So sánh nhà máy điện mặt trời và nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời

So sánh nhà máy điện mặt trời và nhà máy nhiệt điện năng lượng mặt trời

Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông PHẦN TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY 1.1 TỔNG QUAN VỀ SẤY 1.1.1 Khái niệm chung Trong công nghệ hóa chất, thực phẩm, q trình tách nước khỏi vật liệu (làm khô vật liệu) quan trọng Tùy theo tính chất độ ẩm vật liệu, mức độ làm khô vật liệu mà thực phương pháp tách nước khỏi vật liệu sau đây: - Phương pháp học (sử dụng máy ép, lọc, ly tâm…) - Phương pháp hóa lý (sử dụng canxi clorua, acid sunfulric để tách nước) - Phương pháp nhiệt (dùng nhiệt để bốc ẩm vật liệu) Sấy trình bốc nước khỏi vật liệu phương pháp nhiệt Nhiệt cung cấp cho vật liệu ẩm cách dẫn nhiệt, đối lưu, xạ lượng điện trường có tần số cao Mục đích q trình sấy làm giảm khối lượng vật liệu, tăng độ liên kết bề mặt bảo quản tốt Trong trình sấy, nước bay nhiệt độ khuếch tán chênh lệch độ ẩm bề mặt vật liệu đồng thời bên vật liệu có chênh lệch áp suất riêng phần nước bề mặt vật liệu mơi trường xung quanh Q trình sấy khảo sát bề mặt: tĩnh lực học động lực học - Trong tĩnh lực học: xác định mối quan hệ thông số đầu cuối vật liệu sấy tác nhân sấy dựa phương pháp cân vật chất lượng, từ xác định thành phần vật liệu, lượng tác nhân sấy lượng nhiệt cần thiết - Trong động lực học: khảo sát mối quan hệ biến thiên độ ẩm vật liệu với thời gian thơng số q trình sấy Ví dụ : tính chất cấu trúc vật liệu, kích thước vật liệu, điều kiện thủy động lực học tác nhân sấy thời gian thích hợp Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang Đồ án: Sấy muối thùng quay 1.1.2 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Thiết bị sấy 1.1.2.1 Phân loại thiết bị sấy Do điều kiện sấy trường hợp sấy khác nên có nhiều kiểu thiết bị sấy khác nhau, có nhiều cách phân loại thiết bị sấy: - Dựa vào tác nhân sấy: ta có thiết bị sấy khơng khí thiết bị sấy khói lị, ngồi cịn có thiết bị sấy phương pháp đặc biệt sấy thăng hoa, sấy tia hồng ngoại hay dòng điện cao tần - Dựa vào áp suất làm việc: thiết bị sấy chân không, thiết bị sấy áp suất thường - Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho trình sấy: thiết bị sấy tiếp xúc, thiết bị sấy đối lưu, thiết bị sấy xạ … - Dựa vào cấu tạo thiết bị: phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy thùng quay, sấy tầng sôi, sấy phun… - Dựa vào chiều chuyển động tác nhân sấy vật liệu sấy: chiều, ngược chiều giao chiều 1.1.2.2 Nguyên lý thiết kế thiết bị sấy Yêu cầu thiết bị sấy phải làm việc tốt (vật liệu sấy khơ điều chỉnh vận tốc dòng vật liệu tác nhân sấy, điều chỉnh nhiệt độ độ ẩm tác nhân sấy), tiết kiệm nguyên vật liệu, lượng dễ sử dụng Khi thiết kế thiết bị sấy cần có số liệu cần thiết: Loại vật liệu cần sấy (rắn, nhão, lỏng…), suất, độ ẩm đầu cuối vật liệu, nhiệt độ giới hạn lớn nhất, độ ẩm tốc độ tác nhân sấy, thời gian sấy Trước hết phải vẽ sơ đồ hệ thống thiết bị, vẽ quy trình sản xuất, chọn kiểu thiết bị phù hợp với tính chất nguyên liệu điều kiện sản xuất Tính cân vật liệu, xác định số liệu kích thước thiết bị Tính cân nhiệt lượng để tính nhiệt tiêu thụ lượng tác nhân sấy cần thiết Đối với thiết bị làm việc áp suất khí cần phải tính độ bền Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Sau tính xong vấn đề ta bắt đầu chọn tính thiết bị phụ hệ thống: phận cung cấp nhiệt (lò đốt, calorifer), phận vận chuyển, phận thu hồi bụi (nếu có), quạt , công suất tiêu thụ để chọn động điện 1.1.2.2 Lựa chọn thiết bị sấy Sấy thùng quay thiết bị chuyên dung để sấy hạt Loại thiết bị dung rộng rãi công nghệ sau thu hoạch để sấy vật ẩm dạng hạt có kích thước nhỏ Trong hệ thống sấy này, vật liệu sấy đảo trộn mạnh, tiếp xúc nhiều với tác nhân sấy, trao đổi nhiệt mạnh, tốc độ sấy mạnh độ đồng sản phẩm cao Ngoài thiết bị làm việc với suất lớn 1.1.3 Xác định thông số tác nhân sấy tiêu hao nhiệt cho sấy 1.1.3.1 Nhiệm vụ tác nhân sấy Tác nhân sấy có nhiệm vụ sau: - Gia nhiệt cho vật sấy - Tải ẩm: mang ẩm từ bề mặt vật vào môi trường - Bảo vệ vật sấy khỏi bị ẩm nhiệt Tùy theo phương pháp sấy, tác nhân sấy thực hai ba nhiệm vụ nói Khi sấy đối lưu, tác nhân sấy làm hai nhiệm vụ gia nhiệt tải ẩm Khi sấy xạ, tác nhân sấy làm nhiệm vụ tải ẩm bảo vệ vật sấy Khi sấy tiếp xúc tác nhân sấy làm nhiệm vụ tải ẩm Khi sấy điện trường tần số cao, tác nhân sấy làm nhiệm vụ tải ẩm Khi sấy chân khơng cấp nhiệt xạ hay dẫn nhiệt kết hợp hai cách cấp nhiệt Việc dùng bơm chân không hay kết hợp bơm chân không thiết bị ngưng kết ẩm(sấy thăng hoa), phương pháp sấy chân không không cần tác nhân sấy 1.1.3.2 Các loại tác nhân sấy - Khơng khí ẩm: loại tác nhân sấy thơng dụng Dùng khơng khí ẩm có nhiều ưu điểm: khơng khí có sẵn tự nhiên, khơng độc không làm ô nhiễm sản phẩm Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang Đồ án: Sấy muối thùng quay - GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thơng Khói lị: sử dụng làm mơi chất sấy có ưu điểm khơng cần dùng calorife, phạm vi nhiệt độ rộng dùng khói lị có nhược điểm nhiễm sản phẩm bụi chất có hại như: CO2 , SO2 - Hỗn hợp khơng khí nước: tác nhân sấy loại dùng cần có độ ẩm tương đối φ cao - Hơi nhiệt: dùng làm môi chất sấy trường hợp nhiệt độ cao sản phẩm sấy chất dễ cháy nổ 1.1.3.3 Khơng khí ẩm - Các thơng số khơng khí ẩm: + Độ ẩm tương đối tỉ số lượng nước có khơng khí ẩm với lượng nước lớn chứa khơng khí ẩm nhiệt độ: ϕ= Gh p 100% = h 100% (1.1) Ghmax phs Trong đó: Gh , kg : lượng nước khơng khí ẩm Gh max: lượng nước lớn chứa khơng khí ẩm ph , N/m2 : phần áp suất nước khơng khí ẩm phs , N/m2 : áp suất bão hòa nước nhiệt độ khơng khí ẩm + Độ chứa lượng nước chứa 1kg khơng khí khơ: d = Gh Gk (1.2) , (kg/kgkkkhô) đây: Gh , kg : lượng nước chứa khơng khí ẩm Ghs : lượng khơng khí khơ Gh , Gk xác định theo phương trình trạng thái nước khơng khí khơ theo ph , pk p + Entanpy khơng khí ẩm tính với 1kg khơng khí khơ sau: I = Ik + Ih (1.3), (kJ/kgkkkhô) Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Trong đó: Ik : entanpy khơng khí khơ, Ik = Cpkt, kJ/kgkkkhơ với Cpk nhiệt dung riêng khơng khí khơ, có giá trị 1,04 kJ/kgkkkhơ, nhiệt độ khơng khí ẩm Ih : entanpy nước có kg khơng khí khơ + Nhiệt độ đọng sương (ts): nhiệt độ đọng sương khơng khí ẩm nhiệt độ khơng khí bão hịa đạt cách làm lạnh khơng khí ẩm điều kiện độ chứa không đổi Khi biết nhiệt độ độ ẩm tương đối xác định nhiệt độ đọng sương Khi bão hòa φ = 100% , ph = phs nhiệt độ khơng khí ẩm lúc ts nhiệt độ bão hịa ứng với ph = phs Vì ta tra bảng