Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT HÓA HỌC - TRẦN THỊ THÙY ĐH Hóa 3-K8 MSV: 0841120216 THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY LÀM VIỆC XUÔI CHIỀU ĐỒ ÁN MÔN QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN GIẢNG VIÊN: Nguyễn Văn Hoàn Hà Nội-2016 GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN SVTH : TRẦN THỊ THÙY1 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa LỜI CẢM ƠN Được thầy Nguyễn Văn Hoàn giao cho nhiệm vụ tính toán thiết kế hệ thống sấy thùng quay với phương thức sấy xuôi chiều, sản phẩm sấy quặng pirit Mặc dù, thân em cố gắng nhiều song nhiều thiếu sót lần làm đồ án nên chưa có kinh nghiệm Bên cạnh đó, trình độ tự nghiên cứu, khả tư bị giới hạn kĩ tìm tài liệu, nên đồ án em tránh nhiều thiếu sót Qua lần làm đồ án em kính mong quý thầy cô bảo để em hoàn thiện tốt đồ án tập lớn mà thầy cô giao cho em vào lần sau Và tương lai kĩ sư hóa học môn học đồ án trình thiết bị quan trọng Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy giáo hướng dẫn, thầy cô giáo bạn bè giúp em hoàn thiện đồ án thời hạn Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Sinh viên Trần Thị Thùy GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN SVTH : TRẦN THỊ THÙY2 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam nước có nông nghiệp phát triển lâu dài Hiện nay, đất nước nghiệp CNH-HĐH Song nông nghiệp chiếm tỉ trọng lớn cấu kinh tế Dù vậy, chưa đem lại hiệu cao Nguyên nhân chủ yếu khâu thu hoạch,bảo quản chế biến nông sản nước ta chưa khoa học Làm giảm đáng kể chất lượng so với sản phẩm tươi Vì vậy, không đáp ứng thị trường khó tính như: Nhật Bản, Hàn Quốc, Mỹ, EU hay bị đánh bật sân nhà Đây toán cho nhà kĩ sư hóa học đáng lưu tâm Để thiện vấn đề có nhiều phương pháp đưa Trong đó, có sấy phương pháp đơn giản mang lại hiệu cao Sấy trình tách nước nước khỏi nguyên liệu sản phẩm nghành công nghiệp thực phẩm , sấy công đoạn quan trọng sau thu hoạch Trong phạm vi đồ án em xin trình “Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc liên tục, với vật liệu đầu quặng Pirit” GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN SVTH : TRẦN THỊ THÙY3 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.1 Khái niệm sấy Sấy phương pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn dễ dàng Sấy làm giảm độ ẩm thực phẩm đến mức cần thiết vi khuẩn, nấm mốc nấm men bị ức chế không phát triển hoạt động được, giảm hoạt động enzyme, giảm kích thước trọng lượng sản phẩm Quá trình sấy trình làm khô vật thể, vật liệu, sản phẩm phương pháp bay nước Như vậy, trình sấy khô vật thể diễn biến sau: Vật thể gia nhiệt để đưa nhiệt độ lên đến nhiệt độ bão hòa ứng với phân áp suất nước bề mặt vật thể Vật thể cấp nhiệt để làm bay ẩm Tóm lại, trình sấy xảy trình trao đổi nhiệt trao đổi chất cụ thể trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy, trình truyền ẩm từ vật sấy bề mặt sấy, trình truyền ẩm từ bề mặt vật sấy môi trường Các trình truyền nhiệt, truyền chất xảy đồng thời vật sấy, chúng có quan hệ qua lại lẫn 1.1.2 Phương pháp sấy Có nhiều cách phân loại : a.Dựa vào tác nhân sấy: - Sấy khói lò GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN SVTH : TRẦN THỊ THÙY4 