Đồ án qui trình công nghệ và thiết bị sấy thùng quay dùng để sấy đường với năng xuất đầu ra là 1200kgh

Sấy là phương pháp thường dùng trong công nghiệp và đời sống. Kết quả của quá trình sấy làm cho hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên. Điều đó có ý nghĩa quan trọng trên nhiều phương diện khác nhau. Ví dụ: đôi với các nông sản và thực phẩm nhằm tăng cường tính bền vững trong bảo quản, đôi với các nhiên liệu (than, củi) được nâng cao lượng nhiệt cháy, đôi với gốm sứ làm tăng độ bền cơ học, giảm chi phí vận chuyển... Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi trạng thái của pha lỏng trong vật liệu thành hơi. Hầu hết các vật liệu trong quá trình sản xuất đều chứa pha lỏng là nước nên người ta thường gọi là ẩm. Tùy theo quá trình cấp nhiệt cho ẩm mà người ta phân ra các phương pháp sấy khác nhau: cấp nhiệt bằng đốì lưu gọi là sấy đôi lưu, cấp nhiệt bằng dẫn nhiệt gọi là sấy tiếp xúc, cấp nhiệt bằng bức xạ gọi là sấy bức xạ... Hệ thông sấy thùng quay là hệ thống sấy chuyên dùng để sấy hạt, cục nhỏ. Hệ thông sấy thùng quay cũng là hệ thông sấy đôi lưu. Trong đồ án này, em xin trình bày về qui trình công nghệ và thiết bị sấy thùng quay dùng để sấy đường với năng xuất đầu ra là 1200kgh. Sấy là phương pháp thường dùng trong công nghiệp và đời sống. Kết quả của quá trình sấy làm cho hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên. Điều đó có ý nghĩa quan trọng trên nhiều phương diện khác nhau. Ví dụ: đôi với các nông sản và thực phẩm nhằm tăng cường tính bền vững trong bảo quản, đôi với các nhiên liệu (than, củi) được nâng cao lượng nhiệt cháy, đôi với gốm sứ làm tăng độ bền cơ học, giảm chi phí vận chuyển... Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi trạng thái của pha lỏng trong vật liệu thành hơi. Hầu hết các vật liệu trong quá trình sản xuất đều chứa pha lỏng là nước nên người ta thường gọi là ẩm. Tùy theo quá trình cấp nhiệt cho ẩm mà người ta phân ra các phương pháp sấy khác nhau: cấp nhiệt bằng đốì lưu gọi là sấy đôi lưu, cấp nhiệt bằng dẫn nhiệt gọi là sấy tiếp xúc, cấp nhiệt bằng bức xạ gọi là sấy bức xạ... Hệ thông sấy thùng quay là hệ thống sấy chuyên dùng để sấy hạt, cục nhỏ. Hệ thông sấy thùng quay cũng là hệ thông sấy đôi lưu. Trong đồ án này, em xin trình bày về qui trình công nghệ và thiết bị sấy thùng quay dùng để sấy đường với năng xuất đầu ra là 1200kgh. Sấy là phương pháp thường dùng trong công nghiệp và đời sống. Kết quả của quá trình sấy làm cho hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên. Điều đó có ý nghĩa quan trọng trên nhiều phương diện khác nhau. Ví dụ: đôi với các nông sản và thực phẩm nhằm tăng cường tính bền vững trong bảo quản, đôi với các nhiên liệu (than, củi) được nâng cao lượng nhiệt cháy, đôi với gốm sứ làm tăng độ bền cơ học, giảm chi phí vận chuyển... Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi trạng thái của pha lỏng trong vật liệu thành hơi. Hầu hết các vật liệu trong quá trình sản xuất đều chứa pha lỏng là nước nên người ta thường gọi là ẩm. Tùy theo quá trình cấp nhiệt cho ẩm mà người ta phân ra các phương pháp sấy khác nhau: cấp nhiệt bằng đốì lưu gọi là sấy đôi lưu, cấp nhiệt bằng dẫn nhiệt gọi là sấy tiếp xúc, cấp nhiệt bằng bức xạ gọi là sấy bức xạ... Hệ thông sấy thùng quay là hệ thống sấy chuyên dùng để sấy hạt, cục nhỏ. Hệ thông sấy thùng quay cũng là hệ thông sấy đôi lưu. Trong đồ án này, em xin trình bày về qui trình công nghệ và thiết bị sấy thùng quay dùng để sấy đường với năng xuất đầu ra là 1200kgh.