nước bão hòa với ph ta xác định nhiệt độ bão hòa + Nhiệt độ nhiệt kế ướt tM : nhiệt độ khơng ẩm bão hịa đạt cách cho nước bốc đoạn nhiệt vào khơng khí ẩm Q trình xảy làm cho nhiệt độ khơng khí ẩm giảm, độ ẩm tương đối độ ẩm chứa tăng, cịn entanpy khơng đổi Q trình đạt đến trạng thái cân φ = 100% nhiệt độ khơng khí ẩm tM Nhiệt độ nhiệt độ nước Người ta đo nhiệt độ cách lấy vải thô vấn vào bầu thủy ngân nhiệt kế nhúng vào nước gọi nhiệt độ nhiệt kế ướt + Thể tích riêng khối lượng riêng theo khơng khí ẩm: Khơng khí ẩm hỗn hợp khí lý tưởng nên ta xác định khối lượng riêng nó: ρ = ρk + ρh = = Ph P P P − Ph + k = h + RhT Rk T RhT Rk T ⎡⎛ 1 ⎞ P ⎤ − Ph + ⎢⎜ ⎥ ⎟ T ⎣ ⎝ Rh Rk ⎠ Rk ⎦ Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang Đồ án: Sấy muối thùng quay = GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông ⎡⎛ 1 ⎞ P⎤ − ⎟ ϕ Phs + ⎥ ⎢⎜ T ⎣⎝ Rh Rk ⎠ Rk ⎦ (1.4) (kg/m3) Thể tích riêng khơng khí ẩm là: v = ρ (1.5) (m3/kg) 1.1.3.4 Khói lị Khi sử dụng khói làm mơi chất sấy ta phải tính tốn q trình cháy nhằm thu khói lị có lưu lượng, nhiệt độ, độ chứa định Sơ đồ nguyên lý buồng đốt tạo khói làm mơi chất sấy biểu diễn hình sau: Nhiên liệu Khơng khí Khói Khơng khí Hình 1.1 Sơ đồ ngun lý bình đốt tạo khói 1.buồng đốt, 2.buồng lắng bụi, 3.buồng hịa trộn Trong tính tốn q trình cháy, để tạo khói làm mơi chất sấy, người ta thường tính cho kg nhiên liệu cần xác định đại lượng sau: + Nhiệt trị nhiên liệu xác định theo thành phần nhiên liệu đo phịng thí nghiệm Khi biết thành phần nhiên liệu, xác định nhiệt trị theo cơng thức sau: Đối với nhiên liệu khí: Q k = , 1( Q C O C O + Q H H + Q H S H S + Q C m H n C m H n ) (1 ) Tr ong đó: CO, H2, H2S, CmHn thành phần thể tích nhiên liệu Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông QCO, QH2 , QH2 S , QCmHn nhiệt trị chất khí cháy tương ứng: QH2 = 10800 kJ/m3tc QC3H8 = 91400 kJ/m3tc QCO = 12150 kJ/m3tc QC4H10 = 118800 kJ/m3tc QH2 S = 23400 kJ/m3tc QC2H4 = 59300 kJ/m3tc QCH4 = 35800 kJ/m3tc QC3H6 = 86000 kJ/m3 tc QC2H6 = 63800 kJ/m3tc QC3H6 = 116000 kJ/m3tc + Tiêu hao khơng khí Tiêu hao khơng khí lý thuyết chất khí: n ⎡ ⎤ m+ ⎢ C H − O ⎥ (1.7) (kg/kg nl) L0 = 1,38 ⎢0, 0179.CO + 0, 248.H + ∑ m n 2⎥ 12m + n ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ Trong đó: CO, H2, CmHn …là thành phần nhiên liệu tính theo khối lượng - Xác định theo giá trị: 1, 293.Qlv c L0 = 1,1 1000 (1.8) Tiêu hao nhiệt riêng khơng khí thực tế L = αT.L0 (1.9) Trong αT hệ số khơng khí thừa buồng lửa Hệ số khơng khí thừa α – chọn theo loại nhiên liệu cấu tạo buồng đốt Khi dùng khói làm mơi chất sấy, nhiệt độ khói thường thấp nhiều so với nhiệt độ khói khỏi buồng lửa cần đưa khói qua buồng hịa trộn với khơng khí để đạt nhiệt độ mơi chất theo u cầu Hệ số khơng khí thừa chung là: Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông α = α L + ΔL L + ΔL = T L0 L0 = αT + ΔL = αT + Δα L0 (1.10) Trong Δα hệ số khơng khí thừa buồng hịa trộn - Xác định hệ số khơng khí thừa: Hệ số khơng khí thừa α xác định cách chọn αT theo nhiên liệu kiểu buồng đốt sau tính Δα theo q trình hỗn hợp khơng khí khói Hệ số khơng khí thừa chung α tính theo khói vào buồng sấy xác định theo nhiệt độ khói làm mơi chất sấy + Đối với nhiên liệu khí 0, 09n ⎛ Q lvvη h d + C n l t n l − ⎜ − ∑ C m H 