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa - Sấy không khí nóng - Sấy tia hồng ngoại : Là phương pháp sấy dùng lượng tia hồng ngoại để làm khô vật liệu - Sấy dòng điện cao tần : Là phương pháp sấy dùng lượng điện trường để đốt nóng toàn chiều dày vật liệu - Sấy tiếp xúc : Là phương pháp sấy mà tác nhân sấy tiếp xúc gián tiếp với vật liệu sấy qua vách ngăn - Sấy thăng hoa : Là phương pháp sấy môi trường có độ chân không cao, nhiệt độ thấp nên ẩm vật liệu đóng băng bay từ trạng thái rắn thành trạng thái khí Trong công nghiệp hóa chất thực phẩm, công nghệ thiết bị sấy đối lưu sử dụng phổ biến b Dựa vào phương pháp làm việc - Máy sấy liên tục - Máy sấy gián đoạn c Dựa vào áp suất làm việc - Sấy chân không - Sấy áp suất thường d Dựa vào cấu tạo thiết bị - Thiết bị sấy buồng - Thiết bị sấy hầm - Thiết bị sấy tháp - Thiết bị sấy phun - Thiết bị sấy thùng quay GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN SVTH : TRẦN THỊ THÙY5 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa 1.1.3 Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy a Ảnh hưởng nhiệt độ không khí Trong điều kiện khác không đổi độ ẩm không khí, tốc độ gió…, việc nâng cao nhiệt độ làm tăng nhanh tốc độ làm khô lượng nước nguyên liệu giảm xuống nhiều Nhưng tăng nhiệt độ giới hạn cho phép nhiệt độ an toàn cho phép nhiệt độ làm khô cao làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho nguyên liệu bị chín gây nên tạo màng cứng lớp bề cản trở tới chuyển động nước từ lớp bên bề mặt Nhưng với nhiệt độ làm khô thấp, giới hạn cho phép trình làm khô chậm lại dẫn đến thối rữa, hủy hoại nguyên liệu Nhiệt độ sấy thích hợp xác định phụ thuộc vào độ dày bán thành phẩm, kết cấu tổ chức thịt nhân tố khác Khi sấy nhiệt độ khác nguyên liệu có biến đổi khác ví dụ: nhiệt độ sản phẩm Ο tŕnh sấy cao 600 C Ο protein bị biến tính, 900 C fructaza bắt đầu caramen hóa phản ứng tạo melanoidin tạo polyme cao phân tử chứa N không chứa N, có màu mùi thơm xảy mạnh mẽ Nếu nhiệt độ cao nguyên liệu bị cháy làm giá trị dinh dưỡng giá trị cảm quan sản phẩm Quá trình làm khô tiến triển, cân khuếch tán nội khuếch tán ngoại bị phá vỡ, tốc độ khuếch tán ngoại lớn tốc độ khuếch tán nội chậm lại dẫn đến tượng tạo vỏ cứng ảnh hưởng đến trình làm khô b.Ảnh hưởng tốc độ chuyển động không khí Tốc độ chuyển động không khí có ảnh hưởng lớn đến trình sấy, tốc độ gió lớn nhỏ lợi cho trình sấy Vì tốc độ chuyển động không khí lớn khó giữ nhiệt lượng nguyên liệu để cân tŕnh sấy, tốc độ nhỏ làm cho trình sấy chậm lại Vì vậy, GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN SVTH : TRẦN THỊ THÙY6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa cần phải có tốc độ gió thích hợp, giai đoạn đầu trình làm khô Hướng gió ảnh hưởng lớn đến tŕnh làm khô, hướng gió song song với bề mặt nguyên liệu tốc độ làm khô nhanh Nếu hướng gió thổi tới nguyên liệu với góc 45oC tốc độ làm khô tương đối chậm, thổi thẳng vuông góc với nguyên liệu tốc độ làm khô chậm c Ảnh hưởng độ ẩm tương đối không khí Độ ẩm tương đối không khí nhân tố ảnh hưởng định đến trình làm khô, độ ẩm không khí lớn trình làm khô chậm lại Các nhà bác học Liên Xô nước khác chứng minh rằng: độ ẩm tương đối không khí lớn 65% trình sấy chậm lại