Bài thuyết trình Kỹ thuật sấy: Thiết bị sấy thùng quay, tầng sôi, dòng cao tầng, bức xạ

Cùng nắm kiến thức trong bài thuyết trình Kỹ thuật sấy với đề tài Thiết bị sấy thùng quay, tầng sôi, dòng cao tầng, bức xạ thông qua việc tìm hiểu các nội dung sau: tổng quan, thiết bị sấy thùng quay, thiết bị sấy tầng sôi, thiết bị sấy dòng cao tần, thiết bị sấy bức xạ, thiết bị phụ trong hệ thống.

GVHD: Thầy Nguyễn Lê Hồng Sơn Nhóm báo cáo: NHÓM 4

Khoa : Cơ Khí Động Lực Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt

KỸ THUẬT SẤY

THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY, TẦNG SÔI, DÒNG CAO TẦNG, BỨC XẠ

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

Thiết bị sấy thùng quay

Thiết bị sấy tầng sôi

Thiết bị sấy dòng cao tần

Thiết bị sấy bức xạ

5

Sấy là quá trình tách lỏng ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt Ngày xưa người ta đã biết sử dụng phương pháp sấy tự nhiên rất đơn giản là phơi nắng Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn chế lớn là cần diện tích sân phơi rộng và phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt là bất lợi trong mùa mưa Vì vậy, trong nhiều lĩnh vực sản xuất người ta phải sấy nhân tạo.

Kết quả của quá 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

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

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

Vai trò của sấy trong sản xuất và đời sống

TỔNG QUAN

Phân loại kỹ thuật sấy:

1 Dựa vào tác nhân sấy: sấy không khí hay khói lò, sấy thăng hoa, sấy bằng dòng điện cao tần.

2. Dựa vào áp suất làm việc: sấy chân không, sấy ở áp suất thường

3. Dựa vào phương pháp làm việc: máy sấy liên tục, máy sấy gián đoạn.

4. Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho quá trình sấy: sấy tiếp xúc hay sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy bằng dòng

điện cao tầng

5. Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy thùng quay, sấy tầng sôi, sấy phun,

6. Dựa vào chuyển động tương đối của tác nhân sấy và vật liệu sấy: sấy xuôi chiều, ngược chiều, chéo dòng,…

Các thiết bị sấy cơ bản:

- Thiết bị sấy đối lưu

- Thiết bị sấy bức xạ

- Thiết bị sấy tiếp xúc

- Thiết bị sấy dùng điện trường cao tần

- Thiết bị sấy thăng hoa

- Thiết bị sấy chân không thông thường

2 SẤY THÙNG QUAY

Hệ thống sấy thùng quay là một thùng sấy hình trụ với một góc nghiêng xác định Trong thùng có các cánh xáo trộn, khi thùng quay thì vật liệu sấy chuyển động từ đầu này sang đầu kia và tác nhân sấy cũng vào đầu này, ra đầu kia

Hệ thống sấy thùng quay chuyên dùng sấy vật liệu dạng hạt hoặc dạng cục nhỏ, độ ẩm thường lấy đi là độ ẩm bề mặt

Cánh khuấy

Nhiệm vụ của các cánh khuấy là để đảo trộn cho

các VLS cho đều và để làm cho các VLS tăng khả

năng trao đổi nhiệt và làm cho vật liệu sấy thoát hơi

ẩm nhanh hơn và làm giảm bớt thời gian sấy Và ta có

rất nhiều cánh khác nhau, cánh khuấy kép, cánh

khuấy đơn và cũng được làm từ những vật kiệu cứng

và chịu được va đập như thép

2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

1.Thùng quay 2.Vành đi đỡ 3.Con Lăn đỡ 4.Bánh răng 5.Phễu hứng sản phẩm 6.Quạt hút

7.Thiết bị lọc bụi 8.Lò đốt 9.Con lăn chặn

10.Mô tơ quạt chuyển động 11.Bê tông 12.Băng tải

13.Phểu tiếp liệu 14.Van điều chỉnh 15.Quạt thổi

2.1 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Máy sấy thùng quay gồm 1 thùng hình trụ (1) đặt nghiêng với mặt phẳng nằm ngang 1- 6o 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 điều chỉnh 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 (12) nhận truyền động của động cơ (10) qua bộ giảm tốc

Vật liệu ướt được nạp liên tục vào đầu cao của thùng qua phễu chứa(14)và được chuyển động dọc theo thùng nhờ các đệm ngăn Các đệm ngăn vừa có tác dụng phân bố đều vật liệu theo tiết diện thùng, đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy Cấu tạo của đệm ngăn phụ thuộc vào kích thước của vật liệu sấy tính chất

2.2 Ưu nhược điểm của hệ thống sấy thùng quay

Ưu điểm :

- Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt giữa vật liệu sấy và tác nhấn sấy

- Cường độ sấy lớn, có thể đạt 100kg ẩm bay hơi/m3h.thiết bị nhỏ gọn, có thể cơ khí và tự động hóa hoàn toàn

- Máy sấy quay được đặc trưng bởi công suất lớn với mức tiêu thụ năng lượng thấp

- Nó được thiết kế với cơ cấu hợp lý, hoạt động thân thiện với môi trường, ít tạo ô nhiễm

Nhược điểm :Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn Do đó trong nhiều trường hợp sẽ làm giảm chất

lượng sản phẩm sấy

Máy sấy thùng quay được sử dụng để sấy các loại vật liệu dạng bột hoặc hạt nhỏ ẩm ướt Đặc biệt thích hợp cho các loại nguyên liệu có khuynh hướng bị rối hoặc dính vào nhau trong băng chuyền hoặc khay sấy Tuy nhiên do va đập, cọ xát trong máy, chúng chỉ hạn chế sử dụng cho tương đối ít loại sản phẩm (ví dụ: hạt đậu, hạt cacao, café,…) Máy có cấu tạo chuyên biệt cho việc làm khô nhanh chóng các vật liệu

Nó vận hành đơn giản, tiêu thụ điện năng thấp và được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp

2.3 Ứng dụng:

Hệ thống sấy cát Sấy Cafe Thùng Quay

Sấy bức xạ là phương pháp sấy dùng dòng nhiệt bức xạ để gia nhiệt và sấy khô vật lệu Nguồn nhiệt bức xạ thường dùng là đèn hồng ngoại,điện trở (dây,tấm hay thanh điện trở), dùng nhiên liệu lỏng hay khí, tấm kim loại được đốt nóng tới nhiệt độ nhất định để vật nóng phát ra bức xạ hồng ngoại.

Ngoài ra sấy bằng bức xạ cũng được dựa trên sự hấp thụ năng lượng bức xạ mặt trời và chuyển đổi thành năng lượng nhiệt của nhiên liệu sấy (phương pháp tự nhiên)

Bản chất của quá trình sấy bức xạ:Là sự bốc hơi nước của sản phẩm ở nhiệt độ bất kì Là quá trình khuếch tán

do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu

5 HỆ THỐNG SẤY BỨC XẠ

CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY BẰNG BỨC XẠ

Phương pháp tự nhiên: phơi nắng

Phương pháp nhân tạo:

- Thiết bị sấy bức xạ dùng hồng ngoại

- Thiết bị sấy bức xạ dùng bề mặt bức xạ bằng điện trở

- Thiết bị sấy bức xạ gia nhiệt bằng hơi đốt

Phương pháp tự nhiên

Phơi nắng

Đây là phương pháp lợi dụng năng lượng mặt trời để làm khô nguyên liệu và cũng là phương pháp sấy truyền thống phổ biến nhất

Nhiệt từ ánh sáng mặt trời sẽ đốt nóng nguyên liệu và làm cho nước trong nguyên liệu bốc hơi và đạt đến độ ẩm cần thiết Hiệu quả của quá trình phơi nắng phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí, tốc độ gió,loại và điều kiện của nguyên liệu…

Ưu điểm:

+ Không cần dùng đến nhiên liệu hay năng lượng cho các máy sấy

+ Thực hiện đơn giản, rẻ tiền

+ Sự hoạt động của vi sinh vật, sâu mọt giảm đáng kể do tác dụng của bức xạ măt trời

+ Không gây ô nhiễm môi trường

Nhược điểm:

+ Không chủ động,hoàn toàn phụ thuộc vào thời tiết

+ Không thực hiện được liên tục hoặc trong suốt cả năm

+ Tổn thất do gãy vỡ, chim chóc, chuột, bị lẫn đất cát và dễ bị ẩm khi trời mưa, vì vậy phải có những dụng cụ hay xây dựng sân phơi đặc biệt

+ Không phù hợp cho một lượng lớn nhiên liệu được thu hoạch trong một thời gian ngắn

+ Tốn nhiều công lao động và không cơ giới hóa được

Thiết bị loại này có kết cấu gọn nhẹ và dễ điều khiển chế độ sấy Thường dùng đèn hồng ngoại hay dây điện trở lồng trong ống gốm hoặc tấm điện trở làm nguồn bức xạ nhiệt.

Trong hệ thống sấy bức xạ, năng lượng để nung nóng vật sấy đến nhiệt độ bay hơi của ẩm và cấp cho quá trình bay hơi ẩm chính là năng lượng bức xạ phát ra từ các nguồn bức xạ (đèn hồng ngoại, dây điện trở)

Phương pháp nhân tạo:

Thiết bị sấy bức xạ dùng hồng ngoại

1.Quạt,

2.Tang quay,

3.Phễu cấp vật liệu sấy,

4.Ống thải tác nhân sấy,

5.Buồng sấy,

6.Đèn phát tia hồng ngoại,

7.Băng tải,

8.Cửa ra sản phẩm

Dùng đèn hồng ngoại có ưu điểm là quán tính nhiệt không đáng kể, điều khiển dễ dàng Nhược điểm là do toàn bộ sóng hồng ngoại phát ra có bước sóng khá rộng từ 0.76 ÷ 400μm, khi dùng sấy nông sản để tách nước lại cần bước sóng thấp từ 0.4 ÷ 40μm, do đó tiêu hao năng lượng cao, hiệu suất thiết bị thấp.

