Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy bán thành phẩm phân lân nung chảy với năng suất 9150 kggiờ

+ Máy sấy liên tục + Máy sấy gián đoạn - Dựa vào áp suất làm việc: + Sấy chân không + Sấy áp suất thường - Dựa vào cấu tạo thiết bị: + Thiết bị sấy buồng: có thể sấy được tất cả các lo

MỤC LỤC

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ 4

Chương 1 : GIỚI THIỆU CHUNG 6

1.1 Giới thiệu chung về kỹ thuật sấy 6

1.1.1 Khái niệm và mục đích 6

1.1.2 Phân loại phương pháp sấy 6

1.1.3 Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy 8

a Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí 8

b.Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí 9

c Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí 9

d Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu 10

e Ảnh hưởng của quá trình ủ ẩm 10

f Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu 10

1.1.4 Vai trò của sấy trong kỹ thuật và đời sống 10

1.2.1 Cấu tạo 12

1.2.2 Nguyên lý hoạt dộng 14

1.2.3 Ưu, nhược điểm của sấy thùng quay 15

1.2.4 Lựa chọn thiết bị 16

1.3 Quặng apatit và quá trình sản xuất phân lân nung chảy 16

1.3.1 Quặng apatit 16

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN NHIÊN LIỆU 24

2.1.3 Vật liệu sấy là cát với các thông số 25

2.2.2 Nhiệt dung riêng của than đá 26

2.2.3 Nhiệt trị của than 26

2.2.4 Lượng không khí khô lý thuyết để đốt cháy 1 kg than 26

2.2.5 Entanpi của nước trong hỗn hợp khói 27

2.2.6 Hệ số không khí thừa sau quá trình hoà trộn 27

2.2.6.1 Nhiệt lượng vào buồng đốt khi đốt 1 kg than 28

2.2.6.2 Nhiệt lượng ra khỏi buồng đốt và buồng trộn 29

2.2.7 Trạng thái của khói trước khi vào thùng sấy 32

2.2.7.1 Nhiệt độ của khói 32

2.2.7.2 Hàm ẩm của khói 32

2.2.7.3 Hàm nhiệt của khói 32

2.2.7.4 Độ ẩm 32

3.1.2 Lượng phân lân nung chảy ra khỏi thùng sấy 34

3.2 Các thông số cơ bản của thùng sấy 34

3.2.1 Thể tích của thùng sấy 34

3.2.2 Chiều dài ,đường kính và bề dày thùng 34

3.2.2.1 Đường kính thùng 34

3.2.2.2 Chiều dài thùng 35

3.2.2.3 Chiều dày thân thùng 35

3.2.3 Thời gian lưu vật liệu trong thùng 35

3.2.4 Số vòng quay của thùng 35

3.2.5 Công suất cần thiết để quay thùng 36

3.2.6.2 Đường kính thùng 36

3.2.6.3 Chiều dài thùng .37

3.2.6.4 Loại cánh .37

3.2.6.5 Tốc độ quay .37

3.3 Quá trình sấy lý thuyết 37

3.3.1 Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy 37

3.3.1.1 Nhiệt độ .37

3.3.1.2 Hàm nhiệt 37

3.3.1.3 Hàm ẩm 37

3.3.1.4 Độ ẩm 37

3.3.2 Cân bằng nhiệt lượng của quá trình sấy 38

3.4 Quá trình sấy thực tế 38

3.4.1 Nhiệt tổn thất ra môi trường 38

3.4.1.1 Xác định hệ số truyền nhiệt K 39

3.4.1.2 Diện tích xung quanh thùng sấy 44

3.4.1.3 Hiệu số nhiệt độ trung bình 44

3.4.2 Tổn thất do phân lân nung chảy mang ra khỏi thùng sấy 45

3.4.3 Xác định giá trị ∆ (Lượng nhiệt bổ sung thực tế) 46

3.4.4 Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy 46

3.4.4.1 Nhiệt độ 46

3.4.4.2 Hàm ẩm 46

3.4.4.4 Hàm nhiệt 47

3.4.5 Lượng khói cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm 47

3.4.6 Lượng than cần thiết cho quá trình 47