rõ rệt, độ ẩm tương đối không khí khoảng 80% trở lên trình làm khô dừng lại bắt đầu xảy tượng ngược lại, tức nguyên liệu hút ẩm trở lại Để cân ẩm, khuếch tán nội phù hợp với khuếch tán ngoại tránh tượng tạo màng cứng, người ta áp dụng phương pháp làm khô gián đoạn tức vừa sấy vừa ủ Làm khô điều tự nhiên khó đạt độ ẩm tương đối không khí 50% đến 60% nước ta khí hậu nhiệt đới thường có độ ẩm cao Do đó, phương pháp để làm giảm độ ẩm không khí tiến hành làm lạnh nước ngưng tụ lại Khi hạ thấp nhiệt độ không khí điểm sương nước ngưng tụ, đồng thời hàm ẩm tuyệt đối không khí hạ thấp Như để làm khô không khí người ta áp dụng phương pháp làm lạnh d Ảnh hưởng kích thước nguyên liệu GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN SVTH : TRẦN THỊ THÙY7 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Kích thước nguyên liệu ảnh hưởng đến trình sấy Nguyên liệu bé, mỏng tốc độ sấy nhanh, nguyên liệu có kích thước bé mỏng làm cho nguyên liệu bị cong, dễ gẫy vỡ Trong điều kiện giống chế độ sấy (nhiệt độ, áp suất khí quyển) tốc độ sấy tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt S tỷ lệ nghịch với chiều dày nguyên liệu δ e.Ảnh hưởng trình ủ ẩm Quá trình ủ ẩm nhằm mục đích làm cho tốc độ khuếch tán nội khuếch tán ngoại phù hợp để làm tăng nhanh trình làm khô Trong làm khô tŕnh ủ ẩm người ta gọi làm khô gián đoạn f Ảnh hưởng thân nguyên liệu Tùy vào thân nguyên liệu mà người ta chọn chế độ làm khô cho phù hợp, cần phải xét đến thành phần hóa học nguyên liệu như: nước, lipit, chất khoáng, protein, Vitamin, kết cấu tổ chức thịt hay lỏng lẻo 1.1.4 Vai trò sấy kỹ thuật đời sống Sấy trình tách nước (ẩm) khỏi vật liệu phương pháp nhiệt Ngày xưa, người ta biết sử dụng phương pháp sấy tự nhiên đơn giản phơi nắng Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn chế lớn cần diện tích sân phơi rộng phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất lợi mùa mưa Vì vậy, ngành công nghiệp người ta thường phải tiến hành trình sấy nhân tạo - Kết trình sấy hàm lượng chất khô vật liệu tăng lên Điều có ý nghĩa quan trọng nhiều phương diện khác Ví dụ: + Đối với nông sản thực phẩm tăng cường tính bền vững bảo quản GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN SVTH : TRẦN THỊ THÙY8 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa + Đối với nhiên liệu ( củi, than) nâng cao nhiệt lượng cháy, gốm sứ làm tăng độ bền học… + Và tất vật liệu sau sấy giảm giá thành vận chuyển - Do ý nghĩa nêu mà đối tượng trình sấy thật đa dạng, bao gồm nguyên liệu, bán thành phẩm thành phẩm giai đoạn khác qúa trình sản xuất chế biến, thuộc nhiều lĩnh vực kinh tế khác Nói cách khác, kỹ thuật sấy ứng dụng rộng rãi nghành công nghiệp nông nghiệp - Nguyên tắc trình sấy cung cấp lượng nhiệt để biến đổi trạng thái pha lỏng vật liệu thành Hầu hết vật liệu trình sản xuất chứa pha lỏng nước người ta thường gọi ẩm Như vậy, thực tế xem sấy qúa trình tách ẩm phương pháp nhiệt - Việc cung cấp lượng cho vật liệu qúa trình sấy tiến hành theo phương pháp truyền nhiệt biết Ví dụ : + Cấp nhiệt đối lưu gọi sấy đối lưu + Cấp nhiệt dẫn nhiệt gọi sấy tiếp xúc + Cấp nhiệt xạ gọi sấy xạ + Ngoài ra, có phương pháp sấy đặc biệt sấy dòng điện cao tần, sấy thăng hoa, sấy