12m + n ⎝ α = i d ⎛ ⎞ L ⎜ C kh t kh + h − I ⎟ 100 ⎝ ⎠ ⎛ ⎜ − ⎝ ∑ 0, 09n ⎞ C m H n ⎟ i h + W n l ( i h' − i h ) 12m + n ⎠ i d ⎛ ⎞ L ⎜ C kh t kh + h − I ⎟ 100 ⎝ ⎠ Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn n ⎞ ⎟ C kh t kh ⎠ − (1 1) Trang Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thơng Trong đó: Q lv : nhiệt trị cao nhiên liệu c ηhd : hiệu suất buồng đốt Cnl : nhiệt dung riêng nhiên liệu tnl : nhiệt độ nhiên liệu vào buồng đốt i h : entanpy nước khói ' i h : entanpy ẩm nhiên liệu Wnl : độ ẩm nhiên liệu khí I0 :entapy khơng khí vào buồng đốt d0 : độ chứa không khí vào buồng đốt Ckh : nhiệt dung riêng khói Tkh : nhiệt độ khói CmHn : thành phần cacbua hydro tính theo thành phần khối lượng Sau xác định hệ số thừa chung α ta chọn hệ số khí thừa buồng đốt theo nhiên liệu kiểu buồng đốt αhd, từ ta có: Δα = α – αhd (1.12) Vậy lượng khơng khí cần hòa trộn thêm là: ΔL = Δα.L0 (1.13), (kg/kgnl) 1.1.4 Chế độ sấy 1.1.4.1 Khái niệm định nghĩa - Chế độ sấy tập hợp tác động nhiệt môi chất sấy đến vật liệu sấy nhằm đảm bảo chất lượng thời gian sấy định theo yêu cầu Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông - Chế độ sấy thể dạng thông số sau: nhiệt độ tác nhân sấy, hiệu nhiệt độ khô ướt Δt (hay độ ẩm tương đối φ), tốc độ môi chất sấy 1.1.4.2 Các thông số xác định chế độ sấy - Nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị Nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị ảnh hưởng định đến tốc độ sấy có nghĩa ảnh hưởng định đến thời gian sấy Nhiệt độ t1 ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sấy Một số sản phẩm sấy không cho phép sấy nhiệt độ cao khơng cho phép nhiệt tác nhân sấy vượt giá trị định Nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị cao, tốc độ sấy lớn dẫm đến thời gian sấy giảm giảm tiêu hao lượng Tuy nhiệt độ tác nhân sấy cao tổn thất nhiệt vào môi trường lớn dẫn đến tăng tiêu hao lượng Vì cần xác định giá trị t1 tối ưu theo hàm mục tiêu tiêu hao lượng Trị số t1 tối ưu theo tiêu chí thường lớn sấy vật liệu nhạy cảm nhiệt (chất lượng sản phẩm giảm nhiệt độ tăng) nhiệt độ tác nhân sấy t1 xác định theo điều kiện chất lượng sản phẩm Ví dụ sấy vật liệu dạng tinh bột nhiệt độ tác nhân sấy t1 thường nhỏ nhiệt độ hồ hóa (khoảng 600C) + Độ ẩm tương đối khơng khí vào thiết bị φ1 (hay Δt1) Độ chênh lệch nhiệt độ khô ướt môi chất vào thiết bị Δt1 tạo nên sấy, động lực cho ẩm từ vật ẩm vào mơi trường Thế sấy lớn tốc độ ẩm lớn Tuy nhiên tốc độ thoát ẩm lớn dẫn đến vật sấy biến dạng (vênh, nứt) ta chọn Δt1 thích hợp với loại sản phẩm giai đoạn q trình sấy + Nhiệt độ mơi chất sấy khỏi thiết bị t2 Nhiệt độ lớn tổn thất khí cao Vì vậy, theo mục tiêu tiết kiệm lượng nhiệt độ t2 nhỏ tốt Tuy nhiên, chọn t2 phải Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang 10 Đồ án: Sấy muối thùng quay 3.5 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông TÍNH TỐN VÀ CHỌN CON LĂN Hình 3.8 Cấu tạo lăn - Khối lượng thùng tác động lên lăn G = (D − D Tn Tt π )4L ρ T thép +β π DTt π 2 LT ρhat + ( DCNn − DCNt ) LT ρCN 4 ρthep : khối lượng riêng thép cacbon niken(kg/m3) ρhat : khối lượng riêng cùa hạt(kg/m3) ρCN : khối lượng riêng bong thủy tinh(kg/m3) DCNn : đường kính ngồi thùng có lớp cách nhiệt(m) DCNt : đường kính thùng có lớp cách