ĐA TBN thuyết minh chuẩn

Đồ án TBN lò tuynel PHẦN I: PHẦN LÝ THUYẾT CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 1. Phạm vi Sử dụng và hiệu quả kinh tế: Áp dụng cho gạch rỗng sản xuất từ đất sét (có thể có phụ gia) bằng phương pháp đùn dẻo và nung ở nhiệt độ thích hợp, dùng để sử dụng cho kết cấu xây có trát hoặc ốp bên ngoài. Gạch rỗng đất sét nung có khối lượng thể tích lớn hơn 1600 kgm3 được xem như gạch đặc và áp dụng theo TCVN 1451 :1998. 2. Các tiêu chuẩn sản phẩm: 2.1.1 Gạch rỗng đất sét nung có dạng hình hộp với các mặt bằng phẳng, trên mặt viên gạch có thể có rãnh hoặc gợn khía. Cạnh viên gạch có thể vuông hoặc lượn tròn với bán kính không lớn hơn 5 mm, theo mặt cắt vuông góc với phương đùn ép. 2.1.2 Sai lệch kích thước không vượt quá quy định sau: Theo chiều dài : 6 mm Theo chiều rộng : 4 mm Theo chiều dày : 3 mm Chú thích – Đối với gạch rỗng có chiều dày bằng chiều rộng thì sai lệch kích thước tính theo chiều dày. 2.1.3 Chiều dày thành ngoài lỗ rỗng, không nhỏ hơn 10 mm. Chiều dày vách ngăn giữa các lỗ rỗng, không nhỏ hơn 8 mm. 2.1.4 Khuyết tật về hình dạng bên ngoài của viên gạch không vượt quá quy định ở Bảng 2

ĐỒ ÁN THIẾT BỊ NHIỆT

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay, lĩnh vực sản xuất vật liệu xây dựng đã và đang được ứng dụng và

sử dụng rất nhiều thành tựu, tiến bộ của khoa học kỹ thuật.Các thiết bị máy móc

ngày càng hoàn thiện và hiệu quả hơn góp phần không nhỏ vào việc nâng cao năng 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 sấy vật liệu phải đạt chất lượng cao, tiêu tốn năng lượng

ít và chi phí vận hành thấp Vấn đề này càng quan trọng và khó khăn hơn khi ta sấy

vật liệu dạng bột nhão

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

cho vật liệu trong các ngành sản xuất nói chung ngành chúng ta 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 hầm sấy tuynel Với kiến thức có được và phạm vi của đồ án

môn học, trong quá trình tìm hiểu vẫn còn nhiều thiếu xót Chúng em rất mong và

chân thành cảm ơn khi nhận được sự đóng góp ý kiến hướng dẫn, bổ xung của

giảng viên hướng dẫn Chúng em xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

Lời nói đầu i

Mục lục ii

PHẦN I: PHẦN LÝ THUYẾT

Trang CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT 1.Phạm vi Sử dụng và hiệu quả kinh tế … ……… 3

2 Các tiêu chuẩn sản phẩm ……… 3

3 Yêu cầu về tính năng cơ lý……… 4

4 Nguyên vật liệu chế tạo……… 4

5 Phương phá sản xuất……… 5

6 Dây chuyền công nghệ sản xuất……… 5

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ THIẾT BỊ 1 Giới thiệu chung về các thiết bị sấy trong công nghiệp sản xuất VLXD… 7 2 Cấu tạo……… 7

3 Quy Trình vận hành………9

PHẦN II: TÍNH TOÁN 1 Yêu cầu ……… 10

2 Tính quỹ thời gian ……… 10

3 Tính cân bằng vật chất ……… 10

4 Xác định kích thước cơ bản của thiết bị nhiệt.……… 13

5 Tính cháy nguyên liệu ……… ……… 20

6 Tính cân bằng nhiệt ……… ……… 25

7 Tính chọn thiết bị phụ trợ ……… 33

PHẦN I: PHẦN LÝ THUYẾT

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM VÀ CÔNG NGHỆ SẢN

XUẤT

1 Phạm vi Sử dụng và hiệu quả kinh tế:

- Áp dụng cho gạch rỗng sản xuất từ đất sét (có thể có phụ gia) bằng phương

pháp đùn dẻo và nung ở nhiệt độ thích hợp, dùng để sử dụng cho kết cấu xây có trát hoặc ốp bên ngoài

- Gạch rỗng đất sét nung có khối lượng thể tích lớn hơn 1600 kg/m3 được xem như gạch đặc và áp dụng theo TCVN 1451 :1998

