Đồ Án Sấy Phun
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
LỜI MỞ ĐẦU 2
1. LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH SẤY 4
1.1.Độ ẩm tuyệt đối ()[Kg/m3] 5
1.2.Độ ẩm tương đối của không khí ()[%] 5
1.3.Hàm ẩm của không khí ẩm (d) 6
1.4.Nhiệt lượng riêng hay entalpy của không khí ẩm (I) 7
1.5.Nhiệt độ điểm sương ts 7
1.6.Nhiệt độ bầu ướt tư 8
2.CÁC KÍ HIỆU SỬ DỤNG 10
3.SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG SẤY PHUN 13
4.CÂN BẰNG VẬT CHẤT 15
4.1 Các thông số ban đầu 15
4.2 Cân bằng vật liệu 15
5.TÍNH TOÁN VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU 16
5.1 TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KHÔNG KHÍ ẨM Ở 26OC 16
5.1.1 Áp suất hơi bão hòa tại nhiệt độ t0 16
5.1.2 Hàm ẩm của không khí hay độ chứa hơi d của không khí ở t0 16
5.1.3 Entanpy của không khí ẩm ở t0 16
5.2-TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA TÁC NHÂN SẤY SAU KHI RA KHỎI LÒ
ĐỐT VÀ BUỒNG TRỘN KHÔNG KHÍ 16
5.2.1.Tính toán quá trình cháy nhiên liệu 16
5.2.2. Khối lượng hơi nước trong khói sau buồng đốt 18
5.2.3.Khối lượng khói khô sau buồng đốt 18
5.2.4.Hàm ẩm của khói lò sau buồng đốt 19
5.2.5 .Khối lượng hơi nước trong khói sau buồng hòa trộn 19
5.2.6.Khối lượng khói khô sau buồng hòa trộn 19
5.2.7.Hàm ẩm của khói lò sau buồng hòa trộn 19
5.2.8.Entanpy của khói sau buồng đốt 19

5.2.9.Entanpy của khói sau buồng hòa trộn và trước khi vào thiết bị sấy 20
5.2.10.Độ ẩm tương đối của khói lò sau buồng hòa trộn 20
5.2.11.Nhiệt độ của khói sau buồng đốt t1' 20
5.2.12 Áp suất hơi bão hòa tại nhiệt độ t1’ 20
5.2.13 Độ ẩm tương đối của khói lò sau buồng đốt 21
6.TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT 21
6.1.Hàm ẩm của khói sau quá trình sấy lý thuyết 21
6.2.Độ ẩm tương đối của khói lò sau quá trình sấy lý thuyết 22
6.3 Khối lượng ẩm đã di chuyển từ vật liệu sấy (huyền phù đất sét) vào khói lò sau quá
trình sấy lý thuyết 22
6.4.Nhiệt độ điểm sương tương ứng trạng thái bão hòa 22
6.5.Lượng khói khô cần thiết để làm bốc hơi 1 kg ẩm 23
6.6 Lượng khói khô cần thiết để làm bốc hơi W [Kg ẩm/h] 23
6.7.Trong quá trính sấy lý thuyết, nhiệt lượng tiêu hao để lam bốc hơi 1 kg ẩm ra khỏi vật
liệu 23
6.8. Tổng lượng nhiệt cần thiết cho cả quá trình sấy lý thuyết 23
7-XÂY DỰNG ĐỒ THỊ I - d CỦA QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT 24
7.1 Bảng các thông số 24
7.2. Đồ thị I-d sấy lý thuyết 24
Đồ Án Sấy Phun
8-TÍNH TOÁN KẾT CẤU BUỒNG SẤY PHUN 26
8.1 Thể tích buồng sấy V(m3) 26
8.2 Chiều cao buồng sấy H (m) 26
8.3 Tính toán nắp và đáy hình nón 26
8.3.1 Đáy hình nón 26
8.3.2 Kết cấu nắp thiết bị sấy 29
9-TÍNH TOÁN TỔN THẤT NHIỆT: 29
9.1.Nhiệt do ẩm trên vật liệu mang vào qa 29
9.2.Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi qv 30
9.3.Tổn thất nhiệt qua kết cấu tường phẳng qt 30

9.3.1 Tính toán hệ số cấp nhiệt 30
10- TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH SẤY THỰC 35
10.1 Thông số TNS sau quá trình sấy thực 35
10.1.2 Entanpy của TNS sau quá trình sấy thực I2 36
10.1.3 Độ ẩm tương đối sau quá trình sấy thực 36
10.2 Lượng khói khô thực tế L cần để bốc hơi W (kg ẩm/h) 36
10.3 Kiểm tra lại tốc độ của TNS khói lò (Tốc độ của khói lò trong quá trình sấy thực tế)37
11.CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG 40
11.1 Nhiệt lượng có ích q1 40
11.2 Tổn thất nhiệt do TNS mang đi q2 40
11.3 Tổng nhiệt lượng có ích và cả các tổn thất 41
11.4 Nhiệt lượng tiêu hao trong cả quá trình sấy tính cho 1Kg ẩm 41
11.5 Bảng cân bằng nhiệt 41
11.6 Nhiên liệu tiêu hao 41
12.TÍNH TOÁN TRỞ LỰC VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤ TRỢ 42
12.1.Tính toán thiết bị Cyclon 42
12.1.1 Xyclon thu hồi bụi 42
12.2 .Tính toán và chọn quạt đẩy 45
12.2.1 Tính trở lực từ đầu ra buồng hòa trộn đến cuối thiết bị sấy 46
12.3 Tính toán và chọn quạt hút 51
12.3.1 Trở lực khí qua cyclon 51
12.3.2 Trở lực cục bộ 51
12.3.3 Trở lực ma sát qua các đoạn đường ống thẳng 53
LỜI MỞ ĐẦU
Kỹ thuật sấy là một khâu quan trọng trong dây chuyền công nghệ sản suất vật
liệu xây dựng.
Đồ Án Sấy Phun
Quá trình sấy không chỉ là quá trình tách nước và hơi nước ra khỏi vật liệu một
cách đơn thuần mà là một quá trình công nghệ khá phức tạp, nhằm nâng cao chất
lượng sản phẩm theo một chỉ tiêu nào đó, hoặc tạo cho vật liệu có cường độ nhất định

