Thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh, lò nung con thoi (Thuyết minh+bản vẽ)

Thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh năng suất 150.000 sản phẩm năm , nhiệt độ nung 12000C, lò nung con thoi PHẦN I : MỞ ĐẦU PHÂN II: LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG PHẦN III: CƠ SỞ HOÁ LÝ KHI NUNG SẢN PHẨM THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ PHẦN IV : TÍNH TOÁN KỸ THUẬT 1.Lựa chọn mặt hàng 2.Lựa chọn nguyên liệu để sản xuất 3.Tính toán phối liệu xương 4.Tính phối liệu men 5. Tính cân bằng vật chất trong dây chuyền 6.) Tính toán quá trình sấy 7.) Tính toán lò nung 8.)Lựa chọn thiết bị trong dây chuyền PHẦN V : XÂY DỰNG PHẦN VI : ĐIỆN NƯỚC PHẦN VII: AN TOÀN LAO ĐỘNG VÀ VỆ SINH MÔI TRƯỜNG PHẦN VIII : KINH TẾ TỔ CHỨC PHẦN IX: KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO 127

PHầN i : Mở ĐầU 2

phân ii: lựa chọn địa điểm xây dựng 5

1.Vị trí địa lí: 5

2.Đặc điểm khí hậu: 5

3.Điều kiện kinh tế xã hội: 5

4.Điều kiện giao thông vận tải: 5

5.Điều kiện cấp thoát nớc: 6

6 Điều kiện chiếu sáng ,thông tin liên lạc: 6

7 ý nghĩa của việc chọn khu công nghiệp tiên sơn làm địa điểm xây dựng nhà máy: 6

Phần III: cơ sở hoá lý khi nung sản phẩm 7

THUYếT MINH DÂY CHUYềN CÔNG NGHệ 9

Phần IV : tính toán kỹ thuật 11

1.Lựa chọn mặt hàng: 11

2.Lựa chọn nguyên liệu để sản xuất: 11

3.Tính toán phối liệu xơng: 12

4.Tính phối liệu men: 18

5 Tính cân bằng vật chất trong dây chuyền: 20

6.) Tính toán quá trình sấy : 24

7.) Tính toán lò nung: 43

8.)Lựa chọn thiết bị trong dây chuyền: 103

phần v : xây dựng 106

Phần vi : điện- nớc 110

Phần VII: an toàn lao động và vệ sinh môi trờng 114

Phần viii : kinh tế tổ chức 116

Phần ix: kết luận 125

Tài liệu tham khảo 127

PHầN i : Mở ĐầU

Vật liệu xây dựng nói chung là một trong những nghành công nghiệp nhẹ mũi nhọn , góp phần không nhỏ cho nền kinh tế của nớc ta

Sản phẩm của nghành rất đa dạng nh : các loại gạch ốp lát ceramic,gạch granit, gạch côttô , các loại gốm mỹ nghệ,dân dụng dùng cho nhu cầu tiêu dùng Các loại sứ điện ,sứ kỹ thuật cao dùng trong công nghiệp điện , điện tử,sứ thông tin trong sự phong phú đó phải kể đến sản phẩm sứ vệ sinh, một trong những sản phẩm quan trọng rất thiết yếu với sinh hoạt của con ngời ,tăng chất lợng sinh hoạt của cuộc sống

Thực tế nghành gốm sứ đã có ở nớc ta từ vài nghìn năm trớc, chủ yếu là sứ mỹnghệ dân dụng, và đã có giai đoạn cũng bị chậm phát triển,thậm chí một số sảnphẩm mỹ nghệ nổi tiếng đã bị mai một Tuy nhiên vài thập niên trở lại đâychúng ta lại thấy sự trở lại và phát triển đáng kể của nghành gốm sứ , đặc biệt làsản phẩm sứ vệ sinh xây dựng ngày một nâng cao chất lợng, mẫu mã ,đợc ngờitiêu dùng trong nớc và nớc ngoài công nhận về chất lợng tốt Điều này đợc đánhgiá bằng chứng chỉ ISO 9002 của sản phẩm sứ vệ sinh Thanh Trì do trung tâmchứng nhận phù hợp tiêu chuẩn Quacert và tổ chức chứng nhận BVQV Anh quốccấp tháng 07/2000.

Thị phần của tổng công ty thuỷ tinh và gốm xây dựng (VIGlACERA) khôngngừng đợc phát triển do đây là doanh nghiệp nhà nớc có bề dày kinh nghiệmtrong sản xuất và kinh doanh VLXD, với các thơng hiệu nổi tiếng nh : sứ ThanhThanh, Thiên Thanh, Thanh Trì, Cotec với mạng lới bán hàng phủ kín các tỉnhtrong cả nớc Theo dự báo nhu cầu tiêu thụ sản phẩm sứ vệ sinh năm 2005 là 2,46triệu sản phẩm, đến năm 2010 tăng lên 2,99 triệu sản phẩm , thực tế hiện tại nănglực sản xuất của nghành cha đáp ứng đủ nhu cầu đó

Trớc tình hình đó , cùng với định hớng phát triển kinh tế trong văn kiện của đạihội IX ban chấp hành TW đảng khoá IX u tiên phát triển khai thác đúng triệt đểcác nghành vật liệu xây dựng Thì đặt ra cho bộ xây dựng cần phải xây dựngthêm các nhà máy sản xuất sứ vệ sinh để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong n ớc vàxuất khẩu, nhất là khi chúng ta hội nhập vào APTA

Tuy vậy nghành VLXD của nớc ta còn đứng trớc nhiều khó khăn nh côngnghệ sản xuất còn lạc hậu ở nhiều cơ sở, nhiên liệu tốt vẫn phải nhập , nguyênliệu làm men cũng nhập , những điều này ảnh hởng không nhỏ đến giá thành sảnphẩm, đó là những cản trở của sự phát triển của nghành