nhiệt(m) G = (4, 022 − 42 ) 3,14 3,14.44 16.7,81.103 + 0,18 16.1200 + 4 + ( (4, 02 + 100.103 ) − 4, 022 ) 3,14 16.200 = 101781,3( N ) - Trọng lượng thùng tác động lên lăn: Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang 70 Đồ án: Sấy muối thùng quay Q= GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông 9, 81G 9, 81.101781, = = 499237, 28( N ) 2 - Lực tác dụng lên lăn đỡ T= Q 499237,28 = = 288234,78( N ) 3 - Đường kính vành đai Dv =(1,1 – 1,2)DCNn trang 249 [14] Dv : đường kính vành đai(m) DCNn : đường kính ngồi thùng sấy có lớp cách nhiệt(m) DCNn = 4,02 + 100.10-3 = 4,03 (m) - Chọn bề rộng vành đai B =100mm Gọi h bề dày vành đai: Chọn h = B = 10(cm) trang 250 [14] - Bề rộng lăn đỡ: Bc = B + (3 ÷ 5)(cm) Bc = 10 + = 15(cm) Đường kính sơ lăn (chọn lăn thép trùng với vật liệu làm thùng): dC ≥ T ( 300 ÷ 400) BC 5.36 trang 250 [14] dC ≥ 288234, 78 = 2, 4(cm ) 300.15 Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang 71 Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông - Đường kính ngồi vành đai D = Dv + 2h = 4,03 + 2.10.10-2 = 4,23(m) = 423(cm) - Kiểm tra lại đường kính lăn: 0,25D ≤ dC ≤ 0,33D 5.37 trang 250 [14] 0,25.423 ≤ dC ≤ 0,33.423 105,75 ≤ dC ≤ 139,59 - Chọn dC = 120(cm) = 1200(mm) 3.6 TÍNH VÀ CHỌN ỐNG NỐI Hình 3.9 Cấu tạo ống nối - Vận tốc tác nhân sấy buồng bịt kín v2.S2 = v3.S3 v3 : vận tốc tác nhân sấy thùng sấy(m/s) v2 : vận tốc tác nhân sấy buồng bịt kín(m/s) S2 : diện tích thùng sấy(m2) S3 : diện tích buồng bịt kín(m3) - Chọn buồng bịt kín có bề ngang a =2(m), bề dài b = 1,5(m) Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang 72 Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông 0, 53.3,14.4 v2 = = 2, 22( m / s ) 2.1, 5.4 Cho tổn thất tốc độ dịng khí khơng đáng kể qua hệ thống ống truyền nhiệt calorife nên tốc độ dịng khí ống đầu tốc độ dịng khí calorife Gọi S1, v1: diện tích ống nối calorife với buồng bít kín (m2), vận tốc khơng khí calorife (m/s) diện tích nối ống: S1 = v S 2, 22.2.1, = = 0, 333( m ) 10 v1 - Đường kính ống nối d1 = 4.S1 π = 4.0,333 = 0, 651( m) = 651(mm) 3,14 Dựa vào bảng 9.1 trang 76 [4] ta chọn ống làm thép khơng rĩ S40 ta có: Bề dày: δ = 0,438in = 11(mm) Đường kính ngồi: d1 = 14in = 356(mm) Gọi v4 vận tốc khí thải ống dẫn vào xyclon theo Phương pháp tuyến khoảng (12 ÷ 15(m/s)) trang 182 [10] Ta chọn v4 = 15(m/s) Giả sử xem buồng tháo liệu có kích thước hình chữ nhật: chiều dài a = 1m, chiều rộng b = 2m - Vận tốc buồng tháo nhiệt v5: v5 = S v2 0, 53.3,14.2 = = 0, 222 ( m / s ) 15 S5 Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang 73 Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thơng - Đường kính ống dẫn khí thải d2: S4 = d2 = v5 S 0, 222.1.2 = = 0, 0296( m ) v4 15 4.S π = 4.0, 0296 = 0,194( m ) = 194( mm ) 3,14 Ngoài ta chọn ống làm từ vật liệu khác tùy theo người chọn 3.7 CHỌN KÍCH THƯỚC CÁNH ĐẢO TRONG THÙNG Hình 3.10 Hình dạng kiểu cánh đảo thùng sấy Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang 74 Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông a Trong đó: ab: chiều cao cung cánh xáo trộn bc: chiều dài lớp vật liệu nằm cánh xáo trộn r: đường kính cánh xáo trộn l: chiều cao cánh xáo trộn h: chiều cao rơi cực đại vật c b α F cd Hình 3.11 Diện tích phần chứa vật liệu thùng - Ta sử dụng cánh nâng có kích thước sau: Hệ số điền đầy: β = 12% Hệ số gấp cánh: 1400 htb = 0, 576 Ta chọn: DT Fc = 0,122 DT2 Với: htb : chiều cao trung bình vật liệu DT : đường kính thùng quay Fc : bề mặt chứa vật liệu cánh Fc = 0,122.