Đang tải... (xem toàn văn)
Báo cáo thiết bị cơ lưu chất và vật liệu rời đề tài lọc dung dịch muối nacl bão hòa 25 0 c
BÁO CÁO THIẾT BỊ CƠ LƯU CHẤT VÀ VẬT LIỆU RỜI Đề Tài Lọc dung dịch muối NaCl bão hòa 250C Nhóm _ I Lý thuyết máy lọc chân không thùng quay - Máy lọc chân không thùng quay đời sớm sử dụng phổ biến nhà máy Loại máy sử dụng yêu cầu có suất lớn có nhược điểm thiết bị cồng kềnh, cấu trúc phức tạp - Là loại máy làm việc liên tục, sử dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp hố chất, thực phẩm, gốm sứ, luyện kim, - Máy lọc chân khơng thùng quay gồm loại: Loại có bề mặt lọc bên ngồi loại có bề mặt lọc bên - Trong phạm vi báo cáo này đề cập đến loại máy có bề mặt lọc bên ngồi, gồm có phận: Thùng rỗng,bên chia thành hốc hướng tâm 2 Bể chứa huyền phù, bể có khuấy trộn cánh khuấy để ngăn cho huyền phù không lắng cặn lại Nắp phân phối (hay gọi đầu phân phối) Cơ cấu tháo bã phận miết khe nứt bã Lưới kim loại vải lọc phủ xung quanh thùng Bộ phận phun nước rửa bã Hệ thống truyền động Các cổ trục thùng nằm ổ đỡ, đầu cổ trục nối với phận truyền động, đầu lại kề sát với nắp phân phối, Thùng quay chậm với tốc độ 0,1 tới 2,6 vòng/phút - Huyền phù liên tục chảy vào bể để giữ cho mức huyền phù khơng đổi, bể có ống chảy Thường 1/3 chiều cao thùng ngập vào bể chứa huyền phù Nguyên lý hoạt động: - Thùng quay nhúng vào bể chứa huyền phù, bể có cánh khuấy để giữ khơng cho huyền phù phân lớp Thùng quay có đục lỗ, bề mặt thùng phủ lưới kim loại vải lọc Bên thùng rỗng hút chân không Nước lọc chui qua lớp vải lọc, lưới kim loại , qua lỗ thùng vào ngăn hướng kính, vào rãnh trục rỗng, qua đầu phân phối vào thùng chứa Tuỳ theo tính chất huyền phù yêu cầu trình lọc mà độ nhúng chìm thùng vào khoảng 0,3m đến 2m (tương ứng với góc tâm 120˚ đến 140˚) Bã bám vào mặt vải lọc tách nhờ dao cạo bã - Bộ phận phức tạp máy lọc đầu phân phối Đầu phân phối dùng để nối liền thùng quay với đường ống hút chân khơng khơng khí nén Nó gồm đĩa cố định môt đĩa di động Các lỗ đĩa di động ăn thông với ngăn thùng quay, lỗ đĩa cố định nối với đường ống dẫn nước lọc, nước rửa không khí nén Khi thùng quay (đĩa di động quay), lỗ đĩa di dộng thông với đĩa đĩa cố định.Do vịng quay ngăn thùng thực tất giai đoạn trình lọc : lọc, sấy khô lần 1, sấy khô lần 2, cạo bã hoàn nguyên vải lọc - Khu vực lọc, tất ngăn khu vực hút chân không, nhờ nước lọc qua lớp vải, qua lỗ thùng vào ngăn thùng, lên trục rỗng, qua đầu phân phối đến thùng chứa, bã bám bề mặt vải lọc - Khu vực sấy bã lần 1, tiếp tục hút chân không để tách nốt phần nước lọc nằm bã, bã bám chặt bề mặt vải lọc - Khu vực rửa bã, khu vực tiếp tục hút chân không bên thùng , nước rửa tưới lên bề mặt bã nhờ vòi phun, chui qua lớp bã lớp vải lọc vào ngăn, lên trục rỗng qua đầu phân phối đường khác với đường dẫn nước lọc - Khu vực sấy bã lần 2, tiếp tục hút chân không để