Xong với nguồn nguyên liệu phong phú, đợc thiên nhiên ban tặngphân bố khắp các khu vực trong cả nớc, nguồn nhân lực cần củ chăm chỉ, sángtạo khéo léo chắc chắn rằng nghành gốm sứ xây dựng của nớc ta sẽ đợc củng cố

và phát triển mạnh trong vài năm tới đa công nghiệp gốm sứ vơn xa trong khuvực và thế giới , góp phần vào sự phát triển chung của nền kinh tế nớc ta

Bảng thống kê một số mỏ nguyên liệu sản xuất sứ vệ sinh

l-Thành phần hoátrungbình

77.000300015.000500020.000

Al2O3 Fe2O3

20,8 0,1-0,224,5 0,1-0,918,0 0,5-2,037,55 0,55-2,020,0 0,8

Sông bé

Quảng nam

Tấn mài

3008000

22,0 0,737,5 0,5

đất sét dẻo:

Trúc thôn

Sông bé

70008000Tr

phần ii: lựa chọn địa điểm xây dựng

Căn cứ vào điều kiện để lựa chọn khu công nghiệp nh gần đờng giaothông,gần nơi tiêu thụ, phân bố sản phẩm, điều kiện khí hậu , thổ nhỡng, căn cứvào sự ổn định chính trị của khu dân c, giá thuê đất, điêù kiện về thủ tục thuê đất,

sự khuyến khích đầu t của địa phơng vào sự quy hoạch của nhà nớc về các khucông nghiệp phía bắc, dự kiến nên đặt nhà máy tại khu công nghiệp Phú Cát củatỉnh Hà Tây

độ gió mạnh nhất 34 m/s, độ ẩm trung bình trong một năm 79%

3.Điều kiện kinh tế xã hội:

Bắc Ninh là một tỉnh nằm ở phía bắc thủ đô Hà Nội , là mảnh đất có truyềnthống văn hoá lâu đời, mảnh đất linh kiệt ,có truyền thống khoa bảng, tình hìnhchính trị , dân c ổn định , năm trong khu vực tam giác phát triển kinh tế là HàNội - Hải Phòng-Quảng Ninh

Tốc độ phát triển hàng năm không ngừng gia tăng , năm sau cao hơn năm trớc Dân số trong tỉnh tính đến tháng 06/ 2001 là 950.000 ngời Trong đó số ngờitrong độ tuổi lao động là 620.944 ngời

Đây là điều kiện rất thuận lợi để phát triển các nhà máy công nghiệp

4.Điều kiện giao thông vận tải:

Khu công nghiệp Tiên Sơn có một vị trí giao thông hết sức thuận lợi: nằm giữaquốc lộ 1A cũ và 1b mới, cách thủ đô Hà Nội về phía bắc là 16 km , cách sânbay quốc tế nội bài theo quốc lộ 18 là 20 km, nằm cạnh tuyến đờng sắt đi cáctỉnh biên giới nh Lạng Sơn

5.Điều kiện cấp thoát n ớc:

Do đặc trng của ngành sản xuất gốm sứ nói chung và sứ vệ sinh nói riêng là sửdụng lợng nớc tơng đối lớn so với các nghành sản xuất khác Do đó nguồn đểcung cấp cho nhà máy lấy từ nguồn nớc ngầm, với nhà máy công suất 6500m3/ngày, cùng công trình điều hoà mạng lới cấp nớc khu công nghiệp bể 1000m3, ở

độ cao 30 m Hệ thống sử lý nớc thải đợc thiết kế có hệ thống kiểm tra hàm lợngchất thải có trong nớc trớc khi thải ra đờng thoát công cộng, công suất 5360 m3/ngày

6 Điều kiện chiếu sáng ,thông tin liên lạc:

Nguồn cung cấp điện cho các nhà máy ở khu công nghiệp đợc thông qua mạnglới điện 110/220 kv (2 nhà máy 40MVA) với công suất toàn khu công nghiệp

là 30623kw

Hệ thống giao thông trong toàn khu công nghiệp đợc bê tông nhựa hoá hoàntoàn và đợc chiếu sáng bằng điện cao áp hiện đại.

Hệ thống thông tin liên lạc , đảm bảo mọi nhu cầu về thông tin liên lạc và dịch

vụ bu điện( bu điện , fax, internet, điện thoạ đờng dài , quốc tế…) thông qua) thông quamạng lới bu điện tỉnh và bu điện các thị trấn lân cận nh Lim, bu điện thị trấn TừSơn

Có hệ thống phòng cháy chữa cháy trong khu công nghiệp đạt tiêu chuẩn cấpnhà nớc về an toàn

Có diện tích đất trồng cây xanh là 6,5 ha tạo quang cảnh đẹp và giữ cân bằngmôi trờng sinh thái trong khu công nghiệp

7 ý nghĩa của việc chọn khu công nghiệp tiên sơn làm địa điểm xây dựng nhà máy:

Việc chọn khu công nghiệp này làm địa điểm xây dựng nhà máy có ý nghĩahết sức quan trọng trong viêc giải quyết công ăn việc làm cho bộ phận không nhỏlao động trong khu vực tỉnh Bắc Ninh và các tỉnh lân cận, tăng thu nhập cho dân,góp phần vào việc tăng trởng kinh tế của tỉnh nhà

Ngoài ra còn tận dụng đợc nguồn nhân lực có trình độ đợc đào tạo từ các Trờng đào tạo công nhân kỹ thuật của tỉnh và nguồn kỹ s từ thủ đô Hà Nội nguồn nguyên liệu nhập từ các tỉnh Hải Dơng, Phú Thọ rất thuận lợi trongviệc vận chuyển qua đờng bộ , đờng sắt,

