Chương 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI
4.4 Tính tốn thiết bị sấy phun
Khối lượng đưa vào quá trình sấy = lượng vật liệu trước khi sấy: msấy= 18265.28 kg/mẻ Độ ẩm của sản phẩm trước khi vào thiết bị sấy: x1=85%
Độ ẩm của sản phẩm sau khi ra khỏi thiết bị sấy:x2=3%
Nhiệt độ sấy đầu vào là: (t1)=120 ± 2°C, nhiệt độ sấy đầu ra (t2)= 84 ± 2°C (1). Ta có: Phương trình cân bằng vật liệu chung:
m1 = m2 + W o Trong đó:
m1 : lượng vật liệu ẩm đi vào máy sấy, kg hay kg/h. m2 : lượng vật liệu ra khỏi máy sấy, kg hay kg/h. x1, x2 : độ ẩm ban đầu, lúc sau của vật liệu (%).
W: lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy, kg/h. Lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu:
W= msấy ×𝑥1−𝑥2
100−𝑥2= 18265.28 ×85−3
100−3 =15440.75 kg
Ta chọn thời gian sấy tối đa là 2 ngày (trừ thời gian máy móc nghỉ). Nên chọn thời gian sấy t= 12 giờ
Công suất bốc ẩm: W’ =15440.75
12 = 1286.73 kg ẩm/ giờ
44 Ta chọn to = 35oC và =80%
Hình 4.3: Giản đồ Ramzin
Tra giản đồ Ramzim, ta có xo=0.029 kg ẩm/kg khơng khí khơ
Khi đó enthalpy của hỗn hợp khơng khí aarrm trước khi bước vào Caloriphe là: Ho= ck×to + (ro+Ch×to) ×Yo
Với Ck=1 nhiệt dung riêng của khơng khí khơ, kj/kg, oC Ro=2493 (enthalpy của hơi nước ở 0oC, kJ/kg)
Ch=1.97 (nhiệt dung riêng của hơi nước, kJ/kg,oC)
Ho= 1×35+(2493+1.97 ×35)×0.029=109.3(kJ/kg khơng khí khơ) Khi ta tra giản đồ kết quả thu được cũng tương tự
Enthalpy của hỗn hơp khơng khí trước khi vào buồng sấy t1= 120oC (Yo=Y1)
H1= ck×t1 + (ro+Ch×t1) ×Y1=1×120+(2493+1,97×120)×0.029=199.07 (kJ/kg khơng khí khơ)
Vì trong q trình sấy enthalpy của khơng khí khơng đổi trong suốt quá trình nên: H1=H2=199.07 (kJ/kg khơng khí khơ)
Dựa vào cơng thức tính enthalpy ở nhiệt độ t2= 84oC H2= ck×t2 + (ro+Ch×t2) ×Y2=199.07 (kJ/kg)
Hàm ẩm của khơng khí sau khi ra khỏi phịng sấy: Y2=𝐻2−𝐶𝑘×𝑡2
𝑟𝑜+𝑐ℎ×𝑡2 = 199.07−1×84
45 Lượng khơng khí khơ cần để làm bốc hơi 1kg ẩm ( khơng khí tiêu hao
riêng) là 1= 1
𝑌2−𝑌1= 1
0.043−0.029= 71.43 (kg khơng khí khơ/ kg ẩm bay hơi) Lượng khơng khí khơ cần cho q trình sấy:
L=W’x l= 1286.73 x 71.43= 91911.12 (kg kkk/h) Nhiệt lượng riêng tiêu tốn cho quá trình sấy:
Qs= 𝐻2−𝐻𝑜
𝑌2−𝑌𝑜= 199.07−109.3
0.043−0.029= 6412.12 (kJ/kg ẩm) Cơng suất tiêu thụ của q trình sấy:
Q= qs x W’= 6412.12 x 1286.73=8250667.168 (kW)
Thiết kế thiết bị sấy:
Giả sử ta chọn thời gian lưu của khí là =20s và mật độ dịng khí ra là 0.89 kg/m3 Lượng khơng khí tiêu hao trong q trình sấy: L= 91911.12 (kg/h)
Thể tích khơng khí vào và ra khỏi thiết bị sấy:
V1= 𝐿 1= 91911.12 0.898 = 102350.91 (m3/h) V2= 𝐿 2= 91911.12 0.986 = 93216.15 (m3/h)
Trong đó: 1 và 2 là khối lượng riêng của khơng khí ở nhiệt độ t1 và t2 t1 = 84oC 1= 0.898 (kg/m3)
t2 = 120oC 2= 0.986 (kg/m3 )
Lưu lượng khơng khí khơ chuyển động trong sấy phun: Vkkk= (V1 +V2)/2= 97783.53 (m3/h)
Lưu lượng khơng khí thực chuyển động trong buồng sấy bao gồm lượng khơng khí khơ và lượng hơi ẩm bốc hơi từ vật liệu sấy h=1.296
V= (V+W/h) x = (97783.53+15440.75/1.296) x 5.56x10-3
= 609.9 m3 Trong đó: thời gian lưu trong buồng sấy = 20s= 5.56x10-3
46 W: lượng ẩm bay hơi (kg/h)
Cấu tạo thiết bị sấy gồm thân hình trụ và phần chóp: Thể tích thân thiết bị bằng: Chọn H1=2D V=𝜋×𝐷 2×𝐻1 4 + 𝜋×𝐷 2×𝐻2 12 = 𝜋×𝐷 2×2𝐷 4 + 𝜋×𝐷2×𝐷√32 4 =2D2=100m3 D= 7.07 m
Chiều cao của buồng tỉ lệ gấp 2 lần đường kính của thiết bị nên ta chọn chiều cao của buồng sấy là:
H1=2 x 7.07= 14.14 m H2=𝐷×𝑡𝑎𝑛60
2 = 6.12 m
Chiều cao của thiết bị là Htb= H1 +H2= 20.26 m
Để đáp ứng nhu cầu sản xuất, nhóm chọn thiết bị sấy phun LPG-150:
Thiết bị Thông số
Năng suất bay hơi lớn nhất (kg/h) 150 Nhiệt độ đầu vào (oC) <=350 Nhiệt độ đầu ra (oC) 80-90
Kiểu phun Phun sương mù li tâm độ cao
Tốc độ vòng quay đĩa phun (vịng/phút) 1800 Đường kính đĩa phun (rpm) 180-210 Công suất gia nhiệt điện (V) 220-450 Nguồn điện áp sử dụng Điện Kích thước máy (dài × rộng )(m) 13.5 x 12
47 Hình 4.4: Thiết bị sấy phun LPG-150
48