Thiết kế tháp sấy phun sấy bột ceramic, công suất 1,5 triệu m2 một năm, dùng nhiên liệu là dầu mazut đen 20 có thành phần cơ bản

Nguyễn Quang Hưng sản xuât Vật liệu xây dựng L4 Giới thiều chung về yêu cầu của hô, bột và các yêu tố khác L5 Sơ đồ dây chuyền công nghệ PHAN II II.1 Tính quỹ thời gian làm việc IL.2

Trang 1

Nguyễn Hải Đăng

Đề tài : Thiết kế tháp sây phun say bột ceramic, công suất 1,5 triệu

m”/năm, dùng nhiên liệu là dầu mazut đen 20 có thành phần cơ bản

Biết khối lượng thể tích của sản phẩm là: ø„ =1950 (kg/m)

Độ âm đưa vào nung: 0,5%

Độ ẩm sau tháp sấy: 6%

Nhiệt độ không khí ngoài trời: 30°C

Độ âm không khí: 65%

Trang 2

Nguyễn Quang Hưng

sản xuât Vật liệu xây dựng

L4 Giới thiều chung về yêu cầu của hô, bột và các yêu tố khác

L5 Sơ đồ dây chuyền công nghệ

PHAN II

II.1 Tính quỹ thời gian làm việc

IL.2 Can bang vat chat quá trình sấy

II.3 Chon thap say va sé luong

II4 Tính cháy nhiên liệu

II5 Thiết kế tháp sây phun

II.6 Tính chi pí nhiệt riêng và chất tải nhiệt cho quá trình cháy

II6.1 Tính tốn thât nhiệt của quá trình sấy thực tế

II6.2 Xây đựng quá trình sấy thực tế trên đồ thị I-d

II.7 Cân bằng nhiệt buồng sáy của tháp sấy phun

II.§ Tính chi phí riêng nhiên liệu, lượng dung tác nhân say, nhién liéu, nhiét

trong mot gid

II.8.1 Tinh chi phí riêng nhiên liệu

II.§.2 Tính lượng dùng tác nhân say, nhiên liệu, nhiệt trong một giờ

Trang 3

Nguyễn Hải Đăng 3 Thuyết minh đồ án Nguyễn Quang Hưng

suất cũng như chất lượng sản phẩm vật liệu xây dựng

Phần lớn các loại vật liệu xây dựng đều phải trải qua một khâu quan trọng

đó là quá trình gia công nhiệt Sấy là một quá trình gia công nhiệt quan trọng và

phức tạp trong sản xuất vật liệu xây dựng và nhiều nghành công nghiệp khác

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 nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm Nó đòi hỏi sau khi sây vật liệu phải đạt chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng

it và chỉ phí vận hành thấp Vấn đề này càng quan trọng và khó khăn hơn khi ta sây

vật liệu dạng bột nhão

Chính vì những lý do trên , việc khảo sát, nghiên cứu và chế tạo thiết bị say

cho vật liệu bột nhão trong các ngành sản xuất nói chung va bot ceramic trong san xuất gach lat nén la rat can thiét Trong giới hạn phạm vi đồ án môn học “Thiết bị nhiệt trong sản xuất vật liệu xây dựng” được giao, chúng em đã thiết kế được tháp

say phun sấy phun bột ceramic, công suất 1,5 triệu m'/năm và tính toán phục vụ

việc thiết kế sơ bộ được một số thiết bị phụ trợ như: Kích thước của các cyclon trong tháp trao đổi nhiệt, chọn quạt cho thiết bị

Với trình độ có hạn và phạm vi của đồ án môn học đầu tiên nên còn nhiều

sai xót Chúng em rất mong và chân thành cảm ơn nếu được sự đóng góp ý kiến

hướng dẫn nhận xét,bỗ xung của các thầy, cô giáo

Sinh viên thực hiện Nguyễn Quang Hưng Nguyễn Hải Đăng

Trang 4

trình giao thông, 50% đối với các công trình thủy lợi

Nhu cầu vật liệu xây dựng ở Việt Nam trong thời gian qua và trong tương lai

là rất lớn cả về gia tri, sỐ lượng lẫn yêu cầu chất lượng, chủng loại, mẫu mã theo thị

hiểu của người tiêu dùng trong tiến trình hội nhập quốc tế

Nước ta giàu tài nguyên khoáng sản làm vật liệu xây dựng, tuy phân bố không đều nhưng có ở hầu hết các vùng trong cả nước Đồng thời, Việt Nam là một

thị trường tiêu thụ lớn về vật liệu xây dựng Chính phủ đã lập quy hoạch tổng thể

phát triển ngành vật liệu xây dựng thành ngành kinh tế mũi nhọn trong tương lai Quy hoạch tong thé phat triển vật liệu xây dựng Việt Nam vừa được Thủ tướng