Phần III: cơ sở hoá lý khi nung sản phẩm

Khi nung các sản phẩm sứ vệ sinh các quá trình hoá lý sảy ra rất phức tạp ,tuỳ thuộc vào điều kiện nhiệt động học (nhiệt độ , môi trờng, chế độ khí độnghọc) ,và thành phần của phối liệu.Từ sự mất nớc, sự phân huỷ các cấu tử của phốiliệu và cháy các hợp chất hữu cơ để tách ra các sản phẩm dạng khí, các phản ứngtơng tác giữa các cấu tử của phối liệu để hình thành các pha tinh thể mới ,sự nóngchảy các hợp chất có điểm ơtecti dễ nóng chảy cùng các pha thuỷ tinh, các sựbiến đổi đa hình và các quá trình khác

 Caolinit, và các vật chất sét (Al2O3.2SiO2.2H2O):

Khi đốt nóng ở nhiệt độ > 4500C thì nó có sự biến đổi hết sức phức tạp, đặc

 Fenspat ( hoặc các chất thay thế nó):

Chúng có vai trò hoạt tính trong quá trình tạo thành các pha khi hình thành

x-ơng sản phẩm ,nó là chất làm gầy trong phối liệu mộc, có một vai trò hết sứcquan trọng

đất sét còn lại

Kiểm traPhối liệu Hồ thừa

THUYếT MINH DÂY CHUYềN CÔNG NGHệ

Nguyên liệu sản xuất sau khi đợc tính toán , phải đảm bảo các yêu cầu, tínhchất của hồ đổ rót, và nhận đợc các tính chất cơ lý của xơng sản phẩm, cho khảnăng tách khuôn hồ đúc rót trong thời gian ngắn , sản phẩm mộc đạt độ bền cơcao ( sau khi tách khuôn ) cho phép gia công nó, hệ số giãn nở nhiệt của xơng vàmen phải tơng ứng nhau, độ co ngót của sản phẩm sau khi nung, hoặc sấy phảinằm trong giới hạn cho phép

Để đạt đợc những yêu cầu cơ bản đó , thì nguyên liệu : đất sét , cao lanh,fenspat, chất điện giải nh Na2SiO3, BaCO3, H2O phải đợc định lợng chính xáctheo bài phối liệu trớc khi cho vào máy nghiền bi 1, ngoài ra ta còn cho thêmN640A và lợng đất sét còn lại vào máy nghiền bi 1, sau thời gian nghiền ở máynghiền bi số 1 , hồ đợc kiểm tra các thông số cơ bản rồi bơm vào bể 3, ngoài raphần hồ thừa sau khi đổ rót và một phần phối liệu đem khuấy ở bể 4 rồi cũngbơm vào bể 3 Nếu hồ ra máy nghiền bi số 1 cha đảm bảo thông số kỹ thuật tiếptục bơm hồi lại máy nghiền số1 Hồ đạt chỉ tiêu kỹ thuật lại tiếp tục đợc bơm từ

bể 3 xuống bể 2 (tại các bể thì hồ đợc khuấy trộn liên tục bằng các máy khuấychân vịt), trớc khi hồ đợc bơm từ bể 2 vào ba bể ra công 1 thì lại đợc kiểm tra lầnnữa , nếu cha đạt chỉ tiêu kỹ thuật thì lại bơm ngợc trở lại bể 2.Tại các bể giacông 1 hồ cũng đợc khuấy trộn đồng đều bằng máy khuấy,đảm bảo thông số của

hồ đem đi đổ rót nh sau:

Lợng sót Độ ẩm, Mật độ Độ nhớt Độ bám Độ sánh Độ sánh

Ra máy vào bể số 3

Bể khuấy 2Kiểm tra

Bể ủ 1Kiểm tra

Thành phẩm

Mộc sau khi ra khỏi hầm sấy đợc mang đi kiểm tra , vệ sinh sạch trớc khi mangxang bộ phận phun men Men cũng đợc gia công theo phơng pháp nghiền ớt, theomột bài phối liệu men ban đầu, đạt đợc các thông số sau:

đó làm nguội theo đờng cong nung Sau khi nung đủ thời gian, sản phẩm ra lò

đ-ợc kiểm tra phân loại, các sản phẩm khuyết men đđ-ợc sửa chữa lại và đem nunglại Các phế phẩm nứt vỡ sẽ loại bỏ.Sản phẩm đạt chỉ tiêu sẽ đợc đóng bao, nhậpvào kho trớc khi đa ra thị trờng

Trên đây là tổng quát toàn bộ dây chuyền ,công nghệ sản xuất sứ vệ sinh

Phần IV : tính toán kỹ thuật 1.Lựa chọn mặt hàng:

Sứ vệ sinh là sản phẩm rất phong phú về thể loại , mẫu mã , màu sắc, rấtthuận tiện cho việc sử dụng , rất vệ sinh Từ các loại nh chậu rửa mặt, các loạitiểu treo, két nớc, xí bệt ,xí xổm…) thông qua đều rất thuận tiện cho việc sử dụng

Trong dây chuyền công nghệ sản xuất này , chọn 6 loại sản phẩm chính sau:

2.Lựa chọn nguyên liệu để sản xuất:

Nguyên liệu trong sản xuất sứ vệ sinh chủ yếu dùng 4 loại chính sau:

nhóm nguyên liệu dẻo :cao lanh , đất sét

nhóm nguyên liệu gầy: fenspat, thạch anh (quắc)

3.Tính toán phối liệu x ơng:

Sứ vệ sinh là loại thuộc họ sứ mềm, nhiệt độ nung theo yêu cầu tơng đối thấp

Nh theo yêu cầu kỹ thuật của đồ án này , nhiệt độ nung sản phẩm khống chế ở

12000C , do đó:

nhiệt độ chảy T0

C= 1200/0,8=15000C, ứng với điểm 18 trong biểu đồ T-Q-F.Theo biểu đồ :

Th¹ch Anh: Thanh Thuû ( Phó Thä).