Trang 1

Đề án mô It họe Q/uí trình - Q,'hiết bi

@f]¥3ỬT)ĩ JlLai >7'hanh r f)*!!(><)IHỊ

SẤY ĐƯỜNG THÙNG QUAY

Sấy là phương pháp thường dùng trong công nghiệp và đời sống Kết quả củaquá trình sấy làm cho hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên Điều đó có ý nghĩaquan trọng trên nhiều phương diện khác nhau Ví dụ: đôi với các nông sản và thực phẩmnhằm tăng cường tính bền vững trong bảo quản, đôi với các nhiên liệu (than, củi) đượcnâng cao lượng nhiệt cháy, đôi với gốm sứ làm tăng độ bền cơ học, giảm chi phí vậnchuyển

Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi trạng thái của pha lỏng trong vật liệu thành hơi Hầu hết các vật liệu trong quá trình sản xuất đều chứa pha lỏng là nước nên người ta thường gọi là ẩm

Tùy theo quá trình cấp nhiệt cho ẩm mà người ta phân ra các phương pháp sấy

khác nhau: cấp nhiệt bằng đốì lưu gọi là sấy đôi lưu, cấp nhiệt bằng dẫn nhiệt gọi là sấy tiếp xúc, cấp nhiệt bằng bức xạ gọi là sấy bức xạ

Hệ thông sấy thùng quay là hệ thống sấy chuyên dùng để sấy hạt, cục nhỏ Hệthông sấy thùng quay cũng là hệ thông sấy đôi lưu Trong đồ án này, em xin trình bày vềqui trình công nghệ và thiết bị sấy thùng quay dùng để sấy đường với năng xuất đầu ra

là 1200kg/h

Nước ta là một nước nhiệt đới nên đường được sản xuất chủ yếu từ cây mía

Đường được đcm đi sấy là những tinh thể saccharose, có kích thước trung bình là 0,8 mm

Saccarose là một đường kép có công thức phân tử là C1 2H2 2O1 1, gồm 2 phân tử a -

D - glucose và p - D - fructose liên kết với nhau bằng liên kết 1,2 - glucoside

Do đó saccarose không còn tính khử, không tạo được osazone Nó bị

caramel hóa ở nhiệt độ nóng chảy từ 160 -r 180 °c Nhưng ở nhiệt độ lớn hơn 105°c

thì đường sẽ bị caramel hóa một phần làm đường bị sẫm màu

Trong tự nhiên, saccarose có trong mía, củ cải đường, thốt nốt,

Saccarose

Trang 2

trang 2

Sinh Vien: Bui Thi Mai Trang

1

Đề Ún môn họe Q/uí trình - Q,'hiết bi

@f]¥3ỬT): Jltai >7'hanh r (yiĩũt)tríỊ

CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

2.1 Sơ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:

Trang 3

trang 3

1

Trang 5

Quạt hútHơi nước

Trang 6

trang 6

1

Trang 7

XyclonCalorife

Trang 8

trang 8

1

Trang 9

trang 9

1

ẩm với TNS Ọúa trình cứ thế diễn ra từ khi đường bắt đầu vào thùng và ra khỏi thùng đểđạt được độ ẩm theo yêu cầu kĩ thuật Ớ cuôi thùng sấy, đường sau khi được tách ẩm sẽđược tháo liệu ra ngoài, được vận chuyển bằng hệ

Trang 10

trang 10

1

thông băng tải Nhiệt độ đầu ra của đường khá cao ( khoảng40 °C) nên phải được làm nguội Có 2 cách để thực hiện quá trình làm nguội đường:

■ Dùng luồng không khí lạnh, khô thổi cưỡng bức để làm nguội

■ Làm nguội tự nhiên bằng cách lợi dụng độ dài thích hợp của hệ thống băng tải

•S Tác nhân sấy:

Không khí ở điều kiện bình thường (27°c, 85%) được quạt đẩy đưa vào hệ thôngqua ôVig dẫn khí vào calorife để tiến hành trao đổi nhiệt lên 92°c, sau đó được dẫn vàothùng sấy Do có sự mất mát nhiệt trên đường ông dẫn nên khi TNS vào tới thùng quaynhiệt độ còn 90°c Tại thùng sấy, TNS sẽ tiến hành quá trình truyền nhiệt và dẫn ẩm rakhỏi vật liệu sấy Nhiệt độ TNS giảm dần và khi ra khỏi thùng sấy chỉ còn 40°c

Trong không khí ra khỏi thùng có lẫn bụi đường, hỗn hợp khí-bụi này được dẫnvào cyclon để lọc và thu bụi đường, không khí sạch được thải ra ngoài môi trường