3.4.7 Cân bằng nhiệt lượng trong thiết bị sấy 47

3.4.8 Kiểm tra lượng nhiệt mất mát ra môi trường 48

3.4.9 Lượng nhiệt cần cung cấp cho thùng sấy 48

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 49

4.1 Tính toán hệ thống dẫn động 49

4.1.1 Tính toán và lựa chọn động cơ 49

Công suất cần thiết để quay thùng là : Pt = Nt = 16,636 ( kW ) 49

4.1.2 Tính toán động học hệ thống dẫn động cơ khí 50

4.1.2.1 Xác định tỷ số truyền của hệ thống dẫn động 50

4.1.2.2 Phân tỷ số truyền của hệ dẫn động 50

4.1.2.3 Số vòng quay của bánh răng chủ động 50

4.1.2.4 Công suất trên trục bánh răng chủ động 50

4.1.2.5 Momen quay trên trục của bánh răng chủ động 51

4.2.2.1 Ứng suất tiếp xúc 52

4.2.2.2 Ứng suất uốn 52

4.2.2.3 Ứng suất quá tải cho phép 53

4.2.3 Các thông số cơ bản của bộ truyền 54

4.2.3.1 Khoảng cách trục 54

4.2.3.2 Các thông số ăn khớp 54

4.2.3.3 Đường kính răng 55

4.2.3.4 Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc 56

4.2.3.5 Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn 58

4.2.3.6 Kiểm nghiệm răng về quá tải 60

4.2.3.7 Các thông số kích thước của bộ truyền bánh răng trụ 60

4.3 Kiểm tra độ bền thân thùng 60

4.3.1 Trọng lượng của vật liệu trong thùng 60

4.3.3 Trọng lượng bánh răng vòng 61

4.3.4 Trọng lượng cánh xới 62

4.3.5 Trọng lượng vành đai 62

4.3.6 Khoảng cách hai vành đai 62

4.3.7 Tải trọng trên một đơn vị chiều dài thùng không kể bánh răng vòng 62

( N/cm ) ( 90 – TTTKMHCT1 ) 62

4.3.8 Momen uốn do tải trọng này gây ra 62

4.3.9 Momen uốn do bánh răng vòng gây ra 63

4.3.10 Momen chống uốn 63

4.3.11 Ứng suất thân thùng 63

4.4 Tính toán vành đai 63

4.4.1 Tải trọng trên một vành đai 63

4.4.2 Phản lực của con lăn 63

4.4.3 Bề rộng của vành đai 64

4.4.4 Bề dày của vành đai 64

Với thùng nặng thì bề dày của vành đai là: 64

4.4.5 Momen uốn 64

4.4.6 Momen chống uốn 65

4.4.7 Các thông số của vành đai 65

4.5 Tính toán con lăn đỡ 65

4.5.1 Bề rộng của con lăn 66

b = B + 3 = 35 + 3 = 38 ( cm ) (T250- HDTKMHCT1) 66

4.5.2 Đường kính của con lăn 66

Chọn sơ bộ đường kính con lăn đỡ theo công thức: 66

4.5.4 Các thông số của con lăn đỡ 67

4.6 Tính toán con lăn chặn 67

4.6.1 Lực lớn nhất tác dụng lên con lăn chặn 67

4.6.2 Xác định bán kính con lăn chặn 67

4.6.3 Kiểm tra độ bền của con lăn chặn 68

4.6.4 Các thông số của con lăn chặn 68

5.1.1 Diện tích bề mặt ghi lò 69

5.1.2 Thể tích buồng đốt 69

5.1.3 Chiều cao của buồng đốt 70

5.1.4 Số ghi lò 70

5.1.5 Tỉ lệ mắt ghi: f/F 70

5.2 Tính toán và chọn quạt 70

5.2.1 Năng suất quạt 70

5.2.2 Công suất của quạt 70

5.2.3 Chọn quạt 72

Với tổn thất áp suất là 158,823 ( mmHg ) và năng suất quạt là 29680,535 ( m3/h ) theo hình 15- TKHTTBS ta chọn quạt số hiệu quạt ly tâm II - 4 - 70 - No7 ; 72

Bảng phụ lục : 73

.74

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA

VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP

Khoa : Công nghệ Hoá

Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Văn Hoàn

NỘI DUNG

Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy bán thành phẩm phân lân nung chảy với năng suất 9150 kg/giờ

Các số liệu ban đầu:

