đồ án sấy thùng quay xuôi chiều Cacl2

S ấy là một quá trình công nghệ được sử dụng rất nhiều trong thực tế sản xuất. Trong công nghiệp như chế biến nông hải sản, chế biến gỗ, sản xuất vật liệu xây dựng….Kỹ thuật sấy đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền sản xuất. Sản phẩm rau quả sấy có độ ẩm thích hợp, thuận tiện cho việc bảo quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm. Đồ án về nội dung sấy là một trong những bài tập lớn nằm trong chương trình của bộ môn quá trình và thiết bị khoa công nghệ Hoá của trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội, nó giúp cho sinh viên có kĩ năng hơn trong quá trình tra cứu số liệu, tính toán, đồng thời nắm vững hơn về công nghệ sấy nói riêng và các quá trình trong công nghệ Hoá Học nói chung.

o0o ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ

NỘI DUNG

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy canxiclorua CaCl2 năng suất 6 tấn/ giờ

Các số liệu ban đầu:

- Độ ẩm của vật liệu trước khi sấy: 11%

- Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy: 1.2%

- Nhiệt độ khói lò vào : 5500C

- Nhiệt độ khói lò ra : 990C

LỜI MỞ ĐẦU

ấy là một quá trình công nghệ được sử dụng rất nhiều trong thực tế sản xuất Trong công nghiệp như chế biến nông- hải sản, chế biến gỗ, sản xuấtvật liệu xây dựng….Kỹ thuật sấy đóng vai trò quan trọng trong dây

chuyền sản xuất Sản phẩm rau quả sấy có độ ẩm thích hợp, thuận tiện choviệc bảo quản, vận chuyển, chế biến, đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm

s

Đồ án về nội dung sấy là một trong những bài tập lớn nằm trong chương trình

của bộ môn quá trình và thiết bị khoa công nghệ Hoá của trường ĐH Công Nghiệp Hà

Nội, nó giúp cho sinh viên có kĩ năng hơn trong quá trình tra cứu số liệu, tính toán,đồng thời nắm vững hơn về công nghệ sấy nói riêng và các quá trình trong công nghệHoá Học nói chung

Được cô Phạm Thị Thanh Yên giao nhiêm vụ: “tính toán để thiết kế hệ thống sấy

cùng với sự hướng dẫn tận tình của cô, em đã hoàn thành đồ án của mình

Em xin chân thành cảm ơn cô Thanh Yên, cùng các thầy cô trong khoa CôngNghệ Hoá đã chỉ bảo, giúp đỡ tận tình em trong thời gian em hoàn thành đồ án này Dohạn chế về tài liệu tham khảo và các kiến thức nên bản đồ án này chắc chắn khôngtránh khỏi sai sót, em mong nhận được sự đóng góp, sữa chữa của các thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện: Đinh Thái Học Lớp: ĐH CNKT Môi Trường 2

