开圆孔，孔 径为 2mm 左右 ;也可冲长孔。每一块穿孔钢板的宽度等于链条节距，穿孔钢板的两端可与非标输送链条的内耳板连结，这样穿孔钢板可随输送链条一起运行。（2） 、加料装置：输送带上料层若厚薄不均，将引起干燥介质（热风）短路或压降不均，使薄料层“过干燥”， 而厚

5、料层干燥不足，影响产品质量。因此加料装置的设计是至关重要的。1 加料漏斗：这是最简单的加料装置，适用于无粘性的颗粒状，块状等流动性好的固体物料，例如果实，药丸及切成小块或薄片的蔬菜等。漏斗下料口的宽度等于输送带的有效干燥宽度，下料口装有闸板调节加料量。2 内有平叶片搅拌轴的加料漏斗：在上述加料漏斗中附加一根有平叶片的搅拌轴，不让物料在漏斗的斜壁上滞留，适用于流动性较差的颗粒物料。3 将上述的平叶片改成带均匀齿形的叶片，适用纤维状物料，如羊毛，人造纤维，纤维素等。由于是均匀齿形叶片，可使纤维物料在输送带上厚度均匀。4 滚筒挤压式加料装置：该加料装置是一对在一个弧形穿孔板上能来回摆动和升降的包覆橡

6、胶的金属滚筒，储料斗则固定在滚筒之间并随之摆动。储料斗内常装有搅拌器，在储料斗的长度范围内搅匀物料。此类加料装置适用于膏状物料。膏状物料经储料斗流入滚筒之间，随之被挤压成表面积很大的直径为 38mm的条形料，均匀布落到输送带上。对于湿糊状物料或触变性物料应先经预热干燥或真空转鼓过滤脱水呈膏状物料后，再采用挤压加料。钛白粉， 瓷土及碳酸钙等无机物多采用此类加料装置。（3） 、传动装置：传动装置由非标大节距链条，链轮,链轮轴，六极电机（960r/min）, 变频器，双级摆线针轮减速机和一套齿轮或链轮减速组成。1 .非标大节距链条：对于丝网输送带，链条节距一般为76.2mm （3时）或，101.6m

7、m（4 口寸）。链条轴为空心轴，可穿支承网带的托辗轴端 ；对于冲孔板输送带，链条节距为68时，这样可加大冲孔板的宽度，增加刚性， 链条内侧板上有耳板，可固定冲孔板和侧向档料板。如热风温度低于200 ， 链条材质为Q235A； 如热风温度高于200 ，链条材质应考虑采用 16Mn。2 链轮：链轮应选用45 号钢，链轮齿部应局部淬火，增加耐磨性，同一链轮轴两端的链轮上的键槽必须在同一方位。建议一对链轮重迭在一起，并点焊好，再一起加工键槽。3 链轮轴：如链轮轴较长，中间段可采用碳钢管；两段采用实心轴端，塞焊或环焊在钢管中，材质为45 号钢。两轴端必须保持同心，两轴端上的键槽必须在同一母线上，这样和链

8、轮键槽的要求在一起，可保证两侧的链条不产生前后错位，也就保证网带输送和孔板输送不会歪斜。4 .六极普通电机+变频器：对于普通电机来说，频率可降到15Hz,这样可使电机输出转速最低可达290r/min 。145 .双级摆线针轮减速机：其减速比应取 289377,这样可使减速机输出端的最低转速为10.77r/min。6 . 一套齿轮或链轮减速：其减速比为 2.53,这样可使输送带的最小线速度为0.40.8m/min ,能保证不易干燥物料的干燥时间需要。、干燥热风加热装置：1 干燥热风温度在150以下，可采用蒸汽作为热源。如蒸汽换热器在干燥箱体外面或在被干燥物料上方，则可采用SRZ 型或 SRL 型