Chính phủ phê duyệt, nêu rõ:

“Phát triển vật liệu xây dựng (VLXD) phải bảo đảm tính bền vững, gép phan

phát triển kinh tế, tạo sự ốn định xã hội và bảo vệ môi trường: phù hợp với

các quy hoạch khác liên quan

Tiềm năng về tài nguyên khoáng sản, thị trường, công nghệ, lao động sẽ được

khai thác để phát triển ngành VLXD thành ngành kinh tế mạnh, từ năm 2010, đáp ứng về số lượng, chất lượng và các chủng loại VLXD cơ bản cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu

Mọi nguồn lực sẽ được thu hút vào phát triển sản xuất VLXD Khuyến khích

các thành phân kinh tế tham gia sản xuất và kinh doanh VLXD”

Trang 5

II GIỚI THIÊU VÉ CÁC PHƯƠNG PHÁP SÂY BỘT CERAMIC

Quá trình sây bột có thê được tiến hành trong các thiết bị sấy trục, sây phun hay là

trong các thiết bi say tầng sôi

Trong sấy trục, giới hạn nhiệt độ của tác nhân sấy là 70 - 800C, trong sấy phun

3000C, trong sấy tầng sôi 3000C.Máy sấy kiểu trục quay được ứng dung dé say nguyên liệu dạng lỏng, dạng bột nhão ở áp suất khí quyền hay trong chân không Thiết bị sây một trục ở áp suất khí quyền (hình vẽ) có tang quay 2 với bộ dẫn động

3 Hơi được nạp vào bên trong tang quay Một phần tang quay nằm trong thùng 7, dung dịch được cho vào đây qua ống nói 5 Bộ khuấy trộn 6 làm chuyên đảo dung dịch trong thùng và tráng lên tang quay một lớp có bề dày 0,1 - 1,0 mm Khi tang quay một vòng thì lớp sản phẩm sẽ kịp khô và bóc khỏi bề mặt tang nhờ các dao cao 4 Vit 8 tai san phẩm khô ra khỏi máy Hơi có áp suất đến 0,5 MPa duoc đưa vào qua cô trục của tang quay, nước ngưng cũng được tháo ra qua chính cổ trục đó theo ống xifông l

ngung ACR an Ee hi 800, 1000, 2000 mm Nang suat

——— |) — || của máy sây tính theo âm bôc hơi

Gửahoyvao Ð — về pham a duoc say phy thuộc vào dạng sản phâm sây

; x8 {oat nuoe — khoảng 10 -50 kg/(m‘/h) , 2

= ⁄ khả năng phun đêu sản phầm chât

thoạt sản phẩm khö ;

Nĩnh ?3.3 My sây một trục ở áp suất thường

lỏng và tăng cường quá trình bốc hơi Dung dịch đem sấy chảy qua

Trang 6

đĩa có đầu phun với số vòng quay lớn, nhờ đó các tiêu phần chất lỏng biến thành những hạt rất nhỏ và bề mặt hoạt hoá của chất lỏng được tăng lên

Tháp sấy phun có 2 loại: loại có đây phẳng và loại có đáy nón Loại đáy phẳng

phải có cơ cầu để tháo sản phẩm khô Còn loại đáy hình nón thì thành phâm ở dạng

bột được đây ra dưới tác động của lực ly tâm

Những ưu việt của máy sấy phun là: nhanh chóng trong quá trình sây, nhiệt độ của

vật liệu say thap, san pham nhận được ở dạng bột nhỏ không cần phải nghiền lại và

có độ hoà tan lớn Vì sây quá nhanh, nhiệt độ của vật liệu trong suốt chu kỳ say

không vượt quá nhiệt độ của âm bốc hơi (60 -700C) và thấp hơn nhiều so với nhiệt

độ của tác nhân sấy

Nhược điểm của loại này là kích thước của phòng sây tương đối lớn, do tốc độ chuyền động của các tác nhân sấy không lớn cũng như sự phức tạp về cơ câu phun,

hệ thu hồi bụi và tháo đỡ sản phẩm

Tháp sấy phun có đáy phẳng có phòng sấy 3, sản phẩm lỏng được phun trong

phòng nhờ đĩa quay nhanh 6 Không khí nóng hay khí lò được đây vào phòng và

sản phâm chuyền động thành dong song

“+r+ he [EI khi chúng bị chất tải nhiệt bao phủ lẫy

NI vu : mọi hướng và trong một vài giây âm bốc : | | | : HẠT hết và sản phẩm lắng xuống đáy phòng ở