trước khi qua công đoạn tiếp theo trong dây chuyền sản suất, hoặc giúp việc vận
chuyển trở nên dễ dàng hơn với mức chi phí năng lượng và chi phí vận hành thấp nhất.
Việc lựa chọn các thiết bị cần cho một hệ thống sấy (HTS) đồng thời lựa chọn
phương thức sấy phù hợp phụ thuộc rất nhiều vào đặc trưng của vật liệu (dạng cục,
huyền phù, khối đã tạo hình…), yêu cầu về kỹ thuật (năng suất, độ ẩm đầu và cuối) và
chất lượng sản phẩm, tính chất của nguyên liệu, nhiên liệu. Chẳng hạn, sấy thùng quay
vật liệu sấy dưới dạng hạt và cục nhỏ; sấy thăng hoa đối với vật liệu dễ phân hủy ở
nhiệt độ cao; HTS buồng làm việc từng mẻ năng suất không lớn; HTS hầm làm việc
với năng suất cao, liên tục hoặc bán liên tục; HTS phun chuyên dùng để sấy các vật
liệu dạng dung dịch huyền phù. Trong đồ án này yêu cầu thiết kế hệ thống sấy đất sét
trong nhà máy gạch men Dacera. Do đất sét trong thiên nhiên lẫn rất nhiều tạp chất
hữu cơ vì vậy nó được hòa trộn với nước lọc bỏ tạp chất tạo thành dung dịch huyền
phù với độ ẩm
%3532 ÷
; đồng thời yêu cầu đất sét ra dưới dạng bột có độ ẩm khoảng
từ
%8,62,6 ÷
, có độ tơi xốp thích hợp, có cường độ cơ học nhất định, có độ xốp và khả
năng hút nước nhỏ. Để đảm bảo tất cả những yêu cầu trên, việc sấy đất sét phải được
thực hiện qua HTS phun là thích hợp nhất.
Trong các HTS, TNS khói lò bao giờ cũng chứa một lượng nhất định tro bay
theo và những chất độc hại vốn có trong nhiên liệu. Do đó không được sử dụng nhiều
trong chế biến thực phẩm mà chủ yếu trong quá trình sản xuất vật liệu xây dựng. Mặt
khác do đặc thù của công nghệ sấy trực tiếp và yêu cầu chất lượng sản phẩm cho nên
TNS khói lò yêu cầu hàm lượng tro bụi nhỏ để đảm bảo chỉ tiêu chất lượng không gây
ố màu trong sản phẩm. Vì vậy TNS khói lò từ việc đốt nhiên liệu khí, lỏng (vì hàm
lượng tro ít hơn trong nhiên liệu rắn) được sử dụng hoặc nếu sử dụng nhiên liệu rắn thì
phải thực hiện đốt nhiên liệu trong lò bán khí.
Đối với các loại nhiên liệu lỏng nhiệt sinh trong khoảng 40000 - 44000 KJ/Kg. Nhiệt
lượng sinh ra khá cao đảm bảo các yêu cầu công nghệ đặc biệt là yêu cầu về độ ẩm

cuối nên trong đồ án này ta chọn nhiên liệu là dầu DO.
Nội dung chính đồ án gồm:
Đồ Án Sấy Phun
Phần 1: LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH SẤY VÀ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ
Phần 2: TÍNH CÔNG NGHỆ
Phần 3: TÍNH TOÁN TRỞ LỰC VÀ CHỌN THIẾT BỊ PHỤ
Sau 2 tháng làm việc được sự chỉ dẫn tận tình của thầy và có cơ hội được tham quan
thực tế tại nhà máy gạch men Dacera dưới sự giúp đỡ nhiệt tình của anh Long- Quản
đốc và anh Vinh- công nhân vận hành hệ thống sấy phun về cơ bản em đã hoàn thành
đồ án này. Tuy nhiên do thời gian ngắn và đây cũng là đồ án đầu tiên nên sẽ không
tránh được những thiếu xót. Rất mong được sự đóng góp ý kiến và sửa chữa từ thầy để
đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn.
1. LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH SẤY
Quá trình sấy là một quá trình chuyển khối có sự tham gia của pha rắn rất phức
tạp bao gồm cả quá trình khuyếch tán bên trong và bên ngoài vật liệu rắn đồng thời với
quá trình truyền nhiệt. Đây là quá trình nối tiếp, nghĩa là quá trình chuyển lượng nước
trong vật liệu từ pha lỏng sang pha hơi, sau đó tách pha hơi ra khỏi vật liệu ban đầu.
Đồ Án Sấy Phun
Động lực của quá trình là sự chênh lệch độ ẩm ở trong lòng vật liệu và trên bề mặt vật
liệu. Quá trình khuyếch tán này xảy ra khi áp suất hơi trên bề mặt vật liệu lớn hơn áp
suất riêng phần của hơi nước trong môi trường không khí xung quanh. Tùy theo
phương pháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hay cản trở quá trình di chuyển ẩm từ
trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt vật liệu sấy.
Khi nghiên cứu quá trình sấy cần chú ý đến 2 mặt của quá trình:
*Mặt tĩnh lực học
Dựa vào cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lượng ta sẽ tìm được mối quan hệ
giữa các thông số đầu và cuối của vật liệu sấy và của tác nhân sấy từ đó xác định thành
phần vật liệu, lượng tác nhân sấy và nhiệt lượng cần thiết cho quá trình sấy.
Các thông số cơ bản của không khí ẩm:

1.1.Độ ẩm tuyệt đối (
h
ρ
)[Kg/m
3
]
Là khối lượng hơi ẩm trong 1m
3
không khí ẩm. Giả sử trong V (m
3
) không khí ẩm
có chứa G
h
(kg) hơi nước thì độ ẩm tuyệt đối ký hiệu là ρ
h
được tính như sau:

3
/, mKg
V
G
h
h
=
ρ

Vì hơi nước trong không khí có thể coi là khí lý tưởng nên:

3
/,

.
1
mKg
TR
p
V
h
h
h
h
==
ρ
p
h
- Phân áp suất của hơi nước trong không khí chưa bão hoà, N/m
2
R
h
- Hằng số của hơi nước R
h
= 462 J/kg.
o
K
T - Nhiệt độ tuyệt đối của không khí ẩm, tức cũng là nhiệt độ của hơi nước,
o
K
1.2.Độ ẩm tương đối của không khí (
ϕ
)[%]
Độ ẩm tương đối của không khí ẩm, ký hiệu là

ρ
(%) là tỉ số giữa độ ẩm tuyệt đối ρ
h
của không khí với độ ẩm bão hòa ρ
max
ở cùng nhiệt độ với trạng thái đã cho.