Mục Lục

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ 1

LỜI MỞ ĐẦU 2

Mục Lục 3

CHƯƠNG 1: 6

GIỚI THIỆU CHUNG 6

1.1 Giới thiệu chung về kỹ thuật sấy 6

1.1.1 Khái niệm về sấy 6

1.1.2 Phương pháp sấy 6

1.1.3 Vai trò của sấy trong kỹ thuật và đời sống 7

1.2 Giới thiệu về máy sấy thùng quay 9

1.3 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống sấy thùng quay 11

1.3.1 Sơ đồ công nghệ 11

1.3.2 Nguyên lý hoạt động 12

1.4 Giới thiệu về vật liệu sấy Canxi Clorua 13

1.4.1 Tính chất 13

1.4.2 Ứng dụng của CaCl2 13

CHƯƠNG 2: 14

TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN NHIÊN LIỆU 14

2.1 Thông số ban đầu 14

2.1.1 Kiểu thiết bị sấy 14

2.1.2 Các Thông số 14

2.2 Tính toán các thông số của nhiên liệu 14

2.2.1 Thành phần của than 14

2.2.2 Nhiệt dung riêng của than 15

2.2.3 Nhiệt trị của than 16

2.2.4 Lượng không khí khô lý thuyết để đốt cháy 1 kg than 16

2.2.5 Entanpi của nước trong hỗn hợp khói 16

2.2.6 Hệ số không khí thừa sau quá trình hoà trộn 16

2.2.7 Trạng thái của khói trước khi vào thùng sấy 21

CHƯƠNG 3: 23

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 23

3.1 Cân bằng vật liệu 23

3.1.1 Lượng ẩm bay hơi 23

3.1.2 Lượng CaCl2 ra khỏi thúng sấy 23

3.2 Các thông số cơ bản của thùng sấy 23

3.2.1 Thể tích của thùng sấy 23

3.2.2 Chiều dài ,đường kính và bề dày thùng 23

3.2.3 Thời gian lưu vật liệu trong thùng 24

3.2.4 Số vòng quay của thùng 25

3.2.5 Công suất cần thiết để quay thùng 25

3.2.6 Các thông số cơ bản của thùng sấy 26

3.3 Quá trình sấy lý thuyết 27

3.3.1 Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy 27

3.3.2 Cân bằng nhiệt lượng của quá trình sấy 27

3.4 Quá trình sấy thực tế 28

3.4.1 Nhiệt tổn thất ra môi trường 28

3.4.2 Tổn thất do CaCl2 mang ra khỏi thùng sấy 33

3.4.3 Xác định giá trị ∆ (Lượng nhiệt bổ sung thực tế) 33

3.4.4 Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy 34

3.4.5 Lượng khói cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm 35

3.4.6 Lượng than cần thiết cho quá trình 35

3.4.7 Cân bằng nhiệt lượng trong thiết bị sấy 35

3.4.8 Kiểm tra lượng nhiệt mất mát ra môi trường 36

3.4.9 Lượng nhiệt cần cung cấp cho thùng sấy 36

CHƯƠNG 4 37

TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 37

4.1 Tính toán hệ thống dẫn động 37

4.1.1 Tính toán và lựa chọn động cơ 37

4.1.2 Tính toán động học hệ thống dẫn động cơ khí 38

4.2 Tính toán bộ truyền động bánh răng 39

4.2.1 Chọn vật liệu 39

4.2.2 Xác định ứng suất cho phép 40

4.2.3 Các thông số cơ bản của bộ truyền 42

4.3 Kiểm tra độ bền thân thùng 49

4.3.1 Trọng lượng của vật liệu trong thùng 49

4.3.2 Trọng lượng thùng rỗng 50

4.3.3 Trọng lượng bánh răng vòng 50

4.3.4 Trọng lượng cánh xới 51

4.3.5 Trọng lượng vành đai 51

4.3.6 Khoảng cách hai vành đai 51

4.3.7 Tải trọng trên một đơn vị chiều dài thùng không kể bánh răng vòng 52

4.3.8 Momen uốn do tải trọng này gây ra 52

4.3.9 Momen uốn do bánh răng vòng gây ra 52

4.3.10 Momen chống uốn 52

4.3.11 Ứng suất thân thùng 52

4.4 Tính toán vành đai 53

4.4.1 Tải trọng trên một vành đai 53

4.4.2 Phản lực của con lăn 53

4.4.3 Bề rộng của vành đai 53

4.4.4 Bề dày của vành đai 54

4.4.5 Momen uốn 54

4.4.6 Momen chống uốn 54

4.4.7 Các thông số của vành đai 55

4.5 Tính toán con lăn đỡ 55

4.5.1 Đường kính của con lăn 55

4.5.2 Bề rộng của con lăn 55

4.5.3 Ứng suất tiếp xúc 55

4.5.4 Các thông số của con lăn đỡ 56

4.6 Tính toán con lăn chặn 56

4.6.1 Lực lớn nhất tác dụng lên con lăn chặn 56

4.6.2 Xác định bán kính con lăn chặn 57

4.6.3 Kiểm tra độ bền của con lăn chặn 57

4.6.4 Các thông số của con lăn chặn 58

CHƯƠNG 5 59

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 59

5.1 Tính toán buồng đốt 59

GVHD : Phạm Thị Thanh Yên SV: Đinh Thái Học

5.1.1 Diện tích bề mặt ghi lò 59

5.1.2 Thể tích buồng đốt 59

5.1.3 Chiều cao của buồng đốt 59

5.1.4 Số ghi lò 60

5.1.5 Tỉ lệ mắt ghi: f/F 60

5.2 Tính toán và chọn quạt 60

5.2.1 Năng suất quạt 60

5.2.2 Công suất của quạt 60

5.2.3 Chọn quạt 62

BẢNG PHỤ LỤC: 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

CHƯƠNG 1:

GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Giới thiệu chung về kỹ thuật sấy

1.1.1 Khái niệm về sấy

Quá trình sấy là quá trình làm khô các vật thể, các vật liệu, các sản phẩm bằngphương pháp bay hơi nước Như vậy, quá trình sấy khô một vật thể diễn biến như sau:

Vật thể được gia nhiệt để đưa nhiệt độ lên đến nhiệt độ bão hòa ứng với phân

áp suất của hơi nước trên bề mặt vật thể Vật thể được cấp nhiệt để làm bay hơi ẩm

Tóm lại, trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất

cụ thể là quá tŕnh truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy, quá trình truyền ẩm từtrong vật sấy ra ngoài bề mặt sấy, quá trình truyền ẩm từ bề mặt vật sấy ra ngoài môitrường Các quá trình truyền nhiệt, truyền chất trên xảy ra đồng thời trên vật sấy,chúng có quan hệ qua lại lẫn nhau

1.1.2 Phương pháp sấy

Có nhiều cách phân loại :

a Dựa vào tác nhân sấy:

- Sấy bằng khói lò

- Sấy bằng không khí nóng

- Sấy bằng tia hồng ngoại : Là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồngngoại để làm khô vật liệu

- Sấy bằng dòng điện cao tần : Là phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường

để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày của vật liệu

b Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy

- Sấy đối lưu : Là phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp giữa vật liệu sấy với tácnhân sấy

- Sấy tiếp xúc : Là phương pháp sấy mà tác nhân sấy tiếp xúc gián tiếp với vật liệusấy qua một vách ngăn

- Sấy thăng hoa : Là phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không rất cao,nhiệt độ rất thấp nên ẩm trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng thái rắn thànhtrạng thái khí.

c Dựa vào phương pháp làm việc

- Máy sấy liên tục

- Máy sấy gián đoạn

d Dựa vào áp suất làm việc

- Sấy chân không

33 - Sấy áp suất thường

e 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

1.1.3 Vai trò của sấy trong kỹ thuật và đời sống

Sấy là qúa trình tách nước (ẩm) ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt Ngàyxưa người ta đã biết sử dụng phương pháp sấy tự nhiên rất đơn giản là phơi nắng Tuynhiên, phơi nắng bị hạn chế lớn là cần diện tích sân phơi rộng và phụ thuộc vào thờitiết, đặc biệt bất lợi trong mùa mưa Vì vậy, trong các ngành công nghiệp người tathường phải tiến hành quá trình sấy nhân tạo

- Kết quả của qúa trình sấy là hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên.Điều đó có ý nghĩa quan trọng trên nhiều phương diện khác nhau

Ví dụ:

+ Đối với các nông sản và thực phẩm thì tăng cường tính bền vữngtrong bảo quản

+ Đối với các nhiên liệu ( củi, than) được nâng cao nhiệt lượng cháy, đốivới các gốm sứ thì làm tăng độ bền cơ học…

vận chuyển

- Do các ý nghĩa đã nêu trên mà đối tượng của quá trình sấy rất đa dạng,bao gồm nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm trong các giai đoạn khác nhaucủa qúa trình sản xuất và chế biến, thuộc nhiều lĩnh vực kinh tế khác nhau Nói cáchkhác, kỹ thuật sấy được ứng dụng rộng rãi trong các nghành công nghiệp và nôngnghiệp

- Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổitrạng thái pha của lỏng trong vật liệu thành hơi Hầu hết các vật liệu trong quá trìnhsản xuất đều chứa pha lỏng là nước và người ta thường gọi là ẩm Như vậy trong thực

tế có thể xem sấy là qúa trình tách ẩm bằng phương pháp nhiệt

- Việc cung cấp năng lượng cho vật liệu trong qúa trình sấy được tiến hànhtheo các phương pháp truyền nhiệt đã biết

