เครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอยเลือกขนาดจากกำลังการระเหย คือกิโลกรัมของน้ำที่กำจัดได้ต่อชั่วโมง ไม่ใช่จากปริมาณผงหรือความสูงหอ การเลือกขนาดให้แปลงปริมาณผงที่ต้องการเป็นน้ำที่ต้องระเหยโดยใช้ปริมาณของแข็งในวัตถุดิบป้อน แล้วประมาณความร้อนและอัตราการไหลของอากาศที่ต้องใช้จากอุณหภูมิขาเข้าและขาออก การคำนวณด้านล่างเป็นการประมาณเบื้องต้น การทดสอบไพลอตและการออกแบบของผู้จัดจำหน่ายจะยืนยันเครื่องขั้นสุดท้าย
ปัญหาการเสนอราคาจำนวนมากเริ่มจากตัวเลขที่ผิด ผู้ซื้อที่ขอ “เครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอย 100 กก./ชม.” อาจหมายถึงผง 100 กก./ชม. วัตถุดิบป้อน 100 กก./ชม. หรือน้ำที่ระเหย 100 กก./ชม. และค่าเหล่านี้ต่างกันสองเท่าหรือมากกว่า คู่มือนี้แสดงวิธีเปลี่ยนเป้าหมายกระบวนการของคุณให้เป็นตัวเลขที่สำคัญ พร้อมตัวอย่างการคำนวณที่ปรับใช้ได้
ภาพรวมสั้น ๆ: ทำไมกำลังการระเหยจึงเป็นตัวเลขสำหรับเลือกขนาด
พลังงานเกือบทั้งหมดและขนาดอุปกรณ์ส่วนใหญ่ของเครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอยถูกกำหนดโดยปริมาณน้ำที่ต้องออกจากหยดของเหลว ซึ่งกำหนดความร้อนที่ป้อน อัตราการไหลของอากาศ ปริมาตรห้องที่ต้องใช้สำหรับเวลาคงอยู่ และขนาดพัดลมกับระบบเก็บผง เครื่องอบสองเครื่องที่ห้องสูงเท่ากันอาจมีอัตราการกำจัดน้ำต่างกันมาก ขึ้นกับอุณหภูมิก๊าซและอัตราการไหลของอากาศ
ดังนั้นช่วงรุ่นจึงระบุตามการระเหย เครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอยแรงดัน ของ SINOTHERMO มีตั้งแต่ YPG-50 ที่ 50 กก./ชม. ถึง YPG-1000 ที่ 1,000 กก./ชม. และ เครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอยแรงเหวี่ยง มีตั้งแต่ LPG-25 ที่ 25 กก./ชม. ถึงช่วง LPG-200-2000 ที่น้ำ 200 ถึง 2,000 กก./ชม.
ขั้นที่ 1: กำหนดสิ่งที่คุณต้องการ
รวบรวมข้อมูลเข้าเหล่านี้ก่อนคำนวณ
| ข้อมูลเข้า | สัญลักษณ์ | ตัวอย่าง |
|---|---|---|
| ปริมาณผง | P (kg/h) | 100 |
| ความชื้นคงเหลือของผง (ฐานเปียก) | w_p | 4 เปอร์เซ็นต์ |
| ปริมาณของแข็งในวัตถุดิบป้อน | x_f | 30 เปอร์เซ็นต์ |
| อุณหภูมิวัตถุดิบป้อน | T_f | 20 °C |
| อุณหภูมิก๊าซขาเข้า | T_in | 200 °C |
| อุณหภูมิก๊าซขาออก | T_out | 90 °C |
| อุณหภูมิอากาศแวดล้อม | T_a | 20 °C |
เลือก T_in และ T_out จากขีดจำกัดของผลิตภัณฑ์ของคุณ หากไม่แน่ใจว่าทำอย่างไร ให้อ่านคู่มืออุณหภูมิขาเข้าและขาออกในการอบแห้งแบบพ่นฝอยก่อน
ขั้นที่ 2: แปลงปริมาณผงเป็นวัตถุดิบป้อนและน้ำที่ต้องระเหย
- 1.ของแข็งแห้งในผง: P × (1 − w_p) = 100 × (1 − 0.04) = ของแข็ง 96 กก./ชม.
