Đang tải... (xem toàn văn)
Phần I : Tổng quan Chương I : Đặt vấn đề Chương II : Giới thiệu về Ximăng PBC Chương III : Những yếu tố cơ bản để xây dựng một nhà máy Ximăng Phần II : Công nghệ sản xuất Ximăng Chương I : Lý thuyết công nghệ sản xuất xi măng Chương II : Sơ đồ công nghệ sản xuát ximăng Phần III : Tính toán thiết kế thiết bị Chương I : Tính toán thiét kế máy nghiền bi Chương II : Thiết bị phân ly cơ học Chương III : Tính toán thiết kế Cyclone Chương IV : Tính toán thiết kế thiết bị lọc điện Chương V : Tính toán , chọn hệ thống quạt
1 Mục lục Lời Cảm Ơn Phần I : Tổng quan Chương I : Đặt vấn đề Chương II : Giới thiệu Ximăng PBC Chương III : Những yếu tố để xây dựng nhà máy Ximăng Phần II : Công nghệ sản xuất Ximăng Chương I : Lý thuyết công nghệ sản xuất xi măng Chương II : Sơ đồ công nghệ sản xuát ximăng Phần III : Tính toán thiết kế thiết bị Chương I : Tính toán thiét kế máy nghiền bi 10 10 1.1, Nguyên lý làm việc phân loại 10 1.2, Các chi tiết chủ yếu máy nghiền bi 12 1.3, Tính toán máy nghiền bi 14 1.4, Sửa chữa lắp ráp máy nghiền bi 63 Chương II : Thiết bị phân ly học 66 Chương III : Tính toán thiết kế Cyclone 69 Chương IV : Tính toán thiết kế thiết bị lọc điện 77 4.1, Tìm hiểu chung thiết bị lọc bụi tĩnh điện 77 4.2, Nguyên lý phân riêng 77 4.3, Cơ sở khoa học để tính toán thiết kế 85 4.4, Tính toán công nghệ thiết bị lọc bụi tĩnh điện 86 Chương V : Tính toán , chọn hệ thống quạt 105 Phần IV: Kết luận 108 Tài liệu tham khảo 109 2 PHẦN I: TỔNG QUAN I, ĐẶT VẤN ĐỀ Nghị đại hội đảng VIII đề chiến lược phát triển xi măng Việt Nam đến năm 2010 đạt sản m lượng 44 triệu đáp ứng nhu cầu nước tiến tới suất Quán triệt chủ trương tổng công ty xi măng Việt Nam xây dựng phương án đầu tư phát triển nghành xi măng từ năm 2000 ÷ 2001 theo định hướng công nghiệp hoá đại hoá Theo kế hoạch tổng công ty xi măng Việt Nam tự đầu tư xây dựng mở rộng số nhà máy mới, cải tạo nâng cao lực sản xuất số nhà máy cũ đồng thời liên doanh với đối tác nước để xây dựng số nhà máy Thống kê lực sản xuất nhu cầu xi măng nước ta tám năm gần (triệu tấn): 20 TỔNG NHU CẦU SẢN LƯỢNG TRONG NƯỚC 15 10 1999 2000 2001 2002 II, GIỚI THIỆU XI MĂNG PCB 2003 2004 2005 2006 3 2.1, Giới thiệu xi măng PCB Xi măng PCB sản phẩm nghiền mịn hỗn hợp gồm CL XMP, thạch cao (3÷5%), phụ gia xi măng (≥15%) phụ gia công ngệ (nếu có) CL XMP sản phẩm nung đến kết khối hỗn hợp đá vôi, đất sét cấu tử điều chỉnh (nếu có), thành phần chủ yếu chứa khoáng SilicatCanxi có hàm lượng vôi cao có khoáng AluminatCanxi AlumôFreritCanxi III, NHỮNG YẾU TỐ CƠ BẢN ĐỂ XÂY DỰNG MỘT NHÀ MÁY XI MĂNG Để xây dựng nhà máy cách hợp lý địa điểm chọn phải thỏa mãn yêu cầu sau: Yêu cầu tổ chức sản xuất Địa điểm phải gần nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, điện, nước gần nơi tiêu thụ sản phẩm thuận tiện cho việc di chuyển sản phẩm nơi khác tiêu thụ Yêu cầu hạ tầng kỹ thuật Phù hợp tận dụng tối đa hệ thống giao thông quốc gia bao gồm đường bộ, đường thuỷ, đường sắt Phù hợp tận dụng tối đa hệ thống mạng lưới cấp