2 Các tiêu chuẩn sản phẩm:

2.1.1 Gạch rỗng đất sét nung có dạng hình hộp với các mặt bằng phẳng, trên mặt

viên gạch có thể có rãnh hoặc gợn khía Cạnh viên gạch có thể vuông hoặc lượn trònvới bán kính không lớn hơn 5 mm, theo mặt cắt vuông góc với phương đùn ép

2.1.2 Sai lệch kích thước không vượt quá quy định sau:

Theo chiều dài : 6 mm

Theo chiều rộng : 4 mm

Theo chiều dày : 3 mm

Chú thích – Đối với gạch rỗng có chiều dày bằng chiều rộng thì sai lệch kích

thước tính theo chiều dày

2.1.3 Chiều dày thành ngoài lỗ rỗng, không nhỏ hơn 10 mm Chiều dày vách

ngăn giữa các lỗ rỗng, không nhỏ hơn 8 mm

2.1.4 Khuyết tật về hình dạng bên ngoài của viên gạch không vượt quá quy định

ở Bảng 2

Bảng 2 – Mức khuyết tật về hình dạng

1 Độ cong vênh trên bề mặt viên gạch, mm, không lớn hơn

2 Số vết nứt theo chiều dày và chiều rộng, có độ dài không quá

60 mm, vết, không lớn hơn

3 Số vết sứt cạnh, sứt góc sâu từ 5 mm đến 10 mm, kéo dài theo

cạnh từ 10 mm đến 15 mm, vết, không lớn hơn

512

Chú thích: Người sử dụng có thể đưa ra thêm các yêu cầu về mức độ khuyết tật

hình dạng

3 Yêu cầu về tính năng cơ lý

3.1 Cường độ nén và uốn của gạch rỗng đất sét nung theo từng mác không nhỏ

hơn giá trị nêu trong Bảng 3

Bảng 3 - Cường độ nén và uốn

Đơn vị tính bằng MPa

-3.2 Độ hút nước của gạch rỗng đất sét nung không lớn hơn 16 %

3.3 Vết tróc do vôi trên bề mặt viên gạch có kích thước trung bình từ 5 mm đến

10 mm, tính bằng số vết, không quá 3 vết

4 Nguyên vật liệu chế tạo:

Nguyên vật liệu chính để sản xuất gạch tuynel là đất sét

Các vật liệu phụ

Vật liệu gầy pha vào đất sét nhằm giảm độ dẻo, giảm độ co khi sấy và nung,

thường dùng là bột samot, đất sét nung non, cát, tro nhiệt điện, xỉ hạt hóa

Phụ gia cháy như mùn cưa, tro nhiệt điện, bã giấy Các thành phần này có tác

dụng làm tăng độ rỗng của sản phẩm gạch và giúp cho quá trình gia nhiệt đồng đều hơn

Phụ gia tăng dẻo như các loại đất sét có độ dẻo cao như cao lanh đóng vai

tròn làm tăng dẻo cho đất sét

Phụ gia hạ nhiệt độ nung có tác dụng hạ thấp nhiệt độ kết khối làm tăng nhiệt

độ và độ đặc của sản phẩm, phụ gia hạ nhiệt độ nung thường dùng là fenspat,

pecmatit, canxi đôlomit

Men là lớp thủy tinh lỏng phủ lên bề mặt của sản phẩm, bảo vệ sản phẩm,

chống lại các tác dụng của môi trường Men dùng để sản xuất vật liệu gốm rất đa

dạng, có màu hoặc không màu, trắng và đục, bóng và không bóng, có loại dùng cho

đồ sứ (men sứ) có loại dùng cho sản phẩm sành (men sành) và có loại men trang trí,

… Vì vậy việc chế tạo men là rất phức tạp

5 Phương pháp sản xuất:

*Phương pháp dẻo :

- độ ẩm tạo hình có độ ẩm lớn khoảng 18-20%

- tạo hình bằng máy ép lento

- ưu nhược điểm của phương pháp:

+ ưu điểm : có thể sản xuất được nhiều loại sản phẩm đa dạng, thiết bị ít, không

cồng kềnh

+ nhược điểm: độ co khi sấy và độ co khi nung lớn độ ẩm tạo hình cao làm tăng

chi phí cho sấy nên phải tăng giá thành sản phẩm , viên gạch quá mềm dễ bị biến

dạng gây khó khan cho việc sấy, độ bền sản phẩm thấp

*Phương pháp bán khô :

- độ ẩm tạo hình 9-12%

- tạo hình bằng máy đùn chân không

- ưu nhược điểm của phương pháp :

