Luận văn Tính toán thiết kế hệ thống sấy trong nhà máy sản xuất phân lân nung chảy

Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy MỤC LỤC MỞ ĐẦU Phần 1: TỔNG QUAN 1.1 Quặng apatit trình sản xuất phân lân nung chảy 1.1.1 Quặng apatit 1.1.2 Quy trình, công nghệ sản xuất phân lân nung chảy 1.2 Lựa chọn phương pháp sấy 10 1.2.1 Các phương pháp sấy 10 1.2.2 Lựa chọn phương pháp, thiết bị sấy .11 1.2.3 Chọn tác nhân sấy, chất tải nhiệt 11 Phần 2: 13 TÍNH CÔNG NGHỆ 13 2.1 Số liệu đầu vào 13 2.2 Tính cân vật chất 13 2.3 Cân lượng 14 2.3.1 Công thức xác định thông số tác nhân sấy 14 2.3.2 Xác định thông số trạng thái tác nhân sấy trình sấy lý thuyết 15 2.3.3 Cân lượng cho thiết bị sấy lý thuyết 21 2.3.4 Cân lượng cho thiết bị sấy thực .22 2.3.5 Thông số tác nhân sấy sau trình sấy thực 24 2.3.6 Lưu lượng thể tích tác nhân sấy trình sấy thực .25 2.3.7 Lượng nhiên liệu tiêu hao 25 2.3.8 Hiệu suất thiết bị sấy 25 2.4 Tính kích thước thùng quay 25 GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy 2.5 Tính thời gian sấy 26 Phần 3: 28 TÍNH CƠ KHÍ 28 3.1 Tính bề dày thùng 28 3.2 Tính cánh đảo trộn 30 3.3 Tính truyền động 30 3.4 Tính vành đai, kiểm tra bền thùng 36 3.5 Tính lăn đỡ, lăn chặn 40 3.6 Tính chọn lớp bảo ôn 42 3.7 Tính chọn thiết bị phụ trợ 44 Phần 4: 45 CHẾ TẠO, LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, SỬA CHỮA 45 4.1 Chế tạo 45 4.1.1 Chuẩn bị nguyên vật liệu 45 4.1.2 Thân thùng 46 4.1.3 Vành đai, bánh vòng, lăn 48 4.1.4 Cánh đảo trộn .48 4.2 Lắp đặt 50 4.2.1 Vận chuyển 50 4.2.2 Lắp đặt 50 IV.3 Vận hành 52 IV.4 Sự cố khắc phục 53 KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy MỞ ĐẦU Thiết bị sấy sử dụng rộng rãi hầu hết ngành công nghiệp Hệ thống sấy thiết bị quan trọng giúp sản phẩm đạt tiêu chất lượng, kỹ thuật mong muốn để sử dụng chuyển tới giai đoạn khác Để có hệ thống sấy phù hợp, việc thiết kế công việc có vai trò định trình chế tạo thiết bị Ở nước ta nay, thiết bị sấy chung, sản xuất hàng loạt, số trình đòi hỏi thiết bị sấy riêng đáp ứng yêu cầu cụ thể sản xuất, có hệ thống sấy dây chuyền sản xuất phân lân nung chảy Phân lân nung chảy sau khỏi lò cao nước áp suất cao để tạo thành hạt nhỏ đưa đến bãi ráo, trải qua tình nước tự nhiên đến đạt độ ẩm định Sau đưa vào thiết bị sấy điều chỉnh độ ẩm theo tiêu chuẩn trước đưa nghiền mịn đóng đóng gói thành sản phẩm Tập đồ án trình bày rõ quy trình sản xuất phân lân nung chảy vai trò hệ thống thiết bị sấy dây chuyền đó; lựa chọn phương pháp, loại thiết bị tính toán thiết kế thiết bị sấy phân lân nung chảy bán thành phẩm, tính chọn phụ kiện liên quan Trong trình thực hiện, hạn chế thời gian tư liệu tham khảo, tập đồ án khó lòng tránh khỏi sai sót, mong đóng góp ý kiến quý thầy cô GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy Phần 1: TỔNG QUAN 1.1 Quặng apatit trình sản xuất phân lân nung chảy 1.1.1 Quặng apatit a) Định nghĩa [9] [11] [5] Apatit nhóm ba loại khoáng vật phốt phát chứa nhóm fluorine, chlorine hay hydroxyl Những ion thay tự mạng tinh thể hầu hết mẫu vật chứa ba dạng ion, số chúng so với ion khác Thay gọi riêng fluorapatite, chlorapatite hydroxylapatite, người ta thường gọi chung thực tế khó phân biệt phương pháp thông thường Apatit có thành phần biểu thị công thức chung Ca5R(PO4)3 với R F, Cl, OH Apatit thuộc hệ lục giác, hình dạng tinh thể thường dạng hình trụ lục phương dài ngắng, có màu xanh, vàng, lục, đỏ nhạt, tía tùy thuộc vào loại tạp chất Tỉ trọng apatit 3,1 – 3,2; nhiệt độ bóng chảy 1400oC – 1570oC không tan nước Apatit tự nhiên có