- 2.อัตราป้อนที่ต้องใช้: ของแข็ง ÷ สัดส่วนของแข็งในวัตถุดิบป้อน = 96 ÷ 0.30 = วัตถุดิบป้อน 320 กก./ชม.
- 3.น้ำที่เข้าพร้อมวัตถุดิบป้อน: 320 − 96 = 224 กก./ชม.
- 4.น้ำที่เหลือในผง: 100 − 96 = 4 กก./ชม.
- 5.น้ำที่ต้องระเหย: 224 − 4 = 220 กก./ชม.
ตรวจสอบ: วัตถุดิบป้อน 320 กก./ชม. = ผง 100 กก./ชม. + น้ำที่ระเหย 220 กก./ชม. สมดุลพอดี
นี่คือผลลัพธ์สำคัญ: งานนี้ต้องใช้เครื่องอบที่ออกแบบสำหรับการระเหยประมาณ 220 กก./ชม. ที่อุณหภูมิใช้งานของคุณ ไม่ใช่ “เครื่องอบ 100 กก./ชม.”
ผลที่เป็นประโยชน์: ปริมาณของแข็งในวัตถุดิบป้อนมีผลมาก ที่ของแข็ง 20 เปอร์เซ็นต์ ของแข็งเท่าเดิม 96 กก./ชม. ต้องใช้วัตถุดิบป้อน 480 กก./ชม. และการระเหยประมาณ 380 กก./ชม. การเพิ่มของแข็งจาก 20 เป็น 30 เปอร์เซ็นต์ลดภาระการระเหยลงมากกว่าหนึ่งในสาม ดังนั้นการทำให้วัตถุดิบป้อนเข้มข้นก่อนพ่น เช่น ด้วยการระเหย จึงประหยัดขนาดเครื่องอบและพลังงาน ตราบใดที่วัตถุดิบยังสูบและพ่นได้
ขั้นที่ 3: ประมาณความร้อนที่ต้องใช้
ความร้อนที่ต้องใช้มีสามส่วน
- 1.การระเหยน้ำ ความร้อนแฝงของน้ำที่สภาวะการอบแห้งแบบพ่นฝอยประมาณ 2,400 กิโลจูล/กก. (ประมาณ 2,260 ที่ 100 °C และสูงกว่าที่อุณหภูมิต่ำกว่า) สำหรับ 220 กก./ชม.: 220 × 2,400 = 528,000 กิโลจูล/ชม. ประมาณ 147 กิโลวัตต์
- 2.การให้ความร้อนวัตถุดิบป้อนถึงอุณหภูมิอบแห้ง สมมติความร้อนจำเพาะประมาณ 3.5 กิโลจูล/กก.·K สำหรับวัตถุดิบที่มีของแข็ง 30 เปอร์เซ็นต์ ให้ความร้อนจาก 20 °C ถึงประมาณ 50 °C: 320 × 3.5 × 30 = 33,600 กิโลจูล/ชม. ประมาณ 9 กิโลวัตต์
- 3.การให้ความร้อนผงแห้ง 96 กก./ชม. × 1.5 กิโลจูล/กก.·K × ประมาณ 60 K = ประมาณ 8,600 กิโลจูล/ชม. ประมาณ 2.4 กิโลวัตต์
ความร้อนที่เป็นประโยชน์ประมาณ 147 + 9 + 2.4 = ประมาณ 158 กิโลวัตต์ บวกการสูญเสียความร้อนจากห้องอบและท่อ ค่า 10 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์เป็นค่าทั่วไปสำหรับเครื่องที่หุ้มฉนวน แต่ควรยืนยันสำหรับการออกแบบของคุณ ซึ่งให้ประมาณ 180 กิโลวัตต์ที่ก๊าซต้องคายออกระหว่างขาเข้าและขาออก
ขั้นที่ 4: ประมาณอัตราการไหลของอากาศ
ก๊าซคายความร้อนเมื่อเย็นลงจาก T_in เป็น T_out ด้วยความร้อนจำเพาะประมาณ 1.05 กิโลจูล/กก.·K สำหรับอากาศชื้น:
อัตราการไหลเชิงมวลของอากาศ = ความร้อนที่คายออก ÷ (c_p × (T_in − T_out)) = (180 กิโลวัตต์ × 3,600 กิโลจูล/กิโลวัตต์·ชม.) ÷ (1.05 × (200 − 90)) = 648,000 ÷ 115.5 = ประมาณอากาศแห้ง 5,600 กก./ชม.