,%
max
ρ
ρ
ϕ
h
=
Đồ Án Sấy Phun
hay:
,%
max
p
p
h
=
ϕ

Độ ẩm tương đối biểu thị mức độ chứa hơi nước trong không khí ẩm so với không khí
ẩm bão hòa ở cùng nhiệt độ.
Khi
ϕ
= 0 đó là trạng thái không khí khô.
0 <

ϕ
< 100 đó là trạng thái không khí ẩm chưa bão hoà.
ϕ
= 100 đó là trạng thái không khí ẩm bão hòa.
- Độ ẩm
ϕ
là đại lượng rất quan trọng của không khí ẩm có ảnh hưởng nhiều đến cảm
giác của con người và khả năng sử dụng không khí để sấy các vật phẩm.
- Độ ẩm tương đối
ϕ
có thể xác định bằng công thức, hoặc đo bằng ẩm kế.
1.3.Hàm ẩm của không khí ẩm (d)
Dung ẩm hay còn gọi là độ chứa hơi, hay hàm ẩm được ký hiệu là d là lượng hơi ẩm
chứa trong 1 kg không khí khô.

K
h
G
G
d =
, [kg/kg không khí khô]
- G
h
: Khối lượng hơi nước chứa trong không khí, kg.
- G
k
: Khối lượng không khí khô, kg.
Ta có quan hệ:
h
K

K
h
K
h
K
h
R
R
p
p
G
G
d .===
ρ
ρ
Sau khi thay R = 8314/µ nghĩa là
462
18
8314
==
h
R
[J/Kg.độ]

287
29
8314
==
k
R

[J/Kg.độ]
Và
bhh
bh
h
Pp
p
p
.
ϕϕ
=⇔=
;
P = p
h
+ p
k
suy ra p
k
= P-
ϕ
.P
bh
p
k
: áp suất riêng phần của không khí khô
p
h
: áp suất riêng phần của hơi nước
Đồ Án Sấy Phun
Ta có:

bh
bh
PP
P
d
.
.
621,0
ϕ
ϕ
−
=
(Kg hơi nước/Kg KKK)
1.4.Nhiệt lượng riêng hay entalpy của không khí ẩm (I)
Entanpi của không khí ẩm bằng entanpi của không khí khô và của hơi nước chứa trong
nó.
Entanpi của không khí ẩm được tính cho 1 kg không khí khô. Ta có công thức:
I = C
pk
.t + d (r
o
+ C
ph
.t) kJ/kg kkk
Trong đó:
C
pk
- Nhiệt dung riêng đẳng áp của không khí khô: C
pk
= 1,004 kJ/kg.

o
K
C
ph
- Nhiệt dung riêng đẳng áp của hơi nước ở 0
o
C: C
ph
= 1,842 kJ/kg.
o
K
r
o
- Nhiệt ẩn hóa hơi của nước ở 0
o
C: r
o
= 2500 kJ/kg
Như vậy:
I = 1,004.t + d.(2500 + 1,842.t) (KJ/Kg kkk)
1.5.Nhiệt độ điểm sương t
s
Nhiệt độ của hỗn hợp khí tương ứng với trạng thái bão hòa hơi nước gọi là nhiệt độ
điểm sương.
Điểm sương là giới hạn của quá trình làm lạnh không khí ẩm trong điều kiện hàm ẩm d
= const.

bh
bh
PP

P
d
.
.
621,0
ϕ
ϕ
−
=
Ở t
s
ta có
1=
ϕ

d
Pd
P
PP
P
d
bh
bh
bh
+
=⇒
−
=⇒
621,0
.

621,0
max
Có giá trị P
bh
ta có xác định được nhiệt độ điểm sương t
s
theo công thức sau:

(
o
C)
Ở trạng thái tiếp tục làm lạnh (đến nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ điểm sương) xuất
hiện những giọt lỏng trên bề mặt vật liệu sấy. Do đó để tránh hiện tượng trên khi tính
toán nên chọn nhiệt độ ra của tác nhân sấy t
2
> t
s
.
5,235
ln12
42,4026
−
−
=
bh
s
P
t
Đồ Án Sấy Phun
1.6.Nhiệt độ bầu ướt t

ư

Khi cho hơi nước bay hơi đoạn nhiệt vào không khí chưa bão hòa (I=const). Nhiệt độ
của không khí sẽ giảm dần trong khi độ ẩm tương đối tăng lên. Tới trạng thái bão hoà
ϕ
= 100% quá trình bay hơi chấm dứt. Nhiệt độ ứng với trạng thái bão hoà cuối cùng
này gọi là nhiệt độ nhiệt độ nhiệt kế ướt và ký hiệu là t
ư
. Người ta gọi nhiệt độ nhiệt kế
ướt là vì nó được xác định bằng nhiệt kế có bầu thấm ướt nước .
Như vậy nhiệt độ nhiệt kế ướt của một trạng thái là nhiệt độ ứng với trạng thái bão hòa
và có entanpi I bằng entanpi của trạng thái không khí đã cho. Giữa entanpi I và nhiệt
độ nhiệt kế ướt t
ư
có mối quan hệ phụ thuộc. Trên thực tế ta có thể đo được nhiệt độ
nhiệt kế ướt của trạng thái không khí hiện thời là nhiệt độ trên bề mặt thoáng của nước.
Cách xác định nhiệt độ điểm sương và nhiệt độ bầu ướt trên đồ thị
Khi cho hơi nước bay hơi đoạn nhiệt vào không khí chưa bão hòa từ điểm A đến điểm
C (không trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài) I = const. Đường AC cắt đường độ
ẩm không khí ở trạng thái bão hòa
%100=
ϕ
tại 1 điểm. Đường nhiệt độ trên đồ thị I-d
qua điểm đó cho ta nhiệt độ bầu ướt.
Nếu trạng thái không khí tại điểm A ta hạ nhiệt độ không khí trong điều kiện hàm ẩm
không đổi dA = const theo đường thẳng song song trục I. Khi đó nó sẽ cắt đường độ
ẩm không khí trạng thái bão hòa
%100
=
ϕ