chân không… - Tóm lại, để bảo quản loại sản phẩm thời gian dài, qui trình công nghệ sản xuất nhiều sản phẩm có công đoạn sấy khô - Để chất lượng sản phẩm ngày nâng cao, công nghệ sấy cải tiến phát triển nghành hải sản, rau nhiều loại thực phẩm khác Các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt lúa, ngô, đậu…sau GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN SVTH : TRẦN THỊ THÙY9 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa thu hoạch cần sấy khô kịp thời, không sản phẩm bị giảm chất lượng chí bị hỏng dẫn đến tình trạng mùa sau thu hoạch Do nhu cầu sấy ngày đa dạng, có nhiều phương pháp thiết bị sấy để sấy loại sản phẩm khác nhau.Ngoài loại sản phẩm yêu cầu qui mô sấy khác đòi hỏi thiết bị sấy phù hợp Đối với loại sản phẩm biết trước, nhằm đạt yêu cầu sản phẩm sấy với chi phí nhiên liệu đầu tư thiết bị ban đầu thấp 1.2 GIỚI THIỆU VỀ MÁY SẤY THÙNG QUAY Hệ thống sấy thùng quay hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng để sấy vật liệu hạt, cục nhỏ như: cát, than đá, loại quặng, đường, muối, loại hóa chất : NaHCO , BaCl …ngũ cốc, mì Hệ thống dùng nhiên liệu đốt dầu than cấp nhiệt cho buồng đốt Cấu tạo máy sấy thùng quay gồm phần chính: - Buồng đốt - Thùng quay để trao đổi nhiệt liên tục với vật liệu sấy - Hệ thống thông gió thu hồi bụi cuối lò Cấu tạo máy sấy thùng quay thùng sấy Thùng sấy ống hình trụ tròn vật liệu thép, có lắp cánh xáo trộn để phân vùng không Tùy theo đường kính ống thép mà chiều dày thành ống từ 10 - 14 mm Ống thép đặt nghiêng - ổ trục quay, để tránh tình trạng ống bị trôi quay ổ trục có bệ đỡ lăn chống trôi Đầu cao ống có buồng đốt cấp nhiệt bên có ống dẫn vật liệu vào Đầu thấp ống có buồng cuối lò, bên có ống dẫn vật liệu khỏi thùng sấy sang gầu tải đưa lên silo chứa Bên buồng cuối lò có gắn quạt hút, ống khói xyclon lắng bụi tạo thành hệ thống thông gió bên máy sấy GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 10 SVTH : TRẦN THỊ THÙY10 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa 4.3.10 Momen chống uốn W= π Dt2 S ( 90 – TTTKMHCT1 ) Trong : Dt : Đường kính thùng; Dt = 180 ( cm ) S : Bề dày thùng sấy; S = 2,5 ( cm ) ( cm3 ) 4.3.11 Ứng suất thân thùng ( N/cm2 ) < [σ]CT3 = 4000 ( N/cm2 ) Vậy, thùng đảm bảo điều kiện bền có bề dày 2,35 cm 4.4 TÍNH TOÁN VÀNH ĐAI 4.4.1 Tải trọng vành đai Q' = G cosα Với : G: Trọng lượng toàn thùng , G = 295690,308 (N) α : Góc nghiêng thùng , α = 3o 4.4.2 Phản lực lăn T= Q' 2.cosϕ ( N ) ( 84 – TTTKMHCT1 ) Trong : φ : Góc tạo lăn thùng; Chọn φ = 30o GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 61 SVTH : TRẦN THỊ THÙY61 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa ( N ) 4.4.3 Bề rộng vành đai Bề rộng vành đai phụ thuộc vào đại lượng tải trọng riêng cho phép 1cm chiều dài tiếp xúc vành đai bề mặt lăn Bề rộng vành đai phải thỏa mãn điều kiện : B≥ T Po ( 10.20 – 84 – TTTKMHCT1 ) Trong : Po : Tải trọng riêng cho phép, vận tốc quay thùng 1,452 ( vg/ph ) Po = 24000 ( N/cm ).