MỤC LỤC Đề mục Trang LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT LUẬN VĂN iii DANH SÁCH HÌNH VẼ iv DANH SÁCH BẢNG BIỂU vi DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT vii MỤC LỤC viii LỜI MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU BỘT GIẶT VÀ SẤY BỘT GIẶT 2 1.1 Giới thiệu về bột giặt 2 1.1.1 Khái niệm 2 1.1.2 Thành phần nguyên liệu 2 1.1.3 Tiêu chuẩn bột giặt tổng hợp 7 1.2 Một số công nghệ sấy bột giặt 9 1.2.1 Phương pháp sấy phun truyền thống 9 1.2.2 Phương pháp tạo hạt ướt 12 1.2.3 Phương pháp kết hợp 15 1.2.4 Phương pháp kết tụ 16 1.3 Ý nghĩa việc sấy bột giặt và lựa chọn phương án sấy 17 CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ SẤY PHUN 18 2.1 Giới thiệu về công nghệ sấy phun 18 2.1.1 Sấy và sấy phun 18 2.1.2 Phương pháp sấy phun 18 2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống sấy phun 19 2.2.1 Một số thiết bị chính của hệ thống sấy phun 20 2.2.1.1 Vòi phun 20 2.2.1.2 Buồng sấy 22 2.2.2 Một số vấn đề ở hệ thống sấy phun 24 2.3 Giới thiệu một số thiết bị sấy phun 24 2.3.1 Hệ thống sấy phun được dùng trong nghiên cứu 24 2.3.2 Máy sấy phun sương li tâm tốc độ cao 26 2.3.1 Máy sấy phun áp lực cao YPG 30 2.4 Hệ thống sấy bột giặt kiều phun 32 2.4.1 Sơ đồ hệ thống 32 2.4.2 Tác nhân sấy , chế độ sấy 32 Chương 3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÁP SẤY PHUN 34 3.1 Các thông số tính toán 35 3.2 Xác định lượng bốc hơi ẩm 35 3.3 Tính toán quá trình sấy lý thuyết 36 3.4 Xác định kích thước cơ bản của thiết bị 39 3.5 Tính toán quá trình sấy thực tế 41 3.5.1 Xác định các tổn thất nhiệt 41 3.5.2 Các thông số tác nhân sấy trong quá trình sấy thực 45 3.5.2 Tiêu hao không khí thực tế 45 Chương 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ GIÓ NÓNG 47 4.1 Giới thiệu lò gió nóng 47 4.2 Tính nhiệt buồng đốt 49 4.3 Tính toán thiết kế lò gió nóng 52 4.4 Chọn thiết bị đốt dầu 53 Chương 5. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LẮNG LỌC 55 5.1 Tổng quan về hệ thống lắng lọc bụi 55 5.1.1 Nguồn gốc phát sinh khí thải và tính chất bụi bột giặt 55 5.1.2 Các phương pháp thu hồi bụi 55 5.1.3 Thiết bị lọc tay áo 58 5.1.4 Thiết bị lắng lọc bụi cyclone 60 5.2 Tính toán cyclone 62 Chương 5. TÍNH TOÁN KHÍ ĐỘNG VÀ CHỌN QUẠT 66 6.1 Tính toán đường ống 67 6.1.1 Đường ống trước thiết bị lọc bụi 67 6.1.2 Đường ống sau thiết bị xử lý bụi tay áo 67 6.2 Tính toán các trở lực 69 6.2.1 Trở lực trên đường ống khói thải 69 6.2.2 Trở lực đường ống không khí nóng 70 6.2.3 Trở lực của buồng đốt 70 6.2.4 Trở lực của thiết bị sấy 70 6.3 Tính toán chọn quạt 72 6.3.1 Quat gió thổi 72 6.1.2 Quạt hút gió thải 73 Chương 7. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẮP ĐẶT , VẬN HÀNH 75 7.1 Các nguyên tắc vận hành hệ thống sấy 75 7.2 Thiết kế hệ thống điều khiển tự động 76 7.3 Phương pháp lắp đặt 76 7.3 Vận hành 77 Chương 8. KẾT LUẬN 78 8.1 Hạn chế 78 8.2 Đề xuất 78 Tài liệu tham khảo 79
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