Caloriíe được gia nhiệt bằng hơi nước bão hòa ở áp suất 2 atm lấy từ lò hơi.Nhiên liệu dùng để đốt lò hơi là dầu FO

Trang 11

Đề án /nòII họe Q/uí trình - Q,'hiết bi

@f]¥3ỬT): Jltai ~7liíiiili r (yiỉũt)tríỊ

Năng suất nhập liệu tính theo sản phẩm G2=1200 kg/h Độ

ẩm ban đầu của vật liệu sấy: U|=2%=0.02 Độ ẩm ban đầu của

vật liệu sấy: u2=0.4%=0.004 Khôi lượng riêng thể tích của

đường :pv=990+27u kg/m3

(CT2.84,trl00-[2])

Đường kính tương đương hạt đường: d=0,8 mm

Chọn quá trình sấy xuôi chiều

CÔNG THỨC DÙNG XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG sô CỦA TÁC

NHÂN SÂY:

■S Áp suất hơi bão hòa:

Trang 12

trang 12

1

Trang 14

trang 14

1

Trang 15

: 60503026 trang 15

@f]¥3ỬT)ĩ JlLai 'Thanh ^P'X&nq.

VII.ll-tr95-p -q>* VII.ll-tr95-p h

Trang 16

trang 16

1

Trang 18

trang 18

1

Trang 19

: 60503026 trang 19

■ ck= 1 kJ/kg.K - nhiệt dung riêng của không khí khô

■ ch = 1.97 kJ/kg.K - nhiệt dung riêng của hơi nước

■ rG = 2493 kJ/kg - ẩn nhiệt hóa hơi của nước

■ t - nhiệt độ không khí (°C)

Trang 20

trang 20

1

■ X - hàm ẩm (kg ẩm/kgkkk)

Trang 21

: 60503026 trang 21

Trang 23

: 60503026 trang 23

Trang 24

s Thể tích riêng của không khí ẩm:

trang 24

1

(CT VII.8-tr94-[l 1])Trong đó

■ R - hằng sô"khí: R =8314J/kmol.độ

■ M - khôi lượng không khí: M = 29 kg/kmol

■ p, pb - áp suất khí trời và phân áp suất bão hòa của hơi nước trong

không khí (N/m2)

s Khôi lượng riêng của không khí ẩm:

Trang 25

: 60503026 trang 25

Trang 26

trang 26

1

Trong đó:

■ p, Pb lấy đơn vị là N/m2

■ T0-nhiệt độ tiêu chuẩn: T0= 273 K

■ Po - khôi lượng riêng không khí khô ở điều kiện chuẩn: Po= 1,293

kg/m3

XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG số TRẠNG THÁI TÁC NHÂN SAY

•S Thông sổ" trạng thái của không khí ngoài trời (A):

Vậy tại điểm A, ta có:

■ to = 27°C; (p0=85%

■ Áp suất hơi bão hòa: pb0 = 0,03548 bar

■ Hàm ẩm: Xo = 0,0188 kg ẩm/kgkkk

■ Enthalpy: I0 = 75.37 kJ/kg

■ Thể tích riêng của không khí ẩm: Vo = 0,879 m3/kgkk

■ Khôi lượng riêng : Po =1,202 kg/m3

s Thông số trạng thái của tác nhân sấy vào thùng sấy (B):

Không khí ngoài trời từ trạng thái (A) được đưa vào calorife nhờ quạt hút và được đô"t nóng đẳng ẩm đến trạng thái B(X|, t|) (nghĩa là X| = x0 = 0,0188 kgẩm/kgkk) để đưa vào thùng sấy

Rõ ràng, nhiệt độ t| tại điểm B là nhiệt độ cao nhất của tác nhânsấy, đượcquy định bởi tính chất của vật liệu sấy và chế độ công nghệ vàđược chọn ở phầntrên Do đường bị ngả màu khi nhiệt độ trên 105 c nên ta cần nhiệt độ tác nhân sấy dướinhiệt độ này Chọn:

Tại điểm B: ti = 90 °C; X| = Xo = 0.0188 kg ẩm/kgkk

Sinh Vien : Bui Thi Mai Trang

MSSV

1

Trang 27

: 60503026 trang 27

Khi đó áp dụng các công thức đã nêu ở phần ĨTT.lcác thông số khác của tác nhân

sấy ở trạng thái B được xác định như sau:

