Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI MỞ ĐẦU 7CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG 81.1. Giới thiệu chung về kỹ thuật sấy 81.1.1. Khái niệm và mục đích. 81.1.2. Phân loại phương pháp sấy 81.1.3. Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy 11a. Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí 11b.Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí 11c. Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí 12d. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu 12e. Ảnh hưởng của quá trình ủ ẩm 13f. Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu 131.1.4. Vai trò của sấy trong kỹ thuật và đời sống 131.2. Giới thiệu về máy sấy thùng quay 151.2.1 Cấu tạo 151.2.2. Nguyên lý hoạt dộng. 171.2.3. Ưu, nhược điểm của sấy thùng quay. 181.2.4. Lựa chọn thiết bị 191.3. Giới thiệu về vật liệu quặng mangan. 19a,Trimangan tetraoxit (Mn 3 0 4 ) 20b,Mangan dioxit (Mn0 2 ) 21c, Mangan (III) oxit (Mn 2 0 3 ) 22d, Monohidroxit MnOOH 22CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN NHIÊN LIỆU 232.1.2. Điều kiện môi trường. 232.1.3. Vật liệu sấy là cát với các thông số 242.1.4. Tác nhân sấy 242.2. Tính toán các thông số của nhiên liệu 24Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ HóaĐồ án QTTB – SấyDVHD: Nguyễn Văn HoànPage2 Đặng Thị Thu HươngCNH1_K62.2.1. Thành phần của than 242.2.2. Nhiệt dung riêng của than đá 252.2.3. Nhiệt trị của than 262.2.4. Lượng không khí khô lý thuyết để đốt cháy 1 kg than 262.2.5. Entanpi của nước trong hỗn hợp khói 262.2.6. Hệ số không khí thừa sau quá trình hoà trộn 272.2.6.1. Nhiệt lượng vào buồng đốt khi đốt 1 kg than 272.2.6.2. Nhiệt lượng ra khỏi buồng đốt và buồng trộn 292.2.7. Trạng thái của khói trước khi vào thùng sấy 332.2.7.1. Nhiệt độ của khói 33t 1 = 700ºC 332.2.7.2. Hàm ẩm của khói 332.2.7.3. Hàm nhiệt của khói 332.2.7.4. Độ ẩm 33CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 343.1. Cân bằng vật liệu 343.1.1. Lượng ẩm bay hơi 343.1.2. Lượng quặng mangan ra khỏi thùng sấy 343.2. Các thông số cơ bản của thùng sấy 353.2.1. Thể tích của thùng sấy 353.2.2. Chiều dài ,đường kính và bề dày thùng 353.2.2.1. Đường kính thùng 353.2.2.2. Chiều dài thùng 353.2.2.3. Chiều dày thân thùng 363.2.3. Thời gian lưu vật liệu trong thùng 363.2.4. Số vòng quay của thùng 363.2.5. Công suất cần thiết để quay thùng 373.2.6. Các thông số cơ bản của thùng sấy 373.2.6.1. Cấu tạo thân thùng 373.2.6.2. Đường kính thùng 373.2.6.3. Chiều dài thùng 383.2.6.4. Loại cánh 383.2.6.5. Tốc độ quay 383.3. Quá trình sấy lý thuyết 383.3.1. Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy 383.3.1.1. Nhiệt độ 383.3.1.2. Hàm nhiệt 383.3.1.3. Hàm ẩm 383.3.1.4. Độ ẩm 38Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ HóaĐồ án QTTB – SấyDVHD: Nguyễn Văn HoànPage3 Đặng Thị Thu HươngCNH1_K63.3.2. Cân bằng nhiệt lượng của quá trình sấy 393.4. Quá trình sấy thực tế 403.4.1. Nhiệt tổn thất ra môi trường 403.4.1.1. Xác định hệ số truyền nhiệt K 403.4.1.2. Diện tích xung quanh thùng sấy 473.4.1.3. Hiệu số nhiệt độ trung bình 473.4.2. Tổn thất do quặng mangan mang ra khỏi thùng sấy 483.4.3. Xác định giá trị ∆ (Lượng nhiệt bổ sung thực tế) 483.4.4. Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy 493.4.4.1. Nhiệt độ 493.4.4.2. Hàm ẩm 493.4.4.4. Hàm nhiệt 503.4.5. Lượng khói cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm 503.4.6. Lượng than cần thiết cho quá trình 503.4.7. Cân bằng nhiệt lượng trong thiết bị sấy 513.4.8. Kiểm tra lượng nhiệt mất mát ra môi trường 523.4.9. Lượng nhiệt cần cung cấp cho thùng sấy 52CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 524.1. Tính toán hệ thống dẫn động 524.1.1. Tính toán và lựa chọn động cơ 52Công suất cần thiết để quay thùng là : P t = N t = 16,2575 ( kW ) 524.1.2. Tính toán động học hệ thống dẫn động cơ khí 534.1.2.1. Xác định tỷ số truyền của hệ thống dẫn động 534.1.2.2. Phân tỷ số truyền của hệ dẫn động 544.1.2.3. Số vòng quay của bánh răng chủ động 544.1.2.4. Công suất trên trục bánh răng chủ động 544.1.2.5. Momen quay trên trục của bánh răng chủ động 544.2. Tính toán bộ truyền động bánh răng 554.2.1. Chọn vật liệu 554.2.2. Xác định ứng suất cho phép 554.2.2.1. Ứng suất tiếp xúc 554.2.2.2. Ứng suất uốn 564.2.2.3. Ứng suất quá tải cho phép 574.2.3. Các thông số cơ bản của bộ truyền 584.2.3.1. Khoảng cách trục 584.2.3.2. Các thông số ăn khớp 584.2.3.3. Đường kính răng 594.2.3.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 604.2.3.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn 63Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ HóaĐồ án QTTB – SấyDVHD: Nguyễn Văn HoànPage4 Đặng Thị Thu HươngCNH1_K6Ứng suất uốn sinh ra tại chân răng : 634.2.3.6. Kiểm nghiệm răng về quá tải 65Khi làm việc bánh răng có thể bị quá tải với hệ số quá tải là 65K qt = T max T, 654.2.3.7. Các thông số kích thước của bộ truyền bánh răng trụ 654.3. Kiểm tra độ bền thân thùng 664.3.1. Trọng lượng của vật liệu trong thùng 664.3.3. Trọng lượng bánh răng vòng 674.3.4. Trọng lượng cánh xới 674.3.5. Trọng lượng vành đai 674.3.6. Khoảng cách hai vành đai 684.3.7. Tải trọng trên một đơn vị chiều dài thùng không kể bánh răng vòng 68brtGGqL( Ncm ) ( 90 – TTTKMHCT1 ). 684.3.8. Momen uốn do tải trọng này gây ra 684.3.9. Momen uốn do bánh răng vòng gây ra 694.3.10. Momen chống uốn 694.3.11. Ứng suất thân thùng 694.4. Tính toán vành đai 694.4.1. Tải trọng trên một vành đai 694.4.2. Phản lực của con lăn 704.4.3. Bề rộng của vành đai 704.4.4. Bề dày của vành đai 70Với thùng nặng thì bề dày của vành đai là: 704.4.5. Momen uốn 714.4.6. Momen chống uốn 714.4.7. Các thông số của vành đai 714.5. Tính toán con lăn đỡ 724.5.1. Bề rộng của con lăn 72b = B + 3 = 35 + 3 = 38 ( cm ) (T250 HDTKMHCT1). 724.5.1. Đường kính của con lăn 72Chọn sơ bộ đường kính con lăn đỡ theo công thức: 724.5.4. Các thông số của con lăn đỡ 744.6. Tính toán con lăn chặn 744.6.1. Lực lớn nhất tác dụng lên con lăn chặn 744.6.2. Xác định bán kính con lăn chặn 744.6.3. Kiểm tra độ bền của con lăn chặn 754.6.4. Các thông số của con lăn chặn 755.1. Tính toán buồng đốt 77
Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy Contents ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG : GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung kỹ thuật sấy 1.1.1 Khái niệm mục đích 1.1.2 Phân loại phương pháp sấy 1.1.3 Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy 11 a Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí 11 b.Ảnh hưởng tốc độ chuyển động khơng khí 11 c Ảnh hưởng độ ẩm tương đối khơng khí 12 d Ảnh hưởng kích thước nguyên liệu 12 e Ảnh hưởng trình ủ ẩm 13 f Ảnh hưởng thân nguyên liệu 13 1.1.4 Vai trò sấy kỹ thuật đời sống 13 1.2 Giới thiệu máy sấy thùng quay 15 1.2.1 Cấu tạo 15 1.2.2 Nguyên lý hoạt dộng 17 1.2.3 Ưu, nhược điểm sấy thùng quay 18 1.2.4 Lựa chọn thiết bị 19 1.3 Giới thiệu vật liệu quặng mangan 19 a,Trimangan tetraoxit (Mn304) 20 b,Mangan dioxit (Mn02) 21 c, Mangan (III) oxit (Mn203) 22 d, Monohidroxit MnOOH 22 CHƯƠNG : TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN NHIÊN LIỆU .23 2.1.2 Điều kiện môi trường 23 2.1.3 Vật liệu sấy cát với thông số .24 2.1.4 Tác nhân sấy 24 2.2 Tính tốn thơng số nhiên liệu 24 2.2.1 Thành phần than 24 DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy 2.2.2 Nhiệt dung riêng than đá 25 2.2.3 Nhiệt trị than 26 2.2.4 Lượng khơng khí khô lý thuyết để đốt cháy kg than 26 2.2.5 Entanpi nước hỗn hợp khói 26 2.2.6 Hệ số khơng khí thừa sau q trình hồ trộn .27 2.2.6.1 Nhiệt lượng vào buồng đốt đốt kg than 27 2.2.6.2 Nhiệt lượng khỏi buồng đốt buồng trộn 29 2.2.7 Trạng thái khói trước vào thùng sấy 33 2.2.7.1 Nhiệt độ khói 33 t1 = 700ºC 33 2.2.7.2 Hàm ẩm khói 33 2.2.7.3 Hàm nhiệt khói 33 2.2.7.4 Độ ẩm 33 CHƯƠNG : TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH .34 3.1 Cân vật liệu 34 3.1.1 Lượng ẩm bay 34 3.1.2 Lượng quặng mangan khỏi thùng sấy .34 3.2 Các thông số thùng sấy 35 3.2.1 Thể tích thùng sấy 35 3.2.2 Chiều dài ,đường kính bề dày thùng .35 3.2.2.1 Đường kính thùng 35 3.2.2.2 Chiều dài thùng 35 3.2.2.3 Chiều dày thân thùng 36 3.2.3 Thời gian lưu vật liệu thùng .36 3.2.4 Số vòng quay thùng 36 3.2.5 Công suất cần thiết để quay thùng 37 3.2.6 Các thông số thùng sấy .37 3.2.6.1 Cấu tạo thân thùng 37 3.2.6.2 Đường kính thùng 37 3.2.6.3 Chiều dài thùng 38 3.2.6.4 Loại cánh 38 3.2.6.5 Tốc độ quay 38 3.3 Quá trình sấy lý thuyết 38 3.3.1 Trạng thái khói khỏi thùng sấy 38 3.3.1.1 Nhiệt độ 38 3.3.1.2 Hàm nhiệt 38 3.3.1.3 Hàm ẩm 38 3.3.1.4 Độ ẩm 38 3.3.2 Cân nhiệt lượng trình sấy 39 3.4 Quá trình sấy thực tế 40 DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy 3.4.1 Nhiệt tổn thất môi trường .40 3.4.1.1 Xác định hệ số truyền nhiệt K .40 3.4.1.2 Diện tích xung quanh thùng sấy 47 3.4.1.3 Hiệu số nhiệt độ trung bình 47 3.4.2 Tổn thất quặng mangan mang khỏi thùng sấy 48 3.4.3 Xác định giá trị ∆ (Lượng nhiệt bổ sung thực tế) 48 3.4.4 Trạng thái khói khỏi thùng sấy 49 3.4.4.1 Nhiệt độ 49 3.4.4.2 Hàm ẩm 49 3.4.4.4 Hàm nhiệt 50 3.4.5 Lượng khói cần thiết để bốc kg ẩm .50 3.4.6 Lượng than cần thiết cho trình .50 3.4.7 Cân nhiệt lượng thiết bị sấy 51 3.4.8 Kiểm tra lượng nhiệt mát môi trường .52 3.4.9 Lượng nhiệt cần cung cấp cho thùng sấy .52 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CƠ KHÍ 52 4.1 Tính tốn hệ thống dẫn động 52 4.1.1 Tính tốn lựa chọn động 52 Công suất cần thiết để quay thùng : Pt = Nt = 16,2575 ( kW ) 52 4.1.2 Tính tốn động học hệ thống dẫn động khí .53 4.1.2.1 Xác định tỷ số truyền hệ thống dẫn động 53 4.1.2.2 Phân tỷ số truyền hệ dẫn động 54 4.1.2.3 Số vòng quay bánh chủ động 54 4.1.2.4 Công suất trục bánh chủ động 54 4.1.2.5 Momen quay trục bánh chủ động 54 4.2 Tính tốn truyền động bánh 55 4.2.1 Chọn vật liệu 55 4.2.2 Xác định ứng suất cho phép .55 4.2.2.1 Ứng suất tiếp xúc 55 4.2.2.2 Ứng suất uốn 56 4.2.2.3 Ứng suất tải cho phép 57 4.2.3 Các thông số truyền .58 4.2.3.1 Khoảng cách trục 58 4.2.3.2 Các thông số ăn khớp 58 4.2.3.3 Đường kính 59 4.2.3.4 Kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc 60 4.2.3.5 Kiểm nghiệm độ bền uốn .63 Ứng suất uốn sinh chân : 63 4.2.3.6 Kiểm nghiệm tải 65 Khi làm việc bánh bị tải với hệ số tải 65 DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy Kqt = Tmax/T, 65 4.2.3.7 Các thơng số kích thước truyền bánh trụ 