giá trị công nghiệp, thường để sản xuất phân bón: phân lân super, phân lân nung chảy, DAP, MAP b) Phân loại Ở quốc gia, việc phân loại quặng apatit đôi chút khác số trường hợp cụ thể Phân loại sau áp dụng cho mỏ apatit Lào Cai Việt Nam theo tài liệu [4]  Phân loại theo thạch học: vào đặc điểm thạch học, người ta chia mỏ apatit thành tầng cốc san, ký hiệu từ lên trên: KS1-KS8 Trong quặng apatit nằm tầng KS4, KS5, KS6 KS7 Trong tầng lại chia thành đới phong hóa hóa học chưa phong hóa hóa học GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy  Tầng KS4: Còn gọi tàng quặng, tầng nham thạch apatit cacbonat – thạch anh – muscovit có chứa cacbon Nham thạch tầng gồm hai loại phiến thạch dolomit – apatit – thạch anh apatit – thạch anh – dolomit chứa khoảng 35 – 40% apatit Chiều dày tầng khoảng 35-40m  Tầng KS5: Còn gọi tầng quặng Đây tầng apatit cacbonat, tầng chứa quặng chủ yếu khu vực bể photphorit Quặng apatit thuộc phần phong hóa tầng này, hàm lượng P2O5 từ 28-40%, gọi quặng loại I Chiều dày tầng từ 3-4m tới 10-12m Ngoài KS5 chứa phiến thạch apatit – dolomit, dolomit – apatit – thạch anh – muscovit  Tầng KS6, KS7: Còn gọi tầng quặng, chiều dày khoảng 35-40m Nham thạch tầng khác với loại apatit cacbonat chỗ có hàm lượng thạch anh, muscovit cacbonat cao hơn, hàm lượng apatit giảm So với tầng quặng, tầng nuscovit hợp chất cacbon hơn, hàm lượng apatit cao  Phân loại theo thành phần vật chất: dựa vào hình thành thành phần vật chất, quặng apatit chia làm loại:  Quặng loại I: quặng apatit đơn khoáng, hàm lượng P2O5 chiếm khoảng 28-40%  Quặng loại II: quặng apatit – dolomit, hàm lượng P2O5 chiếm khoảng 18-25%  Quặng loại III: quặng apatit – thạch anh, hàm lượng P2O5 chiếm khoảng 12-20%, trung bình 15%  Quặng loại IV: quặng apatit – thạch anh – dolomit, hàm lượng P2O5 chiếm khoảng 8-10% 1.1.2 Quy trình, công nghệ sản xuất phân lân nung chảy a) Định nghĩa [1] GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy Phân lân nung chảy có thành phần chủ yếu P, Ca, Si số nguyên tố vi lượng Fe, Co, Mn, thành phần phân lân nung chảy viết dạng: 4(Ca, Mg)O.P2O5 5(Ca, Mg)O.P2O5.SiO2 Phân lân nung chảy có pH từ 6-8 tùy thuộc trình phối trộn, tạo sản phẩm phù hợp với loại đất khác b) Tính chất, ứng dụng [1][6]  P2O5 phân lân nung chảy dạng hòa tan axit xitric 2%, thực vật hấp thụ dễ dàng  Phân lân nung chảy sản phẩm phân lân kiềm tính, không bị hút ẩm, không kết khối, chứa 25-30% P2O5, P2O5 hiệu chiếm 90-98% P2O5 tổng  Phương pháp sản xuất đơn giản, tránh tiêu hao axit, dùng nguyên liệu chất lượng không cao (hàm lượng P2O5 thấp)  Cung cấp dinh dưỡng lân (P2O5) cho trồng, chất chủ yếu tạo nên tế bào thực vật, thúc đẩy nảy mầm, phát triển rễ, tăng số lượng, chất lượng hạt, củ  Bổ sung chất dinh dưỡng khác CaO, MgO, SiO2, + CaO: khử chua cho đất, cải tạo tăng nhanh độ phì nhiêu đất, giúp trồng tổng hợp protein chuyển hóa dinh dưỡng + MgO: khử chua, chất thiết yếu tạo nên diệp lục tố, giúp tăng khả quan hợp, tổng hợp dinh dưỡng + SiO2: tăng độ cứng vững thân lá, giúp trồng chịu rét, chịu hạn, chống sâu bệnh tốt + Chất vi lượng: Mn, Cu, B, Fe thúc đẩy phát triển toàn diện  Là loại phân không tan nước, tan từ từ môi trường đất dịch rễ nên hạn chế rửa trôi, hiệu lực phân kéo dài c) Quy trình công nghệ [1]  Nguyên lý sản xuất phân lân nung chảy Cơ sở phương pháp dùng nhiệt nung nóng biến lân từ dạng vô định hình hấp thụ thành dạng vô định hình hấp thụ GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy  Nguyên liệu: + Apatit: sử dụng apatit loại chất lượng loại II, loại