Víi thµnh phÇn ho¸ cña c¸c nguyªn liÖu nh sau:

7 , 2 556

97 , 15 102

Lợng khoáng Caolinit (T) có trong đất sét là a4:

102

53 , 16 258 4

4

53 , 16 258

97 , 15 360

81 , 41 60 2

b.T-Q-F của cao lanh:

Lợng khoáng Octoclaz có trong 100 (pkl) của Cao lanh là b1:

94

556 71 , 0 1 71 , 0

1 94

2 62

2 , 4 102

21 , 3 102

81 , 73

102

31 , 32 258 7 31 , 32

7 102

2 , 4 60 6

21 , 3 60 6

73 , 81 60 2

1 94

2 62

26 , 36 102

24 , 35 102

81 , 3

7 102

23 , 48

556

360 26 , 36 8 8

26 , 36 360

24 , 35 360

64 , 9 120

07 , 2 258

24 , 5 120

ở đây , sản phẩm sứ vệ sinh tạo hình băng phơng pháp đổ rót, do đó để đảmbảo thông số của hồ đổ rót ta chọn cố định hàm lợng của đất sét là 30% trong bàiphối liệu.

Nên thành phần T- Q – F do đất sét mang vào là:

Gọi : x là % khối lợng của Caolanh mang vào phối liệu,

y là % khối lợng của Fenspat mang vào phối liệu,

z là % khối lợng của Thạch anh mang vào phối liệu,

45

00 , 0

50 , 71

41

,

7

417 ,

8

01 ,

9 5

83 , 14

84

,

4

457 ,

17

2 4 , 5

64 , 9

73

,

81

z y

x

z y

x

z y

x

giải hệ phơng trình trên ta có :

, 0

% 5 , 61 615

, 0

% 2 , 14 142

, 0

z y

 k iểm tra lại T-Q-F của phối liệu:

Do z= -1,4% <0 nên trong bài phối liệu thực tế để đảm bảo nhiệt độ nung sảnphẩm là 12000Cthì không cần thêm thạch anh trong phối liệu vì lợng SiO2 củathạch anh thì đã đợc đất sét , cao lanh, fenspat bổ xung đủ

Bảng quy chuẩn thành phần của bài phối liệu :

 Đổi thành phần phối liệu xang thành phần hoá của phối liệu:

Hàm lợng các ôxit đa vào phối liệu theo các cấu tử là A:

A=

100

* a X

Trong đó: X là % các cấu tử trong phối liệu.

a là % các ôxit trong cấu tử.

Đất sét 30 20,52 5,84 0,36 0,17 0,14 0,81 - 2,16Cao

4.Tính phối liệu men:

Bảng nguyên liệu để sản xuất men:

2 Al2O3Fe2O3TiO2CaO MgO K2O Na2O ZnO ZrO2BaO MKN

Cao lanh 7 3,34 2,56 0,05 - 0,06 0,08 0,049 0,026 - - - 0,89Thạch

BaCo3(kt) 8 - - - 6,16 0,06

Tổng 100 48,86 12,24 0,06 0,03 5,64 0,16 5,75 1,73 4,86 6,55 6,10 8,02

 t ính hệ số dãn nở nhiệt của men :

) t heo Ghêm - Tôn và Ingơlisơ - Terơme:

hệ số dãn nở nhiệt của men có dạng:   pi xi [ 240]

pi: hàm lợng các ôxit trong men , theo % trọng lợng.

xi: hệ số thực nghiệm đặc trng cho sự dãn nở của các ôxit.

( xi tra theo bảng [ 1- 240] ).

*) Theo Ghêm - tôn:

=(48,86.0,005+12,24.0,07+5,64.0,163+0,16.0,003+5,75.0,342+1,73.0,432+4,86.0,098+0,117.6,1).10-6

 Tính nhiệt độ nóng chảy của men:

Theo công thức thực nghiệm để xác định nhiệt độ nóng chảy của men:

K=

mi bi m

b m b

ni ai n

a n a

*

2

* 2 1

* 1

*

2

* 2 1

* 1

: n1,n2, ,ni là hàm lợng các ôxit dễ chảy theo % trọng lợng.

: b1,b2,.,bi là hằng số nóng chảy của các ôxit khó chảy theo bảng

[1-249]

: m1,m2,.,mi là hàm lợng các ôxit khó chảy theo % trọng lợng.

Tra theo bảng [1-249] ta có kết quả sau:

(ở đây ta lấy hằng số nóng chảy của ZrO2theo nh của Al2O3 =1,2 )

Từ hệ số K=0,3 này , theo bảng [1-250] ta có nhiệt độ nóng chảy của men là

Tnc=12000C ,phù hợp với nhiệt độ nung của xơng sản phẩm là Tnung=12000C Bài men này là thoả mãn đợc với yêu cầu sản xuất

5 Tính cân bằng vật chất trong dây chuyền:

Trong dây chuyền sản xuất lựa chọn các mặt hàng tơng ứng nh sau:

 khối lợng men là 1575 – 1496,25 =78,75 (tấn / năm).

a.) Cân bằng vật chất cho x ơng :

các công đoạn chính trong dây chuyền sản xuất:

Khâu sản xuất Tỷ lệ hao hụt

Trọng lợng nguyênliệu khô tuyệt đối

(tấn)

độ ẩmlàm việc

W (%)

Trọng lợng ứng với

độ ẩm làm việc(tấn)