tại điểm B. Đường nhiệt độ qua điểm B cho
ta nhiệt độ điểm sương.
* Mặt động lực học
Đồ Án Sấy Phun
Nghiên cứu mối quan hệ sự biến thiên của độ ẩm vật liệu với thời gian sấy và
các thông số của quá trình như: tính chất, cấu trúc, kích thước của vật liệu sấy và các
điều kiện thủy động lực học của tác nhân sấy để từ đó xác định chế độ sấy tốc độ sấy
và thời gian sấy thích hợp.
Trong các quá trình sấy, môi trường không khí ẩm xung quanh có ảnh hưởng
rất lớn và trực tiếp đến vận tốc sấy. Do vậy cần phải nghiên cứu các thông số cơ bản
của không khí ẩm. Trong đồ án này ta chủ yếu xét đến khói lò, do khói lò cũng gồm 2
thành phần khói khô và hơi nước, với tư cách như một tác nhân sấy ta xem khói lò
như một dạng nào đó của không khí ẩm.
Mọi vật liệu ẩm đều có khả năng hút ẩm từ môi trường xung quanh ngược lại có
thể nhã ẩm từ vật liệu ra ngoài môi trường .
Điều đó phụ thuộc vào trạng thái của môi trường và tính chất của vật liệu.
- Môi trường xung quanh là hỗn hợp của không khí ẩm. Lượng hơi nước trong hỗn
hợp không khí ẩm được đặc trưng bởi độ ẩm tương đối
ϕ
hay áp suất riêng phần của
hơi nước p
h
.
- Trên bề mặt vật liệu ẩm do có một lượng nước ở một nhiệt độ nhất
định nên sẽ gây nên một giá trị áp suất riêng phần của hơi nước ngay trên
bề mặt vật liệu là p
vl
. p
vl
phụ thuộc vào độ ẩm của vật liệu, nhiệt độ và dạng liên kết ẩm

với vật liệu. p
vl
tăng khi độ ẩm của vật liệu tăng, nhiệt độ tăng và lực liên kết ẩm với
vật liệu giảm.
khi p
vl
< p
h
: vật liệu sẽ hút ẩm từ môi trường.
khi p
vl
> p
h
: vật liệu sẽ nhã ẩm ra môi trường – quá trình sấy
Trong quá trình sấy thì p
vl
giảm dần cho đến khi p
vl
= p
h
. Khi đó thiết lập trạng thái cân
bằng động giữa môi trường và vật liệu. Độ ẩm của vật liệu ở điều kiện này gọi là độ
ẩm cân bằng w
cb
.
w
cb
phụ thuộc vào độ ẩm tương đối của không khí
ϕ
, nghĩa là w

cb
= f(
ϕ
).
Đặc điểm viêc sử dụng TNS khói lò
Khói lò tạo ra bằng cách đốt cháy nhiên liệu với hệ số không khí thừa (α
bđ
) thích
hợp để quá trình cháy tốt nhất, khói ở nhiệt độ cao t
1
’trên 1200
o
C sẽ được hoà trộn với
không khí để TNS có nhiệt độ thích hợp t
1
. Vì trong khói cũng có hai thành phần là
khói khô và nước, vì vậy có thể xem khói lò như một dạng nào đó của không khí ẩm
Đồ Án Sấy Phun
nên các công thức sử dụng để tính toán các thông số của không khí ẩm có thể được áp
dụng cho tính toán các thông số của khói lò.
2.CÁC KÍ HIỆU SỬ DỤNG
- P: Áp suất của không khí ngoài trời (bar).
- P
b
: Áp suất bão hòa của không khí hay khói lò ở nhiệt độ t nào đó (bar).
- t
0
: Nhiệt độ của không khí ngoài trời (
o
C).

- t’: Nhiệt độ của TNS sau buồng đốt (
o
C).
- t
1
: Nhiệt độ vào của TNS (không khí hay khói) sau buồng hòa trộn trước khi
vào thiết bị sấy(
o
C).
- t
2
: Nhiệt độ ra TNS sau quá trình sấy(
o
C).
- t
nl
: Nhiệt độ của nhiên liệu (
o
C).
- t
vl
: Nhiệt độ vào của vật liệu sấy (
o
C).
Đồ Án Sấy Phun
- t
V2
: Nhiệt độ ra của vật liệu sấy (
o
C).