tách phần nước rửa lại bã đồng thời ép bã, tránh nứt lớp bã - Khu vực cạo bã, thổi khơng khí vào ngăn thuộc khu vực để bã bong ra,dễ cạo bã - Khu vực hồn ngun vải lọc, khơng khí nén thổi vào hốc làm cho vải phồng lên, hạt bã cịn bít lỗ vải lọc thổi bung Để giữ cho vải lọc không bị giãn dài thổi khí nén vào, người ta dùng sợi dây mỏng quấn theo đường xoắn toàn bề mặt thùng, hai đầu dây buộc chặt vào thành bên thùng - Với máy lọc lớn số đầu phân phối 2, với máy lọc nhỏ cần đầu phân phối đủ - Trên phần trình bày cấu tạo chung máy lọc chân không thùng quay cách đầy đủ, thực tế đặc điềm yêu cầu việc lọc khác tuỳ trường hợp mà người ta bỏ bớt giai đoạn không cần thiết nhằm rút ngắn trình lọc, giảm tiêu tốn lượng thiết bị phụ trợ II Tính tốn thiết kế máy lọc chân không thùng quay Đề: Lọc dung dịch muối ăn NaCl bão hịa 25oC, cặn khơng tan 0,02 tới 0,001 mm, KLR 1800 kg/m3, 1000 kg/h Để tính tốn thiết kế máy lọc cần có thông số công nghệ sau đây: Chọn thông số sau: Áp suất lọc: P = 450 mmHg Trở lực bã: rb =0,56.1011 m/N Độ nhớt nước lọc nước rửa: µl 1,14.103 Ns Nph 2,33.105 m2 m µr 103 Ns Nph 1,67.105 2 m m Khối lượng riêng pha lỏng ρl , pha rắn ρr, kg/m3 l 1145,75kg / m3 r 1800kg / m3 Hàm lượng pha rắn huyền phù: C1 = 0,02 Hàm lượng pha rắn bã ẩm: C2 = 0,9 Bề dày lớp bã ẩm, chọn h = 0,006 m Trở lực riêng vãi lọc: rv 1, 06.1010 l m G – suất lọc tính theo lượng bã khơ: Gâ 1000 kg kg 16,67 h ph Năng suất lọc tính theo lượng bã ẩm Gâ Gk 16,67 kg 18,52 C2 0,9 ph Năng suất lọc theo lượng huyền phù: G Gâ 18,52 kg 926 C1 0,02 ph Tính tốn q trình cơng nghệ Tính thời gian thực chu trình: CTr l r p Trong đó: l : Thời gian cho trình lọc r : Thời gian cho trình rửa p : Thời gian cho q trình phụ khác Tính thời gian lọc: l bl h (h 2uv0 ) u2 Trong đó: b1 : số lọc (phút/m2) bl l rbC 2P µl : Độ nhớt nước lọc µl 1,14.103 Ns Nph 2,33.105 m2 m rb : Trở lực bã rb 0,65.1011 m N C: Khối lượng bã khô ứng với 1m3 nước lọc (kg/m3) C l 1 C1 C2 1145,75 kg 23, 44 1 m 0,02 0,9 P : chênh lệch áp suất trình lọc N m2 2,33 105 0,56 1011 23, 44 phút bl 254,89 2 59995,08 m P P Pck 59995, 08 59995, 08 U: thể tích bã ẩm ứng với đơn vị thể tích nước lọc (m3/m3) C2 1 l 0,9 1 1145,75 m3 1800 r U 0,084 C2 0,9 m 1 1 0,9 C2 V0 : Thể tích nước lọc tương ứng với đơn vị bề mặt lọc (m3/m2) rv 1, 06 1010 3 m v0 8, 08 10 rbC 0,56 1011 23, 44 m2 bh 254,89 0,006 l 12 (h 2uv0 ) 0,006 0,084 8,08 103 1,595 ph u 0,084 Tính thời gian rữa: r b2 h h uv0 u b2 : hệ số lọc (phút/m2) b r rbC b2 2P α0: hệ số kinh nghiệm cho biết lượng nước rửa cần thiết cho 1kg bã α0 = 0,007 b : khối lượng riêng bã ẩm (kg/m3) b 1 kg 1702,77 C2 C2 0,9 0,9 m 1800 1145,75 r l rb: Trở lực bã rb =0,56.1011 m/N r : độ nhớt nước rữa (Nph/m2) r = 10-3 (Ns/m2) = 1,67×10-5 (Nph/m2) C: khối lượng bã khơ ứng với 1m3 nước lọc (kg/m3) C = 23,44 (kg/m3) P : chênh lệch áp suất trình