: dạng bột Sản phẩm được chuyền dịch

=

oR nhân sấy bị hút liên tục nhờ quạt 1 Khi

f0 ytliolumdxDue phân nhỏ của sản phâm bị dòng khí

Trang 7

mang đi Trong các tháp sây tương tự, các chất lỏng có thê phân tán băng các đĩa

phun, vòi cơ học, vòi khí động học Các tháp sẵy phun làm việc có đường kính từ

500 đến 15000 mm, năng suất bốc hơi âm từ 1500 -3500 kg/h

Với tháp sấy phun có đáy hình nón: thiết bị có năng suất âm bốc hơi 500 đến

15000 kg/h May say gồm: Vỏ trụ 9 có đáy hình nón để tháo bột khô Dung dịch

đây vào sấy bị phun ra nhờ cơ câu ly tâm 13 có đĩa 10 Tác nhân sấy đưa vào phần

trên của thiết bị theo ống dẫn 7 Ở cuối ống dẫn 7 lắp cơ cầu phun hình nón § Nhờ

cơ câu 8, tạo ra dòng xoáy của khí đưa vào Các giọt sản phẩm được phun bằng đĩa

bị bao phủ bởi dòng không khí và chuyển xuống dưới Âm được bốc hơi, các phần

xã khi

tử bột nhỏ còn lại lắng xuống ở đáy hình nón và tháo đến cơ cầu

1 để chuyển sản phẩm vào hệ

băng tải khí động học Để tây

sạch các tiểu phần của sản phâm

bám trên tường, lắp máy rung 17

Tác nhân sấy bị thải có mang

theo các tiêu phần nhỏ của sản

phâm ra khỏi thiết bị sắy qua ống dẫn 2 vào xyclon đề tách bột Để

khảo sát bên trong, có xe nâng 4,

ngu6n chiếu sáng 6 và cửa 5

Tâm ngăn máy sấy l1 có các van

bảo hiểm ở dạng các đĩa chồng

nhau và dạng đường ống 12 để xả khí sây khi tăng áp suất đáng kể.Đĩa phun 10 quay với tốc độ cao từ động co qua hộp giảm tôc Đê bôi trơn cơ câu phun, ở phân trên của thiệt bị có lắp cơ câu cơ học

và bộ lọc mỡ 14 Vô lăng điện 15 dùng dé nang co cau phun.

Trang 8

Với yêu cầu của đề bài là nhiệt độ của tác nhân sấy là 650°C, lượng bốc hơi

một giờ là 5920 kø/h, qua khảo sát chúng em thấy là chọn mô hình tháp sấy

phun là có hiệu quả nhất

Do vậy chúng em quyết định chọn mô hình tháp sây phun đề thực hiện tính

toán

Trang 9

Thiết bị sây tháp phun bao gồm: tháp sây có chiều cao từ 15-25m, có tỷ

lệ H/D = 1,1 + 1,2, thiết bị phun hồ, buồng đốt với quạt đây đề cấp tác nhân

sây dưới dạng khói lò đỗ vào tháp sáy, thiết bị lọc bụi, thiết bị vận chuyên vật

liệu đã được sây khô từ tháp sây vào kho hoặc bunke chứa Hồ sau khi được

phun lên đạt tỷ diện 200 — 300 mí/I

Điều khiến sây tháp phun ở mức tự động hoặc bán tự động

IH GIỚI THIÊU VẺ DẦY CHUYÊN CÔNG NGHỆ

Công suất 1,5 triệu mˆ/năm

Kích thước sản phẩm: a x b x h = 500 x 500 x 10 (mm)

Độ âm tương đối của hồ đưa vào hệ thông tháp sây phun: Wu=33%

Độ âm tương đôi của hồ trước khi ra khỏi tháp say: W,=6%

Trang 10

Nhiệt độ sây cao nhất: t = 650°C

Nhiệt đọ của hồ trước khi đưa vào tháp sấy: tụ= 40°C

Nhiệt độ của bột khi ra khỏi tháp say: tạ=75°C

Tổn thất bột theo khí thai tháp sấy: ø' =1%

Khối lượng thẻ tích của xương gốm: ø, =1950 (kg/m”)

Nhiên liệu: dầu mazut đen 20 có thành phân cơ bản và thành phần làm việc

cho trong bảng sau

Thanh phan co ban:

Nhiệt độ khí thải ra khỏi tháp sấy: tạ= 80°C

Nhiệt độ không khí ngoài môi trường: tợ= 30°C

Độ ẩm tương đối của không khí: ø, =65%

Hàm âm của không khí: dạ= 17,43 (g/kg.kkk)

