箱式烘干房是一種常用于食品、藥品、化工、農副產品等行業的干燥設備,通過控制溫度、濕度和通風等條件,實現物料的脫水干燥。
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箱式烘干房的設計需綜合考慮物料特性、干燥效率、能耗控制、操作便利性及安全性等多方面因素。以下從功能設計、結構設計、系統設計、安全環保等維度詳細說明設計要點:
一、功能定位與物料適配設計
1. 明確物料干燥需求
溫度敏感性:
熱敏性物料(如鮮花、藥材、果蔬)需設計低溫烘干模式(40~70℃),避免高溫破壞營養成分或色澤,可采用熱泵加熱或蒸汽間接加熱。
耐高溫物料(如礦石、陶瓷)可采用高溫烘干模式(80~200℃),搭配電加熱或燃氣加熱。
含水量與干燥周期:
高含水量物料(如果蔬)需強化排濕設計(如加大排濕口尺寸、增加排濕風機功率),避免干燥時間過長導致物料霉變。
干燥周期長的物料(如木材)需設計分段控溫程序(如升溫階段、恒速干燥階段、降速干燥階段),提升干燥均勻性。
物料形態與擺放方式:
顆粒狀 / 粉末狀物料:托盤需設計透氣孔(孔徑 2~5mm)或采用網狀托盤,避免堆積過密影響氣流穿透。
片狀 / 塊狀物料:需預留物料間距(建議≥3cm),或設計多層可調節托盤架,確保熱風均勻接觸物料表面。
2. 產能匹配設計
根據單次干燥量確定烘干房容積(如每批次干燥 500kg 物料,需容積約 10~15m3),避免 “大馬拉小車” 或 “小馬拉大車” 導致能耗浪費或效率低下。
規模化生產場景可設計連續式烘干房(如多層網帶傳送),小型場景優先選擇批次式固定托盤結構。
二、結構設計要點
1. 箱體結構優化
保溫性能:
墻體采用聚氨酯發泡板(厚度≥100mm,導熱系數≤0.025W/(m?K))或巖棉板(厚度≥150mm),減少熱量流失,降低能耗。
門體采用雙層密封膠條+ 壓緊裝置,避免漏風導致溫度波動。
內部氣流循環:
熱風循環方式:
水平循環:風機安裝于側面,適合托盤層數少的小型烘干房,氣流沿水平方向穿透物料。
上下循環:風機安裝于頂部或底部,搭配導流板引導氣流垂直穿過物料層,適合多層托盤結構(如 10 層以上)。
導流板設計:在風機出風口設置弧形導流板,使熱風均勻分布至烘干房各區域,避免局部過熱或過冷。
2. 進出料與操作便利性
大型烘干房需設計平移門或電動卷簾門,方便叉車或推車進出;小型烘干房可采用對開門或單開門,門寬≥0.8m。
托盤架設計為抽屜式或可移動式,便于人工裝卸物料,減輕勞動強度。
操作面板(溫控儀、濕度控制器)安裝于離地 1.2~1.5m 高度,符合人體工程學,便于觀察和調節。
三、系統設計關鍵要素
1. 加熱系統設計
熱源選擇:
電加熱:適合電力充足、環保要求高的場景,需計算功率(如 10m3 烘干房,升溫至 80℃需約 15~20kW 功率)。
蒸汽加熱:需配套鍋爐,適合已有蒸汽管網的工廠,散熱管需均勻布置于烘干房底部或兩側。
熱泵加熱:能效比(COP)可達 3~4,適合低溫干燥(如 50~70℃),初期投資較高但運行成本低。
燃氣 / 燃油加熱:需設計獨立燃燒室 + 換熱器,避免燃燒廢氣污染物料,適合高溫烘干且環保要求較低的場景。
加熱均勻性:加熱元件(如電熱管、散熱管)需對稱分布,避免局部過熱,可搭配風機強制循環熱風。
2. 通風與排濕系統
風機選型:
風量計算:根據烘干房容積,建議每小時換氣20~30 次(如 10m3 烘干房,風機風量需 200~300m3/h)。
風壓匹配:物料層阻力大時(如堆積較厚的顆粒料),選擇高壓風機(風壓≥500Pa);常規物料可用低壓風機(風壓 200~300Pa)。
排濕口設計:
位置:設于烘干房頂部或側上方(水蒸氣密度低,易聚集于上方),尺寸根據排濕量確定(如每小時排濕 10kg,排濕口面積≥0.05m2)。
控制方式:安裝電動百葉窗 + 濕度聯動開關,當濕度超過設定值(如 60% RH)時自動開啟排濕。
3. 智能控制系統
多段程序控制:支持分階段設置溫度、濕度、風速(如升溫階段:溫度 40℃,濕度 80%,風速 0.5m/s;恒速干燥階段:溫度 60℃,濕度 50%,風速 1.0m/s)。
傳感器配置:
溫度傳感器:采用PT100 熱電阻,精度 ±0.5℃,分布于烘干房上、中、下三層,實時監測溫度均勻性。
濕度傳感器:選擇電容式濕度探頭,精度 ±3% RH,安裝于排濕口附近,準確反映物料蒸發的濕度。
遠程監控:配備PLC + 觸摸屏,支持通過手機 APP 或電腦遠程查看運行狀態、調整參數,適合無人值守場景。
四、安全與環保設計
1. 安全防護
防火措施:
烘干易燃物料(如木材、中藥材)時,加熱元件需與物料保持**≥50cm 安全距離**,并設置溫度上限報警(如超過設定溫度 10℃時自動停機)。
配備干粉滅火器或煙霧報警器,大型烘干房需接入消防噴淋系統。
電氣安全:
線路采用阻燃電纜,電機、加熱元件接地保護,避免漏電風險。
高溫區域(如加熱腔)的電線需套耐高溫套管(如硅橡膠管)。
防爆設計:處理易揮發氣體的物料(如化工溶劑)時,需選用防爆風機、防爆電加熱管,并確保烘干房整體密閉性,防止電火花引發爆炸。
2. 環保要求
廢氣處理:
燃氣 / 燃油加熱產生的廢氣需通過煙囪高空排放(高度≥15m),或加裝脫硫脫硝裝置,滿足《大氣污染物綜合排放標準》。
烘干過程中產生異味(如魚干、中藥)時,可設置活性炭吸附裝置處理排濕廢氣。
節能設計:
回收排濕廢氣中的余熱:通過熱交換器將排出的濕熱空氣與新風進行熱量交換,降低新風加熱能耗(節能約 15~20%)。
采用變頻風機:根據干燥階段自動調節風量,非高峰期降低風機功率,節省電能。