lọc N m2 0,007 1702,77 1,67 105 0,56 1011 23, 44 b2 2177,56 59995,08 P P Pck 59995, 08 59995, 08 (phút/m2) r b2h 2177,56 0,006 h uv0 0,006 0,084 8,08103 2,08 ph u 0,084 Tính thời gian phụ Ta có: Góc lọc: l 3600 l 3600 l CTr CTr l CTr thời gian chu trình Chọn l 120 CTr l 3600 1,595 3600 4, 785 ph l 1200 Vậy thời gian để thực trình phụ (sấy, tách bã, ): p CTr l r 4, 785 1,595 2, 08 1,11 ph Tính góc làm việc: l 120 Góc làm việc trình rữa r r 360 2,08 360 1560 CTr 4,785 Góc làm việc trình phụ (sấy, tách bã, ) ph CTr r l 360 156 120 840 Tính số vịng quay thùng lọc: n CTr 0, 21 (vòng/phút) 4, 785 Tính thơng số thùng lọc Diện tích bề mặt lọc thùng: V F s CTr DL (m2) V Trong đó: Vs : suất máy lọc tính theo thể tích huyền phù Vs M l (m3/ph) G : suất huyền phù tính theo khối lượng (kg/ph) G = 926 (kg/ph) l : Khối lượng riêng huyền phù (kg/m3) Vs 926 0,81 1145,75 (m3/ph) CTr : thời gian chu trình, CTr = 10 phút V : lượng nước lọc ứng với đơn vị diện tích bề mặt lọc V h2 0,006 7,14.102 U 0,084 (m3/m2) η : hệ số kể đến bít kín lỗ mao quản làm giảm vận tốc lọc: η = 0,85 F 0,81.4,785 63,9 7,14.102.0,85 (m2) Ta chọn thùng có: Đường kính: D = (m) Chiều dài: L = 3,5 (m) Vậy diện tích thực tế máy lọc là: F = DL = 3,14×6×3,5 = 65,94 (m2) Độ nhứng sâu thùng quay huyền phù Độ nhúng sâu thùng: H D 1 cos n 2 2 D đường kính, D = 3,35 m n : góc hình quạt thùng ngập huyền phù Chọn Thể tích hữu ích bể chứa: Vb Qhb CTr Qhb : thể tích huyền phù cho vào Qhb Vs 0,81 m3/phút Vb Qhb CTr 0,81 4,785 3,876 (m3) Xem bể chứa hình trụ trịn Vb R L Vậy ta chọn R = 0,75 m L = 2,5 m 2 Thể tích thực bể chứa: Vb R L 0,75 2,5 4, 42 Thiết bị phụ trợ (máy bơm chân không) - Bơm chân không sử dụng trình lọc thu hồi lưu huỳnh có tác dụng hút chân khơng, tạo động lực lọc cho máy lọc chân không thùng quay Đây loại bơm chân khơng kiểu vịng nước SZ dùng để hút khơng khí bên trục rỗng máy lọc chân khơng thùng quay - Bơm chân khơng kiểu SZ có loại SZ-1, SZ-2, SZ-3, SZ-2, độ chân khơng hình thành lớn bơm 86 – 95 %, áp lực lớn hình thành SZ-3 SZ-4 phạm vi công suất động 1,5 kg/cm2 , tăng thêm công suất động áp lực lớn 2,1 kg/cm2 Ý nghĩa bơm SZ-1 là: S- kiểu vịng nước, Z- bơm chân khơng, 1- thứ tự bơm a Nguyên lý làm việc: - Trong bơm chân không bánh guồng lắp lệch tâm, trước tiên mở bơm, đổ nước vào bơm, bánh guồng chuyển động nước chịu tác dụng lực ly tâm vách thân bơm vòng nước chuyển động, bề mặt phần vòng nước cắt với may-ơ, chuyển động theo hướng mũi tên, trình chuyển động nửa trước, bề mặt vòng nước từ từ tách khỏi mayơ, giữ bánh guồng cánh guồng hình thành không gian từ từ mở rộng, hút vào khơng khí cửa hút khí; bề mặt vòng nước từ từ dựa sát vào may-ơ, dung tích khơng gian gian cánh guồng theo thu nhỏ, khơng khí gian cánh guồng bị nén thải 1 Bơm chân khơng vịng nước Van Phân ly nước khí Ống dẫn nước Van Ống dẫn Van Hình 4.2: Sơ đồ ngun lý bơm chân khơng vịng nước 1.Chân đế 3.Cánh guồng 5.Vịng nước 2.Vỏ bơm 4.Lỗ thơng 6.Vùng chân khơng Hình 4.3: Sơ đồ cấu tạo bơm chân khơng vịng nước - Như bánh guồng chu kì chuyển động, dung tích khơng gian gian cánh guồng thay đổi lần Nước gian cánh guồng giống piston lặp lại lần, bơm hút khí liên tục - Do trình làm việc, nước sinh nhiệt, đồng thời phận với khí bị thải ngồi, q trình bơm làm việc, bơm phải liên tục cấp nước lạnh, để làm lạnh bổ sung nước tiêu hao bơm Nước lạnh cấp có nhiệt độ 15˚C hợp lý - Khi khí bơm thải khí thải, đầu thải khí nối thùng có nước, khí thải phần nước mang theo sau thải vào thùng nước, khí lại thải từ ống thùng nước nước rơi vào phần đáy thùng nước qua ống hồi nước lại đến bơm sử dụng, thời gian tuần hoàn nước dài gây phát nhiệt, lúc cần cung cấp nước lạnh định từ chỗ cấp nước thùng nước - Khi dùng máy nén cần nối phân ly nước khí đầu thải khí, khí mang nước vào phân ly tự động chia tách, khí đưa đến nơi cần thiết từ cửa phân ly mà nước nóng qua đóng mở tự động thải (khi khí nén dễ phát nhiệt, nước sau từ bơm tạo thành nước nóng) phần đáy phân ly cần cấp nước lạnh liên tục bổ sung nước nóng bị thải đi, đồng thời có tác dụng làm lạnh b Thuyết minh kết cấu - Bơm tạo thành thân bơm hai nắp bên, phần nắp bên có giá đỡ chân đáy, phần ống ống có khí khí vào ống thải khí, hai ống thơng qua ống hút khí thải nắp bên nối thơng với khoang bơm, ống vào khí với khoang bơm, ống vào khí với ống thải khí bên thân bơm, cánh guồng dùng chốt định vị trục Khe hở bánh guồng nắp bên, dùng lồng trục đẩy động bánh guồng, từ điều chỉnh khe hở hai đầu cánh guồng, khe hở định tổn thất nhiều hay thể khí bơm di chuyển từ cửa vào khí đến cửa thải khí 1 Đế Đĩa xả Nắp thân Bạc Nắp Trục Ống đỡ trục Bạc Ống đỡ trục sau 10 Đệm 11 Vai trục 12 Then 13 Cánh guồng 14 Vỏ bơm 15 Đĩa hút 16 Ống đỡ trục trước 17 Bạc 18 Mũ chụp 19 Then 20 Nối trục 21 Cửa nước vào Hình 4.4: Cấu tạo bơm - Như hình vẽ hệ thống nắp đặt bơm thể khí đường ống qua van đưa vào bơm vịng nước, sau qua ống cong dẫn khí đưa vào phân ly thùng nước, khí mang nước sau phân ly tách thùn nước, để làm cho thùng nước thùng trì mức định mà đặt phao dao động mở tự động, mức nước tăng cao phao lên làm van thải nước bị mở ra, nước từ ống chảy ngoài, mức nước hạ xuống phao hạ xuống, van thải nước bị đóng lại, nước thùng trì mức cần thiết Nước dùng vòng nước bơm thùng nước cung cấp, lượng nước cung cấp hay nhiều thơng qua điều chỉnh van ống liên thông Nước bơm đưa chảy vào thùng nước, nước hồi vào bơm thùng nước, số tuần hoàn nhiều lần gây phát nhiệt, khí nén phát nhiệt nhanh, cần phải đỗ nước lạnh vào từ ống vào thùng Có lúc lượng khí thải vượt yêu cầu mở van để điều chỉnh - Sự khác biệt thiết bị hút khí thiết bị nén khí cấu tạo phân ly c Lắp đặt thiết bị: - Lắp đặt bơm động cơ: Trước tiên đưa bơm lên bệ bơm, trước lắp dùng