65 4.3 Kiểm tra độ bền thân thùng 66 4.3.1 Trọng lượng vật liệu thùng 66 4.3.3 Trọng lượng bánh vòng 67 4.3.4 Trọng lượng cánh xới 67 4.3.5 Trọng lượng vành đai 67 4.3.6 Khoảng cách hai vành đai 68 4.3.7 Tải trọng đơn vị chiều dài thùng khơng kể bánh vòng 68 q G Gbr Lt ( N/cm ) ( 90 – TTTKMHCT1 ) .68 4.3.8 Momen uốn tải trọng gây 68 4.3.9 Momen uốn bánh vòng gây 69 4.3.10 Momen chống uốn 69 4.3.11 Ứng suất thân thùng 69 4.4 Tính tốn vành đai 69 4.4.1 Tải trọng vành đai 69 4.4.2 Phản lực lăn 70 4.4.3 Bề rộng vành đai 70 4.4.4 Bề dày vành đai 70 Với thùng nặng bề dày vành đai là: 70 4.4.5 Momen uốn 71 4.4.6 Momen chống uốn 71 4.4.7 Các thông số vành đai 71 4.5 Tính tốn lăn đỡ 72 4.5.1 Bề rộng lăn 72 b = B + = 35 + = 38 ( cm ) (T250- HDTKMHCT1) 72 4.5.1 Đường kính lăn 72 Chọn sơ đường kính lăn đỡ theo cơng thức: .72 4.5.4 Các thông số lăn đỡ .74 4.6 Tính tốn lăn chặn 74 4.6.1 Lực lớn tác dụng lên lăn chặn .74 4.6.2 Xác định bán kính lăn chặn 74 4.6.3 Kiểm tra độ bền lăn chặn .75 4.6.4 Các thông số lăn chặn 75 5.1 Tính tốn buồng đốt 77 Để đốt cháy nhiên liệu tạo khói cho thùng sấy dạng khói lò người ta thường sử dụng thiết bị đốt Thiết bị đốt cần đảm bảo đốt cháy nhiên liệu cách hiệu mặt khác phải đơn giản kết cấu dễ sử dụng 77 DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy Để đốt nhiên liệu than đá người ta thường sử dụng thiết bị đốt gọi buồng đốt Do thiết bị sấy thùng quay cần cơng suất nhiệt nhỏ người ta thường dùng lò đốt thủ cơng áp dụng hệ thống sấy thùng quay (chủ yếu lò đốt thủ công dạng ghi phẳng ) 77 5.1.1 Diện tích bề mặt ghi lò 77 5.1.2 Thể tích buồng đốt 78 5.1.3 Chiều cao buồng đốt 78 5.1.4 Số ghi lò 78 5.1.5 Tỉ lệ mắt ghi: f/F 78 5.2 Tính tốn chọn quạt 79 5.2.1 Năng suất quạt 79 5.2.2 Công suất quạt 79 5.2.3 Chọn quạt 81 VỚI TỔN THẤT ÁP SUẤT LÀ 160,473 ( MMHG ) VÀ NĂNG SUẤT QUẠT LÀ 14117,3466 ( M3/H ) THEO HÌNH 15- TKHTTBS TA CHỌN QUẠT SỐ HIỆU QUẠT LY TÂM II - - 70 - NO7 ; 81 BẢNG PHỤ LỤC : 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy BỘ CƠNG THƯƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH THIẾT BỊ ***_Số : 29_*** Họ tên HS - SV : Đặng Thị Thu Hương Lớp : ĐH Hoá Khố: Khoa : Cơng nghệ Hố Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Văn Hoàn NỘI DUNG Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy quặng mangan với suất 10050 kg/giờ Các số liệu ban đầu: - Độ ẩm đầu vật liệu: 15% - Độ ẩm cuối vật liệu: 2% - Nhiệt độ khói vào : 7000C - Nhiệt độ khói : 1050C T Tên vẽ Khổ giấy Số lượng T Vẽ dây chuyền sản xuất A4 01 Vẽ máy sấy thùng quay A0 01 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Văn Hoàn DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy LỜI MỞ ĐẦU Nước ta phát triển theo hướng cơng nghiệp hóa đại hóa, ngành cơng nghiệp ngành cơng nghiệp hóa chất trọng phát triển ứng dụng nhiều ngành như: thực phẩm, vật liệu xây dựng, phân bón, dược phẩm, đồ gốm Sấy trình quan trọng dây chuyền sản xuất đó.Trong ngành cơng nghiệp thực phẩm để bảo quản sản phẩm lâu dài sau thu hoạch, sau sản xuất người ta phải phơi, sấy khơ Còn ngành cơng nghiệp hố chất, vật liệu xây dựng quy trình kỹ thuật yêu cầu phối trộn nguyên nhiên liệu có độ ẩm phù hợp với u cầu cơng nghệ Ngồi q trình sấy mang lại nhiều lợi ích thiết thực đời sống sinh hoạt như: kéo dài thời gian sử dụng, giảm bớt chi phí vận chuyển, vận chuyển dễ dàng hơn,… Đồ án nội dung sấy tập lớn nằm chương trình mơn q trình thiết bị khoa cơng