- t
tb
: Nhiệt độ trung bình trong không gian TBS (
o
C).
- t
s
: Nhiệt độ điếm sương (
o
C).
- t
f1
: Nhiệt độ của dịch thể nóng (TNS trong không gian TBS) (
o
C).
- t
f2
: nhiệt độ dịch thể lạnh (môi trường ngoài) (
o
C).
-
:4,1
ωω
tt
Nhiệt độ vách trong và ngoài trên TBS (
o
C).
-
:3,2
ωω

tt
Nhiệt độ biên tại lớp 1 với lớp 2 và giữa lớp 2 và lớp 3 (
o
C).
-
0
ϕ
,
21
1
,,
'
ϕϕϕ
: Độ ẩm tương đối của không khí ngoài trời; khói lò sau buồng đốt;
khói lò sau buồng hòa trộn trước khi vào TBS và khói lò sau quá trình sấy. (%).
- d
0
, d
1’
, d
1
, d
2
: Hàm ẩm của không khí (khói lò) ở nhiệt độ t
0
, t
1
, t
1’
và t

2
(Kg ẩm/Kg
KK).
-d
20
: Hàm ẩm của TNS khói lò ở nhiệt độ t
2
trong quá trình sấy lý thuyết(Kg
ẩm/KgKK).
- I
0
, I
1’
, I
1
, I
2
: Entanpyl (hàm nhiệt) của không khí hay khói lò ở nhiệt độ t
0
, t
1’
, t
1
, t
2
(KJ/KgKK).
- I
20
: Entanpyl (hàm nhiệt) của TNS ở nhiệt độ t
2

trong quá trình sấy lý thuyết
(KJ/KgKK).
- G
1
, G
2
: Lượng vật liệu ẩm trước và sau khi ra khỏi thiết bị sấy (tấn /h) hay (Kg/h).
- W: Lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu (tấn/h hay Kg/h).
- w
1
, w
2
: Độ ẩm đầu và cuối của vật liệu ẩm (%).
- Q
c
, Q
t
: Nhiệt tri cao và nhiệt trị thấp của nhiên liệu (KJ/Kg nhiên liệu)
- L
0
, L: Lượng không khí khô lý thuyết và thực tế tính cho 1Kg nhiên liệu
(KgKKK/Kg nl).
-L
0
, L: Lượng khói khô lý thuyết và thực tế cần thiết để làm bốc hơi W hơi ẩm
(Kg/h) ra khỏi vật liệu (Kg Khói khô/h).
- l
0
, l :Lượng khói khô lý thuyết và thực tế cần thiết để bốc hơi 1Kg ẩm (Kg KK/Kg
ẩm).

- G
a’
, G
a
: Lượng hơi nước trong khói sau buồng đốt và buồng hòa trộn (Kg ẩm/Kg
nl).
- L
k’
,L
k
: Lượng khói khô sau khi ra khỏi buồng đốt và buồng hòa trộn (Kg KK/Kg
nl).
Đồ Án Sấy Phun
- V: Thể tích thiết bị (m
3
).
- H: chiều cao thiết bị (m).
-F
td
: Tiết diện tự do trong TBS (m
2
)
-
:
δ
Chiều dày lớp kết cấu bao che (m).
-
:
α
Hệ số cấp nhiệt (W/m

2
.K).
-
:
λ
Hệ số dẫn nhiệt tương ứng (W/m.K).
- K: Hệ số truyền nhiệt (W/m
2
.K).
-
:∆
nhiệt bổ sung thực tế (KJ/Kg ẩm).
- q
a
: nhiệt do ẩm trên vật liệu mang vào (KJ/Kg ẩm).
- q
v
: Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi (KJ/Kg ẩm).
- q
t
(q
mt
): Tổn thất nhiệt qua kết cấu tường( KJ/Kg ẩm).
- q
CT
= 0 : tổn thất nhiệt do thiết bị chuyển tải (KJ/Kg ẩm).
- q
bs
= 0 : Nhiệt bổ sung (KJ/Kg ẩm).
-

:,
'
00
ωω
Vận tốc của tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết và thực tế (m/s).
-
:,
'
00
VV
Lưu lượng thể tích trung bình của TNS trong lý thuyết và thực tế (m
3
khói
khô/h).
- V
B
, V
C
, V
C0
: Lưu lượng thể tích của TNS tại các điểm B, C, C
0
trên đồ thị I-d
- v: Thể tích riêng của khói lò (m
3
/Kg).
- C
pk
,C
ph

: Nhiệt dung riêng của khói khô và hơi nước quá nhiệt ( KJ/Kg.độ).
- C
nl
: Nhiệt dung riêng của nhiên liệu ( KJ/Kg.độ).
- C
vk
,C
v
: Nhiệt dung riêng của vật liệu tương ứng với trạng thái khô và với độ ẩm
w
2
.(KJ/Kg.K).
- C
dx
(d): nhiệt dung riêng dẫn xuất của TNS (KJ/Kg.K).
- ΔP
đ
áp suất động cần thiết để tạo tốc độ cho dòng khí vào và ra khỏi ống dẫn.
(N/m
2
)
- ΔP
m
trở lực do ma sát.
-ΔP
c
trở lực cục bộ.
- ΔP
h
trở lực khí qua thùng sấy.

-
x
P
∆
trở lực qua xiclon.
-Q : năng suất quạt (m
3
/h).
-N
đc
: Công suất động cơ (KW).
Đồ Án Sấy Phun
-N
tt
: Công suất thực tế (KW).
-
ξ
: Hệ số trở lực cục bộ.
-
:
λ
Hệ số trở lực ma sát.
3.SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ HỆ THỐNG SẤY PHUN
Sơ đồ công nghệ:
Đồ Án Sấy Phun
1.Buồng đốt; 2.Buồng hòa trộn với không khí; 3.Buồng sấy; 4.Xyclon thu hồi bụi;
5.Quạt hút, 6.Quạt đẩy, 7.Van
Thuyết minh sơ đồ công nghệ
Nhiên liệu DO được phun vào buồng đốt (1) qua các vòi phun. Không khí ngoài
trời với các thông số (