(3.5)2 = 1,4945(m2) Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang 75 Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Chọn : Chiều rộng cánh trộn: b = 155mm Chiều cao cánh trộn: l = 80mm Chiều dài cánh trộn: d = Fc 0,1757 = = 0,750(m) b + l 0,155 + 0,08 Chiều dày cánh: δ = 5mm Với chiều dài LT = 14(m) ta lắp 10 đoạn cánh dọc theo chiều dài thùng, đầu nhập liệu vào thùng lắp cánh xoáy để dẫn vật liệu vào thùng, với chiều dài 5m Hệ số điền đầy: β = Fcđ = 0,12 F1 F1 : tiết diện ngang thùng π DT2 3,14.(3,5)2 F1 = = = 9,62(m2 ) 4 Fcđ : tiết diện chứa dầy Fcđ = β.F1 = 0,12.9,62 = 1,15(m2 ) Do: α.π R2 R2 sin2α Fcđ = − = 1,15 180 α π 180 − s in2 α = 0, 376 Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang 76 Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông α = 450 Số cánh mặt cắt: cánh Chiều cao chứa dầy thùng: Δh = R – R.Cosα = 0,513(m) Ở ta sử dụng khơng khí làm tác nhân sấy, khơng khí có nhiệt độ t0 = 250C độ ẩm tương đối φ = 85%, lượng chứa ẩm x0 = 0,016(kgẩm/kgkkk), I0 = 64,79(kJ/kgkk) Khơng khí qua phận lọc bụi để làm khơng khí sau dùng quạt đẩy đưa qua phận calorife (ở phận gia nhiệt calorife ta dùng nước để gia nhiệt cho calorife, khơng khí ống, ống nhiệt độ nước lúc vào 2200C 2200C, nhiệt độ khói lị sấy lúc vào thùng sấy 2000C nhiệt độ khỏi máy thùng sấy 700C) Sau gia nhiệt calorife nhiệt độ sấy muối gầu tải vận chuyển muối vào thùng nhập liệu sau đưa vào thùng sấy (trong thùng sấy có cánh đảo làm nhiệm vụ đảo muối thùng đồng làm tăng diện tích tiếp xúc muối với khơng khí nóng cho q trình bốc ẩm diễn nhanh đồng thời làm dịch chuyển muối) sau sấy ta xác định độ ẩm tương đối muối nhiệt độ vào khơng khí Lượng chứa ẩm vào khơng khí entanpy khơng khí sau: t1 = 2000C, I1 = 275, 72 (kJ/kgkk), x1 = 0, 025 (kg/kg) t2 = 700C, I2 = 236(kJ/kgkk), x2 = 0,085(kg/kg) Sau sấy muối đưa vào phận tháo liệu phận tháo liệu có đặt hệ thống xyclon nhằm hút, thu hồi sản phẩm dư Ở ta sấy với suất 6kg/s, q trình sấy có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sản phẩm sấy như: Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang 77 Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thơng Bề mặt tiếp xúc muối khơng khí nóng: bề mặt tiếp xúc muối khơng khí nóng lớn q trình sấy thuận lợi Nhiệt độ tác nhân sấy: nhiệt độ cao độ ẩm tác nhân sấy thấp, điều làm tăng khả tách ẩm vật liệu q trình sấy Kích thước hạt muối: kích thước hạt lớn bề mặt tiếp xúc tác nhân sấy vật liệu sấy lớn, tính đồng khối hạt cao nên q trình sấy thuận lợi Độ ẩm cuật vật liệu sấy(muối): độ ẩm muối lớn, trình sấy làm bốc lượng nước lớn gây khó khăn cho q trình sấy Lưu lượng gió: yếu tố ảnh hưởng lớn đến trình sấy Nếu lưu lượng gió q nhỏ gió mau đạt đến trạng thái bão hịa nước, q trình bốc nước muối khó khăn q trình sấy khơng thuận lợi Lưu lượng gió q lớn làm cho nhiệt độ muối giảm nhanh, trình sấy khơng thuận lợi Vì q trình sấy cần tính tốn để đáp ứng lượng gió cần thiết cho trình sấy cách tối ưu Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang 78 Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông PHẦN KẾT LUẬN Thiết bị sấy thùng quay dùng để sấy muối phù hợp hiệu Ngồi thiết bị hệ thống sấy thùng cịn có thiết bị phụ quan trọng như: calorife, xyclon, quạt ly tâm hút, lăn, gầu tải, băng truyền…Thiết bị sấy thùng quay cho phép tác nhân sấy chiều mà sấy ngược chiều Tuy nhiên, nhiệt độ sấy phải nhiệt độ thích hợp, cao làm cho vật liệu sấy biến đổi hình dạng tính chất đơi giá trị cảm quan sản phẩm Ngoài việc sấy muối thiết bị sấy thùng, ta cịn sấy tốt cho loại thực phẩm khác như: cà phê, ngô, lúa, cát, củ cải, đậu nành, hạt hướng dương, hạt đại mạch… Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang 79 Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Văn Bn, Nguyễn Đình Thọ Q trình thiết bị truyền nhiệt, tập NXB ĐHBK TPHCM, 2002 [2] Bùi Song Châu Kỹ thuật sản xuất muối khoáng NXB KHKT HN, 2000 [3] Hoàng Văn Chước Thiết kế hệ thống thiết bị sấy NXB KHKT HN, 2006 [4] Trần Hùng Dũng cộng Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm, tập NXB ĐHBK TPHCM, 1997 [5] Bùi Hải Trần Thế Sơn Kỹ thuật nhiệt NXB KHKT HN, 1997 [6] Huỳnh Bá Lân Bảng tra cứu trình học – truyền nhiệt – truyền khối NXB ĐHQG TPHCM, 2002 [7] Nguyễn Văn Lụa Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm, Kỹ thuật sấy vật liệu tập 7, NXB ĐHBK TPHCM, 2001 [8] Phan Văn Thơm Sổ tay thiết kế thiết bị hóa chất chế biến thực phẩm đa dụng NXB giáo dục đào tạo, 1992 [9] Trần Văn Phú Tính tốn thiết kế hệ thống sấy NXB giáo dục, 2006 [10] Trần Văn Phú, Lê Nguyên Đương – Kỹ thuật sấy nông sản NXB KHKT HN, 2008 [11] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khng – Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập I - II NXB KHKT HN, 1999 [12] Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam Cơ học vật liệu rời NBX ĐHBK TPHCM, 2002 [13] Hồng Đình Tín Truyền nhiệt tính tốn thiết bị truyền nhiệt NXB ĐHBK TPHCM, 1996 [14] Hồ Lê Viên Cơ sở tính tốn máy hóa chất thực phẩm NXB ĐHBK HN, 1997 [15] Iu.I Dưtnherskey Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học NXBHH, 1983, MosCou (tiếng Nga) Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang 80 Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Phụ Lục Thơng số vật lý khơng khí t0C Cp λ.10-2 q.10-6 μ.106 v.10-6 Pr ρ (kJ/kg.0K) (W/m.0K) (m2/s) (N.s/m2) (m2/s) 10 1,005 2,51 20,00 17,60 14,16 0,705 1,027 20 1,005 2,59 21,40 18,10 15,06 0,703 1,166 30 1,005 2,67 22,90 18,60 16,00 0,701 1,134 40 1,005 2,67 24,30 19,10 16,69 0,699 1,092 50 1,005 2,83 25,70 19,60 17,95 0,698 1,058 60 1,005 2,90 27,20 20,10 18,97 0,696 1,062 70 1,005 2,96 28,60 20,60 20,02 0,694 0,996 80 1,005 3,05 30,20 21,10 21,09 0,692 0,968 90 1,005 3,13 31,90 21,50 22,10 0,690 0,941 100 1,009 3,21 33,60 21,90 23,13 0,688 0,916 120 1,009 3,34 36,80 22,80 25,45 0,686 0,896 140 1,013 3,49 40,30 23,70 27,80 0,684 0,827 160 1,017 3,64 43,90 24,50 30,09 0,682 0,789 180 1,022 3,78 47,50 25,30 32,49 0,681 0,754 200 1,026 3,99 51,40 26,00 34,85 0,680 0,722 Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn (kg/m3) Trang 81 Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Thông số vật lý số thực phẩm Khối lượng riêng ST T Khối (kg/m3) lượng Vật liệu γV Khối hạt 1000 Nhiệt dung riêng C Kcal/kg0 γKH hạt(g) K kJ/kg.0K