9、蒸汽换热器；如蒸汽换热器在被干燥物料下方，则要看该物料会不会从网带孔下落到换热器的翅片缝隙中堵塞，如不会堵塞，也可采用上述两种型号的换热器，如会堵塞，经常采用光管换热器。换热器的选型计算请参考第二讲中有关内容。2如干燥热风温度要求在150 以上，就应该用热风炉作为热源。如直进直出一个干燥单元时，排风温度较高，且排风含湿量较低，则可将这一干燥单元的排风作为下一干燥单元的进风，再从该干燥单元排出，相邻的两个干燥单元组成一个干燥组合，这样可提高热能利用率。、带干机箱体：2 整体式带干机箱体：当干燥时脱水量较小，产量较低时，可考虑采用整体式带干机。整体带干机的最大长度由运输工具所容许的运输长度确定的,

10、用卡车运输，一般最大长度为1415m。3 当带干机长度超过15m 时， 可以在现场制作，或分段制作后到现场连4 .带干机的保温厚度为50mm,保温材料为岩棉毡。带干机框架可用 5050X5的方管焊接而成。三、带干机操作实例和一些物料的干燥数据：将收集到带干机操作实例，一些物料的干燥数据和国内部分带干机使用情况介绍如下，供在实际使用中作参考（一）、带干机操作实例：物料名称压型矿氧化氧化钛T树脂有机碳酸谷物有机短纤长纤人造项目X石钛类似物药品镁颗粒维维纤维供料量（kg/h ）500025045042150210420109300干燥器尺寸（m）长17.79.01819.28.114.666.510

11、.624.520宽3.53.24.32.42.43.21.71.32.51.073.0高2.52.42.62.52.32.433.12.51.82.6带尺寸（m） 长14.5r 5.612.616.25.6115(三3.057.521.6段）宽2.22.22.51.51.52.20.71.051.50.31.8物料层厚度（cm）104 5334.55 62.567253充装负荷（kg/m 2）78.522.54.5/256.87.98.335.713.813.21.02.510找料名称压型矿氧化氧化钛T树脂有机碳酸谷物有机短纤长纤人造项目石钛类似物药品镁颗粒维维纤维带的种类金属网金属多孔板金属

12、金属金属金属尼龙筛板筛板金属网网网网网网网加料方式皮带输挤压挤压机气力分散挤压重力造粒料斗散布送机加料槽机流机式颗粒大小（网目）()1.5 X小30 X或（mm）一46一一(2 4)66360mm长物料含水率（干 基）（%）18.082.0233/8915064.5166.535114045160产品含水率（干 基）（%）2.00.00589/0.50.010.0010.01160.26.56.512蒸发速率（kg水/h）800204648/400629741075.614.74095455热风温度（C）150130200/10080701506060约9030 80100排风湿度（kg水/k

13、g干空气）0.080.0440.1/0.040.030.0390.040.040.095干燥时间（h）0.512/15/130.45/62/30.41/71/20.11/6空床速度（m/s）0.81.00.9/0.91.11.11.01.21.70.20.91.22.0压 力 损 失(mmH 2O)30 40301503850送机风种类涡轮风 扇涡轮 风扇控制负 载涡轮 风扇涡轮 风扇涡轮 风扇多叶 片风 扇多叶 片风 扇多叶 片风 扇风机风量（m3/h）500 X4250 X3250 与/250 M170 X9180 X3250 X6120 X2159 X2130 X640 X123000风

14、 机 静 压(mmH 2O)754040/607090401751006650风机功率（马力）2555/7.57.57.555 X27.5 X2102 M2空气加热器面积（带翅片）（m2）34058030(二卜一些物料的干燥数据物料名称物性含水率(kg水/kg干物料)初临界终热风温度(C料层厚度(mm)热风速度(m/s)干燥时间(min)钛白粉经挤压后1.020.60.10154381.410.5钛白粉经挤压后1.070.650.29154810.8510立德粉经挤压后0.720.280.0013120621.1530立德粉粗料，经挤压后0.670.260.0007120760.985氢氧化铝

15、过滤机滤饼9.64.501.1560381.1150石棉纤维挤压过滤的片状物0.470.110.008138760.889.3硅胶粒状4.51.60.2185238 650.9110物料名称物性含水率(kg水/kg干物料)初临界终热风温度(C料层厚度(mm)热风速度(m/s)干燥时间(min)硅胶粒状4.511.850.1512038 650.8525醋酸纤维粒状1.090.350.0027120190.8512醋酸纤维粒状1.090.300.0041120250.5518碳酸钙挤压后1.690.980.255137121.415碳酸钙挤压后1.410.450.05137191.020瓷土挤压

