do an say quang pyrit pptx

Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập _Tự do _ Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Số 17 Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Hoàn Sinh viên thực hiện: Cao Thị Loan Lớp: ĐH Công Nghệ Hóa 1 – K3 Khoa: Công nghệ Hóa Học NỘI DUNG Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy quặng pyrite với năng suất 13600 kg/giờ. Các số liệu ban đầu - Độ ẩm đầu của vật liệu: 10% - Độ ẩm cuối của vật liệu: 1% - Nhiệt độ khói vào: 750 0 C - Nhiệt độ khói ra: 110 0 C TT Tên bản vẽ Khổ giấy Số lượng 1 Vẽ dây chuyền sản xuất A4 01 2 Vẽ máy sấy thùng quay A0 01 PHẦN THUYẾT MINH Ngày giao đề : 10/03/2011 Ngày hoàn thành: TRƯỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3 1 Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Hà Nội, Ngày…. Tháng …. Năm 2011 Người nhận xét GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3 2 Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa Mục lục 2.1.TØ sè truyÒn cña toµn bé hÖ dÉn ®éng lµ: 49 TỔNG KẾT…………………………………………………………………………….79 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………… 80 GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3 3 Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay ngành công nghiệp hóa chất đang được chú trọng xây dựng và phát triển. Được ứng dụng trong nhiều ngành : Thực phẩm, vật liệu xây dựng, sản xuất hóa chất,…Và trong ngành công nghiệp hóa chất và thực phẩm không thể thiếu giai đoạn sấy. Đây là công đoạn sau thu hoạch. Trong nguyên liệu sản xuất ngành công nghiệp thì Pyrit cũng là một trong những nguyên liệu khá quan trọng và phổ biến, được ứng dụng nhiều trong sản xuất phân lân và một số ngành khác. Thông thường Pyrit nguyên liệu ban đầu thường có độ ẩm khá cao. Vì vậy yêu cầu đặt ra trước khi đi vào sản xuất Pyrit cần qua giai đoạn sấy để tách bớt lượng ẩm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật trong quá trình sản xuất. Trong quá trình sấy thì người ta có thể áp dụng nhiều phương thức sấy khác nhau.Ở đồ án này em xin trình bày phương pháp sấy khô Pyrit bằng hệ thống sấy thùng quay với tác nhân sấy là khói lò. Phương thức sấy thùng quay với tác nhân sấy là khói lò là phương thức sấy khá phổ biến, được ứng dụng nhiều trong thực tế sản xuất. Được thấy giáo Nguyễn Văn Hoàn giao nhiệm vụ : “Tính toán và thiết kế hệ thống sấy thùng quay để sấy quặng Pyrít với năng suất 13600 tấn/h”. Dựa trên những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn của thấy em đã hoàn thành đồ án của mình. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Hoàn cùng với các thầy cô trong khoa công nghệ Hóa đã chỉ bảo, giúp đỡ tận tình em trong thời gian vừa qua. Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực hiện: Cao Thị Loan GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3 4 Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ SẤY CƠ BẢN I. Vai trò của sấy trong kỹ thuật và đời sống : Sấy là qúa trình tách pha 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 bất lợi trong mùa mưa. Vì vậy, trong nhiều lĩnh vực sản xuất người ta phải 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 vững trong bảo quản + Đối với các nhiên liệu( củi, than) được nâng cao nhiệt lượng cháy, đối với các gốm sứ thì làm tăng độ bền cơ học… + Và ngoài ra tất cả các vật liệu sau khi sấy đều được giảm giá thành vận chuyển. - Do các ý nghĩa đã nêu trên mà đối tượng của qúa trình sấy thật đa dạng, bao gồm nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm trong các giai đoạn khác nhau của qúa trình sản xuất và chế biến, thuộc nhiều lĩnh vực kinh tế khác nhau. Nói cách khác, kỹ thuật sấy được ứng dụng rộng rãi trong các nghành công nghiệp và nông nghiệp. - Nguyên tắc của qúa trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi trạng thái pha của lỏng trong vật liệu thành hơi. Hầu hết các vật liệu trong qúa trình sản 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. GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3 5 Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa - Việc cung cấp năng lượng cho vật liệu trong qúa trình sấy được tiến hành theo 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 điện cao tần, sấy thăng hoa, sấy chân không… - Tóm lại, để bảo quản các loại sản phẩm trong thời gian dài, trong qui trình công 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 cũng được cải tiến và phát triển như trong nghành hải sản, rau quả và nhiều loại thực phẩm khác. Các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt như lúa, ngô, đậu… sau khi thu hoạch cần sấy khô kịp thời, nếu không sản phẩm sẽ bị giảm chất lượng thậm chí bị hỏng dẫn đến tình 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 nhưng nếu yêu cầu về qui mô sấy khác nhau thì cũng đòi hỏi thiết bị sấy phù hợp. Đối với từng loại sản phẩm đã được biết trước, nhằm đạt được các yêu cầu của sản phẩm sấy với chi phí nhiên liệu và đầu tư thiết bị ban đầu thấp nhất. II. Phân loại máy sấy : Có nhiều cách phân loại : 1.Dựa vào tác nhân sấy: - Sấy bằng không khí hay khói lò. - Sấy thăng hoa. - Sấy bằng tia hồng ngoại hay bằng dòng điện cao tầng. 2.Dựa vào áp suất làm việc: GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3 6 Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa - 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 qúa trình sấy: - Máy sấy tiếp xúc hoặc máy sấy đối lưu. - Máy sấy bức xạ hoặc máy 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 và chuyển động tương hỗ của tác nhân sấy và vật liệu sấy : Sấy xuôi chiều, ngược chiều, chéo dòng… III. Khái quát về máy sấy thùng quay và thuyết minh dây truyền sản xuất của thiết bị sấy thùng quay Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng để sấy vật hạt, cục nhỏ như : cát, than đá, các loại quặng, đường muối và các loại hóa chất như: NaHCO 3 , BaCl 2 … Máy sấy thùng quay là 1 thùng hình trụ đặt nghiêng 1- 6 o , có 2 vành đai đỡ vành đai này tỳ vào con lăn đỡ khi thùng quay. Vật liệu sấy vào phễu nạp liệu.Vật liệu trong thùng không quá 20 – 25% thể tích thùng. Sau khi sấy xong ,thành phẩm qua bộ phận tháo sản phẩm ra ngoài. Bên trong thùng có lắp các cánh để xáo trộn vật liệu làm cho hiệu suất sấy đạt được cao hơn, phía cuối thùng có hộp tháo sản phẩm còn đầu thùng cắm vào lò đốt hoặc nối với ống tạo tác nhấn sấy.Giữa thùng quay, hộp lò có cơ GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3 7 Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa cấu bịt kín để không khí nóng và khói lò thoát ra ngoài. Ngoài ra còn có xyclone để thu hồi sản phẩm bay theo và thải khí sạch ra môi trường. Khí nóng và vật liệu có thể đi cùng chiều hoặc ngược chiều ở bên trong thùng. Phía đầu chỗ nạp liệu bên trong thùng sấy có lắp các cánh xoắn một đoạn khoảng 700 – 1000mm, chiều dài của đoạn này phụ thuộc vào đường kính của thùng. Tốc độ khói lò hoặc không khí nóng đi trong thùng không được lớn hơn 3m/s để tránh vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thùng. Vận