điện, thông tin liên lạc Yêu cầu quy hoạch Phù hợp quy hoạch lãnh thổ, quy hoạch vùng, quy hoạch cụm kinh tế công nghiệp, nhằm tạo điều kiện phát huy tối đa công suất nhà máy khả hợp tác với nhà máy khác lân cận Yêu cầu xây lắp vận hành nhà máy 4 Thuận tiện việc cung cấp vật liệu, vật tư, xây dựng nhằm giảm chi phí vận chuyển, giảm tối đa lượng vận chuyển từ xa đến Thuận tiện việc cung cấp nhân công cho nhà máy trình xây dựng vận hành nhà máy sau Yêu cầu kỹ thuật xây dựng Về địa hình khu đất có kích thước hình dạng thuận lợi việc xây dựng trước mắt mở rộng diện tích nhà máy sau thuận lợi cho việc thiết kế bố trí dây truyền công nghệ sản xuất Khu đất phải cao ráo, tránh ngập lụt mùa mưa lũ, có mực nước ngầm thấp tạo điều kiện cho việc thoát nước Độ dốc tự nhiên thấp hạn chế việc san lấp mặt Về địa chất, địa điểm phải không nằm vùng có mỏ khoáng sản địa chất không ổn định Cường độ khu đất xây dựng từ 1,5 – 2kg/cm2 5 PHẦN II: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG I, LÝ THUYẾT CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT XI MĂNG Xi măng porland hỗn hợp khoảng sau: Tricanxisilicat 3CaOSiO2 42÷60% Khối lượng Dicaxisilicat 2CaOSiO2 15÷30% Khối lượng Tricanxi Aluminat 3CaOAl2O3 TricanxiAluminatferit 3CaO Al2O3 5÷14% khối lượng 10÷16 khối lượng Nung phối liệu đất sét đá vôi Hàm lượng % SiO2 modulsilicat n= Hàm lượng %Al2O3 + hàm lg % Fe2O3 Hàm lượng Al2O3 Modul đất sét p = Hàm lượng % Fe2O3 Phối liệu: Gồm có hai loại phối liệu ướt phối liệu khô -Phối liệu ướt: Đất sét đánh thành bùn nhão trộn đá vôi nghiền mịn→vê viên -Phối liệu khô: Đất sét cộng đá vôi trộn khô với Sau có phối liệu nung phối liệu nhiệt độ 1450÷15000c Cho đến nóng chảy bán sản phẩm KlinKer Có thể tiến hành hai loại lò đứng lò quay Trong công nghiệp sản xuất xi măng việc nung để tạo thành KlinKer việc nghiền KlinKer độ mịn d=80µm gần nhau(tiêu hao lượng) 6 Người ta nghiền KlinKer máy nghiền bi có suất lớn hàng chục tấn/h Với máy nghiền có suất lớn lượng bụi có kích thước d F1 + F2 Bằng thực nghiệm người ta xác định với hạt có khối lượmg riêng từ 2000 ÷ 3000 kg/m3 kích thước hạt từ 0,1 ÷ 10 µm lực F1 = 3.10-8 N (trang 129 - X) Theo công thức – (I) ta có: 106 107 107 F2 = 4π.ε δ.E r (N) [IV - 3] Trong đó: - F2: lực điện trường (N) - ε0: số điện môi ε0 = 8,85.10-12 - δ: số đặc trưng cho tính chất cách điện hạt [III - 1] → δ = - E : cường độ điện trường (V/m) E = kV/cm = 400.000 V/m - r : bán kính hạt bụi Do hạt lớn lực F1 mạnh nên ta lấy r = 10 µm = 10.106m [IV - 3] → F2 = 4.3,14.8,85.10-12.(4.105)2.(10.10-6)2 = 1,78.10-9 (N) → F1 + F2 = 3.10-8 + 1,78.10-9 = 3,18.10-8 (N) Để tách hạt bụi khỏi điện cực ta phải tác dụng lực lớn 3,01.10-8 N → Ta chọn búa gõ có đường kính d = 100 mm, dày h = 50 mm trục quay 1200 v/ph 4.6, Tính khí 4.6.1, Vỏ thiết bị lọc điện Vỏ thiết bị lọc điện phận để chứa điện cực lắng, điện cực quầng phần bụi lắng Phụ thuộc vào điều kiện công nghệ mà làm vỏ thiết bị từ thép (thép thường hay thép đặc biệt ), gạch, bê 107 108 108 tông cốt thép, an-de-hit