Ví dụ :

+ Cấp nhiệt bằng đối lưu gọi là sấy đối lưu

+ Cấp nhiệt bằng dẫn nhiệt gọi là sấy tiếp xúc

+ Cấp nhiệt bằng bức xạ gọi là sấy bức xạ

+ Ngoài ra, còn có các phương pháp sấy đặc biệt như sấy bằng dòng điệncao tần, sấy thăng hoa, sấy chân không…

- Tóm lại, để bảo quản các loại sản phẩm trong thời gian dài, trong qui trìnhcông nghệ sản xuất của nhiều sản phẩm đều có công đoạn sấy khô

- Để chất lượng sản phẩm ngày càng được nâng cao, công nghệ sấy cũngđược cải tiến và phát triển như trong nghành hải sản, rau quả và nhiều loại thực phẩmkhác Các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt như lúa, ngô, đậu…sau khi thu hoạch cầnsấy khô kịp thời, nếu không sản phẩm sẽ bị giảm chất lượng thậm chí bị hỏng dẫn đếntình trạng mất mùa sau thu hoạch

Do nhu cầu sấy ngày càng đa dạng, có nhiều phương pháp và thiết bị sấy

để sấy các loại sản phẩm khác nhau.Ngoài ra đôi khi cùng một loại sản phẩm nhưngnếu yêu cầu về qui mô sấy khác nhau thì cũng đòi hỏi thiết bị sấy phù hợp Đối vớitừng loại sản phẩm đã được biết trước, nhằm đạt được các yêu cầu của sản phẩm sấyvới chi phí nhiên liệu và đầu tư thiết bị ban đầu thấp nhất

1.2 Giới thiệu về máy sấy thùng quay

Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng để sấyvật liệu hạt, cục nhỏ như: cát, than đá, các loại quặng, đường, muối, và các loại hóachất như : NaHCO , BaCl …ngũ cốc, mì chính Hệ thống dùng nhiên liệu đốt có thể làdầu hoặc than cấp nhiệt cho buồng đốt

Cấu tạo của máy sấy thùng quay gồm 3 phần chính:

Cấu tạo chính của máy sấy thùng quay là thùng sấy Thùng sấy là một ống hìnhtrụ tròn bằng vật liệu thép, trong đó có lắp các cánh xáo trộn để phân vùng hoặckhông Tùy theo đường kính của ống thép mà độ dày của thành ống có thể từ 10 - 14

mm Ống thép này được đặt nghiêng 1 - 6 trên 2 ổ trục quay, để tránh tình trạng ống bịtrôi khi quay ở 2 ổ trục có bệ đỡ bằng con lăn chống trôi Đầu cao của ống có buồngđốt cấp nhiệt và bên trên có ống dẫn vật liệu vào Đầu thấp của ống có buồng cuối lò,bên dưới có ống dẫn vật liệu ra khỏi thùng sấy sang gầu tải đưa lên silo chứa Bêntrong buồng cuối lò có gắn quạt hút, ống khói và xyclon lắng bụi tạo thành hệ thốngthông gió bên trong máy sấy

Bên trong thùng sấy người ta lắp các cánh để xáo trộn vật liệu làm quá trìnhtrao 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 Cácloại đệm ngăn được dùng phổ biến trong máy sấy thùng quay gồm :

- Đệm ngăn loại mái chèo nâng và loại phối hợp dùng khi sấy những vật liệucục to, ẩm, có xu hướng đóng vón lại, loại này có hệ số chứa đầy vật liệu không quá

10 - 20 %

- Đệm ngăn hình quạt có những khoảng không thông với nhau

- Đệm ngăn phân phối hình chữ thập và kiểu vạt áo được xếp trên toàn bộ tiếtdiện của thùng, được dùng để sấy vật liệu dạng cục nhỏ, xốp, khi thùng quay vật liệuđược đảo trộn nhiều lần, bề mặt tiếp xúc pha lớn