tốc quay của thùng là 5–8 vòng /phút. Các đệm ngăn trong thùng vừa có tác dụng phân phối vừa có tác dụng phân phối đều cho 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 cửa đệm ngăn (Cánh trộn) Phụ thuộc vào kích thước vật liệu sấy và độ ẩm cửa nó. Các loại đệm ngăn dung phổ biến là: - Đệm ngăn mái chèo nâng và loại phối hợp: Dùng khi sấy những vật liệu cực to, ẩm, có xu hướng đóng vón. Loại này có hệ số chất đầy vật liệu không quá 0.1 ÷ 0.2 - Đệm ngăn hình quạt có những khoảng thông với nhau. - Đệm ngăn phân phối hình chữ nhật và kiểu vạt áo được xếp trên toàn bộ tiết diện của thùng được dùng để sấy các vật liệu dạng cục nhỏ, xốp, khi thùng quay vật liệu đảo trộn nhiều lần,bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy lớn. - Đệm ngăn kiểu phân khu: Để sấy các vật liệu đã được đập nhỏ, bụi. Loại này chỉ cho phép hệ số điền đầy khoảng 0,15 ÷ 0,25 - Nếu nhiệt độ sấy cần lớn hơn 200 o C thì dùng khói lò nhưng không dùng cho nhiệt độ >800 o C. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3 8 Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa 15 8 1 2 3 4 5 6 9 10 11 12 1 4 3 7 13 1.Thùng quay 2.Vành đai 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.Phễu tiếp liệu 14.Van diều chỉnh 15.Quạt gió Máy sấy thùng quay gồm 1thùng hình trụ (1) đặt nghiêng với mặt phẳng nằm ngang 1 ÷ 6 o . 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 thời 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 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 và độ ẩm của nó. Vận tốc GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3 9 Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa của khói lò hay không khí nóng đi trong máy sấy khoảng 2 ÷ 3 m/s,thùng quay 5 ÷ 8 vòng/phút. Vật liệu khô ở cuối máy sấy đươc tháo qua cơ cấu tháo sản phẩm (5) rồi nhờ băng tải xích (13)vận chuyển vào kho. Khói lò hay không khí thải được quạt (7) hút vào hệ thống tách bụi,… để tách những hạt bụi bị cuốn theo khí thải. Các hạt bụi thô được tách ra, hồi lưu trở lại băng tải xích (12). Khí sạch thải ra ngoài. Sơ đồ dây chuyền Quặng Pyrit Bãi chứa Băng tải Lò cao Bãi chứa Khói lò xỉ lò GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3 10 [...]... đốt than 4.1.Nhiệt lượng vào khi đốt 1 kg than Qvào = Q1 + Q2 + Q3 Trong đó : Q1 :nhiệt lượng than mang vào ( tính cho 1kg than ) Q2 : Là nhiệt lượng do không khí mang vào Q3 : Là nhiệt do đốt 1 kg than + Q1 = Cn.tn Trong đó Cn : Nhiệt dung của than ; Cn = 0,947 (kJ/kgoC) tn : nhiệt độ của than ( nhiệt độ môi trường ) tn = 25oC Q1 = 0,947.25 = 23,675 (kJ) GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan –... tổn thất nhiệt do khói lò mang ra khỏi thùng sấy,còn có tổn thất nhiệt ra môi trường q mt và tồn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi qvl Trong thiết bị sấy thùng quay, không sử dụng nhiệt bổ sung và thiêt bị sấy không có thiết bị chuyển tải nên qbs= 0 và qct= 0 1.Tính toán tổn thất nhiệt trong quá trình sấy 1.1.Tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang ra : qv + Nhiệt dung riêng của caolanh ban đầu là Cp=... của than Q3 = 30494,796.0,9 = 27445,316 (kJ) => Tổng nhiệt lượng vào buồng đốt là Qvào = Q1 + Q2 + Q3 = 23,675 + 27445,316 + 687,621α (kJ) = 27468,991 + 687,621 α (kJ) 4.2.Nhiệt lượng ra Qra = Q4 + Q5 + Q6 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 + Q4 = Gxỉ.Cxỉ.Txỉ Trong đó : Gxỉ : Khối lượng xỉ tạo thành khi đốt 1 kg than Gxỉ... trong khói khi đốt 1 kg than: GCO 2 = 2,746 kg/kg than GH 2 O = 9 Hlv + W + α.Lo.xo = 9.0,04062 + 0,04 + 3,276.10,021.0,017 =0,964 GN 2 (kg/kg than) lv = 0,769.