II có chứa Mg cần thiết cho phối liệu Apatit có hàm lượng P2O5 ≤ 30% đạt yêu cầu + Đá secpentin: nguồn khoáng thiên nhiên chứa MgO, SiO2 số nguyên tố vi lượng Mn, Cu,  Nguyên lý + Phối liệu đưa vào lò nung chảy biến đổi cấu trúc quặng, chuyển hóa photphat thành trạng thái hòa tan axit xitric với tạo thành trạng thái thủy tinh vô định hình + Tốc độ làm lạnh nhanh độ tan P2O5 axit citric cao + Để hạ thấp độ nhớt phối liệu, phải nung chế độ nhiệt Liệu chảy lò với tốc độ đặn làm nguội đột ngột + Lượng ẩm theo nguyên liệu, nhiên liệu bốc nhiệt độ 150oC + Ở nhiệt độ 500oC, nước kết tinh secpentin thoát + Ở nhiệt độ lớn 650oC, nước kết tinh bay hết theo khói lò, secpentin bắt đầu phân hủy: 3MgO.SiO2  2MgO.SiO2 + MgSO2 + 2H2O Ở nhiệt độ lớn 650oC tạo thành 3Mg2SiO4: 2(3MgO.2SiO2)  3Mg2SiO4 + 2MgSiO3 + Khi gia nhiệt đến nhiệt độ xác định có phản ứng phân hủy cacbonat: MgCO3, CaCO3 phản ứng hoàn nguyên Fe, Ni + Ở 1150oC, oxit sắt bị khử thành gang chảy lỏng GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy + Vì tỷ trọng Fe Ni lớn nhiều tỉ trọng phối liệu nên Fe Ni lắng xuống đáy tạo thành xỉ feroniken + Ở 1200oC phối liệu bắt đầu nóng chảy, trình nóng chảy xảy phản ứng khử (chủ yếu khử F, hoàn nguyên Ni, P) Hoặc dạng tổng quát: Trong phần CaF2 phản ứng với SiO2 nước: Nếu lò có nhiều nước, HF tạo thành thoát Flo tách nhiều làm tăng hiệu suất chuyển hóa P2O5 + Kích thước hạt sau có ảnh hưởng tới hiệu suất η Hạt nhỏ, khả tái kết tinh kém, hiệu suất cao + Than tồn sản phẩm photpho quặng thăng hoa phần theo phản ứng:  Quy trình sản xuất [1]  Sơ đồ nguyên lý quy trình sản xuất: GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy Kẹp hàm đập Nguyễn liệu Sàng khô Rửa Lọc bụi Lò cao Tôi nước 3-5 at Rửa bụi Bãi rửa Ca(OH)2 Xử lý Khí thải Sấy Thải Nghiền Lọc bụi Sàng Sản phẩm Hình 1.1: Quy trình sản xuất phân lân nung chảy  Thuyết minh sơ đồ + Quặng apatit, đá secpentin đưa bãi chứa nhờ oto, máy xúc chuyển phễu máy đập nhằm gia công nguyên liệu kích thước cần thiết, qua sàng khô, sàng ướt để loại bỏ hạt có kích cỡ không đạt tiêu chuẩn Lượng mịn tập trung vào bão chứa Than chọn lọc, đảm bảo chất lượng kích cỡ chuyển sàn lò + Quặng, than đá, đá secpentin cân theo phối liệu, chuyển vào thùng tời đưa lên lò cao Ở lò cao diễn trình sấy, hóa mềm chảy lỏng nhiệt chuyển hóa quặng chứa lân thành dạng vô định hình cách làm lạnh đột ngột nước, trục vớt GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy từ bể bán thành phẩm đưa vào phễu chứa, nhờ băng tải đưa bãi + Bán thành phẩm bãi tự nhiên tiếp tục đưa vào phễu theo hệ thống băng tải chuyển vào máy sấy thùng quay Ở đây, bán thành phẩm sấy với nhiệt độ 600-700oC, sau đổ băng tải chuyển gia công chế biến theo yêu cầu: + Để sản xất phân lân nghiền: bán thành phẩm chuyển vào máy nghiền đến độ mịn 50-70% tùy vào yêu cầu sản xuất + Để sản xuất phân lân hạt: bán thành phẩm chuyển sang sàng, thu sản phẩm hạt + Sản phẩm đóng bao nhãn, xếp kho, xuất cho khách hay chuyển sang tổ sản xuất khác 1.2 Lựa chọn phương pháp sấy 1.2.1 Các phương pháp sấy [12] Sấy trình dùng nhiệt để làm bay nước khỏi vật liệu Trong công nghiệp, người ta tiến hành trình sấy nhân tạp tác dụng nhiệt thiết bị sấy Tùy theo phương pháp truyền nhiệt, kỹ thuật chia ra:  Sấy đối lưu: Là phương pháp sấy mà việc cấp nhiệt cho vật ẩm thực cách trao đổi nhiệt đối lưu Phương pháp có ưu điểm chi phí đầu tư thấp, suất cao Tuy nhiên nhược điểm tốc độ truyền nhiệt tương đối chậm, phải nung nóng không khí thiết bị trước có tác dụng nhiệt lên vật liệu sấy Phương