- 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 độlớn 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 vàtác nhân sấy Cường độ sấy lớn, có thể đạt 100 kg ẩm bay hơi/ mh

- Thiết bị gọn, có thể cơ khí hóa và tự động hóa toàn bộ khâu sấy

 Nhược điểm của hệ thống sấy thùng quay:

- Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn Do đó trong nhiềutrường hợp sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm

- Không sấy được các vật liệu dễ vỡ

1.3 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của hệ thống sấy thùng quay

1.3.1 Sơ đồ công nghệ

15

8

12

3

4

56

9

1011

12

14

713

1.3.2 Nguyên lý hoạt động

Máy sấy thùng quay gồm 1thùng hình trụ (1) đặt nghiêng với mặt phẳng nằmngang 16o Toàn bộ trọng lượng của thùng được đặt trên 2 bánh đai đỡ (2)

Bánh đai được đặt trên bốn con lăn đỡ (3), khoảng cách giữa 2 con lăn cùng 1

bệ đỡ (11) có thể thay đổi để điều chỉnh các góc nghiêng của thùng, nghĩa là điềuchỉnh thời gian lưu vật liệu trong thùng Thùng quay được là nhờ có bánh răng (4 ).Bánh răng (4) ăn khớp với với bánh răng dẫn động nhận truyền động của động cơ (10)qua bộ giảm tốc

Nhiên liệu sẽ được đốt tại lò đốt (8) điều chỉnh nhiệt độ cần để sấy và sẽ đượcđưa vào lò để sấy vật liệu sây bằng quạt phổ (15)

Vật liệu ướt được nạp liên tục vào đầu cao của thùng qua phễu chứa (13) điềuchỉnh lượng đưa vào qua van (14) và được chuyển động dọc theo thùng nhờ các đệmngăn Các đệm ngăn vừa có tác dụng phân bố đều nật liệu theo tiết diện thùng, đảotrộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy Cấu tạocủa đệm ngăn phụ thuộc vào kích thước của vật liệu sấy tính chất và độ ẩm của nó Vậtliệu khô ở cuối máy sấy đươc tháo qua cơ cấu tháo sản phẩm (5) rồi nhờ băng tải xích(12) vận chuyển vào kho

Khói lò hay không khí thải được quạt (7) hút vào hệ thống tách bụi,… để táchnhững hạt bụi bị cuốn theo khí thải Các hạt bụi thô được tách ra, hồi lưu trở lại băngtải xích (12) Khí sạch thải ra ngoài

1.4 Giới thiệu về vật liệu sấy Canxi Clorua

1.4.1 Tính chất

CaCl2 có khối lượng phân tử 110,99; là chất tinh thể màu trắng , có tính hút

nhiệt độ sôi > 1600oC; tỷ trọng 2152 - 2512 kg/m3 Canxiclorua tan nhiều trong

thì nhiệt độ sôi , nhiệt độ đông đặc thay đổi Bột Canxiclorua khan thu được khiphun sấy ở nhiệt độ cao hơn 260oC Khi hòa tan trong nước tan rất tốt kèm theo toảnhiều nhiệt dung dịch có vị mặn đắng

CaCl2 được sản xuất từ đá vôi, trong phụ gia thực phẩm được kí hiệu là E509

1.4.2 Ứng dụng của CaCl 2

Được sử dụng như chất làm khô trong nhiều ngành công nghiệp

điện tử, ngành thuộc da để tạo thành nhựa acrylic

khoan giếng, phun ximăng lỗ giếng dầu và tu bổ giếng dầu; chất khử nước trongngành hóa chất xăng dầu

trên mặt đường, được dùng là chất chống bụi và dùng để diệt nấm

CHƯƠNG 2:

TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN NHIÊN LIỆU

2.1 Thông số ban đầu

2.1.1 Kiểu thiết bị sấy

Thùng quay, phương thức sấy xuôi chiều.