ที่ความหนาแน่นแวดล้อมประมาณ 1.2 กก./ลบ.ม. จะเป็นประมาณ 4,700 ลบ.ม./ชม. ที่สภาวะแวดล้อม พัดลมต้องรับปริมาตรที่มากขึ้นที่สภาวะขาออกที่ร้อน ผู้จัดจำหน่ายจึงเลือกขนาดพัดลมตามปริมาตรไอเสียจริง
ตรวจความชื้นของไอเสีย: น้ำ 220 กก./ชม. ในอากาศ 5,600 กก./ชม. เพิ่มน้ำประมาณ 0.04 กก. ต่ออากาศแห้ง 1 กก. ซึ่งต่ำกว่าจุดอิ่มตัวที่ 90 °C มาก ไอเสียจึงอยู่ไกลจากการควบแน่น
ขั้นที่ 5: ประมาณขนาดฮีตเตอร์
ฮีตเตอร์ต้องยกอุณหภูมิอากาศจากอุณหภูมิแวดล้อมขึ้นเป็นอุณหภูมิขาเข้า:
กำลังฮีตเตอร์ = อัตราการไหลของอากาศ × c_p × (T_in − T_a) = 5,600 × 1.006 × 180 ÷ 3,600 = ประมาณ 280 กิโลวัตต์
ค่านี้มากกว่า 180 กิโลวัตต์ที่ห้องอบใช้ เพราะอากาศไอเสียออกที่ 90 °C และพาความร้อนออกไป นี่คือเหตุผลที่การนำความร้อนจากไอเสียกลับมาใช้ควรพิจารณาในขนาดที่ใหญ่ขึ้น
ตรวจสอบความสมเหตุสมผลกับข้อมูลที่เผยแพร่ เครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอยแรงดันของ SINOTHERMO ระบุกำลังความร้อนไฟฟ้า 75, 120 และ 150 กิโลวัตต์สำหรับ YPG-50, YPG-100 และ YPG-150 ซึ่งประมาณ 1.0 ถึง 1.5 กิโลวัตต์ ต่อ กก./ชม. ของการระเหยตามพิกัด ตัวอย่างของเราต้องการ 280 ÷ 220 = ประมาณ 1.3 กิโลวัตต์ ต่อ กก./ชม. ตัวเลขสองค่าอยู่ในลำดับขนาดเดียวกัน ซึ่งเป็นจุดประสงค์ของการตรวจสอบ ข้อมูลรุ่นยังขึ้นกับอุณหภูมิขาเข้าด้วย จึงใช้เป็นแนวทางเท่านั้น
ขั้นที่ 6: เลือกรุ่นพร้อมส่วนเผื่อ
คุณต้องการการระเหยประมาณ 220 กก./ชม. ที่อุณหภูมิขาเข้า 200 °C จากช่วงเครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอยแรงดัน รุ่นถัดไปที่มีการระเหยตามพิกัดเพียงพอคือ YPG-300 (300 กก./ชม.) ควรเผื่อค่าการออกแบบไว้เพื่อไม่ให้เครื่องอบทำงานที่พิกัดสูงสุดทุกวัน ตัวเลขการระเหยในหน้าผลิตภัณฑ์เป็นค่าสูงสุด และสำหรับอุณหภูมิขาเข้าต่ำกว่า 200 °C ขึ้นกับความต้องการจริงของกระบวนการ ส่วนเผื่อที่ควรเก็บไว้เป็นการตัดสินใจด้านการออกแบบที่ควรยืนยันกับผู้จัดจำหน่าย
หากวัตถุดิบป้อนของคุณหนืดหรือกัดกร่อน หรือต้องการผงที่ละเอียดกว่า ทางเลือกเทียบเท่าในสายแรงเหวี่ยงคือรุ่นในช่วง LPG-200-2000 การตัดสินใจเรื่องหัวพ่นมาก่อน ดูการทำให้เป็นฝอยในเครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอย
อ้างอิงด่วน: อะไรที่เปลี่ยนคำตอบ
| การเปลี่ยนแปลง | ผลต่อการเลือกขนาด |
|---|---|
| ของแข็งในวัตถุดิบป้อนสูงขึ้น | ระเหยน้อยลง เครื่องอบเล็กลง ใช้พลังงานน้อยลง |
| เป้าหมายความชื้นของผงต่ำลง | ระเหยมากขึ้นเล็กน้อย และอาจต้องใช้อุณหภูมิขาออกสูงขึ้น |