nghệ Hố trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội, giúp cho sinh viên có kĩ q trình tra cứu số liệu, tính tốn, đồng thời nắm vững cơng nghệ sấy nói riêng q trình cơng nghệ Hố Học nói chung Được thầy giáo Nguyển Văn Hoàn giao nhiêm vụ: “tính tốn để thiết kế hệ thống sấy thùng quay để sấy quặng mangan với suất 10050kg/h” Dựa kiến thức học với hướng dẫn tận tình thầy em hồn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn thầy Hồn thầy khoa Cơng Nghệ Hố bảo, giúp đỡ tận tình em thời gian em hoàn thành đồ án Do hạn chế tài liệu tham khảo kiến thức nên đồ án chắn khơng tránh khỏi sai sót, em mong nhận đóng góp, sữa chữa thầy Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Thu Hương Lớp: ĐH Hoá1 _K06 DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy Chương : GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Giới thiệu chung kỹ thuật sấy 1.1.1 Khái niệm mục đích - Khái niệm: Sấy trình dùng nhiệt để làm bốc nước khỏi vật liệu ẩm - Mục đích: + bảo quản nguyên vật liệu ( thực phẩm, hóa chất, quặng ) sấy làm giảm độ ẩm vật liệu đến mức cần thiết vi khuẩn, nấm mốc,nấm men bị ức chế không phát triển hoạt động được, giảm hoạt động enzim + Tiết kiệm lượng tiêu tốn cho trình vận chuyển sấy làm giảm kích thước trọng lượng vật liệu + Đảm bảo thông số kĩ thuật cho q trình gia cơng vật liệu + Đảm bảo tính mĩ thuật 1.1.2 Phân loại phương pháp sấy Có nhiều cách để phân loại: - Phân loại theo nguồn lượng sử dụng để sấy hai loại sấy: + Sấy tự nhiên: Tiến hành bay tự nhiên lượng tự nhiên lượng mặt trời, lượng gió Dùng phương pháp đỡ tốn lượng không chủ động điều chỉnh vận tốc trình theo yêu cầu kĩ thuật, suất thấp + Sấy nhân tạo: sử dụng nguồn lượng người tạo khói lò, nước bão hòa, dòng điện Phương pháp khắc phục nhược điểm phương pháp sấy tự nhiên - Phân loại theo phương pháp truyền nhiệt kĩ thuật sấy: DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy + Sấy đối lưu: Phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với không khí nóng, khói lò ( gọi tác nhân sấy ) + Sấy tiếp xúc: Phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp với vật liệu mà truyền nhiệt gián tiếp cho vách ngăn + Sấy tia hồng ngoại: Phương pháp sấy dùng lượng tia hồng ngoại nguồn nhiệt phát truyền cho vật liệu sấy + Sấy dòng điện cao tầng: Phương pháp sấy dùng lượng điện trường có tần số cao để đốt nóng tồn chiều dày lớp vật liệu + Sấy thăng hoa: Phương pháp sấy mơi trường có độ chân khơng cao nhiệt độ thấp nên ẩm tự vật liệu đóng băng bay từ trạng thái rắn thành không qua trạng thái lỏng Ba phương pháp cuối sử dụng công nghiệp nên gọi chung phương pháp sấy đặc biệt Trong công nghiệp hóa chất thực phẩm, cơng nghệ thiết bị sấy đối lưu tiếp xúc sử dụng phổ biến cả, phương pháp sấy đối lưu Nó có nhiều dạng khác sấy hầu hết dạng vật liệu sấy - Dựa vào phương pháp làm việc + Máy sấy liên tục + Máy sấy gián đoạn - Dựa vào áp suất làm việc: + Sấy chân không + Sấy áp suất thường - Dựa vào cấu tạo thiết bị: + Thiết bị sấy buồng: sấy tất loại vật liệu, cấu tạo thiết bị đơn giản vật liệu khơng đảo trộn q trình sấy dẫn DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy đến sấy không đồng đều, thời gian sấy dài, suất thấp Thiết bị làm việc không liên tục phải ngừng hoạt động để nạp tháo vật liệu làm tổn thất lượng nhiều Khí nóng phân bố khơng đồng toàn buồng sấy + Thiết bị sấy hầm: hầm cấu tạo đơn giản, suất cao, làm việc bán liên tục, sấy không đồng lớp