+ ưu điểm : kích thược của sản phẩm chính xác, cho độ bền nhiệt cao, sản phẩm

có độ ẩm bé cho phép rút ngắn thời gian sấy, cho phép sử dụng nguyên liệu dẻo và

không dẻo, dễ đưa gạch lên vagong để đưa đi sấy

+ nhược điểm : độ ẩm tạo hình 9-12% như vậy đất sét chất kết dính không ở

trạng thái dẻo mà ở trạng thái phồng trương , do vậy nguyên liệu chọ phải rất kĩ

càng, khi tạo hình đòi hỏi phải nén dưới áp lực cao, đòi hỏi trang thiết bị cồng

kềnh, vốn đầu tư xây dựng lớn

 Qua phân tích trên và dựa vào trình độ công nghệ nược ta hiện nay trong ngành

sản xuất VLXD , em chọ phương án tạo hình “dẻo” để dễ sản suất

6 Dây chuyền công nghệ sản xuất:

Gạch ngói nung là sản phẩm từ đất sét, để tạo ra được thành phẩm phải trải qua nhiều khâu gồm các bước sau:

Đất sét sau khi ngâm ủ theo đúng thời gian quy định từ trại chứa được xúc đổ

vào thùng tiếp liệu để đưa vào công đoạn sơ chế Công đoạn sơ chế lần lượt gồm:

Tiếp liệu —> Tách đá —> Nghiền thô —> Nghiền tinh

Sau khi sơ chế nguyên liệu đất sét được đưa vào máy nhào trộn 2 trục để trộn

với than cám đá nhằm đạt độ dẻo cần thiết để đưa qua máy đùn hút chân không đưa

nguyên liệu vào khuôn để tạo ra sản phẩm gạch mộc (gạch chưa nung)

Sản phẩm gạch mộc sau khi có hình dáng chuẩn được vận chuyển lên trại phơi

để phơi tự nhiên hoặc sấy phòng trong trường hợp cần thiết cho đến khi sản phẩm

đạt độ khô thích hợp

Xếp phôi sản phẩm gạch mộc lên xe goòng (đối với lò nung tuynel) xông – sấy

trong lò nung trong một khoản thời gian nhất định, sau đó chuyển sang lò nung để

nung ở nhiệt độ khoảng 900 độ C, sau đó sản phẩm được làm nguội ngay trong lò

cho ra thành phẩm

Sản phẩm sau khi nung được đưa ra lò, phân loại và vận chuyển vào bãi chứa

thành phẩm

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ THIẾT BỊ

1 Giới thiệu chung về các thiết bị sấy trong công nghiệp sản xuất vật liệu

xây dựng:

a Nhiệm vụ :

Sấy là quá trình làm khô vật liệu còn thiết bị để thực hiện quá trình sấy gọi là

thiết bị sấy Đây là công đoạn quan trọng và phức tạp không chỉ có trong VLXD

mà còn của nhiều ngành công nghiệp khác Có 1 số cách làm khô vật liệu như ép ,

lọc ly tâm , phơi ngoài trời nhưng không được coi là sấy Sấy được hiểu là cách

làm khô vật liệu nhờ năng lượng khi sây

Công nghệ sấy được xem xét ba mặt chính liên quan với nhau là : Các tính chất

và yêu cầu chất lượng sản phẩm trước và sau khi sấy ; cách sấy và năng lượng sấy

là tương ứng

b Phân loại:

Các thiết bị sấy dung trong sản xuất vật liệu và cấu kiện xây dựng thường đượcphân loại theo nguyên tắc sau

Theo quy trình làm việc: theo quy trình gián đoạn hay hoạt động liên tục

Theo dạng vật liệu cần sấy cho dạng vật liệu chảy được ở dạng hồ rót, vật liệu

cục , đổ vồn , vật liệu tấm

 Do yêu cầu của để bài sấy sản phẩm nên ta chọn Thiết Bị Sấy hầm tuynel

Ưu nhược điểm của hầm sấy Tuynel :