16、后0.4430.200.008102701.030瓷土挤压后0.360.140.003312090 1001.520(三卜国内部分带干机使用情况表使用厂名称项目上海天山塑料 厂天津香皂厂重庆香皂厂沈阳味精厂成都人造纤维 厂干燥机型式多层自动翻板滚筒与三层带 式组合滚筒与三层带 式组合单层带式单层带式干燥带（板）的尺寸（长x宽）mm64000 X120027000 X200031000 X260010000 X50012615 2775被干燥物料名称，状态电玉粉（粒状）皂基（片状）:皂基（片状）味精（晶粒状）P纤维（丝状）进干燥机物料含水率，湿基（）2230 40314 560出干燥机物料含水率

17、，湿基（） 410120.1kw）15 X52.7 X10144 X2.2150 4.5供热器形式翅片翅片翅片供热方式蒸汽蒸汽间接加热蒸汽间接加热蒸汽间接加热r蒸汽间接加热进风管位置每层8根进风 管底部底部排风管位置顶部顶部顶部顶部加料方式星形下料接皮 带输送滚筒刮刀卸料滚筒刮刀卸料斗式提升机产品形状粉状片状片状粉状细丝产量(kg/h)84800250100300四、带干机的计算方法：在带干机的计算中，干燥过程中物料的临界含水率是关键的参数。临界含水率是恒速干燥阶段和降速干燥阶段交界处的平均含水率， 它是干燥装 置设计时极为重要的参数。包速干燥阶段的特点是水分蒸发速率较大，并 是基本恒定的，物

18、料的表面温度也是基本恒定， 并接近热风湿球温度。降 速干燥阶段的特点是水分蒸发速率迅速下降， 并且是越来越小，物料温度 逐渐升高，并接近热风温度。临界含水率与物料的含水性质，物料的形态（指粘结程度，颗粒大小，比表面积，物料形状，堆积空隙率等），干燥方法（流化干燥，固定床干燥和喷雾干燥等）和干燥条件（热风温度，热风风速，热介质的种类等）有关。物料临界含水率是要在与实际干燥相同 的干燥试验机上和相接近的干燥条件下，通过试验得到的。在试验中还可得到其他重要的干燥参数，如干燥强度(单位时间单位面积的水分蒸发量， kg水/m2 h)等。对于带干机干燥试验应在小型带干机(如宽度为 0.5m, 长度为23m

19、)上试验;或在热风穿流烘箱内试验。试验得到的干燥时间， 在实际设计中均应适当加长。在没有试验条件时，就要从参考文献中找到 定性分析结果，已知相近物料的干燥参数和自己的经验来进行设计。应该说，在这种情况下有一定的风险，通过放大余量将风险降到最低。(一)、有关参考文献提供的资料：1 .桐荣良三在干燥设备手册中，关于临界含水率和带干机设计提出的注意点：(1) .粒状物料堆积在一起时，物料干基临界含水率为 0.080.12。 当胶体性物料以固定床状态进行干燥时，物料干基临界含水率为0.30。(2) .对于带干机,被干燥物料的表面积对干燥速率有极大的影响。(3) .对于带干机，输送带上物料的堆积层厚度，

20、密度的均一性很重要。如 果不均匀，则因通风不均会造成干燥不均。在热风短路处，因过分干燥会 使产品质量变差，通风不良处则会干燥缓慢，这将使整个干燥装置的能 力下降。(4) .要注意输送带两侧和物料进，出口处的密封。因热风短路或漏风， 会使干燥能力下降。(5)对于带干机，由于后面一般不需除尘设备，是直接排风，所以排风的湿含量可适当提高。在排风温度必须高于相对应的露点温度前提下，排风的湿含量可为d=0.040.08kg水/kg干空气。(6).输送带的正面热风空床速度一般为uo=0.51.5m/s o2.现代干燥技术中有关带干机的注意点：(1) .通过输送带和物料层的总阻力不超过 250500Pa,以