50 , 1662 10

100

100 25 , 1496





1

29 , 1679 1

100

100 5 , 1662

100 5 , 1662





1

73 , 1687 1

100

100 85 , 1670





5 , 0 100

100 85 , 1670





2

52 , 1713 2

100

100 25 , 1679





63 , 1767 5

100

100 25 , 1679





14

38 , 2055 14

100

100 63 , 1767





29 , 1822 3

100

100 63 , 1767





18

30 , 2222 18

100

100 29 , 1822





61 , 1938 6

100

100 29 , 1822





30

44 , 2769 30

100

100 61 , 1938





5 , 0 100

100 61 , 1938





36

29 , 3044 36

100

100 35 , 1948





*)Lợng nguyên liệu hồi lu:

(%)

Hồi lu (%) Trọng lợng nguyên liệu hồi

lu khô tuyệt đối (tấn)

54 , 79 100

100

90 5 63 , 1767



20 , 49 100

100

90 3 29 , 1822



68 , 104 100

100

90 6 61 , 1938



Vậy nguyên liệu ở kho ủ ứng với độ ẩm ( W= O%) là:

1948,35 – 233,42 = 1714,93 (tấn)

 Khối lợng quy đổi theo độ ẩm ban đầu của nguyên liệu ở kho:

22 , 559 3

100

100 48 , 514





02 , 237 5

100

100 17 , 225





53 , 1037 6

100

100 28 , 975





b.) Cân bằng vật chất cho men:

) Lợng men hồi lu:

) Bảng cân bằng vật chất cho men:

Công đoạn Tỷ lệ hao

hụt(%)

Khối lợngnguyên liệu khô

tuyệt đối (tấn)

với độ ẩm làmviệc(tấn)

72 , 87 10

100

100 95 , 78





61 , 88 1

100

100 72 , 87

100 72 , 87





05 , 89 1

100

100 16 , 88

100 16 , 88





31 , 136 35

100

100 60 , 88





x

Nghiền men 0,5 89,04

5 , 0 100

100 6 , 88





98 , 136 35

100

100 04 , 89





x

) Lợng men hồi lu:

tuyệt đối ,tấn

42 , 0 100 100

5 , 0 95 6 , 88



x

x x

Vậy lợng nguyên liệu sản xuất men khô tuyệt đối cần có ở kho ủ là:

89,04 - 0,42 = 88,62 ( tấn )

-6.) Tính toán quá trình sấy :

Trong dây chuyền ta lựa chọn thiết bị sấy phòng , để sấy sản phẩm mộc

14 , 0 1 38 , 2055 2

1

1 1

w

(tấn) 127]

Lợng ẩm cần bốc hơi trong phòng sấy trong một năm là:

W0=G1- G2 =2055,38 – 1785,48 =269,9 (tấn)

Hay : W0=269900 kg ẩm / năm

Giả thiết rằng trong một năm phòng sấy làm việc 11 tháng (334 ngày), làm việcliên tục trong một ngày Vậy số giờ làm việc của phòng sấy trong một năm là :334x24 =8016 ( giờ.)

lợng ẩm trung bình cần bốc hơi trong một giờ là:

b) Tính toán quá trình cháy của nhiên liệu:

Riêng đối với khâu sấy , ta sử dụng nhiên liệu đốt là dầu DIEZEN (DO) Thànhphần làm việc nh sau:

b.2.) Tính toán quá trình cháy của nhiên liệu.

Lợng lhông khí lý thuyết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu là:

Theo công thức:

L0 = 0,115.C + 0,345.H - 0,043.(O - S) (kg/kg nhiên liệu)

[ 4 - 17 ] Trong đó:

Qc là nhiệt trị cao của nhiên liệu

Qc = 81.C + 300.H - 26.(O - S)

Qc = 81.85,2 + 300.11,5 - 26.(0,5 - 0,5)

Qc = 10351,2 (kcal/kg)

CT, tT : là nhiệt dung riêng và nhiệt độ của nhiên liệu

Nhiệt độ của nhiên liệu: Chọn tT = 20 °C

Nhiệt dung riêng của nhiên liệu: CT = 2,2 (kj/kg.độ) [4 – 31 ]

1,2 = [10351,2.0,9 + 0,53.20 - 1,055.(595 + 0,47.tk) - (1 - 1,056).0,245.tk]/13,77.[12,5.10-3.(595 + 0,47.tk) - 12,8 + 0,245.tk ]

tk = 88504,6275,865 = 1913 °C

Lợng ẩm chứa trong khói lò là:

Gn = (9.H + W)/100 + α/.L0.x0/1000 (kg/kg) [4 – 17]

Gn = (9.11,5 + 2)/100 + 1,2.13,77.12,5/1000

Gn = 1,262 (kg ẩm/kg)

Lợng chứa ẩm của khói lò là:

xk = Gn/Lk (kg/kg kk) [4 – 17] Trong đó: Lk là khối lợng khói khô

 Ik = (10351,2.0,9 + 0,53.20 + 1,2.13,77.12,8)/16,468

Ik = 579,2 (kcal/kg kk)

Hệ số không khí d cho buồng đốt và buồng trộn là:

α = [ Qc.ηT + CT.tT - (9.H + W).in/100 - (1 - (A + 9.H + W)/100).Ck.tk ]/ /L0.[ x0.in/100 - I0 + Ck.tk ]

[4 – 17] Trong đó: tk – là nhiệt độ của không khí nóng đi vào phòng sấy; tk = 90 °C Thay số vào ta đợc:

α = {10351,2.0,9 + 0,53.20 - 1,055.637,3 - (1 - 1,056).0,245.90 }/ /13,77.(12,5.10-3.637,3 - 12,8 + 0,245.90 )

GN = (9.H + W)/100 + α.L0.x0/1000 (kg/kg) [4 – 17]

TN=900C.