pháp thông dụng  Sấy tiếp xúc: Là phương pháp sấy không cho vật liệu sấy tiếp xúc trực tiếp với bề mặt có nhiệt độ cao Ưu điểm phương pháp hiệu nhiệt cao, giảm tổn thất lượng không cần thiết đun nóng không khí trước sấy Nhược điểm phương pháp chi phí đầu tư thiết bị cao, chi phí vận hành cao mà suất thấp Phương pháp sử dụng  Sấy xạ: Là phương pháp sấy dùng lượn nguồn cấp nhiệt truyền tới vật liệu sấy xạ, thường dùng tia hồng ngoại Ưu điểm phương pháp trao đổi nhiệt cường độ cao, giảm đáng kể thời gian sấy, thiết bị đơn GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 10 Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy 4000x912 4000x912 4000 x500 3000x912 2000 x500 Chú thích Phần sử dụng Phần thừa Hình 4.2: Sơ đồ bố trí cắt kích thước đặc biệt sử dụng thép 4000x2000x8mm  Nguyên công 1: cắt  Cắt oxi – khí đốt  Đo dư vật liệu để cắt  Sai số cắt không 0,1% đường kính thùng  Sử dụng máy mài tay làm phẳng vị trí cắt  Mài vát cạnh 15o để hàn  Kiểm tra chất lượng + Kiểm tra chất lượng đường cắt + Kiểm tra kích thước thép  Nguyên công 2: lốc  Sử dụng máy lốc thủy lực trục  Điều chỉnh độ cong thép theo nhóm  Kiểm tra chất lượng + Kiểm tra chất lượng bề mặt thép + Kiểm tra bán kính cong GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 47 Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy  Nguyên công 3: hàn:  Sử dụng phương pháp hàn tay hồ quang điện  Hàn thành thân thùng theo sơ đồ bố trí chọn  Kiểm tra chất lượng + Kiểm tra kích thước thiết bị sau hàn + Kiểm tra chất lượng mối hàn máy dò siêu âm 4.1.3 Vành đai, bánh vòng, lăn Vành đai:  Sử dụng phương pháp đúc khuôn cát  Mỗi vành đai đúc thành mảnh  Đầu vành đai vát 7o  Sai lệch kích thước không 0,5% đường kính  Độ cứng lớn lăn  Kiểm tra chất lượng máy dò siêu âm, máy kiểm tra độ cứng Bánh vòng:  Sử dụng phương pháp đúc khuôn cát  Đúc thành mảnh  Sai lệch kích thước không 0,5% đường kính  Kiểm tra chất lượng máy dò siêu âm Con lăn:  Sử dụng phương pháp đúc khuôn cát  Đúc nguyên khối  Đầu lăn chặn vát 7o  Sai lệch kích thước không 1% đường kính  Kiểm tra chất lượng máy dò siêu âm 4.1.4 Cánh đảo trộn Theo thiết kế, cánh đảo trộn có kích thước 1500x40x4 (dài x rộng x dày, mm), tổng cộng 84 cánh Cánh dẫn có kích thước 870x23x4 (dài x rộng x dày, mm), tổng cộng 12 cánh Cánh sử dụng thép CT3 Có thể cắt cánh từ thép kích thước GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 48 Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy 4000x2000x4 (mm) theo sơ đồ Với tấm, ta có 84 cánh đảo trộn, đủ theo thiết kế Tấm cuối không cắt cánh dẫn (tấm gạch chéo nghiêng phải) tổng cộng 12 cánh dẫn theo thiết kế Lượng vật liệu thừa theo phương pháp cắt tối thiểu, khoảng 101kg, tương đương 6% lượng vật liệu hữu ích Chú thích Cánh đảo trộn Cánh dẫn Phần thừa Hình 4.3: Sơ đồ đường cắt tạo cánh đảo trộn, cánh dẫn thép 4000x2000x4mm Cánh đảo trộn sau cắt gia công tạo góc gấp 140o Có thể sử dụng máy chắn gấp thép để thực công đoạn  Nguyên công 1: cắt  Cắt oxi – khí đốt  Đo dư vật liệu để cắt  Sử dụng máy mài tay làm phẳng vị trí cắt  Mài vát cạnh 30o để hàn  Kiểm tra chất lượng + Kiểm tra chất lượng đường cắt + Kiểm tra kích thước thép  Nguyên công 2: tạo góc gấp  Sử dụng máy chắn thép  Tạo góc gấp 140o cho cánh đảo trộn  Sai số góc gấp không 5o GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 49 Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy  Kiểm tra chất lượng + Kiểm tra chất lượng vị trí gấp + Kiểm tra góc gấp 4.2 Lắp đặt 4.2.1 Vận chuyển Thùng có kích thước lớn phải sử dụng xe tải