-o0o -LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
SẤY BỘT GIẶT
SVTH: TĂNG MỸ NHUNG
MSSV: 20801488 GVHD: T.S NGUYỄN VĂN TUYÊN
Trang 2TP Hồ Chí Minh - 01/2013
LỜI CẢM ƠN
Trải qua một thời gian dài học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc Gia TP HCM, em đã được các thầy cô tận tình giảng dạy để em có được kiến thức như ngày hôm nay, em cảm ơn tất cả các thầy cô trong trường, trong khoa, đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh đã tận tâm giảng dạy Những kiến thức mà em
có được hôm nay là nhờ vào công lao dạy bảo của các thầy cô Để đáp lại sự dạy bảo chân tình đó, em sẽ cố gắng nhiều hơn nữa trong học tập cũng như trong công việc, trong nghiên cứu về sau
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Tuyên đã tận tình hướng dẫn em trong thời gian tìm hiểu và thực hiện đề tài Luận Văn Tốt Nghiệp này Sự hướng dẫn, góp ý tận tình của thầy đã là nguồn động viên to lớn giúp em rất nhiều trong quá trình thực hiện luận văn Em cũng xin chân thành cảm quý thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh đã giúp
đỡ em rất nhiều trong quá trình học tập và thực hiện luận văn này
Em xin chân thành cảm ơn cha mẹ rất nhiều, chị và những người thân đã cố gắng bươn chải trong cuộc sống, nuôi em ăn học nên người như ngày hôm nay Những công ơn to lớn đó không có gì sánh bằng được, em xin hứa sẽ không làm thất vọng những người đã đặt niềm tin vào em
Cuối cùng, em xin cảm ơn tất cả bạn bè , các anh khóa trên đã động viên, giúp đỡ em trong quá trình học tập và thực hiện luận văn
Một lần nữa xin nhận nơi đây lòng biết ơn sâu sắc
TP Hồ Chí Minh , ngày 14 tháng 12 năm 2012
TĂNG MỸ NHUNG
Trang 3
iii
Trang 4TÓM TẮT LUẬN VĂN
Sấy là một khâu quan trọng trong dây chuyền công nghệ , được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như sản xuất thực phẩm , sản xuất chất tẩy rữa , sản xuất dậy điện …
Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng một hệ thống các thiết bị gồm : thiết bị sấy ( buồng sấy , tháp sấy , hầm sấy …) , thiết bị cung cấp nhiệt ( calorifer , lò hơi , lò gió nóng ) , thiết bị lạnh để là nguội sản phẩm , bơm quạt và một số thiết bị phụ trợ khác
Với đề tài luận văn “ Tính toán thiết kế hệ thống sấy bột giặt “ thì vấn đề quan trọng là tính toán nhiệt quá trình sấy lý thuyết , quá trình sấy thực tế mà từ đó có thể xác định lưu lượng tác nhân sấy cũng như lương tiêu hao nhiệt cho quá trình sấy Từ các giá trị đó , chúng
ta lựa chọn các thiết bị cung cấp nhiệt cho tác nhân sấy Hai vấn đề đó được trình bày cụ thể trong chương 3 và chương 4 của luận văn
Ngoài ra ,vấn đề môi trường hiện nay đang rất được chú trọng nên việc tính toán và chọn thiết bị lọc bụi khí thải phải đảm bảo đạt được yêu cầu của nhà nước Quá trình tính toán hệ thống lắng lọc bụi và chọn quạt được trình bày trong chương 5 và chương 6 luận văn Phần cuối của luận văn là phần mô tả ngắn gọn hệ thống điều khiển , lắp đặt vận hành cho hệ thống sấy vừa thiết kế