Để quá trình bay hơi ẩm tốt và tránh cho vật liệu sấy bị đốt nóng quá mức người ta dùng quạt đối lưu cưỡng bức tác nhân sấy (không khí) Vì vậy mà hệ thống sấy bức xạ còn gọi là hệ thống sấy bức xạ - đối lưu

1.Cửa vào vật liệu sấy, 2.Thân tháp, 3.Đèn phát tia hồng ngoại, 4.Cửa ra

Ở hệ thống sấy tháp bức xạ - đối lưu thì thời gian sấy phụ

thuộc vào tốc độ tự chảy của hạt và tổng chiều dài máng

nghiêng Năng suất sấy phụ thuộc vào chiều rộng, chiều

dày,tốc độ chảy của lớp hạt Chiều cao của tháp phụ thuộc

vào kích thước, góc nghiêng và số lượng máng nghiêng Nếu

ma sát giữa hạt và máng lớn, góc nghiêng nhỏ thì có thể tạo

rung cho các máng một cách hợp lý

Thiết bị sấy tháp bức xạ - đối lưu

Thiết bị sấy bức xạ dùng bề mặt bức xạ bằng điện trở

1.Thanh điện trở 2.Giá treo vật liêu3.Lớp cách nhiệt 4.Khung máy

Thiết bị nguồn nhiệt là dây điện trở đặttrong ống kim

loại, thanh điện trở hay điện trở tấm Công suất riêng trên

đơn vị diện tích bề mặt khá lớn Thiết bị sấy bức xạ thường

bố trí các thanh điện trở đặt ở xung quanh vách buồng sấy

Vật liệu sấy được treo trên giá trong buồng sấy

Phương pháp này rẻ tiền hơn sử dụng điện nhưng có nhược điểm là vận hành phức tạp,sản phẩm cháy thoát ra gây ô nhiễm môi trường.

Trong thiết bị sấy bức xạ dùng hơi đốt, bề mặt bức xạ là các tấm gạch chịu lửa được gia nhiệt bẳng khí ga Thiết

bị này dùng để sấy giấy (người ta có thể dùng máy sấy lô)

Thiết bị sấy bức xạ gia nhiệt bằng hơi đốt

Ưu điểm:

+ Cường độ bay hơi ẩm lớn hơn vài lần so với phương pháp sấy đối lưu và tiếp xúc do dòng nhiệt bức xạ trên đơn vị diện tích lớn hơn đáng kể

+ Thiết bị gọn nhẹ, chiếm ít diện tích

+ Thời gian sấy cho phép rút ngắn, do đó tăng năng suất và giảm giá thành sản phẩm

Nhược điểm:

+ Sản phẩm sấy dễ nứt và cong vênh Vì vậy các vật liệu như gỗ, men sứ không thích hợp với kiểu sấy này

+ Phương pháp sấy bức xạ thích hợp với các vật liệu mỏng như vải, giấy, các chi tiết kim loại sơn hay các sản phẩm xi mạ

CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRONG HỆ THỐNG SẤY

- Calorifer hơi nước

- Calorifer khói thải

6.2 Quạt

Quạt là thiết bị dùng để vận chuyển ( hút và đẩy) đưa không khí qua Calorifer vào thiết bị sấy để thực hiện quá trình sấy và mang ẩm thải ra môi trường Cấu tạo và cách chọn quạt theo lưu lượng ta đã được học trong giáo trình “ Bơm quạt và Máy nén

6.4 Thiết bị truyền tải

Thiết bị truyền tải trong HTS được hiểu là thiết bị vận chuyển VLS trong TBS trước cũng như sau khi sấy Thiết bị truyền tải co thể là xe goòng, băng tải,…

- Kết cấu và kích thước của xe goòng phụ thuộc vào hầm sấy

-Để VLS không rơi, chiều rộng của băng tải không nên nhỏ hơn 500mm Các thông số của băng tải được xác định theo năng suất thể tích

Khi dòng khí và bụi chuyển động theo một quỹ đạo tròn (dòng xoáy) thì các hạt bụi có khối lượng lớn hơn nhiều so với các phân tử khí sẽ chịu tác dụng của lực ly tâm văng ra phía xa trục hơn, phần gần trục xoáy lượng bụi sẽ rất nhỏ Nếu ta giới hạn dòng xoáy trong một vỏ hình trụ thì bụi sẽ

va vào thành vỏ và rơi xuống đáy Khi ta đặt ở tâm dòng xoáy một ống dẫn khí ra, ta sẽ thu được khí không có bụi hoặc lượng bụi đã giảm đi khá nhiều

2.1.3 Cyclone