để chở đến nơi lắp đặt Có thể vận chuyển xe tải 15 tấn, chi tiết nhỏ đặt lòng thùng Vành đai, bánh vòng lắp đặt xưởng sản xuất sau vận chuyển 4.2.2 Lắp đặt Bước 1: Kiểm tra điều kiện vị trí lắp đặt  Kiểm tra độ cứng vững bê-tông, ụ đỡ bê-tông  Kiểm tra số lượng, khoảng cách bulong chờ Bước 2: Lắp đặt gối đỡ, lăn  Lắp đặt gối đỡ vị trí bulong chờ  Lắp đặt lăn  Kiểm tra + Kiểm tra độ cứng vững cụm chi tiết + Kiểm tra khả quay lăn Bước 3: Lắp bánh vòng, vành đai vào thân thùng  Định vị gối đỡ vành đai, vị trí lắp nhíp đỡ bánh  Khoan lỗ vị trí định vị, khoảng cách lỗ ứng với khoảng cách bulong gối đỡ, hệ thống nhíp  Lắp chặt phía gối đỡ vành đai  Đặt vành đai, lắp chặ gối đỡ phía đối diện  Lắp hệ thống nhíp  Lắp bánh vòng vào nhíp  Kiểm tra + Kiểm tra chất lượng mối ghép + Kiểm tra độ cứng vững cụm chi tiết GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 50 Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy Bước 4: Lắp đặt thùng vào vị trí  Sử dụng cẩu 16 hai pa-lăng 7,5 kéo hai đầu thùng  Đặt thùng từ từ lăn đỡ, vành đai tiếp xúc lăn chặn  Kiểm tra + Kiểm tra độ cứng vững hệ thống + Kiểm tra khả quay thùng Bước 5: Lắp cánh đảo trộn, hiệu chỉnh  Cố định thùng không để trượt người di chuyển bên  Đo khoảng cách, định vị vị trí hàn cánh  Hàn cánh dẫn đầu Hàn tay hồ quang điện  Hàn cánh đảo trộn từ xuống Xếp xen kẽ vòng  Mỗi cánh hàn gân trợ lực mặt đối diện mặt chứa vật liệu  Kiểm tra + Kiểm tra số lượng khoảng cách cánh + Kiểm tra chất lượng mối hàn cách lắc cánh + Kiểm tra lại độ vững thùng, khả quay Bước 6: Lắp hộp giảm tốc, vận hành không tải  Kiểm tra khả quay, tốc độ quay động cơ, hộp giảm tốc  Lắp động cơ, hộp giảm tốc  Hiệu chỉnh ăn khớp bánh vòng  Vận hành thử không tải Hiệu chỉnh ăn khớp bánh cần  Kiểm tra + Tốc độ quay thùng + Độ rung lắc toàn hệ thống + Ăn khớp bánh Bước 7: Lắp đặt thiết bị khác  Lắp phận bít kín  Lắp đường ống dẫn khí, dẫn liệu  Lắp đường ống tháo khí, lọc bụi, tháo liệu GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 51 Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy  Lắp hệ thống băng tải  Lắp thiết bị khác  Kiểm tra + Độ kín khít mối ghép + Độ vững chi tiết Bước 8: Vận hành thử có tải, hiệu chỉnh  Nhập lượng vật liệu vào thùng, từ đến nhiều dần  Cho hệ thống chạy  Kiểm tra + Kiểm tra độ ổn định khí toàn hệ thống + Kiểm tra chất lượng sản phẩm  Hiệu chỉnh cần IV.3 Vận hành Quá trình lắp đặt, vận hành thử phải đạt yêu cầu bắt đầu cho thùng sấy vào sản xuất Trong trình sản xuất, có điều kiện, cần kiểm tra điều kiện sấy thường xuyên để nhanh chóng hiệu chỉnh khắc phục cố sai lệch với tiêu chuẩn Khi nhận điện năng, động điện truyền chuyển động qua hộp giảm tốc tới bánh nhỏ Bánh nhỏ ăn khớp với bánh vòng gắn thân thùng làm thùng quay Vật liệu sấy tự động vận chuyển vào thùng qua hệ thống băng tải nhập liệu đưa vào phần cửa vào thùng, đặt cao phần tháo liệu Không khí đốt nóng tạo thành khói lò, sau buồng hòa trộn có nhiệt độ 650oC vào thùng sấy chiều với chiều vật liệu Dưới tác dụng quay thùng cánh đảo trộn trọng lực, vật liệu sấy từ đầu cao thùng xuống đầu thấp Trong trình vật liệu đảo trộn khói lò sấy vật liệu làm vật liệu ẩm Vật liệu sấy khỏi lò đổ băng tải vận chuyển đến quy trình Khói lò chứa bụi khỏi thùng cho qua máy lọc bụi Phần bụi nặng thu hồi đổ vào băng tải vật liệu sấy, phần lại xửa lý thải khí môi trường Nguyên lý hoạt động thiết bị sấy thùng quay cho thấy thiết bị vận hành tự động hoàn toàn Tuy nhiên, điều kiện nhiệt độ, độ ẩm không khí trời thay GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 