Trang 5DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1 Kích thước hạt sau khi sấy phun dưới kính hiển vi .9
Hình 1.2 Sơ đồ quy trình công nghệ sấy phun 10
Hình 1.3 Cách thức hình thành hạt theo phương pháp tạo hạt ướt 12
Hình 1.4 Sơ đồ sản xuất bột giặt theo công nghệ tạo hạt ướt (hai máy trộn ) 14
Hình 1.5 Sơ đồ sản xuất bột giặt theo phương pháp kết hợp 15
Hình 1.6 Sơ đồ sản xuất bột giặt theo phương pháp kết tụ một giai đoạn 16
Hình 2.1 Hệ thống sấy loại tháp 19
Hình 2.2 Hệ thống sấy loại thùng 19
Hình 2.3 Cơ cấu phun sương dạng vòi phun 20
Hình 2.4 Cơ cấu phun sương dạng đĩa quay và hình dạng của rãnh 21
Hình 2.5 Sơ đồ bố trí dòng tác nhân sấy và dòng nhập liệu sử dụng cơ cấu phun sương dạng vòi phun 22
Hình 2.6 Sơ đồ bố trí dòng tác nhân sấy và dòng nhập liệu trong buồng sấy sử dụng cơ cấu phun sương dạng đĩa quay 23
Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy phun Mobile Minor 25
Hình 2.8 Hệ thống sấy phun Mobile Minor dùng trong nghiên cứu 26
Hình 2.9 Máy sấy phun sương ly tâm tốc độ cao 27
Hình 2.10 Máy sấy phun tạo hạt áp lực cao kí hiệu YPG 30
Hình 2.11 Sơ đồ hệ thống sấy bột giặt theo phương pháp sấy phun 32
Hình 3.1 Kích thước cơ bản của tháp sấy 40
Hình 3.2 Đồ thị I-d quá trình sấy lý thuyết 40
Hình 3.3 Đồ thị I-d quá trình sấy thực 46
Hình 4.1 Lò gió nóng dạng ngang 47
v
Trang 6Hình 4.2 Lò gió nóng dạng đứng 48
Hình 4.3 Sơ đồ hệ thống lò gió nóng 49
Hình 4.4 Đường đi gió nóng từ lò tới tháp sấy 50
Hình 4.5 Chiều dài ngọn lửa theo lượng tiêu hao nhiên liệu 52
Hình 4.6 Phác thảo sơ bộ lò gió nóng 53
Hình 4.7 Đầu đốt OILFLAM D 1000.1 54
Hình 5.1 Cấu tạo hệ thống lọc bụi tay áo 59
Hình 5.2 Cấu tạo cyclone 60
Hình 5.3 Các dạng cyclone chủ yếu 61
Hình 5.4 Kích thước cơ bản của cyclone ЦH-15H-15 64
Hình 6.1 Hệ thống tháp sấy và ống dẫn khói thải 66
Hình 6.2 Quạt ly tâm CPL-1-16l 73
Hình 6.3 Quạt ly tâm gián tiếp kiểu CPL -4- No I 74
Bảng 1.1 Chỉ tiêu quan ngoại 7
YBảng 1.2 Chỉ tiêu hóa lí 8
YBảng 1.3 Một số công thức pha chế bột giặt tổng hợp 8
YBảng 1.4 Thành phần bột giặt sử dụng theo phương pháp tạo hạt ướt 12
YBảng 2.1 Thông số kĩ thuật máy sấy phun sương li tâm tốc độ cao kiểu loại ZLPG 28
YBảng 2.2 Thông số kị thuật chính của máy YPG 31
YBảng 3.1 Lượng tổn thất nhiệt và tiêu hao nhiệt quá trình sấy 46
YBảng 3.2 Thông số trạng thái không khí nóng lý thuyết và thực tế 46
YBảng 5.1 Bảng nồng độ các chất gây ô nhiễm lò cấp nhiệt 55
YBảng 5.2 Các thông số đặc trưng của thiết bị thu hồi bụi khô 56
YBảng 5.3 Chọn thiết bị dựa vào đường kính bụi cần tách 58
Trang 7YBảng 5.4 Nồng độ bụi cho phép ứng dụng Cyclone 62
YBảng 5.5 Các kích thước chi tiết của cylone ЦH-15H-15 63
YBảng 6.1 Hệ số trở lực cục bộ tại đột thu 71
vii
Trang 8DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
- LAS : Linear Alkyl Benzen sulfonat
- DBSA: Đođexy benzen sunfo axit
- TAED: tetra acetyl ethylene diamine
- CMC : Cacboximetyl xenluloza
- SPPT : Sodium Tripolyphosphate
- NI : Chất hoạt động loại nonion