(chọn thùng quay chậm) ( cm ) Chọn B = 20 cm 4.4.4 Bề dày vành đai Theo 85 – TTTKMHCT1 ta có : h : B = : → h = 20 ( cm ) 4.4.5 Momen uốn Mu = 2.TRA ( 10.21 – 84 – TTTKMHCT1 ) Trong : T : Tải trọng vành đai; T = ( N ) R : Bán kính vành đai; R = ( cm ) A : Hệ số phụ thuộc vào tính chất tải trọng phương pháp lắp vành đai với thân thùng; Theo 85 – TTTKMHCT1 ta có với vành đai lắp cứng với thân thùng A = 0,07 GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 62 SVTH : TRẦN THỊ THÙY62 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa → Mu = 90.0,07 = 1074042,837 ( N.cm ) 4.4.6 Momen chống uốn W= Mu [σ ] ( cm3 ) ( 91 – TTTKMHCT1 ) Trong : [σ] : Ứng suất cho phép vật liệu làm thùng; Chọn vật liệu làm thùng thép đúc với [σ] = 15600 ( N/cm2 ) W= ( cm3 ) Kiểm tra lại bề dày vành đai : Ta có : ( cm ) Vậy vành đai đủ bền 4.4.7 Các thông số vành đai - Đường kính vành đai : Đường kính : Dt = 1,8 ( m ) Bề dày vành đai : h = 0,2 ( m ) - Bề rộng vành đai : B = 0,2 ( m ) - Vật liệu làm vành đai : Thép đúc 4.5 TÍNH TOÁN CON LĂN ĐỠ Con lăn đỡ tiếp nhận tất trọng lượng thùng quay vật liệu thùng Các gối đỡ lăn phải lắp đặt cho lăn di chuyển theo phương thẳng góc với trục thùng xoay xung quanh tâm thùng để thay đổi góc nghiêng thùng GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 63 SVTH : TRẦN THỊ THÙY63 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa 4.5.1 Đường kính lăn dc = dc = Dd ÷ Dd (cm ) ( 86 – TTTKMHCT1 ) 180 180 ÷ = 45 ÷ 60 ( cm ); Chọn dc = 55 ( cm ) 4.5.2 Bề rộng lăn b = B + = 20 + = 23 ( cm ) 4.5.3 Ứng suất tiếp xúc σ max = 0, 418 P.E R+r R.r ( N/cm2 ) ( 10.27 – 86 – TTTKMHCT1 ) Trong : P : Lực tác dụng đơn vị chiều dài tiếp xúc; P= T B ( N/cm ) ( 86 – TTTKMHCT1 ) ( N/cm ) E : Hệ số mô men đàn hồi vật liệu Theo 92 – TTTKMHCT1 ta có E = 1,75.107 R : Bán kính vành đai; R = 90 ( cm ) r : Bán kính lăn đỡ; r = 50 = 25 ( cm ) ( N/cm2 ) Ta thấy σmax < [σ]CT5 = 60000 (N/cm2) GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 64 SVTH : TRẦN THỊ THÙY64 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Vậy, độ bền đảm bảo 4.5.4 Các thông số lăn đỡ Đường kính lăn đỡ : dc = 0,55 ( m ) Bề rộng lăn đỡ : b = 0,23 ( m ) Vật liệu làm lăn đỡ : thép CT5 4.6 TÍNH TOÁN CON LĂN CHẶN Thùng đặt nghiêng so với mặt phẳng ngang góc α có xu hướng tụt xuống tác dụng trọng lực Vì cần có lăn chặn để ngăn cho thùng không tụt xuống Con lăn chặn hình cầu hình nón Trong trường hợp lựa chọn lăn chặn hình nón 4.6.1 Lực lớn tác dụng lên lăn chặn Umax = G.( sinα + f ) ( N ) ( 10.31 – 86 – TTTKMHCT1 ) Trong : G : Trọng lượng toàn phần thùng; G = 295690,308 ( N ) α : Góc nghiêng thùng; α = 3o f : Hệ số ma sát vành đai lăn chặn; f = 0,1 → Umax =295690,308 ( sin3 + 0,1 ) = 45044,266 ( N ) 4.6.2 Xác định bán kính lăn chặn Bố trí trục lăn chặn vuông góc với trục thùng quay Khi đó, góc đỉnh nón tính theo công thức : tg β = r R ( 19.29 – 87 – TTTKMHCT1 ) GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 65 SVTH : TRẦN THỊ THÙY65 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Trong : r : Bán kính lăn chặn β : Góc đỉnh nón; Chọn β = 15o R : Bán kính vành đai; R = 90 ( cm ) → r = tan15.90 = 24,115 ( cm ); Chọn r = 25 ( cm ) 4.6.3 Kiểm tra độ bền lăn chặn σ max = 0,148 P.E R ( N/cm2 ) ( 10.33 – 88 – TTTKMHCT1 ) Trong : P : Lực tác dụng lên đơn vị chiều dài tiếp xúc; P= U max l ( N ) ( 88 – TTTKMHCT1 ) Với l chiều dài tiếp xúc; chọn l = 60 ( cm ) (N/cm ) ( N/cm2 ) Ta thấy σmax < [σ]CT5 = 