■ Áp suất hơi bão hòa: pb| = 0.6908 bar

■ Độ ẩm tương đốì: cpi = 0.043 = 4.3 %

■ Enthalpy: I| = 140.2 kJ/kg

■ Thể tích riêng của không khí ẩm: V| = 2.45 m3/kgkk

■ Khôi lượng riêng : P! = 0.784 kg/m3

■S Thông sô" trạng thái của tác nhân sấy ra khỏi thùng sấy (C):

Không khí ở trạng thái B được đẩy vào thiết bị sấy để thực hiện quá trình

sấy

Nhiệt độ tác nhân sấy ra khỏi thùng sấy t2 tùy chọn sao cho tổn thất nhiệt do tácnhân sấy mang đi là bé nhất nhưng phải tránh hiện tượng đọng sương (nghĩa là tránhtrạng thái c nằm trên đường bão hòa) Đồng thời, hàm ẩm của tác nhân sấy tại c phải nhỏhơn độ ẩm cân bằng của vật liệu sấy tại điểm đó để vật liệu sấy không hút ẩm trở lại

Với quá trình sấy lý thuyết ta có: Ỉ 2 = 1] = 140.2 kJ/kgkk; co = 100 %.

■ Thể tích riêng của không khí ẩm: v2 = 0.94535 nrVkgkk

■ Khôi lượng riêng : P! = 1.1386 kg/m3

Trạng thái tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết tóm tắt ở Bảng 1.

Bảnsl: Trạng thái tác nhân sấy trong quá trình sấy lý thuyết:

Đại lượng Trạng thái không khí

ban đầu(A)

Trạng thái không khí vào thiết bị sấy

(B)

Trạng thái không khí rakhỏi thiết bị sấy

Trang 28

Đề án mên họe Qfui trình - ÇJhiê't bi

QiTyXfD: JlLai Çîhatth ^P'X&nq.

■S Cân bằng năng lượng chung cho quá trình sấy:

Vì quá trình sấy không có bổ sung nhiệt lượng và thiết bị sấy thùng quay không có

thiết bị chuyển tải => Qbs = Ọvc = 0 Như vậy: s Nhiệt lượng đưa vào thiết bị sấy gồm:

■ Nhiệt lượng do tác nhân sấy nhận được trong caloriphe: L(I| - lo)

■ Nhiệt lượng do vật liệu sây mang vào: [(G| - W)CV| + WCa].tV|

■ Nhiệt lượng đưa ra khỏi thiết bị sấy gồm:

■ Nhiệt lượng tổn thất do tác nhân sấy mang đi: L(I2 - lo)

■ Nhiệt lượng tổn thất qua cơ cấu bao che: Qbc

■ Nhiệt lượng do vật liệu sấy mang ra: G2.Cv2.tv2-

Trang 29

-0,004) + 4180.0,004 = 1395.26J / kg.K S Cân bằng nhiệt lượng vào và ra hệ thông sấy:

L(T, - To) + [(G, - W)Cvi + wca]tvl = L(ĩ2 - To) + Qbc + G2.cv2.tv2

Đặt Qv - tổn thất nhiệt do vật liệu sây mang đi: Qv = G2CV2(tV 2 -tvi )Mặt khác:

G2 = G| - w

S Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy thực:

Q = L(I| - lo) = L(I 2 - lo) + Qbc + Qv - W.Ca.tvi

Trang 30

Đề án mên họe Qfui trình - ÇJhiê't bi

QiTyXfD: JlLai Çîhatth ^P'X&nq.

Trang 31

dụng các công thức tương ứng đã nêu, các thổng số khác của tác nhân sấy ở đầu ra của thùng

sấy trong quá trình sấy thực (C’) được xác định như sau:

■ Enthalpy: l\ = 98.894kJ/kgkk.

■ Ap suất hơi bão hòa: 0.073bar

■ Thể tích riêng của không khí ẩm: vị = 0,972 mVkgkk

■ Khôi lượng riêng: p 2 =\.\\ kg/m3

s Lượng tác nhân khô cần thiết:

■S Lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình sấy thực:

Q’= L’ *(i, - I’2) + Qbc + Qv- W.Ca.tV|

Trạng thái tác nhân sấy trong quá trình sấy thực tế được tóm tắt trong

Bảns2: Trạng thái của tác nhân sây trong quá trình sây thực tế:

Trang 32

@f]¥3ỬT)ĩ Jltai 'Thanh r Ọlỉũt)tríỊ

1.3 TÍNH THỜI GIAN SẤY:

Tính thời gian sấy

Chọn góc nghiêng của thùng a=5°

s Thể tích thùng sấy tính theo lý thuyết:

■ m - hệ sô" lưu ý đến dạng cánh trong thùng Đôi với cánh nâng: m

khí ban đầu (A) không khí vào

thiết bị sấy(B)