vật liệu + Thiết bị sấy nhiều băng tải: vật liệu đảo trộn, thời gian sấy nhanh, sấy đồng thích hợp sấy vật liệu dạng hạt bị vỡ vụn rau, quả, sấy ngũ cốc, sấy bánh kẹo khơng sấy vật liệu khích thước lớn, vật liệu bị vỡ vụn, khơng sấy vật liệu ẩm có khả bị bết dính lại băng tải làm giảm hiệu sấy + Thiết bị sấy thùng quay: cường độ bốc ẩm lớn có, q trình sấy đặn, tiếp xúc khói nóng vật liệu tốt, thời gian sấy nhanh, thiết bị gọn, khí hóa, tự động hóa hồn tồn, thích hợp sấy nhiều loại vật liệu, suất lớn Vật liệu bị đảo trộn nhiều dễ bị vỡ vụn ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, không sấy vật liệu có độ bết dính lớn làm giảm hiệu sấy, cấu tạo thiết bị phức tạp + Thiết bị sấy tầng sôi: cường độ sấy lớn, suất cao, suất cao, thiết bị sấy đồng đều, khí hóa tự động hóa hồn tồn nhiên khó vật liệu bị vỡ vụn tạo bụi, bào mòn thiết bị, tốn lượng cho thiết bị thu hồi bụi + Thiết bị sấy phun: sấy nhanh, vật liệu dạng bột mịn không cần nghiền, phụ hợp vật liệu không sấy nhiệt độ cao nhiên kích thước phòng sấy lớn, tốc độ tác nhân sấy nhỏ cường độ sấy nhỏ tiêu tốn lượng lớn, cấu tạo thiết bị phức tạp 1.1.3 Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy a Ảnh hưởng nhiệt độ khơng 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 DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page 10 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy 4.4.2 Phản lực lăn Q' T 2.cos ( N ) ( 84 – TTTKMHCT1 ) Trong : φ : Góc tạo lăn thùng; Chọn φ = 30o ( 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 : T B� Po ( 10.20 – 84 – TTTKMHCT1 ) Trong : Po : Tải trọng riêng cho phép, vận tốc quay thùng 1,9 (vg/ph) Po = 2400 ( N/cm ).(chọn thùng quay chậm) ( cm ) Chọn B = 35 cm 4.4.4 Bề dày vành đai Với thùng nặng bề dày vành đai là: (cm) 4.4.5 Momen uốn Mu = 2.TRA ( 10.21 – 84 – TTTKMHCT1 ) Trong : T : Tải trọng vành đai; T = 77349,315 ( N ) DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page 65 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy 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 = 0,08 0,09; Chọn A= 0,08 → Mu = 2.77349,315.105.0,08 = 1299468,492 ( N.cm ) 4.4.6 Momen chống uốn W Mu [ ] ( 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 thơng số vành đai - Đường kính vành đai : Đường kính : Dt = 1,8 ( m ) Bề dày vành đai : h = 0,1346 ( m ) - Bề rộng vành đai : B = 0,35 ( m ) - Vật liệu làm vành đai : Thép đúc 4.5 Tính tốn 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 DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page 66 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy chuyển theo phương thẳng góc với trục thùng xoay xung quanh tâm thùng để thay đổi góc nghiêng thùng 4.5.1 Bề rộng lăn b = B + = 35 + = 38 ( cm ) (T250- HDTKMHCT1) 4.5.1 Đường kính lăn Chọn sơ đường kính lăn đỡ theo cơng thức: dc (T 250 - Hướng dẫn thiết kế máy hóa T1) → (cm) Kiểm tra đường kính theo tiêu chuẩn (T 250 - Hướng dẫn thiết kế máy hóa T1) D: Đường kính vành đai D = Dv +2h = 2,1 + 2.0,1348(m) = 2,3692 (m) = 236,92 (cm) → 0,25.236,92 dc 0,33.236,92 59,23 dc 78,1836 (cm) Vậy chọn đường kính lăn đỡ dc = 60 (cm) 4.5.3 Ứng suất tiếp xúc max 0, 418 P.E Rr R.r ( N/cm2 ) ( 10.27 – 86 – TTTKMHCT1 ) DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page 67 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Công Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy Trong : P : Lực tác dụng đơn vị chiều dài tiếp