0000
,,, Idt
ϕ
) được thổi vào nhờ quạt đẩy với vai trò cung cấp
oxy cho quá trình đốt cháy dầu. Ra khỏi buồng đốt khói lò
),,,(
'
1
'
1
'
1
'
1
Idt
ϕ
được dẫn
qua buồng hòa trộn với không khí để hạ nhiệt từ
'
1
t
đến nhiệt độ t
1
theo yêu cầu (
1111
,,, Idt
ϕ
). Sau đó được thổi vào buồng từ đỉnh của thiết bị sấy phun (3). Đồng
thời phối liệu sau khi đã nghiền và hòa trộn với nước rồi được bơm pittông vận
chuyển lên các vòi phun, phun trong không gian buồng sấy. Quá trình bốc hơi nước

ra khỏi vật liệu diễn ra chủ yếu khi cả vật liệu sấy và TNS cùng di chuyển xuống
theo chiều cao của TBS, vật liệu với độ ẩm thích hợp w
2
rơi vào đáy chóp nón
xuống băng tải rồi được chuyển đến các silô chứa. Tác nhân sấy khói lò ra khỏi
thiết bị sấy với các thông số trạng thái (
2222
,,, Idt
ϕ
) cuốn theo nguyên liệu dưới
dạng bụi, được dẫn qua các xiclon (4) để thu hồi bụi, không khí sạch được quạt hút
(5) đưa ra ngoài qua ống khói.
TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ
Đồ Án Sấy Phun
4.CÂN BẰNG VẬT CHẤT
4.1 Các thông số ban đầu
-Địa điểm thiết kế phân xưởng tại Đà Nẵng
-Áp suất khí quyển P = 745 mmHg
-Nhiệt độ của không khí ngoài trời t
0
= 26
o
C
-Độ ẩm tương đối của không khí
81
0
=
ϕ
%
-Nhiệt độ của tác nhân sấy khói lò vào buồng sấy t

1
= 600
o
C
-Nhiệt độ của khí thải t
2
= 100
o
C (chọn)
-Năng suất tính theo sản phẩm G
2
= 7 tấn/h
-Độ ẩm ban đầu của vật liệu (theo vật liệu ướt) w
1
= 32 %
-Độ ẩm cuối của vật liệu (theo vật liệu ướt) w
2
= 6,8 %
-Tác nhân là khói lò sinh ra khi đốt cháy dầu DO sau khi đã hạ nhiệt độ trong
buồng hòa trộn đến nhiệt độ theo yêu cầu.
-Phương thức sấy cùng chiều: Mặc dầu tác được nhân được thổi từ đỉnh thiết bị sấy
xuống không gian sấy, vật liệu dạng huyền phù phun lên không gian sấy. Tuy
nhiên ở đây phương thức sấy được quy ước theo quá trình trao đổi nhiệt chủ yếu
giữa TNS và vật liệu sấy (tức là thời gian trao đổi nhiệt khi 2 lưu thể chuyển động
cùng chiều là đáng kể so với khoảng thời gian vật liệu được phun lên tiếp xúc tác
nhân sấy).
4.2 Cân bằng vật liệu
Ta có phương trình cân bằng vật liệu chung:
G
1

= G
2
+W (1) (7.16/203-E)
Lượng vật liệu ẩm trước khi đi vào thiết bị sấy G
1
:

1
2
21
100
100
w
w
GG
−
−
=
(7.18/203-E)

12,9594
32100
8,6100
.10.7
3
1
=
−
−
=⇒ G

[Kg/h]
Lượng ẩm tách ra khỏi vật liệu sau quá trình sấy:
Từ (1) suy ra W = G
1
- G
2


12,259410.712,9594
3
=−=⇒W
[Kg/h]
Đồ Án Sấy Phun
Hay
32100
8,632
.10.7
100
3
1
21
2
−
−
=
−
−
=
w
ww

GW
= 2594,12 [Kg/h]
5.TÍNH TOÁN VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU
5.1 TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ KHÔNG KHÍ ẨM Ở 26
O
C
5.1.1 Áp suất hơi bão hòa tại nhiệt độ t
0








+
−=
t
P
b
5,235
42,4026
12exp
[bar] (2.11/14-B)
Suy ra:









+
−=
0
0
5,235
42,4026
12
t
P
b
Với t
0
= 26
o
C
03346,0
265,235
42,4026
12exp
0
=







+
−=⇒
b
P
[bar]
5.1.2 Hàm ẩm của không khí hay độ chứa hơi d của không khí ở t
0

0
0
0
.
.
621,0
bh
bh
PP
P
d
ϕ
ϕ
−
=
(2.15/15-B)
Với:
%81
0
=
ϕ

; P = 745mmHg =0,99333 bar = 99333 N/m
2
Suy ra:
01742,0
03346,0.81,099333,0
03346,0.81,0
.621,0
0
=
−
=d
[Kg ẩm/Kg KK]
5.1.3 Entanpy của không khí ẩm ở t
0
I
0
= 1,004t
0
+ d
0
.(2500 + 1,842t
0
) ( 2.18/15-B)
Suy ra I
0
= 1,0040.26 + 0,01742.(2500+1,842.26)
= 70,486 [KJ/Kg KK]
5.2-TÍNH TOÁN CÁC THÔNG SỐ CỦA TÁC NHÂN SẤY SAU KHI
RA KHỎI LÒ ĐỐT VÀ BUỒNG TRỘN KHÔNG KHÍ
5.2.1.Tính toán quá trình cháy nhiên liệu

Nhiên liệu sử dụng dầu DO với thành phần như sau:
Đồ Án Sấy Phun
C
d
H
d
O
d
N
d
S
d
A
d
W
d
Tổng
0,865 0,105 0,003 0,003 0,003 0 0,018 0.997
0,868 0,105 0,003 0,003 0,003 0 0,018 1
5.2.1.1 Nhiệt trị cao của nhiên liệu
Qc = 33858C
d
+125400H
d
-10868(O
d
-S
d
) (2.25/20-B)
Suy ra Q

c
= 33858.0,868+125400.0,105-10868.(0,003-0,003)
Q
c
= 42581,92[KJ/Kg nhiên liệu]
5.2.1.2 Nhiệt trị thấp của nhiên liệu
Q
t
= Q
c
-2500.(9H
d
+W
d
) (2.24/20-B)
Suy ra Q
t
= 42581,92 - 2500.(9.0,105+0,018)
Q
t
= 40167,17 [KJ/Kg nhiên liệu]
5.2.1.3.Lượng không khí khô lý thuyết cần thiết khi cháy 1 kg nhiên liệu
L
0
= 0,115C
d
+ 0,346H
d
+0,043( S
d

- O
d
) (CT/111-D)
Suy ra L
0
=0,115.86,8 + 0,346.10,5 + 4,3.(0,3-0,3)
= 13,62 [Kg KK/Kg nl]
Trong thực tế, lượng không khí khô thực tế L bao giờ cũng lớn hơn L
0
, được đặc trưng
bởi hệ số không khí thừa của buồng đốt α
bđ
.