52 Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy đổi có chênh lệch lớn mùa Vì vậy, cần kiểm tra thông số đầu vào, đầu hiệu chỉnh phù hợp để đạt hiệu tuổi thọ thiết bị cao Các cố cần quan tâm kiểm tra định kỳ, tối thiểu lần/tháng, nhằm đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định an toàn lao động Sau thời gian định, tối đa tháng, thiết bị sấy cần bảo dưỡng, tra dầu mỡ vào ổ lăn, kiểm tra tổng thể, thay sửa chữa thiết bị mòn, hỏng IV.4 Sự cố khắc phục Trong trình vận hành tránh khỏi cố Sau số cố gặp phải phương án sửa chữa khắc phục Bảng 4.1: Sự cố cách khắc phục STT Sự cố Ảnh hưởng, kiểm tra khắc phục Mất điện lúc Ảnh hưởng: vận hành Vật liệu sấy nằm lâu thùng kết dính gây hỏng hóc thiết bị có điện trở lại Cánh đảo trộn trình làm việc múc vật liệu lên thả vật liệu xuống, phần nửa vòng quay không chịu tải trọng Khi điện thùng không quay, lượng vật liệu cánh đảo trộn thời gian dài ảnh hưởng đến độ bền mối hàn cánh đảo trộn Khắc phục: Nhanh chóng sử dụng nguồn điện dự phòng máy phát điện cho thùng quay để tháo vật liệu ngoài, tránh vật liệu kết dính thùng Độ ẩm vật liệu sấy Ảnh hưởng: cao yêu cầu Vật liệu sấy không đạt yêu cầu, thiết bị sấy làm việc không hiệu Kiểm tra: GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 53 Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy Lần lượt kiểm tra: Kiểm tra độ ẩm vật liệu sấy vào thùng Kiểm tra nhiệt độ, độ ẩm khói lò vào thùng sấy Kiểm tra vận tốc quay thùng, thời gian lưu vật liệu Kiểm tra thân thùng, phận bít kín Khắc phục: Tùy theo sai sót nằm bước kiểm tra mà có cách khắc phục khác nhau: Tăng thời gian để vật liệu bãi để giảm độ ẩm tự nhiên, thay đổi thông số trình sấy Ưu tiên việc để vật liệu tự nhiên thiết bị sấy tính toán kỹ lưỡng khó thay đổi Nếu nhiệt độ không đạt yêu cầu cần điều chỉnh lượng không khí trời hòa trộn buồng hòa trộn để thay đổi khói lò vào thùng sấy Độ ẩm không khí thay đổi ảnh hưởng đến độ ẩm khói lò sau buồng hòa trộn, cần tăng nhiệt độ khói lò vào thùng sấy Thùng sấy có khả chịu nhiệt độ cao nên không thiết phải tính toán lại Dựa vào kiểm nghiệm thực tế điều chỉnh nhiệt độ khói lò vào thùng sấy cho phù hợp Vận tốc quay thùng lớn làm giảm thời gian lưu vật liệu thùng, khói lò không kịp lấy ẩm Điều chỉnh giảm tốc độ quay thùng cách dùng biến tần giảm tốc độ động Thùng sấy, phận bít kín hở gây thất thoát nhiệt, thất thoát khói lò ảnh hưởng đến trình sấy Nếu thùng có chỗ hở cần hàn kín lại hàn GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 54 Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy chắp thêm chỗ hở lớn Nếu phận bít kín không đảm bảo cần gia công sửa chữa thay Nhiệt độ khói lò Ảnh hưởng: khỏi thiết bị cao tính toán Nhiệt độ khói lò khỏi thiết bị cao tính toán dẫn tới thất thoát lượng, đồng thời ảnh hưởng trực tiếp đến thiết bị xử lý bụi Ngoài ra, nguyên nhân dẫn tới tượng vật liệu sấy đầu có độ ẩm cao yêu cầu Kiểm tra: Lần lượt kiểm tra: Nhiệt độ khói lò vào Lượng vật liệu vào, vật liệu lưu thiết bị Vận tốc dòng khí Khắc phục: Tùy theo thông số sai nằm bước kiểm tra mà có cách khắc phục khác nhau: Nếu nhiệt độ khói lò vào cao tính toán, thay đổi lượng không khí hòa trộn buồng hòa trộn Lượng vật liệu vào, vật liệu lưu thùng tính toán nguyên nhân khiến khói lò không nhận đủ ẩm, có nhiệt độ cao tính toán Nếu lượng vật liệu tính toán tăng thêm cách tăng tốc độ gầu tải nhập liệu Tuy nhiên không tăng lượng vật liệu lưu tính toán (25% thể tích thùng) cần đảm bảo điều kiện bền với tải trọng tính toán Nếu vận tốc dòng khí