2.1.2 Các Thông số.

 Trạng thái của không khí ngoài trời nơi đặt thiết bị sấy

 Vật liệu sấy là CaCl 2 với các thông số

 Khói lò

 Nhiệt độ khói lò ra khỏi thùng : t2 = 990C

2.2 Tính toán các thông số của nhiên liệu

+ Độ trơ của nhiên liệu ở chế độ làm việc được xác định :

2.2.2 Nhiệt dung riêng của than

Áp dụng công thức tính nhiệt dung riêng của than đá

2.2.3 Nhiệt trị của than

 Nhiệt trị cao của than

Qc = 339.Clv + 1256.Hlv – 109.(Olv – Slv) ( kJ/kg ) (VII.37 – 110– Stay2) Qc

= 339 67,963 + 1256.3,628 - 109.( 3,244-3,387)

→ Qc = 27611,812 (kJ/kg)

 Nhiệt trị thấp của than

Qth = Qc – 25,1.( 9Hlv + W ) (2.24-Kỹ thuật sấy-20)

Qth = 27611,812 – 25,1.( 9.3,628 + 3 )

Qth = 26716,947 ( kJ/kg )

2.2.4 Lượng không khí khô lý thuyết để đốt cháy 1 kg than

Lượng không khí khô lí thuyết để đốt cháy 1 kg than:

2.2.6 Hệ số không khí thừa sau quá trình hoà trộn

 Nhiệt lượng vào buồng đốt khi đốt 1 kg than

Qv = Q1 + Q2 + Q3 ( kJ )

Q2 : Nhiệt lượng do không khí mang vào

Q3 : Nhiệt do đốt 1 kg than

 Nhiệt lượng do than mang vào :

Q1 = Cn.tn

Trong đó :

Cn : Nhiệt dung của than ; Cn = Ct = 946,938 10-3 ( kJ/kgoC )

tn : Nhiệt độ của than ( nhiệt độ môi trường ); tn = 25oC

→Q1 = 25 946,938 10-3 = 23,673 ( kJ )

 Nhiệt lượng do không khí mang vào :

Q2 = Lo.Io.

Trong đó :

L0 : Lượng không khí lý thuyết cho quá trình cháy; L0 = 9,077 kg/kg than

I0 : Hàm nhiệt của không khí vào buồng đốt ;

η : hiệu suất buồng đốt η = 0,9

Qc : Nhiệt trị cao của than; Qc = 27611,812 kJ/kg

Trong đó :

Q4 : Nhiêt do xỉ mang ra

Q5 : Nhiệt do không khí mang ra khỏi buồng đốt

Q6 : Nhiệt mất mát ra môi trường

Gk: Khối lượng của chất khí trong lò

Ck: Nhiệt dung riêng của khói lò

Tk: Nhiệt độ của khói , Tk = t1 = 550°C

Thành phần khối lượng các khí khi đốt 1 kg nhiên liệu

GCO = 0,0367.Clv = 0,0367.67,963 = 2,494 (kg/kg than)

GSO = 0,02.Slv = 0,02.3,387 = 0,068 (kg/kg than)

GN = 0,769..L0 + 0,01.Nlv = 0,769.9,077 + 0,01.1,430 = 6,980 + 0,0143 (kg/kg than)

GO = 0,231.(  -1 ).L0 = 0,231.(- 1).9,077

= 2,088.(- 1) (kg/kg than)

GH O2 = (9.Hlv + W).10-2 + α.L0.x0

= (9.3,628 + 3).10-2 + 9,077.0,016 = 0,357 + 0,145 (kg/kg than)

Nhiệt dung riêng các khí ở nhiệt độ 550°C :

Thay các giá trị trên vào ta được :

Qc : Nhiệt trị cao của than; Qc = 27611,812 ( kJ/kg ).