N= 3,2%

c.)Tính toán quá trình sấy lý thuyết:

đồ thị minh hoạ quá trình sấy lý thuyết:

+ Điểm C : là trạng thái khí thải khỏi phòng sấy

+ Điểm A : là trạng thái không khí ngoài trời

+ Điểm N: là trạng thái không khí sau buồng hoà trộn

+ Điểm K : là trạng thái khói sau buồng đốt

Chọn nhiệt độ khí thải ra phòng sấy là tc=400C, quá trình sấy lý thuyết là quátrình đẳng entanpy ,không có tổn thất nhiệt ra môi trờng trừ tổn thất từ tác nhânsấy, nên ta có :

IN = IC = 31,33 kcal/ kg

Ta có: IC = ( 0,24 + 0,47.XC).tc +595.XC [5-60] 31,33 = (0,24+ 0,47.XC).40 + 595.XC

VC = 1669,06/1,128 = 1479,67(m3/h)

d.) Xác định kích th ớc phòng sấy:

Lợng mộc đem vào sấy trong một năm , tính theo bảng cân bằng bảng vậtchất là : 2055380 kg/ năm Cũng theo bảng cân bằng vật chất , ta tính khối lợngtrung bình của sản phẩm là:

M1SP= 10

6

6 7 8 8 12 19

Kích thớc giá sấy chọn nh sau , theo mô hình sau:

sinh viên : Nguyễn đình Chi Lớp CNVL Silicát 23 –

ChiÒu réng phßng sÊy lµ : R =0,5x4 +5x0,3 =3,5 m.

ChiÒu cao phßng sÊy lµ : H = Hgi¸+ 0,5 = 2 +0,5 =2,5 m

30 5 5 40

CÊu t¹o s¬ bé cña phßng sÊy :

 CÊu t¹o têng , vßm ,cöa phßng sÊy:

§Òu cã cÊu t¹o gièng nhau , ba líp :

cöa thæi khÝ nãngkªnh hót khÝ th¶i

Lớp ngoài cùng là vỏ thép không gỉ và bền nhiệt (ký hiệu: 2X13)

dày  1 = 3 mm

Hệ số dẫn nhiệt:  1 = 22,2 w/m.độ 312]

Lớp giữa là bông thuỷ tinh, có chiều dày  2 = 100 mm

Chú ý khi thiết kế trần phòng sấy phải có các thanh trụ ngang , hàn với các trụ

đứng để tạo thành các dầm chịu lực Bởi theo thiết kế các thiết bị phụ nh quạt hútkhí thải , buồng đốt đợc đặt trên nóc trần , do đó nó phải tính toán để chịu lựckhá tốt

d.) Tính toán quá trình sấy thực:

d 1.) tổn thất do VLS mang đi:

TV = 20 °C : nhiệt độ mộc vào phòng sấy

CVL : nhiệt dung riêng của vật liệu sấy

CVL = CĐS (100 - W)/100 + CN /100 [5-197] Với : CĐS = 0,92 [2 - 191]

CN: nhiệt dung riêng của nớc , Cn=4,18 (kj/kg độ)

CVL = 0,92.(1-0,01) + 0,01.4,18 = 0,953 (kj/kg.độ)

CVL = 0,23(kcal/kg.độ)

QVL = 260.0,23.(80 - 20) =2392 ( kcal/h)

d.2) nhiệt tổn thất do giá sấy:

Tính khối lợng giá sấy:

Theo tính toán ở trên, tiết diện thanh làm khung giá sấy là S= 7.10-4m2 vậy :

- thể tích của thanh đứng 2 m là : V1= 2 x S =2 x 7.10-4 = 1,4.10-3(m3)

- khối lợng là m1=Vx = 1,4.10-3x7850 =10,99 (kg)

- thể tích của thanh ngang , dài 2,4 m là: V2 = 2,4xS =2,4x7.10-4=1,68.10-3 (m3 ) -khối lợng của thanh là m2= 7850x1,68.10-3=13,188(kg)

-thể tích của thanh dài 0,5 m là :V3= 0,5 x S =3,5.10-4 (m3)

- khối lợng của thanh là m3= 7850x3,5.10-3 =2,75 ( kg )

- Khối lợng của cả giá là:

.Gx Cx Tx2 Tx

197]

Trong đó :

n: là số giá sấy, n=12

Gx= M =179,14 (kg): khối lợng giá sấy

Cx: nhiệt dung riêng của thép , CX=0,5 (kj/kg)

   giờ, thời gian sấymột mẻ

TX1=200C nhiệt độ giá lúc vào sấy

Tx2=900 C nhiệt độ giá sau khi sấy

5 , 8

) 20 90 ( 5 , 0 14 , 179 12





x x x

α1 = 5,6 + 4x 2 =13,6 (W/m.độ) Lợng nhiệt tác nhân truyền cho tờng lò là:

q1 = α1 (tF1– t w1) (W/m2)

900C T w1

2 1

1 , 0 632 , 18 63 , 63 1

2 1

Ta có chuẩn số Nusselt:

Nu = C.(Gr.Pr)n [5 - 143] Trong đó: Hệ số C và số mũ n phụ thuộc vào chế độ chuyển động tự do của chấtkhí

Gr: Chuẩn số Gơratcôp

Gr = g.d3  ΔT2/2 [5 143]

Với : g là gia tốc trọng trờng, g = 9,81 (m/s2)

d là đờng kính của phòng sấy:

H B

H B

92 , 2 5 , 2 5 , 3

5 , 2 5 , 3 2

10 28 , 22 10

) 35 , 15 (

366 , 6 183 296

1 ) 92 , 2 (

81 , 9

10 62 , 2 61 , 337

22 , 19 632 , 18







.[4-25]

Do vËy chÊp nhËn gi¶ thiÕt tw1=63,630C

VËy hÖ sè truyÒn nhiÖt K lµ:

02 , 3

1 05 , 0

1 , 0 6 , 13 1

1

2

1 1

d.4) tæn thÊt nhiÖt qua trÇn cña phßng sÊy:

Còng tÝnh t¬ng tù nh têng nhng ë ®©y lÊy trÇn=têng.