cao lưu lượng lớn, khói lò sau thiết bị có nhiệt độ cao Vì để hạ nhiệt độ khói lò giảm lưu lượng khói vào, tăng GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 55 Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy thời gian khói lò lưu trú thùng Gãy cánh đảo trộn Ảnh hưởng: (vận hành có tiếng Cánh đảo trộn gãy ảnh hưởng đến khả đảo va đập mạnh trộn vật liệu, giảm khả trao đổi nhiệt khói lò thùng) với vật liệu, hạ suất sấy, gây sai lệch thông số đầu (khói lò ra, vật liệu ra), chí ảnh hưởng đến chi tiết khác thiết bị Kiểm tra: Khi phát tiếng động bất thường thùng cần kiểm tra để khắc phục: Cần tháo hết vật liệu sấy lưu thùng, dừng hoàn toàn hệ thống sấy trước kiểm tra Tháo đầu bít kín thùng, quan sát mắt thường Khắc phục: Thùng sấy kích thước lớn nên cho thợ hàn chui vào để hàn lại Cần làm vị trí hàn trước hàn Kết hợp kiểm tra, khắc phục cánh đảo trộn khác Kiểm tra thành thùng từ bên vị trí gần cánh đảo trộn bị gãy sau gãy, thùng quay làm cánh va đập mạnh với thành thùng Khắc phục cần thiết (hàn thêm tăng cứng) Kiểm tra kỹ lưỡng lại cánh đảo trộn trước lắp lại, vận hành thiết bị Thùng rung lắc Ảnh hưởng: Thùng rung lắc trình sản xuất ảnh hưởng đến độ bền thiết bị đỡ, không đảm bảo an toàn Kiểm tra: Lần lượt kiểm tra: Kiểm tra ghép nối vành đai – thân thùng GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 56 Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy Kiểm tra độ tròn lăn đỡ, lăn chặn Kiểm tra độ tròn vành đai Kiểm tra độ tròn thân thùng Nếu sai sót kiểm tra phải kiểm tra cánh đảo trộn Khắc phục: Tùy theo thông số sai lệch nằm bước kiểm tra mà có cách khắc phục khác nhau: Siết chặt lại vít nối thùng – bệ đỡ, kiểm tra chặn vành đai – bệ đỡ, thay mòn không Nếu không đảm bảo cần bọc thêm kim loại để điều chỉnh buộc phải thay Nếu không đảm bảo cần thay đổi độ dày chặn vành đai – bệ đỡ cho phù hợp Nếu không đảm bảo thay đổi độ dày chặn vành đai – bệ đỡ Cánh đảo trộn trình làm việc bị biến dạng làm lượng vật liệu phân bố thùng thời điểm khác khác làm thay đổi trọng tâm thùng, gây rung lắc quay Cần mở thùng sấy kiểm tra trường hợp cố (4) Thùng vận hành có Ảnh hưởng: tiếng động thường bất Các hỏng hóc nhỏ vận hành ảnh hưởng đến toàn hệ thống sớm dẫn đến cố lớn Bất kỳ bất thường phải kiểm tra Kiểm tra: Cần xác định vị trí, thành phần gây tiếng động bất thường khắc phục triệt để GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 57 Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy Tiếng động thùng, phát theo chu kỳ: Kiểm tra cánh đảo trộn phần cố (4) Tiếng động phát thành thùng, vành đai, bánh vòng: kiểm tra, siết chặt vít điểm ghép nối Tiếng động phát lăn: kiểm tra ổ lăn, tra dầu mỡ thay cần thiết Vị trí khác: kiểm tra, sửa chữa thay dựa thông số thiết kế điều kiện vận hành thực tế Quá tải Ảnh hưởng: (thùng quay chậm Quá tải thùng ảnh hưởng đến độ ẩm vật liệu sấy bình thường, độ khỏi thùng (cao yêu cầu), ảnh hưởng đến độ bền ẩm vật liệu cao thùng thiết bị đỡ, chặn (nhanh hỏng, nhanh mòn bình thường, hơn), ảnh hưởng đến hệ thống truyền động (cháy động phận đỡ, cơ, gãy răng) chặn phát tiếng kêu Kiểm tra: lạ, trục uốn cong Kiểm tra lượng vật liệu thùng thông qua vật liệu thường lệ) mẫu Khắc phục: Giảm lượng vật liệu lưu thùng cách giảm tốc độ gầu tải nhập liệu Xác định thời gian lưu vật liệu sấy thực tế lượng vật liệu lưu ảnh hưởng lớn đến cố nêu Xác định phương pháp thực nghiệm có nhiều cách, đề xuất phương pháp sau: STT Yếu tố cần kiểm tra Cách xác định thực nghiệm Thời gian lưu vật liệu Sử dụng vật liệu mẫu: sấy Vật