60000 ( N/cm2 ) Vậy, độ bền đảm bảo 4.6.4 Các thông số lăn chặn Loại lăn : Con lăn chặn hình nón Cách bố trí : Bố trí trục lăn vuông góc với trục thùng quay Bán kính lăn chặn : r = 25 ( cm ) Góc đỉnh nón : β = 15o GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 66 SVTH : TRẦN THỊ THÙY66 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 5.1 TÍNH TOÁN BUỒNG ĐỐT 5.1.1 Diện tích bề mặt ghi lò F= 0, 28.B.Qt r ( m2 ) ( 3-2 – 105 – Lò công nghiệp ) Trong : B : Lượng than cần đốt 1h; B =157,515 ( kg ) Qt : Nhiệt trị thấp than; Qt =25983,731 ( kJ/kg ) r : Cường độ nhiệt ghi; ta có : r = (349÷1744).103 (w/m2) (Theo bảng 3-3 – 105 – Lò công nghiệp) Ta chọn r = 500.103 ( W/m2 ) ( m2 ) = 5.1.2 Thể tích buồng đốt V= Qt B q ( m3 ) ( 3-3 – 105 – Lò công nghiệp ) Trong : q : Mật độ nhiệt thể tích buồng đốt, than đá sấy q = (290÷348).103 chọn : q = 340.103 ( W/m3 ) ( Theo bảng 3-4 – 106 – Lò công nghiệp) GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 67 SVTH : TRẦN THỊ THÙY67 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa 5.1.3 Chiều cao buồng đốt H= V F ( m ) ( 3-4 – 106 – Lò công nghiệp ) ( m ) 5.1.4 Số ghi lò Chọn loại ghi lò có kích thước ( 340×45 ) mm Vậy, số ghi : n = Chọn số ghi 150 5.1.5 Tỉ lệ mắt ghi: f/F Căn vào loại than , cỡ hạt than mà chọn tỉ lệ mắt ghi, diện tích mặt ghi lò cho phù hợp Với loại than ta chọn tỉ lệ f/F =25÷30% 5.2 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN QUẠT 5.2.1 Năng suất quạt V = L.v ( 17.34 – 333 – TTTKHTS ) Trong : L : Lượng khói cần thiết cho thùng; L = 5217,119 ( kg/h ) v : Thể tích không khí ẩm kg khói Theo Bảng I255 -318 - STT1 nhiệt độ trung bình khói thùng 325oC độ ẩm khói vào thùng 4,212 % ta có ρ = 0,591( Kg/m3 ) Vậy v = 1,693 ( m3/kg ) → V = 5217,119.1,693 = 8835,087 ( m3/h ) 5.2.2 Công suất quạt ( kW ) (Bơm – Máy nén – Quạt) GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 68 SVTH : TRẦN THỊ THÙY68 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Trong : V : Năng suất quạt; V = 8835,087 ( m3/h ) η : Hiệu suất thủy lực; η = ( 0,4÷0,6) Chọn η = 0,6 H : Tổng trở lực cần khắc phục ( mmHg ); H = ∑ ∆Pi = ∆P1 + ∆P2 + ∆P3 ( mmHg ) • Tính ∆P1 :  B  ∆P1 = m  ÷  150.F  m : Hệ số phụ thuộc vào hàm lượng tro loại ghi lò; chọn m = 64 B : Lượng than cần đốt 1h; B = 157,515 ( kg/h ) F : Diện tích ghi lò; F = ( m2 ) ( mmHg ) • Tính ∆P2 : ∆P2 trở lực lớp than trở lực ghi lò; chọn ∆P2 = 120 ( mmHg ) • Tính ∆P3 :  λ l  v ρ ∆P3 =  + ξ + 1÷  d  2.g ( mmHg ) Với : ρ : Khối lượng riêng không khí; ρ = 1,2 ( kg/m3 ) l : Chiều dài đường ống dẫn khói từ quạt đến buồng đốt; l = ( m ) v : Vận tốc khí ống; v = 20 ( m/s ) GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 69 SVTH : TRẦN THỊ THÙY69 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội ξ Khoa Công Nghệ Hóa : Hệ số trở lực van đường ống; ξ = 0,32 λ : Hệ số ma sát phụ thuộc vào chuẩn số Re; Chuẩn số Re : Re = v.d ρ µ Tính đường kính ống : Theo bảng I.255 – 318 – STT1 ta có độ nhớt khói 215oC : μ = 26,945.10-6 ( Ns/m2 ) (mmHg) (mmHg) (kW) 5.2.3 Chọn quạt Chọn vận tốc khói thùng 30 ( m/s ) Với tổn thất áp suất ( mmHg ) suất quạt ( m3/h ) theo hình 15- TKHTTBS ta chọn quạt số hiệu quạt ly tâm II - o 70 - N ; η = 0,6 Bảng