VËy trÇn=1,2.3,02 =3,624 (w/m2)

HÖ sè truyÒn nhiÖt KT cña trÇn lµ:

624 , 3

1 05 , 0

1 , 0 6 , 13 1

1 1

1 1

65 , 6890

Tv1= 200C nhiệt độ nớc mang vào

(kg ẩm/ kgkkk) 138]

ở đây d0=0,01242 kg ẩm/kgkkk

C(dx) = 1,0269 kj/ kgK là trạng thái không khí ngoài trời ở 200C ,

  

T1 =900 C : nhiệt độ tác nhân vào phòng sấy

T2 = 400C : nhiệt độ tác nhân ra phòng sấy

Thay số ta có: d2= 0,01242 + 0 , 0277

84 , 772 ) 40 842 , 1 2500 (

) 40 90 (

0269 , 1

Entanpi I2:

I2=1,004t2 + d2.(2500+ 1,842.t2) (kj/kgkk) [5-138]

I2= 1,004.40+ 0,0277 (2500 +1,842.40) =111,45 (kj/kgkk)

độ ẩm tơng đối:

2 =

) 621 , 0 (

.

2 2

2

d p

d B

b  % 138]

) 0277 , 0 621 , 0 (

073 , 0

0277 , 0 750

1 1

Q = q.W = 1239,08 33,67 =41719,82 (kcal/h)

e.) t ính toán caloriphe :

công suất caloriphe để đạt nhiệt lợng q = 5162,83 kj/kgẩm là:

29 , 48

74 41719

5 , 8

4

 (m) [8IA - 113] Với: V là lu lợng khí, (m3/phút).V =38,73 m3/phút

w vận tốc của dòng khí ở cửa hút, w đợc lấy từ 13 ữ 30 (m/s)

Chọn w = 15 (m/s)

dT = 0 , 23

15 14 , 3 60

73 , 38 4

D2 = D1.60/q (mm) [2 -548] q = 20 – 55 : hệ số quay , chọn bằng 30

D2 =D1 60/30 = 460(mm)

Số cánh guồng: Z = π.

1 2

2 1

D D

D D

b = 2,5.230/4 = 144mm

 Tính công suất quạt ly tâm:

N =

t q t

P Q n

g H Q

1000

.

1000

.







(kw) [2 555]

Trong đó:

Q là thể tích khí hút, m3/s

 khối lợng riêng của khí, kg/m3

P = H.g. là áp suất do quạt tạo ra

Trở lực trong phòng thờng đợc xác định bằng thực nghiệm, trung bình từ 2 ữ 3

mm H2O/m chiều dài .Chọn trở lực trong phòng là 2,5 mm H2O

Trở lực trong phòng là: L.2,5= 8,4.2,5 = 21 mm H2O

q: hiệu suất quạt lấy theo đặc tuyến

T hiêu suất truyền động, bằng 0,98

15 15 , 0





w d

w l

2

2



(N/m2) [8IA - 92] với l là chiều dài ống, l1 = 6 m, l2 = 6 m

h1=

g d

w l

2

.

1 1



(m)

h1 = 5 , 68

81 , 9

23 , 0 2

15 15 6 019 , 0

 (m)

h2 = 7 , 3

81 , 9 23 , 0 2

17 17 6

019 , 0

 (m) Trở lực cục bộ

hCB = hĐM + hĐT + hống vòng

Xét tỷ lệ: f1/f2 = fống/fphòng= 0 , 0079

5 , 2 4 , 8

23 , 0 23 , 0 14 , 3



  ĐM =0,98 và  ĐT = 0,49 [8IA 50]

hĐM1 =  w1 /2.g = 14 , 43

81 , 9 2

17 17 98 , 0

 (m)

hĐT2 =  w2/2.g = 5 , 62

81 , 9 2

15 15 49 , 0

Chỉ có trên đờng thổi khí nóng mới có ống vòng 90°

  = 1,13 [8 IA 51]

và ống rẽ ra 2 bên:   = 1,5

h90 = 16 , 64

81 , 9 2

17 17 13

15 15 5

15 15 3

 (m) trên các van thổi khí nóng và hút khí thải thờng mở ở góc nhỏ, nên

 = 0,07

hvanthổi = 1 , 03

81 , 9 2

17 17 07 , 0

 (m)

hVanhút = 0 , 8

81 , 9 2

15 15 07 , 0

 Chọn một quạt hút khí nóng:

H1 = 73,7m

V1 = 2587,83(m3/h) Theo biểu đồ ta chọn quạt 4 - 70 - N°3 , có hiệu suất η = 0,75 [2 - 579]  Chọn một quạt hút khí thải:

H2 = 53,64 m

V2 = 2324 (m3/h) Theo biểu đồ chọn quạt 4 – 70 - N°3 , có hiệu suất: η = 0,72

Vậy công suất các quạt đợc tính theo công thức là :

+ Quạt thổi khí nóng:

N1 = 0 , 7

98 , 0 75 , 0 1000

75 , 702 74 , 0

+ Quạt hút khí thải:

N2 = 0 , 55

98 , 0 72 , 0 1000

56 , 593 65 , 0

+ Vậy công suất thiết lập đối với động cơ điện:

NĐC = k N (kw) [2 - 555] Với k là hệ số dự trữ, k = 1,5 [2 - 556] Suy ra: NĐC1 = 1,5.0,7 = 1,05 (kw)

Z G N

N

.

.