liệu mẫu có kích thước khối lượng riêng GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 58 Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy vật liệu thực có màu sắc khác để phân biệt Vật liệu mẫu cho vào thùng sấy vật liệu thực Khi nhận thấy vật liệu mẫu khỏi thiết bị sấy, láy thời gian trung bình hết thùng sấy vật liệu mẫu thời gian lưu vật liệu sấy Lượng vật liệu lưu Sử dụng phương pháp xác định thời gian lưu vật liệu sấy phần (1), đồng thời xác định lượng vật liệu cung cấp gầu tải cho thùng sấy thời gian để biết lượng vật liệu lưu thùng Trên số cố, nguyên nhân cách khắc phục Trong hoạt động thông thường, thiết bị sấy không gặp cố phát sinh cố khác Trong trường hợp đó, điều quan trọng phải xác định vị trí phát sinh cố, từ tìm nguyên nhân đề xuất phương án giải Mỗi cố có phương án giải khác với hiệu khác Để đạt hiệu cao cần phân tích kỹ lưỡng yếu tố ảnh hưởng đến cố vấn đề chi phí GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 59 Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy KẾT LUẬN Dưới dạy tận tình TS.Vũ Hồng Thái thầy cô môn Máy thiết bị công nghiệp hóa chất – dầu khí, em thực đồ án tính toán, thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy Sau thực đồ án, em tích lũy thêm kiến thức thiết bị sấy công nghiệp, quy cách thực hiện, trình bày đồ án Đồng thời nắm bắt công nghệ ứng dụng thực tiễn thông qua trình tìm hiểu thực đồ án Trên sở đó, em tính toán, thiết kế phần dây chuyền sấy mà đề tài nêu Tuy vậy, tập đồ án giải số điểm trọng tâm hệ thống sấy mà chưa đủ khả triển khai thực tế Một số phần hệ thống cần tính toán kỹ lưỡng để không đạt yêu cầu chất lượng mà kinh tế sản xuất Do thời gian tìm hiểu có hạn, khối lượng công việc lớn nguồn tài liệu không nhiều,tập đồ án không tránh khỏi sai sót Rất mong nhận góp ý quý báu từ thầy cô GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 60 Tính toán thiết kế hệ thống sấy nhà máy sản xuất phân lân nung chảy TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Văn Bình, “Công nghệ sản xuất phân bón vô cơ”, NXB Bách Khoa Hà 2007 [2] Hồ Lê Viên, “Giáo trình máy gia công vật liệu rắn dẻo – tập II”, Đại học Bách Khoa – Hà Nội, 1996 [3] Hồ Lê Viên, “Giáo trình sở thiết kế máy hóa chất thực phẩm”, Đại học Bách Khoa – Hà Nội, 1997 [4] http://vi.wikipedia.org/wiki/Qu%E1%BA%B7ng_apatit_L%C3%A0o_Cai [5] http://vinachem.com.vn/TCTYHC/GifAdv/apatit/index1.htm [6] http://vinachem.com.vn/TCTYHC/GifAdv/Ninh_binh/index.htm [7] http://tieuam.com/en/sn-phm/vat-lieu-cach-nhiet/bong-khoang.html [8] http://www.engineeringtoolbox.com/convective-heat-transfer-d_430.html [9] http://www.galleries.com/Apatite [10] Bùi Hải – Trần Thế Sơn, “Kỹ thuật nhiệt”, NXB Khoa học kỹ thuật, 2009 [11] Khoa ĐH chức, ĐHBK-HN, “Kỹ thuật phân khoáng – phần II”, Đại học Bách Khoa – Hà Nội, 1973 [12] Nguyễn Văn May, “Kỹ thuật sấy nông sản thực phẩm”, NXB KHTN, 2002 [13] Trần Xoa, “Sổ tay trình thiết bị công nghiệp hóa chất – Tập I”, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006 [14] Nguyễn Bin, “Sổ tay trình thiết bị công nghiệp hóa chất – Tập II”, NXB Khoa học kỹ thuật, 2006 [15] Phan Văn Thơm, “Sổ tay thiết kế thiết bị hóa chất chế biến thực phẩm”, Viện Đào tạo mở rộng, 1992 [16] Hoàng Văn Chước, “Thiết kế hệ thống thiết bị sấy”, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006 [17] Trịnh Chất – Lê Văn Uyển, “Tính toán thiết kế hệ dẫn động khí – Tập 1”, NXB Giáo dục, 2006 [18] Trần Văn Phú, “Tính toán thiết kế hệ thống sấy”, NXB Giáo dục, 2002 GVHD: Vũ Hồng Thái SVTH: Đậu Ngọc Hoàng 61