- Ưu điểm : quá trình nung liên tục , mức độ tự động hóa, cơ giới hóa cao, giảm

nhẹ sức lao động do khâu xếp và dỡ sản phẩm lên va gông được thực hiện ngoài

lò Quy trình điều chỉnh dễ dàng , thuận lợi , chất lượng sản phẩm cao, thời gian

lưu vật liệu trong lò ngắn hơn

- Nhược điểm : Lượng nhiệt cung cấp cho quá trình cháy nhiên liệu luôn luôn

bằng lượng không khí làm nguội sản phẩm Do vậy mà đường cong nung k điều

chỉnh được Trao đổi nhiệt giữa vật và khói lò không tương xứng với lượng nhiệt

thực tế cần , có hiện tượng phân tầng khi không đều theo thiết diện.Gây ô nhiễm

môi trương

2 Cấu tạo

Hầm có chiều dài :30-36m, cao:1.15- 1.4m ,trên hầm có đường ray khổ bé, hai

đầu hầm có cửa tự mở được bằng hệ thống cơ khí, cửa có thể 1 cách hoặc 2 cánh

nếu có 2 đường ray thì chiều rộng từ 2 đến 2.4m , nếu 3 đường thì 3-3.6m., phổ

biến thường dùng hầm sấy tuynel 1 hệ đường rây

Phân tích lựa chọn thiết bị :vật liệu nung là gạch 2 lổ rỗng( đã được tạo

hình ,không phải dạng hồ hay đống rời ) nên ta sử dụng hầm sấy chúng ta không

sử dụng tháp sấy sấy thùng quay được

* Ưu nhược điểm :

- Ưu điểm: quá trình nung liên tục , mức độ tự động hóa, cơ giới hóa cao, giảm

nhẹ sức lao động do khâu xếp và dỡ sản phẩm lên va gông được thực hiện ngoài

lò Quy trình điều chỉnh dễ dàng , thuận lợi , chất lượng sản phẩm cao, thời gian

lưu vật liệu trong lò ngắn hơn

- Nhược điểm : Lượng nhiệt cung cấp cho quá trình cháy nhiên liệu luôn luôn

bằng lượng không khí làm nguội sản phẩm Do vậy mà đường cong nung k điều

chỉnh được Trao đổi nhiệt giữa vật và khói lò không tương xứng với lượng nhiệt

thực tế cần , có hiện tượng phân tầng khi không đều theo thiết diện

* Đặc điểm cấu tạo, nhiệm vụ của các chi tiết cấu tạo, các thiết bị phụ trợ :

- về kích thước : chiều rộng B từ 1,7 đến 3m lò diện có B dưới 1m chiều cao

H= 1.4- 1.8m Chiều dài lò nhận trong khoảng 5-120 , có trường hợp tới 180m

- Tường lò , vòm lò : -ở vùng nhiệt độ nung dưới 600oC tường được xây dựng

bằng gạch đỏ chiều dày lớn hơn 510m vòm được cấu tạo từ lớp gạch sa mốt dày

230m hoặc lớp gạch đỏ 230 Dùng để chịu lửa ở vùng nung( 1000oC) tường gốm

lớp gạch sa mốt dày 230m , gạch chịu nhiệt nhẹ, dày 230m chiều dày chung của

3-4 viên gạch

- vòm gồm lớp gạch sa mốt dày 230m , lớp vữa thường 50mm hoặc đất sét chịu lửa 15mm sau đó là lớp gạch nhẹ chịu nhiệt 65m và trên cùng một lớp xỉ được lát

gạch đè lên để đảm bảo độ kín cho lò

- Va gông nung : Quyết định chế độ nhiệt của lò

3: Quy Trình vận hành.

PHẦN II: TÍNH TOÁN

Thiết kế hầm sấy tuynel có :

Va gông chung với lò nung

 Công suất 15tr viên gạch / năm

2 Tính quỹ thời gian

 Thiết bị làm việc liên tục

 Thời gian tu sửa và nghỉ lớn 30 ngày

=>Thời gian thiết bị làm việc trong 1 năm

( 365-30) ngày 24 giờ = 8040 ( giờ / năm )

N

Tổn g

Khối lượng của 1 viên gạch 2 lỗ rỗng sản phẩm(Ƴ= 1800):

100 2

1

8040= 1904(viên/giờ)Khối lương gạch ẩm cho vào hầm sấy trong 1 giờ

a Lựa chọn đường cong gia công nhiệt

Chọn sấy trong 18 giờ với nhiệt độ tác nhân sấy là 180°C

ĐƯỜNG CONG NHIỆT TÁC NHÂN SẤY

b Chọn va gong có kích thước như sau :

- Sử dụng vật liệu là bêtông chịu nhiệt

- Sử dụng nhiệt dộ làm việc trung bình của lớp này là 500oC

A: hệ số phụ thuộc vào vị trí tương đối của bề mặt trao đổi nhiệt trong không

gian ( với mặt ngang A= 1,8)