- HTS : Hệ thống sấy
Trang 9MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ii
TÓM TẮT LUẬN VĂN iii
DANH SÁCH HÌNH VẼ iv
DANH SÁCH BẢNG BIỂU vi
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT vii
MỤC LỤC viii
LỜI MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU BỘT GIẶT VÀ SẤY BỘT GIẶT 2
1.1 Giới thiệu về bột giặt 2
1.1.1 Khái niệm 2
1.1.2 Thành phần nguyên liệu 2
1.1.3 Tiêu chuẩn bột giặt tổng hợp 7
1.2 Một số công nghệ sấy bột giặt 9
1.2.1 Phương pháp sấy phun truyền thống 9
1.2.2 Phương pháp tạo hạt ướt 12
1.2.3 Phương pháp kết hợp 15
1.2.4 Phương pháp kết tụ 16
1.3 Ý nghĩa việc sấy bột giặt và lựa chọn phương án sấy .17
CHƯƠNG 2 CÔNG NGHỆ SẤY PHUN 18
2.1 Giới thiệu về công nghệ sấy phun 18
2.1.1 Sấy và sấy phun 18
2.1.2 Phương pháp sấy phun 18
2.2 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động hệ thống sấy phun 19
2.2.1 Một số thiết bị chính của hệ thống sấy phun 20
2.2.1.1 Vòi phun 20
2.2.1.2 Buồng sấy 22
2.2.2 Một số vấn đề ở hệ thống sấy phun 24
Trang 10Mục lục
2.3 Giới thiệu một số thiết bị sấy phun 24
2.3.1 Hệ thống sấy phun được dùng trong nghiên cứu 24
2.3.2 Máy sấy phun sương li tâm tốc độ cao 26
2.3.1 Máy sấy phun áp lực cao YPG 30
2.4 Hệ thống sấy bột giặt kiều phun 32
2.4.1 Sơ đồ hệ thống 32
2.4.2 Tác nhân sấy , chế độ sấy 32
Chương 3 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÁP SẤY PHUN 34
3.1 Các thông số tính toán 35
3.2 Xác định lượng bốc hơi ẩm 35
3.3 Tính toán quá trình sấy lý thuyết 36
3.4 Xác định kích thước cơ bản của thiết bị 39
3.5 Tính toán quá trình sấy thực tế 41
3.5.1 Xác định các tổn thất nhiệt 41
3.5.2 Các thông số tác nhân sấy trong quá trình sấy thực 45
3.5.2 Tiêu hao không khí thực tế 45
Chương 4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒ GIÓ NÓNG 47
4.1 Giới thiệu lò gió nóng 47
4.2 Tính nhiệt buồng đốt 49
4.3 Tính toán thiết kế lò gió nóng 52
4.4 Chọn thiết bị đốt dầu 53
Chương 5 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LẮNG LỌC 55
5.1 Tổng quan về hệ thống lắng lọc bụi 55
5.1.1 Nguồn gốc phát sinh khí thải và tính chất bụi bột giặt 55
5.1.2 Các phương pháp thu hồi bụi 55
5.1.3 Thiết bị lọc tay áo 58
5.1.4 Thiết bị lắng lọc bụi cyclone 60
Trang 11Mục lục
5.2 Tính toán cyclone 62
Chương 5 TÍNH TOÁN KHÍ ĐỘNG VÀ CHỌN QUẠT 66
6.1 Tính toán đường ống 67
6.1.1 Đường ống trước thiết bị lọc bụi 67
6.1.2 Đường ống sau thiết bị xử lý bụi tay áo 67
6.2 Tính toán các trở lực 69
6.2.1 Trở lực trên đường ống khói thải 69
6.2.2 Trở lực đường ống không khí nóng 70
6.2.3 Trở lực của buồng đốt 70
6.2.4 Trở lực của thiết bị sấy 70
6.3 Tính toán chọn quạt 72
6.3.1 Quat gió thổi 72
6.1.2 Quạt hút gió thải 73
Chương 7 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN LẮP ĐẶT , VẬN HÀNH 75
7.1 Các nguyên tắc vận hành hệ thống sấy 75
7.2 Thiết kế hệ thống điều khiển tự động 76
7.3 Phương pháp lắp đặt 76
7.3 Vận hành 77
Chương 8 KẾT LUẬN 78
8.1 Hạn chế 78
8.2 Đề xuất 78
Tài liệu tham khảo 79
xi