| อุณหภูมิขาเข้าสูงขึ้น | ใช้อากาศน้อยลงสำหรับภาระเท่าเดิม แต่ขีดจำกัดของผลิตภัณฑ์ยังใช้อยู่ |
| อุณหภูมิขาออกสูงขึ้น | ความร้อนออกไปกับไอเสียมากขึ้น จึงต้องใช้กำลังฮีตเตอร์มากขึ้นสำหรับการระเหยเท่าเดิม |
| อากาศแวดล้อมเย็นหรือชื้น | ใช้กำลังฮีตเตอร์มากขึ้น ความชื้นลดกำลังการอบแห้ง |
| การนำความร้อนกลับมาใช้ | ลดกำลังฮีตเตอร์และต้นทุนการเดินเครื่อง |
| ตัวทำละลายในวัตถุดิบป้อน | ความร้อนแฝงและการออกแบบด้านความปลอดภัยต่างออกไป |
สำหรับวัตถุดิบป้อนที่มีตัวทำละลายเป็นฐาน ดูคู่มือเครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอยแบบหมุนเวียนปิด
สิ่งที่การคำนวณไม่ได้บอก
นี่เป็นการประมาณเบื้องต้น ไม่รวมขนาดห้องอบที่ต้องใช้สำหรับเวลาคงอยู่ ซึ่งขึ้นกับขนาดหยดและอัตราการแห้ง ไม่รวมการกระจายขนาดอนุภาค ประสิทธิภาพการเก็บผงของไซโคลนและถุงกรอง หรือพฤติกรรมของวัตถุดิบที่เหนียว สิ่งเหล่านั้นมาจากการออกแบบของผู้จัดจำหน่ายและข้อมูลการทดสอบ
ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยและควรหลีกเลี่ยง
สับสนระหว่างผง วัตถุดิบป้อน และน้ำ ยืนยันเป็นลายลักษณ์อักษรว่าหมายถึงตัวเลขใด การระเหยในหน่วย กก./ชม. ของน้ำเป็นฐานมาตรฐาน
ใช้อัตราการผลิตระดับห้องทดลองเพื่อขยายขนาด ผลจากห้องทดลองไม่ขยายตามเส้นตรง ให้ใช้ข้อมูลระดับไพลอต
เชื่อค่าการระเหยตามพิกัดตามตัวอักษร ค่าตามพิกัดเป็นค่าสูงสุดที่สภาวะที่ระบุ ที่อุณหภูมิขาเข้าต่ำกว่าหรือวัตถุดิบที่ยาก กำลังการผลิตจริงจะต่ำกว่า
มองข้ามแหล่งความร้อน ตัวเลือกไฟฟ้า ไอน้ำ ก๊าซ และเตาลมร้อนมีต้นทุนการเดินเครื่องต่างกัน กำลังฮีตเตอร์จากการคำนวณของคุณช่วยให้เปรียบเทียบได้ ดูคู่มือต้นทุนเครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอย และคู่มือเครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอย
ข้ามการทดสอบ ปริมาณของแข็งในวัตถุดิบป้อนที่พ่นได้จริงและอุณหภูมิขาออกที่ผงทนได้มาจากการทดสอบ ห้องปฏิบัติการทดสอบ ของเราดำเนินการทดสอบไพลอตแบบมีค่าใช้จ่าย และข้อมูลนำเข้าการคำนวณนี้โดยตรง
บทสรุป
เลือกขนาดเครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอยจากน้ำที่ต้องระเหย แปลงปริมาณผงผ่านของแข็งในวัตถุดิบป้อนเป็นการระเหย ประมาณความร้อนและอัตราการไหลของอากาศจากอุณหภูมิของคุณ แล้วเลือกรุ่นพร้อมส่วนเผื่อ ปริมาณของแข็งในวัตถุดิบป้อนคือคันโยกที่เปลี่ยนผลลัพธ์มากที่สุด