: Hiệu suất buồng đốt ở đây chúng ta chọn = 90% = 0,9

Ct : Nhiệt dung riêng của than; Ct = 946,938.10-3 kJ/kgºC

to : Nhiệt độ không khí; to = 25ºC

t1 : Nhiệt độ của khói ra khỏi buồng trộn; t1 =550°C

Ck: Nhiệt dung riêng của khói; Ck = 1,004 kJ/kgºC

Lo : Lượng không khí lý thuyết để đốt 1kg than;Lo= 9,077 kg/kg than

iao : Entapin của nước trong không khí.

iao = 2493 + 1,97.25 = 2542,25 kJ/kg

→ =

−

= 4,188

Ta thấy rằng hai kết quả có sự sai số, chọn α = 4,736

2.2.7 Trạng thái của khói trước khi vào thùng sấy

 Nhiệt độ của khói

 Độ ẩm

1 1

Vậy, trạng thái của khói lò trước khi vào thùng sấy :

G1: lượng CaCl2 đi vào thiết bị; G1 = 6000 ( kg/h )

W1: Độ ẩm đầu của vật liệu; W1 = 11%

W2: Độ ẩm cuối của vật liệu; W2 = 1,2%

W : Lượng ẩm bay hơi; W = 595,142 ( kg/h )

Dt : Đường kính trong của thùng, ( m )

 Chiều dày thân thùng

 : Khối lượng riêng xốp trung bình của vật liệu trong thùng;

 = 900 kg/m3 ( tra bảng sổ tay không có chọn của phấn cục)

3.2.4 Số vòng quay của thùng

( vg/ph ) ( VII.52 – 122 – STT2 )

Trong đó :

- m, k : Hệ số phụ thuộc vào cấu tạo cánh và chiều chuyển động của khí

trong thùng; theo ( Bảng VII4 – 122 – STT2 ) ta có k =0,7 và m = 1

-  : Thời gian lưu lại của vật liệu trong thùng quay

 : Khối lượng riêng xốp trung bình của CaCl2 : 900 ( kg/m3 )

Dt,Lt : Đường kính và chiều dài của thùng: Dt = 1,5 và Lt = 6 ( m )

a : Hệ số; chọn a = 0,026 ( Bảng VII.3 – 123 – STT2 )

� N = 0,13.10-2.1,53.6.0,026.2,213.900 = 1,363( kW )

Công suất động cơ điện

Nđc = 1,25.N = 1,25.1,363=1,704 ( kW )

3.2.6 Các thông số cơ bản của thùng sấy

 Cấu tạo thân thùng

Thân thùng cấu tạo từ ba lớp :

- Lớp bảo vệ : làm từ vật liệu là thép CT3, hằng số dẫn nhiệt là λ =49, có chiều dày δ1

= 0,002 ( m )

- Lớp cách nhiệt : làm từ vật liệu là amiang, hằng số dẫn nhiệt là λ = 0,144 có chiềudày δ2 = 0,04 ( m )

- Lớp thân thùng : làm từ vật liệu là thép CT3, hằng số dẫn nhiệt là λ =49, có chiều dày

3.3 Quá trình sấy lý thuyết

3.3.1 Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy

2

.(0,622 ) bh

Vậy trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy là :

qo : Nhiệt lượng tiêu hao riêng

lo : Lượng khói cần để bốc hơi 1 kg ẩm

F : Tổng diện tích bao quanh thùng sấy ( m2 )

W : Lượng ẩm bay hơi ( kg/h )

∆ttb : Hiệu số nhiệt độ trung bình ( oC )

α1 : Hệ số cấp nhiệt đối lưu giữa khói và thành thùng ( W/m2.oC ).

α2 : Hệ số cấp nhiệt đối lưu giữa thành thùng và môi trường ( W/m2.oC )

δ : Chiều dày của các lớp thành thùng ( m )

: Hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành thiết bị do đối lưu cưỡng

: Hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành thiết bị do đối lưu tự nhiên

 Xác định:

Chọn tốc độ của dòng khí vào wtb = 2(m/s)

(CT V.36-13-STT2): độ nhớt động của khí

Dt : đường kính ống thiết bị(m)Nhiệt độ trung bình của dòng khí:

oCTại t= 324,5oC

Nội suy theo bảng I.255-318 sổ tay T1

(T-394 sổ tay quá trình và thiết bị T2)

Hệ số cấp nhiệt từ thành thiết bị ra môi trường do đối lưu tự nhiên

: Hệ số cấp nhiệt từ thành thiết bị ra môi trường do bức xạ

Co(Wm2 oK) Hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối

T,T: nhiệt độ tương đối của bề mặt ngoài thiết bị sấy và môi trường xung quanh