 :Độ đen của vật liệu bề ngang

Co: có hệ số đen tuyệt đối Thực tế ta lấy  Co=4

Tvg=150oC : nhiệt độ bề mặt dưới va gong

Tkk= 60oC: Nhiệt độ môi trường không khí dưới va gông

* Khối lượng của 1 va gông

- Khối lượng của lớp ramot

Nhiệt độ của không khí môi trường: 25oC

Nhiệt độ tác nhân sấy vào hầm: 180oC

Nhiệt độ của khí thải: 70oC

Thời gian sấy: 18 giờ

-Chọn Khoảng cách từ mép vagông đến khối xếp: 50(mm)

- Khoảng cách hở từ mép vagông đến tường là: 80(mm)

Mật độ xếp : 0,5

- Chọn chiều cao khối xếp là 1695 mm

Thể tích khối xếp trên 1 va gông:

Chia chiều dài hầm thành 2 vùng:

Đoạn 1 : 180  100oC  Nhiệt độ mặt ngoài 40oC

Đoạn 2 : 100  70oC  Nhiệt độ mặt ngoài 35 oC

Hầm đặt ở môi trường có nhiệt độ không khí 25oC

Định mức dòng nhiệt mất mát cho phép

Qđm = 50 + 2

DNS t

= 50 +

180

2 = 140( kcal/m2.h)Mật độ dòng nhiệt thực tế :

Với  là hệ số trao đổi nhiệt từ bề mặt ngoài tường với môi trường xung quanh 2

A: hệ số phụ thuộc vào vị trí tương đối của bề mặt trao đổi nhiệt trong không

gian

A= 2.2 cho mặt đứng

 Độ đen của vật liệu bề ngoài mặt vỏ lò

Co: có hệ số đen tuyệt đối Thực tế ta lấy  Co=4

Tmn: nhiệt độ mặt ngoài của vỏ lò

Tkk: Nhiệt độ môi trường không khí bao quanh lò

Giả sử nhiệt độ môi trường không khí tkk= 25oC

0,9 0,35 9, 431

= 138,747(kcal/m2.h)Nhiệt độ không khí bên ngoài

Lớp BTCT M200 0,1 (m)

Lớp gạch rỗng 0,315(m)

5 Tính cháy nguyên liệu

Tác nhân sấy là khói lò

Buồng đốt dùng khí thiên nhiên mỏ số 37

Tính từ điều kiện để sao cho nhiể độ thực tế trong buồng đốt đảm bảo độ bền

cần thiết cho vật liệu xây lớp lót

Đối với lớp lót là gạch nhận nhiệt độ cho phép thực tế là 1200oC

 Nhiệt độ cháy yêu cầu của khí

 Tỷ nhiệt của khói lò tính theo thể tích

Tra hàm nhiệt I ở bảng 5 : I( kcal/m3ch)

Theo thể tích: Vα = α.V0 = 1,59 7,96 = 12,66 ( m3ch/kgnl)

Theo khối lượng: Lα = α L0 = 1,59 10,3 = 16,38 (kgch/kgnl)

 Lượng không khí dư:

2

0,804

.10001,96 RO 1, 25 N 1,3

H O d



Dung Trọng của khói lò :

Inl: Hàm nhiệt của nhiên liệu Inl=Cnl.tnl=1,673.25

Ikk: Hàm nhiệt của không khí Ikk=Ckk.tkk= 1,34.25

a1: - Nhiệt do tác nhân sấy đưa vào:

Q1thu=VTNS.CTNS.tTNS=VTNSx1,31x180=235,8VTNS(KJ/giờ)= 56,317VTNS(kcal/giờ) Trong đó :

VTNS= lưu lượng tác nhân sấy cấp vào

Nhiệt độ TNS là 180oC

CTNS : Nhiệt dung riêng của TNS CTNS=1,31KJ/m3 oC

a4: - Nhiệt của không khi rò rỉ vào

Q2thu=VròrỉxCkkxtkk = 0,2VTNSx1,34x25

= 6,7.VTNS (KJ/giờ) = 1,6 VTNS (kcal/giờ)

Trong đó:

Vròrỉ: lưu lượng không khí rò rỉ vào Vròrỉ = 0,2 VTNS

Ckk: Nhiệt dung riêng của không khí theo thể tích

tkk: Nhiệt độ không khí lọt vào

Vvg : vận tốc của vagông trong chu kì Vvg=0,833 (vg/giờ)

Ggm: Khối lượng gạch mộc vào hầm sấy trong 1 giờ

Tổng nhiệt thu vào :

Qthu = Q1thu + Q2thu + Q3thu + Q4thu

Gn: khối lượng ẩm chứa trong gạch mộc Gn=599,697 kg/ giờ

Cn=4,19 : nhiệt dung riêng của nước Cn= 4,19KJ/kgoC