Trang 33

@f]¥3ỬT)ĩ Jltai 'Thanh r Ọlỉũt)tríỊ

=> Các thông sô" chọn trên là hợp lý

s Tính tốc độ tác nhân sấy Lưu lượng thể tích của tác nhân

sấy sau calorife:

Trang 34

trang 34

1

1.5 CHIỀU CAO LỚP VẬT LIỆU TRONG THÙNG:

Trang 35

Đề Ún môn họe Q/uí trình - Jkìèt bi

@f]¥3ỬT): Jltai 'Thanh r (yiỉũt)tríỊ

Bảns4: Các hệ sô bổ sung kích thước cho bề dày thùng:

Bảng3: Các tính chất của vật liệu chế tạo thùng:

cách nhiệt)

0,95

CT 1.9/p23-[8]

133

STT Hệ sô" bổ sung

kích thước

Kíhiệu

Giátrị(min)

Ghi chú

1 Hệ sô" bổ sung

do ăn mòn hóa

hoc

hóa học không lớn hơn 0.05mm/năm

2 Hệ sô" bổ sung

do bào mòn cơ

hoc

trong thiết bị giá trị cbchọn theo thực nghiệm

Trang 36

trang 36

1

•S Kiểm tra các điều kiện:

= — = 0,0065 => thỏa điều kiện 5 ~ c ° <0,1 (CT 5.10/pl31 ,[8])

Bảng 5:Các thông số của tác nhân sấy trong thùng sấy:

Trang 37

trang 37

1

■ a - hệ sô" thủy động

Trang 38

trang 38

1

Trang 39

Với : £ = Pv Pdx = 990 3142 = 0,' o990990-31.42

990

35.36x4.6x1x0,947x0,03422x9,81x0,0008

(CT 10.22/p,[12])

Trang 40

trang 40

1

Trang 41

trang 41

1

Hình : Kỷ hiệu các kích thước cánh đảo.

Theo các kí hiệu kích thước trên hình của cánh đảo trộn, ta có:

s Chọn các thông sô" cho cánh: o

a = 100 mm o b = 130mm

Trang 42

trang 42

1

Với chiều dài thùng sấy LT = 4.6 m ta lắp 13 đoạn cánh dọc theo chiều dài thùng

0 đầu nhập liệu của thùng lắp cánh xoắn để dẫn vật liệu vào thùng với chiều dài :

1„ = LT - n*c = 4.6-13*0.34 = 0,18 m

(0,1+0,13)*0,34*0,005*7900 = 3.0889 kg S Khôi lượng của

tất cả cánh trong thùng :

M= 13*12*111 =482 kg

Để giúp máy sấy không bị mất mát nhiệt lớn và để đảm bảo nhiệt độ bcn ngoài máy sấy không quá cao, có thể cho phép công nhân làm việc bên cạnh được ta nên bọc lớp cách nhiệt cho máy sấy

® Tính hê sỏ" cấp nhiêt từ dỏng tác nhân sấy đến thành trong của thùng

Ơ-NBảng 6 : Các thông sô của tác nhân sây trong thùng sây:

•S Chuẩn sô" Reynolds:

Vì Re > 104 => dòng tác nhân chảy rối trong thùng sấy Quá trình truyền nhiệt

trong thùng xem như là quá trình truyền nhiệt trong ống có dòng chảy xoáy rối, có thể bỏ qua sự truyền nhiệt do đôi lưu tự nhiên.Vậy quá trình truyền nhiệt

Trang 43

§3 : bề dày lớp bảo vệ trang 43

r ị)~dũontỊ

SẤY ĐƯỜNG THÙNG QUAYgiữa tác nhân sấy và thành thiết bị là truyền nhiệt do đốì lưu cưỡng bức, dòng chảy trong ông có — < 50

s Chuẩn sô" Nusselt:

Bảns7: Các thông số của không khí bên ngoài thùng sấy:

Trang 44

1.

@f]¥3ỬT): Jltai >7'hanh r (yiĩũt)tríỊ

Hình 3: Sơ đồ truyền nhiệt qua vách thùng o

® Tính hê số truyền nhiêt của thùng K:

Hệ số truyền nhiệt K đôi với tường hình ống có chiều dày không dày lắm so với

đường kính, khi bỏ qua nhiệt trở của lớp cáu:

Trang 45

1.

@f]¥3ỬT): Jltai >7'hanh r (yiĩũt)tríỊ

1,41 w/m KK

J_ 0,005 0,003 0,001 J_

1

Định dạng
Số trang	110
Dung lượng	761,5 KB