hay vật liệu khác Trường hợp cần thiết làm lớp lót hay lớp bảo ôn.Tính toán thiết kế ta chọn vỏ thép thường 4.6.2, Khung điện cực quầng Với chức treo điện cực quầng có trọng lượng nhỏ điều kiện không khắt ta chọn vật liệu làm treo thép CT45, dầm treo X18H10T, bu lông M20 dung thép CT45, M10 dùng CT3, dây treo CT45 4.6.3, Dầm treo điên cực lắng Với yêu cầu chịu kéo trọng lượng điện cực lắng lực va đập búa rũ bụi ta chon dầm kết cấu hình chữ L , vật liệu thép CT45, có kích thước kết cấu cho vẽ Chương V : TÍNH CHỌN QUẠT CHO HỆ THỐNG 5.1, Tính trở lực hệ thống a, Trở lực máy nghiền bi + Trở lực cục ∆H M = ξ M ω γ ( mmH O ) g (II-262) Trong : ω: Vận tốc khí (m/s) ξM : Hệ số trở lực không khí γ: Trọng lượng riêng khí nhiệt độ tương ứng Ta có : ω = (4.V)/Π.D2) V: Là lưu lượng khí từ máy nghiền bi, m 3/s bảng [(24/ (III)] 108 109 109 ω= ⇒ 4.10000 3,14.(1,8) 3600 ≈ 1,1m / s ξM = ξM0 (0 + 0,8 µ) µ lấy gần nồng độ bụi khí khỏi máy nghiền ⇒ µ = 0,303 bảng (23 ξM0 = 0,5 Vậy ta có : ξM = 0,5 (1+0,8.0,303) = 0,612 Trọng lượng riêng khí từ máy nghiền : γ = 1,3 bảng 22 ∆H M = 0,612 Thay số ta có : 1,12.1,3 = 0,401 2.9,81 ( mmH O ) + Trở lực ma sát : ∆H ms = λ Trong : l ω γ D g (II_tr.262) l,D - Là chiều dài đường kính máy nghiền (m) λ : hệ số trở lực ma sát Đối với dòng khí bụi : λ = λ0 (1 + µ) (II_tr.263) Với λ0 - Hệ số trở lực không khí (λ0 = 0,03) Thay số vào ta có : λ = 0,03 (1 + 0,303) = 0,039 3,4 (1,1) 0,279 = 0,403 1,8 2.9,81 ∆H ms = 0,039 Vậy : ( mmH O ) + Trở lực động học : ∆H dh = µ (1,1) 0,279 = 0,211 ( mmH O ) ω γ = 0,303 2 g 2.9,81 Vậy trở lực máy ngiền : 109 110 110 ∆H Nb = ∆HM + ∆Hms + ∆Hđh 0,401 + 0,403 + 0,211 = 1,02 (mmH2O) b, Trở lực hệ thống Phân ly xyclon Trở lực Cyclone tính Chương III C ∆P = 597 N/m2 = 4,56 (mmH2O) Vì hệ thống xyclon nhánh nên trở lực thực tế hệ thống : x 4,56 = 9,12 (mmH2O) Chọn trở lực máy phân ly tương đương Cyclone: ∆P Pl = 9,12 (mmH2O) Vậy tổng trở lực hệ thống Phân ly xyclon : ∆P PC = 9,12 = 18,24 (mmH2O) c,Trở lực lọc điện : Chọn tương đương với Cyclone ∆P Ld = 9,12 (mmH2O) d,Trở lực ống dẫn khí : o Để đơn giản ta chọn trở lực ống dẫn gió ∆H = 12 mmH2O + Vậy tổng trở lực hệ thống : Nb ∑∆H = ∆H + ∆P PC + ∆P Ld + ∆H o = 1,02 + 18,24 + 9,12 + 12 = 40,38 5.2, Chọn quạt cho hệ thống Theo TL [(VI) ] H = Σ∆ H Áp suất quạt phải đạt Trong : 110 273 + t ρ K 273 ρ (mmH2O) 111 111 t - Nhiệt độ khí khỏi hệ thống : 900C ρk - Trọng lượng riêng khí thải khỏi xyclon V nhiệt độ 3000C : ρK = 1,2 kg/m3 ρ: Trọng lượng riêng không khí : ρ = 1,29 kg/m3 Thay số : H = 40,38 273 + 90 1,2 273 1,29 = 49,94 (mmH2O) Vậy chọn quạt hút có đặc tính : + áp lực đạt : 100 mmH2O + Lưu lượng : 12000 m3/h + Nhiệt độ làm việc đạt : 1000C 111 112 112 112 113 113 Phần IV : KẾT LUẬN Tính toán thiết kế dây chuyền nghiền Clinke thu hồi bụi tổng hợp tất kiến thức chuyên nghành Cơ sở tính toán máy,Cơ sở tính toán thiết bị,Các trình va thiết bị thủy ,Công nghệ chế tạo máy… tìm hiểu thực tế giai đoạn thực tập nhà máy Phân đạm hóa chất Hà Bắc,nhà máy Supe phốt phát