Hệ số dẫn nhiệt λ Kcal/ W/m mh K 0K Lúa mì 1200-1500 730–859 22–42 0,35–0,37 1,55-1,46 0,08 0,10 Gạo 1100-1200 470-530 24-34 - - 0,086 0,09 Ngô 1000-1300 600-850 - - - - Kê 800-1200 - 6-6,5 - - - - Đậu 1000-1490 - 155 - - - - 1000-1400 - - - - - - 1000-1400 - - 0,21-0,22 0,87-0,92 - - - - - 0,25-0,28 1,04-1,07 0,103 0,12 1044-1120 650-750 - - - 0,37- 0,43- 0,46 0,54 973-1040 550-650 - 0,43- 0,5- 0,78 0,93 10 Đậu nành Muối ăn Đường cát Khoai tây Cà rốt Lớp: DH07TP 205345 0,869-0,94 3,64-3,936 http://www.ebook.edu.vn Trang 82 Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Kích thước xyclon(m) V(m3/h) D 90 – 450 b F=ab d h2 h3 D1 0,20 0,05 0,1 0,005 0,04 0,07 0,10 0,16 0,10 0,15 240 – 1050 0,30 0,075 0,15 0,0116 0,06 0,1 0,14 0,24 0,15 0,225 370 – 1800 0,40 0,10 0,20 0,02 0,08 0,135 0,185 0,32 0,20 0,30 675 – 3380 0,50 0,125 0,25 0,0375 0,1 0,23 0,40 0,25 0,875 810 – 4050 0,60 0,15 0,30 0,045 0,12 0,2 0,275 0,48 0,30 0,45 1440 – 7200 0,8 0,20 0,40 0,08 0,16 0,226 0,366 0,64 0,4 0,6 2250 – 11250 0,25 0,5 0,125 0,2 0,458 0,8 0,5 0,75 3240 – 16200 1,2 0,3 0,6 0,18 0,24 0,4 0,55 0,96 0,6 0,9 4400 – 22000 1,4 0,35 0,7 0,245 0,28 0,466 0,641 1,12 0,7 1,05 5750 – 28700 1,6 0,4 0,8 0,32 0,32 0,538 0,733 1,23 0,8 1,2 7290 – 36450 1,8 0,45 0,9 0,405 0,36 0,6 0,825 1,44 0,9 1,35 9000 – 45000 0,5 0,5 0,4 0,916 1,6 1,5 Lớp: DH07TP a http://www.ebook.edu.vn h1 0,17 0,333 0,666 Trang 83 D-a Đồ án: Sấy muối thùng quay GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Thông Áp suất nước bão hịa -20 ÷ 940C (1mmHg = 133,3 Pa) t P t P t P t P t P (0C) (mmHg) (0C) (mmHg) (0C) (mmHg) (0C) (mmHg) (0C) (mmHg) -20 0,772 5,69 26 25,51 49 88,02 72 254,6 19 0,850 6,10 27 26,74 50 92,51 73 265,7 18 0,935 6,54 28 28,35 51 97,50 74 277,2 17 1,027 7,01 29 30,34 52 102,1 75 289,1 16 1,128 7,51 30 31,82 53 107,2 76 301,4 15 1,238 8,05 31 33,70 54 112,5 77 314,1 14 1,357 8,61 32 35,66 55 118,0 78 327,3 13 1,486 10 9,21 33 37,37 56 123,8 79 341,0 12 1,627 11 9,84 34 39,90 57 129,8 80 355,1 11 1,780 12 10,52 35 42,18 58 136,1 81 369,7 10 1,946 13 11,23 36 44,56 59 142,6 82 384,9 2,125 14 11,99 37 47,07 60 149,4 83 400,6 2,321 15 12,79 38 49,65 61 156,4 84 416,8 2,532 16 13,63 39 52,44 62 163,8 85 433,6 2,761 17 14,53 40 55,32 63 171,4 86 450,9 3,008 18 15,48 41 58,34 64 179,3 87 468,7 3,276 19 16,48 42 61,50 65 187,5 88 487,1 3,566 20 17,54 43 64,80 66 196,1 89 506,1 3,879 21 18,65 44 68,26 67 205,0 90 525,8 -1 4,216 22 19,83 45 71,88 68 214,2 91 546,1 4,579 23 21,07 46 75,65 69 223,7 92 567,0 +1 4,93 24 22,38 47 79,60 70 233,7 93 588,6 5,29 25 23,76 48 83,71 71 243,9 94 610,9 Lớp: DH07TP http://www.ebook.edu.vn Trang 84 ... 100% nhiệt độ khơng khí ẩm tM Nhiệt độ nhiệt độ nước Người ta đo nhiệt độ cách lấy vải thô vấn vào bầu thủy ngân nhiệt kế nhúng vào nước gọi nhiệt độ nhiệt kế ướt + Thể tích riêng khối lượng. .. bão hịa với ph ta xác định nhiệt độ bão hòa + Nhiệt độ nhiệt kế ướt tM : nhiệt độ khơng ẩm bão hịa đạt cách cho nước bốc đoạn nhiệt vào khơng khí ẩm Q trình xảy làm cho nhiệt độ khơng khí ẩm giảm,... cảm nhiệt (chất lượng sản phẩm giảm nhiệt độ tăng) nhiệt độ tác nhân sấy t1 xác định theo điều kiện chất lượng sản phẩm Ví dụ sấy vật liệu dạng tinh bột nhiệt độ tác nhân sấy t1 thường nhỏ nhiệt