phụ lục : S Tên chi tiết Ký hiệu Đơn vị Kích thước STT GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 70 SVTH : TRẦN THỊ THÙY70 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Chiều dài thùng Đường kính Khoa Công Nghệ Hóa m Dt m 1,8 Thể tích thùng Vt m3 Bề dày thùng δ m 0,022 Góc nghiêng ϕ độ Lt 19,694 thùng Vòng quay thùng nt vg/ph 1,452 Khoảng cách trục aw mm Đường kính đỉnh da1 mm 170 da2 mm 4070 Đường kính đáy df1 mm 57,5 df2 mm Chiều rộng vành bw mm 621 Đường kính vành đai Dv m 2,3 bv m 0,23 2005,5 3957,5 10 11 12 Bề rộng vành đai GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 71 SVTH : TRẦN THỊ THÙY71 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoảng cách hai 13 Khoa Công Nghệ Hóa Ld m 5,274 B cm 20 α độ vành đai Chọn bề rộng vành 14 đai Góc nghiêng 15 thùng Phản lực lăn T N 85241,459 Tải trọng Q’ N 147642,537 h cm 0,2 Bề rộng lăn đỡ b cm 18 Đường kính lăn dc cm R cm Bán kính lăn đỡ r cm 25 Chọn chiều dài tiếp l cm 40 F m2 2,284 N KW 16 17 vành đai Bề dày vành đai 18 19 20 55 đỡ Bán kính vành 21 90 đai 22 23 xúc Diện tích ghi lò 24 Công suất quạt GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 72 SVTH : TRẦN THỊ THÙY72 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính toán trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm tâp1,2 Quá trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm tập 3,4 Tính toán thiết kế hệ thống sấy; Tác giả Trần Văn Phú; NXB Giáo Dục Kỹ thuật sấy; Tác giả Hoàng Văn Chước; NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật Hà Nội Sổ tay trình thiết bị tập 1,2; Tác giả Nguyễn Bin; NXB Khoa Học Kỹ Thuật Hà Nội Tính toán hệ thống dẫn động khí tập 1; Tác giả Trịnh Chất – Lê Văn Uyển; NXB Giáo Dục Bơm – Máy nén – Quạt; TS Lê Xuân Hòa – ThS Nguyễn Thị Bích Ngọc Trường ĐHSPKT TP HCM Lò công nghiệp 9.Cơ sở thiết kế máy hóa chất; Tác giả Hồ Lê Viên; NXB Đại học Bách Khoa Hà Nội GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 73 SVTH : TRẦN THỊ THÙY73 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 74 Khoa Công Nghệ Hóa SVTH : TRẦN THỊ THÙY74 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 75 Khoa Công Nghệ Hóa SVTH : TRẦN THỊ THÙY75 [...]... e Sơ đồ cấu tạo cánh trong thiết bị sấy thùng quay: Cánh nâng Cánh nâng chia khoang Cánh phân bố đều( cánh phân phối chữ thập) Cánh hỗn hợp Cánh phân vùng Đối với vật liệu dạng cục to nhưng xốp, nhẹ trong thùng sấy có thể bố trí cánh nâng( hình a) Ngược lại với dạng vật liệu cục to, nặng thì nên bố trí cành nâng có chia khoang( hình b) Khi sấy vật liệu dạng hạt hoặc cục nhỏ, nhẹ người ta dùng cánh phân... SƠ ĐỒ NGUYÊN LÍ VÀ CẤU TẠO MÁY SẤY THÙNG QUAY 4.1.1 Sơ đồ công nghệ 6 7 13 8 14 4 1 5 10 15 11 9 3 3 2 12 1 .Thùng quay 2.Vành đi đỡ 3.Con Lăn đỡ 4.Bánh răng 5.Phễu hứng sản phẩm 6.Quạ thút 7 .Thiết bịlọcbụi 8.Lò đốt 9.Con lăn 10.Môtơ quạt chuyển động 13.Phểu tiếpliệu 11.Bê tông 14.Van điều chỉnh chặn 12.Băng tải 12.Băng tải 4.1.2 Nguyên lí hoạt động của máy sấy thùng quay Máy sấy thùng quay gồm một thùng. .. thì nên dùng cánh loại chia khoang kín( hình e) GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 15 SVTH : TRẦN THỊ THÙY15 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH ĐỐT THAN 2.1 CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU 2.1.1 Kiểu thiết bị: Thiết bị sấy thùng quay, phương thức sấy xuôi chiều 2.1.2 Tác nhân sấy: Khói lò - Nhiệt độ khói vào lò : 5500C Nhiệt độ ra khỏi thùng sấy : 1500C 2.1.3.Vật liệu sấy: là quặng... nghiêng của thùng quay, độ.Thường góc nghiêng của thùng dài 2,5÷3o, còn thùng ngắn đến 6o, chọn α = 3o - m : Hệ số phụ thuộc vào cấu tạo cánh trong thùng, lựa chọn cánh phân phối m=1 - k : hệ số phụ thuộc vào phương thức sấy ( phương thức sấy xuôi chiều) và tích chất của vật liệu k=0,6 theo ( Bảng VIIA – 122 – STT2 ) - τ : Thời gian lưu lại của vật liệu trong thùng quay hay cũng chính là thời gian sấy (... Hóa Bên trong thùng sấy người ta lắp các cánh để xáo trộn vật liệu làm quá trình trao đổi nhiệt giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy tốt hơn Các đệm ngăn trong thùng vừa có tác dụng phân phối đều vật liệu theo tiết diện thùng vừa làm tăng bề mặt tiếp xúc Cấu tạo của đệm ngăn phụ thuộc vào kích thước của vật liệu sấy và độ ẩm của nó Các loại đệm ngăn được dùng phổ biến trong máy sấy thùng quay gồm : - Đệm... Đệm ngăn kiểu phân khu để sấy các hạt đã đập nhỏ, bụi loại này cho phép hệ số chứa đầy từ 15 - 25 % Nếu nhiệt độ sấy lớn hơn 200C thì dùng khói lò nhưng không dùng cho nhiệt độ lớn hơn 800C  Ưu điểm của hệ thống sấy thùng quay: Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt giữa vật liệu - sấy và tác nhân sấy Cường độ sấy lớn, có thể đạt 100 kg ẩm bay hơi/ mh Thiết bị gọn, có thể cơ khí hóa và... lượng của thùng được đặt trên 2 bánh đai đỡ GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 13 SVTH : TRẦN THỊ THÙY13 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Bánh đai được đặt trên bốn con lăn đỡ , khoảng cách giữa 2 con lăn cùng một bệ đỡ có thể thay đổi để điều chỉnh góc nghiêng của thùng, nghĩa là điều chỉnh thời gian lưu vật liệu trong thùng Thùng quay được là nhờ có bánh răng Bánh răng ăn khớp với bánh răng dẫn... nhân sấy đến thành thiết bị do đối lưu cưỡng bức α1’’ : Hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành thiết bị do đối lưu tự nhiên a.1 Xác định α1’ : Lưu lượng thể tích của khói trong thùng : Vi = vi.Lo ( m3/h ) Trong đó : vi : Thể tích không khí ẩm ( m3/kg kkk ) Lo : Lượng khói tiêu tốn chung cho thùng sấy; Lo = 5217,119 ( kg kkk/h ) Theo I.255 – 318 – STT1 ta có : - Lưu lượng thể tích của khói vào thùng: ... đầu cao của thùng qua phễu chứa và được chuyển động dọc theo thùng nhờ các đệm ngăn Các đệm ngăn vừa có tác dụng phân bố đều theo tiết diện thùng, đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy Cấu tạo của đệm ngăn phụ thuộc vào kích thước của vật liệu sấy, tính chất và độ ẩm của nó Vận tốc của khói lò hay không khí nóng đi trong máy sấy khoảng 2÷3 m/s, thùng quay 3÷8... 3m/s thí vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thùng Các đệm ngăn trong thùng vừa có tác dụng phân phối đều vật liệu theo tiết diện thùng, vừa đảo trộn vật liệu làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy Cấu tạo của các đệm ngăn( cánh đảo trộn) phụ thuộc vào kích thước vật liệu và độ ẩm của nó Các loại đêm ngăn được dùng phổ biền trong máy sấy thùng quay gồm: GVHD : NGUYỄN VĂN HOÀN 14 SVTH