α.Lo + 0,01 N = 0,796.3,276.10,021 + 0,01.0,01336 GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3 20 Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa = 26,132 (kg/kg than) GSO 2 = 0,076 GO 2 (kg/kg than) = 0,231.( α -1 ).Lo = 0,231.(3,276-1).10,021... cháy Nhiên liệu là than đá bao gồm thành phần sau: GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3 13 Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa Thành phần C H S O N A W x Phần trăm (%) 84 4,56 4,25 4 1,5 7,2 4 2,79 Trong đó C,H,S,O,N là các nguyên tố hóa học chứa trong than dùng làm nhiên liệu Thành phần tro của than : A Thành phần ẩm của than : W Hàm bốc của than :x Vì C + H + S... Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3 14 Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa Thành phần Clv Hlv Slv Olv Nlv Alv Wlv Phần trăm (%) 74,834 4,062 3,786 3,564 1,336 6,912 4 Nhiệt dung riêng của than đá: Áp dụng công thức tính nhiệt dung riêng của than đá: Cn = 837+3,7.tn+625.x ( Công thức I.48 - STT 1 trang 153) Trong đó : tn : Nhiệt độ của than trước khi vào lò đốt tn= 25oC... GCO 2 = 3,67.C = 3,67.0,74834 = 2,746 (kg/kg than) GH 2 O = 9Hlv + W + α.Lo.xo = 9.0,04062 + 0,04 + α.10,021.0,017 = 0,406 + 0,17.α (kg/kg than) GSO 2 = 2 Slv = 2.0,03652 = 0,076( kg/kg than ) GN 2 = 0,769.α.Lo + 0,01 Nlv = 0,769.10,021.α + 0,01.01336 = 7,706α + 1,336.10-4 (kg/kg than) GO 2 = 0,231.( α -1 ).Lo = 0,231.10,021.( α -1) = 2,315.(α-1) (kg/kg than) * Nhiệt dung riêng các khí ở nhiệt độ 750oC... chiều 2.Tác nhân sấy: Khói lò - Nhiệt độ khói vào thùng sấy : 750oC - Nhiệt độ khói ra thùng sấy : 110oC 3 Vật liệu sấy là Quặng Pyrit, có các thông số: - Nhiệt dung riêng của Pyrit : Cp = 0,518 kJ/kg.độ - Khối lượng riêng của Pyrit : ρ = 5000 kg/m3 - Khối lượng riêng xốp của Pyrit : ρx = 3300 kg/m3 - Độ ẩm của VL trước khi sấy : W1 = 10% - Độ ẩm của VL sau khi sấy : W2 = 1% - Lượng VL vào máy sấy : 13600... của caolanh khi ra khỏi thùng sấy C = Cp( 1-W2 )+ Ca.W2 Với Ca : Nhiệt dung riêng của nước chứa trong VLS Ca= 4,182 kJ/kg.độ Thay số,ta được : C = 0,518.(1-0,01) +4,182.0,01 =0,555 (kJ/kg.độ) ⇒ Tổn thất nhiệt do VLS mang đi là Qvl = G2.C.( t2-to) = 12363,636.0,555.( 100-25 ) = 514636,349 ( kJ/h ) + => qv = Qvl W = 514636,349 = 416,25( kJ/ kg ẩm) 1236,364 GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp... bằng hồ quang điện với đường kình >=700mm, ϕ= 0,95 C: Hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dài, m P: áp suất trong thiết bị, là áp suất của khí P = P askq = 1atm =1.01.105N/m2 [ σ ] : Ứng suất cho phép của vật liệu * Xác định C theo công thức VIII.17- tr 363- S.tay T2 C=C1 + C2 +C3 Trong đó C1 : Bổ sung ăn mòn, xuất phát từ điều kiện ăn mòn vật liệu của môi trường và thời gian làm việc . nhiêt lò đốt than 4.1.Nhiệt lượng vào khi đốt 1 kg than Q vào = Q 1 + Q 2 + Q 3 Trong đó : Q 1 :nhiệt lượng than mang vào ( tính cho 1kg than ) Q 2 : Là nhiệt lượng do không khí mang vào Q 3 . Nhiêt do xỉ mang ra Q 5 : Nhiệt do không khí mang ra khỏi buồng đốt Q 6 : Nhiệt mất mát ra môi trường + Q 4 = G xỉ .C xỉ .T xỉ Trong đó : G xỉ : Khối lượng xỉ tạo thành khi đốt 1 kg than G xỉ . đó C,H,S,O,N là các nguyên tố hóa học chứa trong than dùng làm nhiên liệu. Thành phần tro của than : A Thành phần ẩm của than : W Hàm bốc của than : x Vì C + H + S + O + N + A + W =109,51 % >