(m3) [1 - 264]Trong đó:

Vg = 35 , 46

15 , 0 8016

24 78 , 1776

 m3

ở đây Vg là thể tíc hữu ích, để chọn thể tích toàn bộ ta dùng hệ số sử dụng

k = 0,85 [1-266].thể tích toàn bộ của lò là:

V = 42

85 , 0

46 , 35

nh vậy chiều dài nền của một xe goòng là : ( 9,375 - 7.0,3)/6 = 1,2125 m

vậy chiều dài nền của một xe là : 1,125 +2.0,15 =1,5125 m

khung xếp sản phẩm cách tờng là 0,1 m , nên chiều rộng khung xếp sản phẩmcủa một goòng là : 2,8 - 2.0,1 =2,6 m

chiều rộng của nền goòng là : 2,8 - 2.0,02 = 2,76 m ( 0,02 là khoảng cách từnền goòng đến tờng)

chiều cao của nền goòng : 455mm , trong đó 390 mm bằng gạch samốt đặc ,

60 mm là bông cách nhiệt , thép bọc ngoài dày 5mm

Trên một goòng có 6 trụ đỡ chính , bố trí ở 4 góc và ở giữa xe goòng Tiết diệncủa trụ đỡ là 125x125 mm , bên trong có lỗ rỗng kích thớc 25x25 mm , mỗi trụ

có chiều dài là 1,05m trụ đỡ đợc đặt sâu dới đáy nền goòng là 0,2m trên các trụ

đợc đúc các lỗ trớc để lồng các thanh đỡ ( dọc, ngang)

Tầng xếp sản phẩm thứ nhất cách mặt nền goòng là 0,15m tầng xếp thứ nhấtcách tầng xếp thứ hai là 0,65m

Trên một goòng có :

+) 4 thanh đỡ ngang, tiết diện 40x50 mm.,bên trong có lỗ rỗng tiết diện 22x32

mm , mỗi thanh dài 2,6 m

+) 10 thanh đỡ dọc , tiết diện 30x40 mm ,bên trong có lỗ rỗng tiết diện 15x25

mm , chiều dài thanh là 1,2 m

+) trên một tầng xếp có 8 tấm kê, mỗi tấm kê có kích thớc là 600x600x20 mm.,các tấm kê đợc kê cách nhau 40 mm , trên một xe goòng có 16 tấm kê

Dự kiến thiết kế là chọn chế độ lửa trong lò nung là lửa đảo , nên để hợp lí ta

bố trí các tấm kê mỏng cách mặt nền goòng 50mm , sao cho khoảng cách giữacác tấm kê đủ để lợng khí thoát ra đợc

- Diện tích khe hút khí thải ở đáy nền = 0,035 diện tích toàn nền

- diện tích toàn nền là : 9,375 2,8 = 26,25 m2

- diện tích khe hút khí thải ở nền là : 0,035 26,25 = 0,918 m2.

- diện tích khe hút khí thải ở nền của một xe goòng là : 0 , 153

6

981 , 0

- Diện tích nền của một goòng là : 4 , 375

6

25 , 26

222 , 4

 tấm

số tấm kê trên 6 goòng làm kênh hút khí thải là : 17 x 6 = 102 tấm

Tất cả các tấm kê , thanh , trụ đỡ trên xe goòng đều bằng vật liệu là SiC

Riêng nền goòng ,ở phần giữa ta xây cách ra 0,3 m sâu 0,195 m để làm kênhhút khí thải , trên một goòng có 10 lỗ hút khí thải

Chú ý ở đây các goòng đợc thiết kế, ở mỗi đầu và cuối của một xe goòng, cócác gờ lồi ra và thụt vào có chiều rộng xấp xỉ chiều rộng nền goòng để nhằm mục

đích các goòng xếp khít với nhau tạo thành một kênh dẫn kín dọc theo chiều dàicủa lò trong nền goòng

thể tích các thanh trụ SiC làm khung giá đỡ xe goòng là :

+ khối lợng SiC làm xe goòng là G = SiC.1,8276 = 3838 kg

 kết cấu tờng , vòm ,xe goòng:

nhẹ

Bông cách nhiệt Gạch samốt đặc

Lớp giữa Bông cách nhiệt Bông cách nhiệt

7.2.) Tính toán quá trình cháy nhiên liệu :

7.2.1) Tính nhiệt sinh của nhiên liệu :

Với quá trình nung, để đảm bảo chất lợng cho sản phẩm và tính kinh tế củacông nghệ , ta chọn nhiên liệu cho quá trình cháy là Gas thơng phẩm ( khí hoálỏng LPG) , ở đây chọn loại C3H8 là chủ yếu , có thành phần làm việc nh sau:

Lîng kh«ng khÝ lý thuyÕt cÇn cho qu¸ tr×nh ch¸y:

ta coi trong kh«ng khÝ chØ cã 2 khÝ chñ yÕu lµ : 79%N2 vµ 21%O2 nªn :

+ lîng kh«ng khÝ lý thuyÕt cÇn lµ : LO= 12 , 12

100 21 , 0

4 , 22 36 , 11

Vi =

100

4 , 22

i n

Tính nhiệt đốt nóng sơ bộ không khí cho quá trính cháy

Nhiệt đốt cháy calo của nhiên liệu

TC = TN/η (°C) [1 - 302] Trong đó: TC là nhiệt độ calo, °C

TN là nhiệt độ thực tế nung sản phẩm, TN = 1200 °C

η là hệ số pirômét, chọn η = 0,65

 TC = 1846

65 , 0

1200

 (°C) Hàm nhiệt của sản phẩm cháy QC ứng với TC

QC = VC.CC TC (kcal/kg) [1 - 302] Trong đó: VC là thể tích sản phẩm cháy, VC = 15,000 (m3/kg)

CC là tỷ nhiệt của hỗn hợp sản phẩm cháy tại nhiệt độ TC (kcal/m3.độ)

P H C C V

Q Q