hóa chất Lâm Thao, nhà máy Xi măng Hoàng mai Đặc biệt trình hướng dẫn thực thầy giáo Th.s Phạm Ngọc Anh Các thiết bị Máy nghiền bi, Lọc bụi tĩnh điện tính toán cụ thể dựa vào kiến thức Thiết bị Phân ly Separator giới thiệu nguyên lý cấu tạo va hoạt động Cyclon tính phương pháp chọn Quạt hút chọn dựa theo số liệu thiết kế Mặc dù thực nỗ lực với vị trí sinh viên, tránh khỏi sai sót, Qua em bày tỏ mong muốn quan tâm kiến thức Thiết bị truyền nhiệt,Thiết bị phản ứng,Thiết bị chuyển khối Cuối em chân thành cảm ơn Thầy giáo Mai Xuân Kỳ, Cô giáo Hà Thị An, Thầy giáo Phạm Ngọc Anh tất thầy cô môn Sinh viên : Nguyễn Bá Giao 113 114 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO I GIÁO TRÌNH VÀ THIẾT BỊ THUỶ CƠ TRONG CÔNG NGHIỆP HOÁ CHẤT Hà Thị An-Khoa ĐHTC xb 1976 II MÁY GIA CÔNG VẬT LIỆU RĂN VÀ DẺO.T1,2 Hồ Lê Viên-ĐHBK HN xb 1997 III SỔ TAY QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHỆ HOÁ CHẤT TẬP 1,2-Nxb KHKT 1999 IV HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ T1,2 Trịnh Chất-Lê Văn Uyển-Nxb KHKT 2001 V HƯỚNG DẪN TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ THIẾT BỊ-MÁY HÓA CHẤT Hồ Lê Viên-Nxb DHBK HN 1978 VI TÍNH TOÁN-THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT THIẾT BỊ HÓA CHẤT Hồ Lê Viên-Nxb KHKT 1978 VII.BƠM QUẠT MÁY NÉN Nguyễn Văn May-Nxb KHKT 2001 114 [...]... vấu 1.2.3, Vật nghiền Vật nghiền là bộ phận chính để đập và chà xát vật liệu Nó thường có dạng hình cầu, hình trụ, hình khối Vật liệu chế tạo vật nghiền là thép hợp kim, gang cầu, sứ Tùy thu c vào tính chất của vật liệu đem nghiền và mức độ tinh khiết của sản phẩm để lựa chọn vật nghiền làm từ loại vật liệu nào Kích thước của vật nghiền phụ thu c vào kích thước và độ bền của vật liệu đem nghiền Kích thước... bổ sung vào loại bi có kích thước lớn nhất và trung bình 27 28 28 1.3.1.6 Công suất máy nghiền bi Công suất tiêu hao cho máy nghiền bi làm việc bao gồm hai thành phần: - Công suất tiêu hao để nghiền vật liệu Nn - Công suất tiêu hao để thắng ma sát ở gối đỡ N ms, theo công thức [(7 89a)/(II – 205)]: N = Nn + Nms (1 - 33) 1.3.1.6.1 Xác định công suất Nn Gọi G là trọng lượng của vật nghiền nạp vào thùng... chiếm 10% khối lượng 1.3.1.5 Chế độ nạp vật nghiền Để cho máy nghiền làm việc có hiệu quả thì hệ số chứa vật nghiền ở trong thùng có một ý nghĩa quyết định Hệ số chứa vật nghiền thích hợp nhất là ϕ = 0,34 26 27 27 Trọng lượng vật nghiền nạp vào thùng phụ thu c vào loại vật nghiền, vật liệu làm vật nghiền, hệ số chứ Trọng lượng của vật nghiền được tính theo công thức [(7-46)/(II-183)]: Gvn = πR2Lϕ.µ.