0
L
L
bđ
=
α
(2.30/21-B)
Với buồng đốt nhiên liệu lấy khói trong kỹ thuật sấy thì α
bđ
=1,2 -1,3 và hiệu suất của
buồng đốt η = 0,85 – 0,95
Ta chọn α
bđ
= 1,25
η
bd

= 0,9
Vậy lượng không khí khô thực tế : L = α
bđ
.L
0
L =1,25.13,62= 17,03 [Kg KK/Kg nl]
5.2.1.4 Hệ số không khí thừa chung cho cả buồng đốt và buồng hòa trộn
Nhiệt độ nhiên liệu t
nl
= t
0
= 26
o
C
Nhiệt dung riêng của không khí khô C
pk
= 1,004 [KJ/Kg.độ]
Nhiệt dung riêng của hơi nước quá nhiệt C
ph
= 1,842 [KJ/Kg.độ]
Nhiệt ẩn hóa hơi r = 2500 [KJ/Kg ]
*Etanpy của 1kg hơi nước trong hỗn hợp khói lò và không khí ở nhiệt độ t
1
Đồ Án Sấy Phun
i
h1
= r + C
ph
.t
1

= 2500 + 1,842.t
1
(CT/22-B)
= 2500 + 1,842.600 = 3605,2 [KJ/Kg]
*Entanpy của 1Kg hơi nước trong không khí ngoài trời ở nhiệt độ t
0
i
h0
= r + C
ph
.t
0
=2500 + 1,842.t
0
(CT/22-B)
= 2500 + 1,842 .26 = 2547,892 [KJ/Kg]
* Nhiệt dung riêng của dầu DO là C
nl
:
( )
5,0
32.
5
9
.886,11625
t
t
nl
d
t

C






++
=
(I.46/152-C)
Trong đó t = t
nl
= t
0
= 26
o
C và 0,75<d
t
t
< 0,96 chọn d
t
t
= 0,8
vậy C
nl
= 1982,963865 [J/Kg.độ] = 1,982 [KJ/Kg.độ]
Do đó hệ số không khí thừa chung:
{ }
{ }
)()(

)9(1).9(
010100
11
ttCiidL
tCAWHiWHtCQ
pkhh
pk
ddd
h
dd
nlnlbđC
−+−
++−−+−+
=
η
α
(2.31/22-B)
{ }
{ }
298,4
)26600(004,1)892,25472,3605.(01742,0.62,13
600.004,1.)0018,0105,0.9(12,3605).018,0105,0.9(26.982,190,0.92,42581
=
−+−
++−−+−+
=
α
Suy ra
298,4=
α

5.2.2. Khối lượng hơi nước trong khói sau buồng đốt
G
a'
= (9H
d
+W
d
)+α
bđ
.L
0
.d
0
(3.20/58-A)
Vậy G
a’
= (9.0,105 + 0,018) + 1,25.13,62.0,01742 = 1,262 [Kg ẩm/Kg nl]
5.2.3.Khối lượng khói khô sau buồng đốt
L
k'
=(α
bđ
.L
0
+1)-{A
d
+(9H
d
+W
d

)} (3.23/59-A)
L
k’
=(1,25.13,62+1)-(0+9.0,105+0,018)= 17.06
Suy ra L
k'
= 17,06 [Kg khói khô/Kgnl]
Đồ Án Sấy Phun
5.2.4.Hàm ẩm của khói lò sau buồng đốt
d
1'
=
'
'
K
a
L
G
(3.26/59-A)
074,0
06,17
262,1
'1
==⇒ d
Suy ra: d
1
'= 0,074 [Kg ẩm/Kg KK]
5.2.5 .Khối lượng hơi nước trong khói sau buồng hòa trộn
G
a

= (9H
d
+W
d
)+α.L
0
.d
0
(3.21/58-A)
Ga = (9.0,105+0,018)+4,298.13,62.0,01742
Vậy G
a
= 1,983 [Kg ẩm/Kg nl]
5.2.6.Khối lượng khói khô sau buồng hòa trộn
L
k
= (α.L
0
+1)-{A+(9H+W)} (3.24/59-A)
585,58)018,0105,0.90()162,13.298,4( =++−+=⇒
K
L
Vậy L
k
= 58,585 [Kg KK/Kg nl]
5.2.7.Hàm ẩm của khói lò sau buồng hòa trộn
d
1
=
K

a
L
G
(3.27/59-A)
0338,0
585,58
983,1
1
==⇒ d

Vậy d
1
= 0,0338 [Kg ẩm/KgKK]
5.2.8.Entanpy của khói sau buồng đốt
K
bđnlnlbđc
L
ILtCQ
I
'
00
'
1

αη
++
=
(3.31/60-A)
06,17
486,70.62,13.25,126.982,19,0.92,42581

'
1
++
=I
Đồ Án Sấy Phun
Vậy I
1
' = 2316,65 [KJ/Kg kk]
5.2.9.Entanpy của khói sau buồng hòa trộn và trước khi vào thiết bị sấy
K
nlnlbđc
L
ILtCQ
I
00
1

αη
++
=
(3.32/60-A)
585,58
486,70.62,13.298,426.982,19,0.92,42581
1
++
=⇒ I

Vậy I
1
= 725,48 [KJ/KgKK]

5.2.10.Độ ẩm tương đối của khói lò sau buồng hòa trộn

( )
11
1
1
.621,0
.
b
Pd
Pd
+
=
ϕ
(2.19/28-A)
Trong đó:








+
−=
2
1
5,235
42,4026

12exp
t
P
b
(2.11/14-B)