21、避免单元段问的泄漏。热风穿流流速(按空床计算为0.252.5m/s,通常取0.51.5m/s)。(2) .带干机上的料层厚度通常是几十毫米到数百毫米，输送带上的负荷一般不超过600kg/m 2,输送带宽度为1.04.5m。(3) .考虑到实验室装置同工业装置间的差别，如布料不均匀，干燥介质流量 不均等，在设计中干燥时间还应按试验装置的数据增加 50%到100%的裕 量。(二卜计算前要确定的参数：1 .物料干燥的临界含水率：(1) .由实验室试验得到临界含水率Co(2) .如无试验数据，但已知原料含水率1,由现有资料的统计数据可知：g=(0.35 0.55) X 1热风穿流空床风速大，c可取小值

22、。(3) .采用带干机干燥果蔬类物料，一般湿基临界含水率在18%左右。2 .干燥强度g(kg水/m2 h)和干燥时间式min):(1) .由实验室测出的干燥曲线，实测的干燥网(或干燥盘)的面积和干燥时问，分别计算出恒速干燥阶段的干燥强度g1和降速干燥阶段的干燥强度g2;也可计算出恒速干燥时间P 1和降速干燥时间P2。(2) .如无试验数据，由现有资料的统计数据可知：包速干燥阶段的干燥强度范围：g1=1025kg水/m2 h,热风穿流空床风速大和热风温度较高时,g1 可取大值。降速干燥阶段的干燥强度范围g2=38kg水/m2 h,物料比表面积大，g2可取大值。3 .物料的堆积密度p m(kg/m

23、3):在实验室可用较简单的方法测定得到。(三 )、计算的已知条件:1 物料参数：原料处理量 W原(kg/h),原料湿基含水率1(%),产品湿基含水率2 (%),原料堆积密度pm (kg/m3),绝干物料比热Cs (kcal/kg )原 料温度8i(C)，产品温度82(C),比降速干燥阶段的排风温度低2030C , 预设料层厚度为h( m)2热风参数：热风进风温度t1 ()，热风进风湿含量d1( kg 水 /kg 干空气) ，查空气焓湿图可得到相对应的热风进风的湿球温度tw1()，环境空气温度t0() ，环境空气湿含量d0( kg 水 /kg 干空气) ，预设恒速干燥阶段的排风温度为t12=tw

24、i+ (2030),及降速干燥阶段的排风温度为t22=twi十 (50 60)。3由试验或用统计方法得到的参数：物料临界含水率c (%)，恒速干燥阶段的干燥强度g1 (kg水/m2 h), 降速干燥阶段的干燥强度g2 (kg水/m2 h)，恒速干燥时间P1(min),降速干 燥时间e(min)、物料衡算：1.总脱水量： W水=W 原乂(G1-CD2)/(1-必)(kg 水/h)2恒速干燥阶段脱水量：W 水 1=亚原20C。2 .降速干燥阶段热量衡算:(1) .脱水所需的热量:Q21=W 水 2X(595 + 0.45 xt22-1 Xw1) (kcal/h)(2) . 物料升温所需的热量:Q2

25、2=W产X CsX(1-2)+1 X 9】X 虹tw1)(kcal/h)(3) .箱体外围护热损失：Q23=0.25 X(Q21 + Q22)(kcal/h)(4) . 热风质量流量:G2XQ21 + Q22 + Q23)/ ii-ii2-0.1 x0.2422-t0)】(kg/h)ii-ii2 =(O.24 +0.45 Mi) X(ti-t22)(kcal/kg)(5) . 排风湿含量验算:排风湿含量为：d22=di+W水2/G2,(kg水/kg干空气)，该湿含量在0.040.08kg水/kg干空气之间；另要保证t22-t22w 40 C。(六 )、干燥面积的确定:1 .恒速干燥阶段干燥面积：Ai=W水i/gi(m2)2降速干燥阶段干燥面积：A2=W 水 2/g2( m2)3用热风穿流空床速度的限制来验算和调整：查空气热物性表，可得到在ti时的空气密度pg (kg/m3)。(6) . 恒速干燥阶段,热风穿流空床速度ui:恒速干燥阶段热风体积流量:Vi=Gi/pg(m3/h)ui=Vi/(3600 XAi)(m/s)如ui在0.5i.5m/s范围内，则认为合理；如不在该范围内，则需微调gi或