ขั้นตอนถัดไป: ขอทดสอบไพลอต กับวัตถุดิบของคุณเพื่อยืนยันปริมาณของแข็ง อุณหภูมิขาออก และคุณสมบัติของผง การทดสอบไพลอตเป็นบริการแบบมีค่าใช้จ่าย และจากนั้นเราสามารถเลือกขนาดเครื่องผลิตจากข้อมูลที่วัดได้
คำถามที่พบบ่อย
เลือกขนาดเครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอยอย่างไร
แปลงปริมาณผงที่ต้องการเป็นน้ำที่ต้องระเหย โดยใช้ปริมาณของแข็งในวัตถุดิบป้อนและความชื้นของผง จากนั้นประมาณความร้อนและอัตราการไหลของอากาศจากอุณหภูมิขาเข้าและขาออก และเลือกรุ่นตามกำลังการระเหยตามพิกัดพร้อมส่วนเผื่อ
กำลังการระเหยคืออะไร
คือมวลของน้ำที่เครื่องอบกำจัดได้ต่อชั่วโมง ในหน่วย กก./ชม. เป็นฐานการเลือกขนาดมาตรฐานของเครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอย เพราะกำหนดความร้อนที่ป้อน อัตราการไหลของอากาศ และขนาดอุปกรณ์
คำนวณน้ำที่ต้องระเหยอย่างไร
อัตราป้อนเท่ากับของแข็งแห้งหารด้วยสัดส่วนของแข็งในวัตถุดิบป้อน น้ำที่ต้องระเหยเท่ากับอัตราป้อนลบปริมาณผง สำหรับผงความชื้น 4 เปอร์เซ็นต์ 100 กก./ชม. จากวัตถุดิบที่มีของแข็ง 30 เปอร์เซ็นต์ จะได้ประมาณ 220 กก./ชม.
เครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอยต้องใช้ความร้อนเท่าไร
ประมาณ 2,400 กิโลจูลต่อน้ำที่ระเหยหนึ่งกิโลกรัมสำหรับความร้อนแฝง บวกการให้ความร้อนวัตถุดิบป้อนและผลิตภัณฑ์ และการสูญเสีย ในตัวอย่างการคำนวณ กำลังฮีตเตอร์ประมาณ 280 กิโลวัตต์สำหรับการระเหย 220 กก./ชม. หรือประมาณ 1.3 กิโลวัตต์ ต่อ กก./ชม.
ปริมาณของแข็งในวัตถุดิบป้อนสำคัญต่อการเลือกขนาดหรือไม่
สำคัญมาก การเพิ่มของแข็งจาก 20 เป็น 30 เปอร์เซ็นต์ลดภาระการระเหยลงมากกว่าหนึ่งในสามสำหรับปริมาณผงเท่าเดิม ตราบใดที่วัตถุดิบยังสูบและทำให้เป็นฝอยได้
การคำนวณนี้แม่นยำหรือไม่
ไม่ เป็นการประมาณเบื้องต้น เวลาคงอยู่ ขนาดอนุภาค ประสิทธิภาพการเก็บผง และพฤติกรรมของวัตถุดิบป้อนจะยืนยันโดยการออกแบบของผู้จัดจำหน่ายและการทดสอบไพลอต
รุ่นใดของ SINOTHERMO เหมาะกับการระเหย 220 กก./ชม.
จากช่วงเครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอยแรงดัน คือ YPG-300 ที่การระเหยสูงสุด 300 กก./ชม. พร้อมส่วนเผื่อ ช่วงแรงเหวี่ยง LPG-200-2000 ก็ครอบคลุมขนาดนี้เช่นกัน การเลือกขั้นสุดท้ายขึ้นกับหัวพ่น วัตถุดิบป้อน และสเปกของผง
Mark Gu
Passionate about enhancing customer experiences and streamlining operations, Mark focuses on building strong relationships, fostering innovation, and leading teams to achieve exceptional service and efficiency.
อีเมล: mark.gu@sinothermo.com
โทรศัพท์: +86 18021972660