xúc; (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 = (cm) ( cm ) r : Bán kính lăn đỡ; r = ( cm ) ( N/cm2 ) Ta thấy σmax < [σ]CT5 = 60000 (N/cm2) Vậy, độ bền đảm bảo 4.5.4 Các thông số lăn đỡ Đường kính lăn đỡ : dc = 0,6 ( m ) Bề rộng lăn đỡ : b = 0,38 ( m ) Vật liệu làm lăn đỡ : thép CT5 4.6 Tính tốn 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 tồn phần thùng; G = 268201,154 ( N ) α : Góc nghiêng thùng; α = 2,5o DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page 68 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy f : Hệ số ma sát vành đai lăn chặn; f = 0,1 → Umax = 268201,154.( sin2,5 + 0,1 ) = 38518,885 ( N ) 4.6.2 Xác định bán kính lăn chặn Bố trí trục lăn chặn vng góc với trục thùng quay Khi đó, góc đỉnh nón tính theo cơng thức : tg r R ( 19.29 – 87 – TTTKMHCT1 ) Trong : r : Bán kính lăn chặn β : Góc đỉnh nón; Chọn β = 10o R : Bán kính vành đai; R = 118,46 ( cm ) → r = tan10.118,46 = 20,888 ( cm ); Chọn r = 21 ( cm ) 4.6.3 Kiểm tra độ bền lăn chặn ( 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 = 50 ( cm ) ( N/cm ) ( N/m2 ) Ta thấy σmax < [σ]CT5 = 60000 ( N/cm2 ) Vậy, độ bền đảm bảo DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page 69 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy 4.6.4 Các thông số lăn chặn Loại lăn : Con lăn chặn hình nón Cách bố trí : Bố trí trục lăn vng góc với trục thùng quay Bán kính lăn chặn : r = 21 ( cm ) Góc đỉnh nón : β = 10o DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page 70 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy CHƯƠNG : TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ 5.1 Tính tốn buồng đốt Để đốt cháy nhiên liệu tạo khói cho thùng sấy dạng khói lò người ta thường sử dụng thiết bị đốt Thiết bị đốt cần đảm bảo đốt cháy nhiên liệu cách hiệu mặt khác phải đơn giản kết cấu dễ sử dụng Để đốt nhiên liệu than đá người ta thường sử dụng thiết bị đốt gọi buồng đốt Do thiết bị sấy thùng quay cần công suất nhiệt nhỏ người ta thường dùng lò đốt thủ công áp dụng hệ thống sấy thùng quay (chủ yếu lò đốt thủ cơng dạng ghi phẳng ) 5.1.1 Diện tích bề mặt ghi lò F 0, 28.B.Qt r ( m2 ) ( 3-2 – 105 – Lò cơng nghiệp ) Trong : B : Lượng than cần đốt 1h; B =225,292 ( kg ) Qt : Nhiệt trị thấp than; Qt = 25987,292 ( kJ/kg ) r : Cường độ nhiệt ghi; ta có : r = (348÷1744).103 (w/m2) (Theo bảng 3-3 – 105 – Lò cơng nghiệp) Ta chọn r = 450.103 ( W/m2 ) ( m2 ) DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page 71 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy 5.1.2 Thể tích buồng đốt V Qt B q ( m3 ) ( 3-3 – 105 – Lò cơng nghiệp ) Trong : q : Mật độ nhiệt thể tích buồng đốt; q = (290 348).103 (W/m3) chọn : q = 340.103 ( W/m3 ) ( Theo bảng 3-2 – 106 – Lò cơng nghiệp) ( m3 ) 5.1.3 Chiều cao buồng đốt H V F ( m ) ( 3-4 – 106 – Lò cơng 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 238 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 tốn chọn quạt 5.2.1 Năng suất quạt V = L.v ( 17.34 – 333 – TTTKHTS ) Trong : L : Lượng khói cần thiết cho thùng; L = 7249,74 ( kg/h ) DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page 72 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy v : Thể tích khơng khí ẩm kg khói Theo PL5 – 349 – TTVTKHTS nhiệt độ trung bình khói thùng 402,5oC độ ẩm khói vào thùng 0,0018144% ta có v = 1,947290053 ( m3/kg ) → V = 7249,74 1,947290053 = 14117,3466 ( m3/h ) 5.2.2 Công suất quạt N V H 3600.102. ( kW ) (Bơm – Máy nén – Quạt) Trong : V : Năng suất quạt; V = 14117,3466 ( 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 = 40 B : Lượng than cần đốt 1h; B = 225,427 ( kg/h ) F : Diện tích ghi lò; F = 3,645 ( m2 ) ( mmHg ) Tính ∆P2 : ∆P2 trở lực lớp than trở lực ghi lò; chọn ∆P2 = 120 ( mmHg ) Tính ∆P3 : DVHD: Nguyễn Văn Hồn Page 73 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy �.l �v P3 � 1� �d �2.g ( mmHg ) Với : ρ : Khối lượng riêng khơng 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 ) : Hệ số trở lực van đường ống; = 0,32 λ : Hệ số ma sát phụ thuộc vào chuẩn số Re; Chuẩn số Re : Re v.d Tính đường kính ống : ( m ) Theo bảng I.255 – 318 – STT1 ta có độ nhớt khói 402,5oC : μ = 33,12875.10-6 ( Ns/m2 ) ( mmHg ) → H = 6,8 + 120 + 33,673 = 160,473 ( mmHg ) ( kW ) 5.2.3 Chọn quạt Chọn vận tốc khói thùng ( m/s ) DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page 74 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy Với tổn thất áp suất 160,473 ( mmHg ) suất quạt 14117,3466 ( m3/h ) theo hình 15- TKHTTBS ta chọn quạt số hiệu quạt ly tâm II - - 70 - No7 ; DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page 75 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy Bảng phụ lục : S Tên chi tiết Ký hiệu Đơn vị Chiều dài thùng Lt m Đường kính Dt m 1,8 Thể tích thùng Vt m3 19,045 m 0,018 độ 2,5 TT Bề dày thùng Góc nghiêng thùng Kích thước Vòng quay thùng nt vg/ph 1,9 Khoảng cách trục aw mm 1102 da1 mm 192 da2 mm 2096 df1 mm 120 df2 mm 2024 Đường kính đỉnh 10 Đường kính đáy 11 12 Chiều rộng vành bw mm 495,9 13 Đường kính vành đai Dv m 2,1 14 Bề rộng vành đai bv m 0,2 15 Khoảng cách hai vành đai Ld m 5,274 16 Chọn bề rộng vành DVHD: Nguyễn Văn Hoàn B Page 76 cm 35 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy đai 17 Góc nghiêng thùng 18 Phản lực lăn T N 77349,315 19 Tải trọng vành đai Q’ N 133972,943 20 Bề dày vành đai h cm 0,1346 21 Bề rộng lăn đỡ b cm 33 22 Đường kính lăn đỡ dc cm 60 23 Bán kính vành đai R cm 24 Bán kính lăn đỡ r cm 30 25 Chọn chiều dài tiếp xúc l cm 50 26 Diện tích ghi lò F m2 3,645 27 Cơng st quạt N KW 8,74 28 Đường kính ống d m 0,5 DVHD: Nguyễn Văn Hoàn độ Page 77 2,5 118,46 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy TÀI LIỆU THAM KHẢO Tính tốn q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm tâp1,2 Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm tập 3,4 Tính tốn 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 tốn 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 DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page 78 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoa Cơng Nghệ Hóa Đồ án QTTB – Sấy Lò cơng nghiệp 9.Cơ sở thiết kế máy hóa chất; Tác giả Hồ Lê Viên; NXB Đại học Bách Khoa Hà Nội DVHD: Nguyễn Văn Hoàn Page 79 Đặng Thị Thu Hương CNH1_K6 ... thiệu máy sấy thùng quay Hình ảnh hệ thống sấy thùng quay Hệ thống sấy thùng quay hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng để sấy vật liệu dạng hạt cục nhỏ như: cát, than đá, loại quặng, đường,... ĐH Hoá Khoá: Khoa : Cơng nghệ Hố Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Văn Hoàn NỘI DUNG Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy quặng mangan với suất 10050 kg/giờ Các số liệu ban... trình cơng nghệ Hố Học nói chung Được thầy giáo Nguyển Văn Hồn giao nhiêm vụ: “tính tốn để thiết kế hệ thống sấy thùng quay để sấy quặng mangan với suất 10050kg/h” Dựa kiến thức học với hướng dẫn