tay quay trước khớp nối trục, để chứng thực bơm có hỏng hóc hay khơng ( tồn thiết bị bơm vận chuyển đến địa điểm lắp đặt, bao bì hỏng cất giữ chịu ẩm ước suất xưởng tháng lắp đặt, phải tháo toàn kiểm tra làm trước nắp đặt) - Sau động cố định bệ bơm, phải hiệu chỉnh trục độ đồng tâm trục động trục bơm, dùng thước thẳng đặt nối trục, u cầu vị trí tồn vịng trịn khơng có khe hở ghép chăt với nối trục, khe hở hướng trục nối trục tương đương, đạt độ đồng tâm yêu cầu - Động trục bơm, cho dù nghiêng lệch cực nhỏ gây phát nhiệt ổ trục linh kiện sớm bị mài mòn gây hiệu nghiêm trọng, lắp đặt xác, sau lới lỏng hộp đệm lại dùng tay quay cho trục bơm chuyển động nhẹ nhàng d Khởi động ngừng máy - Bơm để lâu ngày không sử dụng đến, cần sử dụng lại trước khởi động chạy bơm cần phải quay khớp nối trục tay vài vòng để kiểm tra xem xó vướng kẹt hỏng hóc khơng - Chạy máy theo trình tự sau: + Đóng van chặn đương dẫn khí vào + Nếu đường khí thải lắp van chặn phải đóng chúng lại + Đổ nước vào hộp vật liệu đệm phân ly khí nước + Khi phân ly khí nước có nước chảy tràn ngồi cho chạy động + Mở từ phân ly khí nước đến đường ống cấp nước bơm van cầu + Mở van chạn đường khí thải + Mở van chặn đường khí vào + Dùng van cầu điều chỉnh lượng nước cấp cho bơm từ phân ly khí nước đảm bảo vận hành đạt theo yêu cầu kỹ thuật tiêu hao công suất đạt nhỏ + Điều chỉnh lượng cấp nước từ ống vào phân ly khí nước để đạt lupngwj tiêu hao nước theo yêu câu quy phạm kỹ thuật bơm + Điều chỉnh lượng nước cấp cho hộp vật liệu đệm để lượng nước tiêu hao mà đảm bảo độ kín hộp chất đệm Bơm chân không làm việc độ chân không cực hạn, tác dụng vật lý sinh bơm nên gây tiếng nổ lượng tiêu hao cơng suất khơng tăng Khi tiếng nổ sinh với tiêu hao công suất tăng lên tức biểu thị bơm có cố, lúc phải ngừng bơm để kiểm tra - Ngừng bơm theo trình tự sau: + Đóng van chặn đường ống khí vào + Đóng van chặn đường ống khí thải + Ngừng cấp nước cho vật liệu đệm phân ly khí nước + Khi ống chảy tràn qua phân ly khí nước ngừng chảy tràn nước bên ngồi đóng đường ống cấp nước cho bơm + Ngừng động điện + Sau ngừng bơm phải tháo bịt ống bơm phân ly khí nước để thải nước đọng e sửa chữa bão dưỡng: - Phải định kỳ để xiết chặt vật liệu đệm, vật liệu đệm bị mài mịn khơng thể bảo đảm độ kín theo u cầu phải thay đổi thay vật liệu đệm mới, không xiết vật liệu đệm chặt Khi xiết vật liệu đệm, cho phép dị nước theo dạng nhỏ giọt qua khơng nhiều, vật liệu đệm tốt nên dùng sợi amiăng tẩm chì - Thường xuyên kiểm tra tình hình làm việc bơi trơn ổ trục - Khi ổ trục bi làm việc bình thường nhiệt độ cao so với nhiệt độ mơi trường xung quanh từ 15 - 20˚C, nhiệt độ cao không phép vượt 55 -60˚C Khi ổ trục làm việc bình thường năm cần tra dầu từ – lần tối thiểu năm cần phải vệ sinh lần thay lại dầu f Tháo lắp bơm: Tháo bơm: - Tháo bơm chia sau: Tháo phận để kiểm tra, vệ sinh tháo