由于中国畜牧业正向规模化、现代化方向迅速发展,其产生的固体废弃物已成为不可忽视的重大污染源。在畜禽粪资源化利用的过程中,干燥处理是一种重要的工艺,但同时也是一个高耗能的生产过程。空气能热泵干燥技术是一项兼顾干燥产品品质与成本的清洁节能技术,现已在许多干燥领域得到广泛应用,但目前应用热泵烘干机对畜禽粪进行干燥处理的相关研究还比较少。本文以鸡粪干燥为例,首先通过干燥试验探究了鸡粪的干燥特性,得到较优的干燥工艺;其次在总结热泵干燥理论的基础上,结合干燥工艺进行了设备设计;最后通过现场测试来评价设备性能,该设备与传统畜禽粪干燥设备相比,处理成本得到降低。本文主要工作和成果如下:（1）检索、整理了对流干燥以及热泵系统涉及的热力学知识,分析概括了热泵干燥系统的结构类型及影响热泵系统性能的有关因素;在此基础上确定了拟要研究的热泵干燥机组的结构、制冷剂种类、换热器翅片类型等基本参数。（2）使用实验室烘箱进行了鸡粪热风干燥试验,以相同目标含水率条件下的生产率为指标,研究了料厚、物料形态、鸡粪与空气的接触面积等三个因素对鸡粪干燥特性的影响,目的是尽快获得较优的干燥工艺。结果表明,鸡粪单纯平铺干燥时厚度越小含水率下降越快,通过比较该工艺下的干燥效率发现,其存在一个最佳铺设厚度,但在此厚度下的热利用率较低,不适于实际生产应用;当鸡粪被挤成0.7cm的条状平铺一层进行干燥时,干燥速率最快,因此将其作为后续实际的干燥工艺;分析了0.7cm平铺条状鸡粪的干燥速率曲线,发现其只有降速阶段,这说明在该状态下鸡粪内部水分转移速率决定了整体的干燥速率;将0.7cm平铺条状鸡粪的水分比变化曲线与各薄层干燥模型进行拟合发现,Lewis模型的拟合程度最高;得到0.7cm平铺条状鸡粪有效扩散系数为3.4×10-4m~2/h。（3）综合考虑热泵鸡粪干燥工艺,进行了闭式热泵干燥系统的设计,包括压缩机选型、相关换热器（冷凝器、蒸发器、回热器）的设计计算、辅助冷却系统冷却水流量的计算、风机以及膨胀阀的计算与选型等等。（4）对设备内部进行流场仿真分析,发现在起初的风道结构下,物料层处空气温度分布不均匀,这不利于干燥的同时进行;之后在轴流风机出口处加装导风板,在顶部加装对向轴流风机,有效改善了之前沿高度方向出现的温度斜向分区现象,同层物料表面空气温度的均匀性得到很大提升,最终确定使用后述风道结构。（5）设备生产装配完成之后进行现场实际测试,得到最大单位能耗除湿量SMER为2.35kg/kW·h,后续还有进一步优化的空间;经过分析比对,以本文设备目前的状态,其处理成本低于燃液化气、燃汽油型滚筒式干燥设备的处理成本,略高于燃天然气型滚筒式干燥设备的处理成本。