Hàm nhiệt: l= 74,75 kCal/kg

Trang 11

Lọc sắt từ

Bunke phân phối hồ

Bom pittong

Tháp sấy phun

Đưa vào kho

Trang 12

Nguyên Quang Hưng

PHAN II

I TINH QUY THOI GIAN LAM VIEC

Số ca làm việc trong một ngày đêm: nN’ =3

Số giờ làm việc trong một ngày đêm: z, =24

Số ngày làm việc trong một tuần: M; =7

Số tuân làm việc trong một năm: N* =50

Hệ số sử dụng thời gian: K, =0,95

II.CAN BANG VAT CHAT QUA TRINH SAY:

Năng suất tính theo giờ của nhà máy là:

Trang 13

G? = Cr _ 3228 G1 6 _ jig (kg/h)

100 — 100 Lượng bột phối liệu cần sấy tính cả phần bay theo khí thải:

G,= oe = = = 4221 (kg/h)

it

"100 — 100 Lượng hồ cần sấy trong tháp sây phun:

Đất sét khô tuyệt đối 3968 Bay theo khí thải 40

Lượng âm bay hơi 1701

II CHON THÁP SÂY VÀ SÓ LƯƠNG

Thẻ tích làm việc yêu câu của buồng sây V„; đựoc tính theo công thức:

Trang 14

IV TÍNH CHÁY NHIÊN LIÊU

Nhiên liệu sử dụng là dầu mazút đen có tính chất như sau:

Nhiệt trị làm việc cao của nhiên liệu:

Trang 15

Trang 16

Trang 17

V.THIET KE THAP SAY PHUN

Mất ra môi trường xung quanh qua các kết câu bao che gồm: nắp tháp, phần trụ, phần chóp của tháp Tháp sấy được xây đựng năm trong nhà

Nhiệt độ bên trong nắp tháp:650°C

Nhiệt độ bên ngoài: 30°C

Chiêu dày lớp bông khoáng sẽ là:

Dién tich nap thap say: F = = _ 3,146 — 28,26 m”

Hé sé a, theo thực tế có giá trị khá lớn khi đó nhiệt trở -L rất nhỏ , khí bỏ ra

Trang 18

Dòng nhiệt bề mặt phẳng của phần trụ kết cầu bao che tháp sấy

Chọn phần kết câu bao che 3 lớp:

Các lá thép ngoài cùng có ó=6mm; 4=58 W/m."C

Lớp bông khoáng ø,; 4,=0.08W/m."C

Các lá thép trong cùng có 6,=6mm; 4=58 W/m.°C

Nhiệt độ bên trong tháp:450°C

Nhiệt độ bên ngoài: 30°C

Chiêu dày lớp bông khoáng:

Trang 19

Phần chóp được là từ các lá thép có bê dày ø=2mm lớp cách nhiệt không có

Nhiệt độ bên trong tháp:200°C

Nhiệt độ bên ngoài: 30C

Trang 20

VI.1⁄ Tính tốn thất nhiệt của quá trình sấy thực tế

Dùng cho đốt nóng khối lượng khô của vật liệu:

_ Cụ Cụ Œ, —f,)

Van = AG,

Trong đó”

G,, là lượng vật liệu khô tuyệt đối trong một giờ, đ,„,=3968 kg/h

C„ là nhiệt dung riêng theo khối lượng của vật liệu khô tuyệt đói,

C,,=0,922 kJ/(kg.°C)

AG, la luong 4m bay hoi trong mét gid, AG, = 1701 kg/h

:, và ¡, tương ứng là nhiệt độ của hồ cấp vào tháp sấy và bột tháo ra từ

Trang 21

Không khí ở trạng thái A có các thông số: (đ,„.,1, !,„.ø„)

Khói lò đốt ở trạng thái B' có các thông số: (d,,1,,,ty.%,)

Khí thải ở trạng thái C có các thông số: (4,1, :,.ø„)

Ni A vói B` cắt đường nhiệt độ của tác nhân sấy ta được điểm B là trạng thái của tác nhân sây có các thông SỐ: (4.1, ,ø)

Như vậy trên đồ thị đường BC là đường sấy lý thuyết: nhiệt chi chi cho qua

trình bốc âm không tính đến lượng nhiệt cân thiết đốt nóng vật liệu xây, thiết

bị vận chuyên, và mất mát ra môi trường xung quanh

Chi phí cho quá trình sấy lý thuyết:

Quá trình sấy thực tế xảy ra vói sự giảm hàm nhiệt của khí nóng theo đường

BE E là điểm cắt của đường BD với đường nhiệt độ khí thải tụ:

Định dạng
Số trang	34
Dung lượng	4,52 MB