toàn để sửa chữa, thay linh kiện Trước tháo bơm cần thải bỏ tồn đọng bơm tháo đường ống - Khi tháo đường ống cần phải bảo quản thận trọng cho doăng đệm, phát tháy doăng đệm bị hỏng cần thay doăng đệm có kích cỡ - Khi tháo bơm cần tiến hành tháo từ phía đầu khơng lắp khớp nối trục, trình tự tháo chúng sau: + Tháo nắp ổ trục + Tháo ổ trục bi, trước tiên dùng clê chuyên dùng để nới tháo êcu tròn + Tháo êcu nắp ép vật liệu đệm + Tháo dời bên giá đỡ ổ trục nắp bên trái, đồng thới xoay chuyển vít tháo (định vít đầu trụ trịn hình vng) để tháo ổ trục giá ổ trục khỏi trục + Tháo dời đường ống khí vào ống nắp bên, tháo vít nối thân bơm với nắp bên gu dông chỗ thân bơm, tháo nắp bên khỏi trục (sau tháo nắp bên phải ý tới trụ đỡ để đỡ cho trục) + Tách dời thân bơm nắp bên lại tháo chúng khỏi trục Tháo phần bơm theo trình tự tiến hành kiểm tra làm vệ sinh cho phận làm việc chi tiết khác bơm Khi cần tháo tiếp bước phải tiến hành theo trình tự sau + Tháo phần nối động mạch điện, tháo phần nối động với bệ đáy tách chúng khỏi bơm + Dùng clê chuyên dùng để tháo khớp nối trục khỏi trục + Tháo nắp ổ trục + Tháo vòng định vị êcu, tháo ổ trục bi + Tháo bulông nắp ép chặt + Tháo ổ trục bi giá ổ trục bi bên phải + Tháo trục cánh guồng khỏi thân bơm + Tháo êcu lồng trục lồng trục + Tháo bánh guồng khỏi trục Lắp ráp: - Trước khí lắp ráp phải làm vệ sinh tất cáu cặn bẩn bám doăng đệm mặt kết hợp, sau lau chùi lại cho khơ - Phần ren tất mặt kết hợp phải lau chùi bôi lên lớp mỡ máy - Lau chùi dầu bám ổ bi giá đỡ ổ bi đồng thời thay dầu - Khi doăng đệm cũ bị hỏng cần phải thay phải chọn kích thước chủng loại doăng cho phù hợp tương tự với loại doăng cũ dùng, trình tự lắp đạt tiến hành ngược lại với chu trình tháo Khi lắp ráp cần đặc biệt chu ý tới khe hở mặt đầu bánh guồng với nắp bên, tổng khe hở SZ-3 SZ-4 không vượt 0,4 mm Đối với SZ-1 SZ-2 không vượt 0,3 mm Khe hở thân bơm nắp bên xác định băng doăng đệm, khe hở hai đầu bánh guồng phải đảm bảo độ đồng đều, vặn chặt êcu lồng trục để đảm bảo độ dịch chuyển bánh guồng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hà Thị An : Quá trình thiết bị thủy cơng nghệ hóa học [2] Sổ tay q trình thiết bị hóa chất – Tập - NXB KHKT 1978 [3] Nguyễn Bin : Các q trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm Tập ... thùng quay Đề: L? ?c dung dịch muối ăn NaCl bão hòa 25oC, c? ??n không tan 0, 02 tới 0, 001 mm, KLR 1 800 kg/m3, 100 0 kg/h Để tính tốn thiết kế máy l? ?c c? ??n c? ? thơng số c? ?ng nghệ sau đây: Chọn thông... 2177,56 0, 006 h uv0 ? ?0, 006 0, 084 8 ,08 10? ??3 2 ,08 ph u 0, 084 Tính thời gian phụ Ta c? ?: G? ?c l? ?c: l 3 600 l 3 600 l CTr CTr l CTr thời gian chu trình Chọn... đơn vị bề mặt l? ?c (m3/m2) rv 1, 06 101 0 3 m v0 8, 08 10 rbC 0, 56 101 1 23, 44 m2 bh 254 ,89 0, 006 l 12 (h 2uv0 ) 0, 006 0, 084 8 ,08 10? ??3 1,595 ph u 0, 084 Tính