ρvn... nghiền Khi lựa chọn vật nghiền cần căn cứ vào độ cứng và kích thước của vật đem nghiền Kích thước vật liệu đem nghiền càng lớn thì kích thước vật nghiền càng lớn và ngược lại Nếu nghiền các vật liệu có độ bền lớn và trung bình thì dùng vật nghiền làm bằng thép, gang hoặc thép hợp kim crôm, mangan Để vật nghiền phá hủy được vật liệu khi va đập thì động năng của nó phải lớn hơn công cần thiết để phá hủy... của thùng nghiền: R = 0,8 m L – chiều dài thùng nghiền: L = 3,4 m ϕ - hệ số chứa vật nghiền tối ưu [(151-1)]: ϕ = 0,34 µ - hệ số tơi của vật nghiền: ρvn – khối lượng riêng của vật nghiền: µ = 0,62 ρvn = 7,8 T/m3 Thay các số liệu trên vào (4 - 31) ta có: Gvn = π(0,8)2.3,4.0,34.0,62.7,8 = 11,23 Tấn Lượng vật liệu đem nghiền cho vào máy có quan hệ với trọng lượng vật nghiền và vật liệu làm vật nghiền, ta... cân bằng và bắt đầu rời khỏi mặt thùng Khi đó ta có quan hệ giữa số vòng quay của tbùng và góc α như sau: sinα ≈ f( n2 R 30 2 + cosα) Từ đây rút ra số vòng quay của thùng nghiền, theo công thức [(7 - 4)/ (II – 166)]: sinα − f cosα fR n = 30 (1 - 6) Công thức (4 - 6) cho ta mối quan hệ giữa số vòng quay của thùng nghiền n với góc nâng α, hệ số ma sát f và bán kính trong của thùng nghiền R Từ công thức... vật liệu Theo Levenxon nêu ra công thức thực nghiệm để xác định đường kính vật nghiền như công thức [(7 - 44)/(II – 182)]: 3 dv = 28 d [mm] (1 - 28) Trong đó: d – kích thước vật liệu vào máy, mm Thay số vào (4 - 28) ta có: 25 26 26 3 dv = 28 20 = 76 mm Theo công thức [(7 - 43)/(II – 153)]: dv = D 24 - D 18 (1 - 29) Trong đó: D - đường kính trong của thùng nghiền, mm Thay vào (4 - 29) ta có: dv = 1600... nghiền Kích thước vật liệu vào máy càng lớn và có độ càng cao thì kích thước vật nghiền càng lớn Trong thùng, người ta thường nạp vào các vật nghiền có nhiều loại kích thước khác nhau và nằm lộn xộn Thực nghiệm chứng tỏ rằng các viên bi cầu chiếm 62% thể tích của tải trọng bi, còn 38% thể tích còn lại là khe hở giữa các viên bi trong hỗn hợp bi đó 1.2.4, Đáy và cổ thùng nghiền Hai đáy ở hai đầu thùng... cao hơn so với độ bền của vật nghiền để khi làm việc nó không bị biến dạng và không bị nứt Tấm lót ngoài chức năng bảo vệ mặt trong của thùng nghiền, nó còn có thêm chức năng là tăng hiệu quả nghiền, là bề mặt tấm lót có cấu tạo sao cho vật nghiền được nâng lên đến độ cao thích hợp sinh ra động năng lớn nhất khi đập vào vật liệu đem nghiền Đối với các tấm lót dạng gân và dạng sóng thì thường lấy chiều... đáy thùng Và mặt bích phải đặt vuông góc với đường tâm của thân thùng Khi lốc thân thùng và hàn ghép mối lại phải đảm bảo thật tròn, không được ô van Thùng sau khi hàn xong cần phải ủ một thời gian để khử nội ứng suất 1.2.2, Tấm lót Mặt trong của thùng chịu tác dụng va đập của vật liệu nghiền và bị chà xát bởi vật liệu đem nghiền và vật nghiền nên nó bị mòn Do đó để bảo vệ mặt trong của thùng nghiền không ... Sơ đồ dây chuyền công nghệ công đoạn nghiền klinker Trong công nghệ sản xuất ximăng Các thiết bị dây chuyền 1.Máy nghiền bi 2.Phân ly học Cyclon 4.Thiết bị lọc điện 5.Quạt hút bụi Kho phụ gia... tạo vật nghiền thép hợp kim, gang cầu, sứ Tùy thu c vào tính chất vật liệu đem nghiền mức độ tinh khiết sản phẩm để lựa chọn vật nghiền làm từ loại vật liệu Kích thước vật nghiền phụ thu c vào kích... vật nghiền Để cho máy nghiền làm việc có hiệu hệ số chứa vật nghiền thùng có ý nghĩa định Hệ số chứa vật nghiền thích hợp ϕ = 0,34 26 27 27 Trọng lượng vật nghiền nạp vào thùng phụ thu c vào