+
−=⇒
6005,235
42,4026
12exp
1b
P

suy ra P
b1
= 1313,992975 [ bar]
vậy
( )
%0039,010.9,3
992975,1313.0339,0621,0
99333.0.0339,0
5
1
==

+
=
−
ϕ

5.2.11.Nhiệt độ của khói sau buồng đốt t
1
'
'
1
'
1
'
1
'
1
.842,1004,1
.2500
d
dI
t
+
−
=
(3.34/60-A)
074,0.842,1004,1
074,0.250065,2316
'
1
+

−
=⇒ t

Vậy t
1
' = 1869,36
o
C
5.2.12 Áp suất hơi bão hòa tại nhiệt độ t
1
’








+
−=
'1
'1
5,235
42,4026
12exp
t
P
b
Đồ Án Sấy Phun









+
−=⇒
36,18695,235
42,4026
12exp
'1b
P
Vậy P
b1'
= 24030,723 [bar]
5.2.13 Độ ẩm tương đối của khói lò sau buồng đốt
( )
'
1
'
'
'
1
.621,0
.
b
Pd

Pd
+
=
ϕ
Suy ra:
( )
723,24030.074,0621,0
99333,0.074,0
'
1
+
=
ϕ
Suy ra
6.TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT
Khói lò sau khi hoà trộn với không khí và trước khi vào thiết bị sấy có các thông số
như sau:
Độ ẩm tương đối:
%0039,0
1
=
ϕ
Áp suất hơi bão hoà: P
bh1
= 1313,992975 [bar]
Hàm ẩm d
1
= 0,0338 [Kg ẩm/KgKK]
Nhiệt lượng riêng I
1

= 725,48 [KJ/KgKK]
Nhiệt độ khói lò vào t
1
= 600
0
C
Nhiệt độ khí thải t
2
=100
o
C
Và xét quá trình sấy lý thuyết nên
0=∆
ta có I
20
=I
1
= 725,48[KJ/KgKK]
6.1.Hàm ẩm của khói sau quá trình sấy lý thuyết

2
220
20
.842,12500
.004,1
t
tI
d
+
−

=
(CT/51A)
100.842,12500
100.004,148,725
20
+
−
=⇒ d

Vậy d
20
= 0,23287 [Kg ẩm/KgKK]
%0004,010.4,4
6
1
'
≈=
−
ϕ
Đồ Án Sấy Phun
6.2.Độ ẩm tương đối của khói lò sau quá trình sấy lý thuyết

( )
220
20
20
.621,0
.
b
Pd

Pd
+
=
ϕ
(CT/51-
A)
Trong đó:








+
−=
2
2
5,235
42,4026
12exp
t
P
b
(CT/51-A)







+
−=⇒
1005,235
42,4026
12exp
2b
P
suy ra P
b2
= 0,99874892 [bar]
vậy
( )
%12,27
99874892.0.23287,0621,0
99333.0.23287,0
20
=
+
=
ϕ
6.3 Khối lượng ẩm đã di chuyển từ vật liệu sấy (huyền phù đất sét) vào
khói lò sau quá trình sấy lý thuyết
G = d
20
-d
1
Vậy G = 0,23287– 0,0338 = 0,199 [Kg ẩm /Kgkk]
6.4.Nhiệt độ điểm sương tương ứng trạng thái bão hòa

1=
ϕ
Từ CT/51-A rút ra:
Áp suất hơi bão hòa của TNS tại nhiệt độ điểm sương:
suy ra:
Từ công thức:
( ) ( )
1.621,0
.
.621,0
.
20
20
20
20
d
Pd
d
Pd
P
bs
+
=
+
=
ϕ
( )
][271,0
1.23287,0621,0
99333,0.23287,0

barP
bs
=
+
=








+
−=
s
bs
t
ExpP
5,235
42,4026
12
Đồ Án Sấy Phun
Suy ra:
Như vậy giả thiết chọn t
2
= 100
o
C ( thỏa mãn)
6.5.Lượng khói khô cần thiết để làm bốc hơi 1 kg ẩm


120
0
1
dd
l
−
=
(7.90/158-A)

0338.023287.0
1
0
−
=⇒ l
Vậy : l
0
= 5,023 [Kg khói khô/Kg ẩm]
6.6 Lượng khói khô cần thiết để làm bốc hơi W [Kg ẩm/h]
L
0
= l
0
.W (7.14/131-A)

=⇒
0
L
5,023.2594,12 = 13033,93 [Kg khói khô/ h]
6.7.Trong quá trính sấy lý thuyết, nhiệt lượng tiêu hao để lam bốc hơi 1

kg ẩm ra khỏi vật liệu
q
0
=l
0
.(I
20
-I
0
) (7.16 /131-A)
3291)486,7048,725.(023,5
0
=−=⇒ q
[KJ/kg ẩm]
6.8. Tổng lượng nhiệt cần thiết cho cả quá trình sấy lý thuyết
Q
0
=q
o
.W (7.15/131-A)
==⇒ 12,2594.3291
0
Q
8537175,54 [KJ/h]
CtC
P
t
oo
bs
s

100102,675,235
271,0ln12
42,4026
5,235
ln12
42,4026
2
=<=−
−
=−
−
=
Đồ Án Sấy Phun
7-XÂY DỰNG ĐỒ THỊ I - d CỦA QUÁ TRÌNH SẤY LÝ THUYẾT
7.1 Bảng các thông số
Khí trời
TNS sau buồng
đốt
TNS sau
buồng hòa
trộn
TNS sau quá
trình sấy
Đơn vị
t
0
26 t
1
’ 1869,36 t
1

600 t
2
100
o
C
d
0
0,01742 d’
1
0,074 d
1
0,0338 d
20
0,23287 Kgẩm/KgKK
0
ϕ
81
'
1
ϕ
0,0004
1
ϕ
0,0039
20
ϕ
27,125 %
I
0
70,486 I

1
’ 2316,65 I
1
725,48 I
20
725,48 KJ/KgKK
7.2. Đồ thị I-d sấy lý thuyết
Đồ Án Sấy Phun
(Thuyết minh đồ thị trong phần sấy thực tế)