- Độ ẩm đầu của vật liệu: 15%

- Độ ẩm cuối của vật liệu: 1%

- Nhiệt độ khói vào : 3000C

- Nhiệt độ khói ra : 1050C

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Nguyễn Văn Hoàn

LỜI MỞ ĐẦU

Nước ta hiện nay đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa hiện đại hóa, trong các ngành công nghiệp hiện nay thì ngành công nghiệp hóa chất đang được chú trọng và phát triển vì nó được ứng dụng nhiều trong các ngành như: thực phẩm, vật liệu xây dựng, phân bón, dược phẩm, đồ gốm Sấy là một quá trình rất quan trọng trong các dây chuyền sản xuất đó.Trong ngành công nghiệp thực phẩm để bảo quản sản phẩm lâu dài sau thu hoạch, sau sản xuất người ta phải phơi, sấy khô Còn đối với các ngành công nghiệp hoá chất, vật liệu xây dựng thì mỗi quy trình kỹ thuật đều yêu cầu phối trộn nguyên nhiên liệu có độ ẩm phù hợp với yêu cầu công nghệ Ngoài ra quá trình sấy còn mang lại nhiều lợi ích thiết thực trong đời sống sinh hoạt như: kéo dài thời gian sử dụng, giảm bớt chi phí khi vận chuyển, vận chuyển dễ dàng hơn,…

Đồ án về nội dung sấy là một trong những bài tập lớn nằm trong chương trình

của bộ môn quá trình và thiết bị khoa công nghệ Hoá của trường ĐH Công Nghiệp

Hà Nội, nó giúp cho sinh viên có kĩ năng hơn trong quá trình tra cứu số liệu, tính toán, đồng thời nắm vững hơn về công nghệ sấy nói riêng và các quá trình trong công nghệ Hoá Học nói chung

Được thầy giáo Nguyển Văn Hoàn giao nhiêm vụ: “Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy bán thành phẩm phân lân nung chảy với năng suất 9150 kg/giờ.” Dựa trên những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy em đã hoàn thành đồ án của mình

Em xin chân thành cảm ơn thầy Hoàn cùng các thầy cô trong khoa Công Nghệ Hoá đã chỉ bảo, giúp đỡ tận tình em trong thời gian em hoàn thành đồ án này

Do hạn chế về tài liệu tham khảo và các kiến thức nên bản đồ án này chắc chắn không tránh khỏi sai sót, em mong nhận được sự đóng góp, sữa chữa của các thầy

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN THÀNH Lớp: ĐH Hoá2 _K 7

Chương 1 : GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Giới thiệu chung về kỹ thuật sấy

+ Đảm bảo các thông số kĩ thuật cho quá trình gia công vật liệu tiếp theo.+ Đảm bảo tính mĩ thuật

1.1.2 Phân loại phương pháp sấy

Có rất nhiều cách để phân loại:

- Phân loại theo nguồn năng lượng sử dụng để sấy thì hai loại sấy:

+ Sấy tự nhiên: Tiến hành bay hơi tự nhiên bằng năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời, năng lượng gió Dùng các phương pháp này chỉ đỡ tốn năng lượng nhưng không chủ động được điều chỉnh được vận tốc của quá trình theo yêu cầu kĩ thuật, năng suất thấp

+ Sấy nhân tạo: sử dụng nguồn năng lượng do con người tạo ra như khói

lò, hơi nước bão hòa, dòng điện Phương pháp này khắc phục được các nhược điểm của phương pháp sấy tự nhiên

- Phân loại theo phương pháp truyền nhiệt trong kĩ thuật sấy:

+ Sấy đối lưu: Phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với không khí nóng, khói lò ( gọi là tác nhân sấy )

+ Sấy tiếp xúc: Phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp với vật liệu mà truyền nhiệt gián tiếp cho một vách ngăn

+ Sấy bằng tia hồng ngoại: Phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy.

+ Sấy bằng dòng điện cao tầng: Phương pháp sấy dùng năng lượng điện trường có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày lớp vật liệu

+ Sấy thăng hoa: Phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không rất cao nhiệt độ thấp nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng

Ba phương pháp cuối cùng chỉ được sử dụng trong công nghiệp nên gọi chung là phương pháp sấy đặc biệt

Trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm, công nghệ và thiết bị sấy đối lưu và tiếp xúc được sử dụng phổ biến hơn cả, nhất là phương pháp sấy đối lưu

Nó có nhiều dạng khác nhau và có thể sấy được hầu hết các dạng vật liệu sấy

- Dựa vào phương pháp làm việc

+ Máy sấy liên tục

+ Máy sấy gián đoạn

- Dựa vào áp suất làm việc:

+ Sấy chân không

+ Sấy áp suất thường

- Dựa vào cấu tạo thiết bị:

+ Thiết bị sấy buồng: có thể sấy được tất cả các loại vật liệu, cấu tạo thiết

bị đơn giản nhưng vật liệu không được đảo trộn trong quá trình sấy dẫn đến sấy không đồng đều, thời gian sấy dài, năng suất thấp Thiết bị làm việc không liên tục do phải ngừng hoạt động để nạp và tháo vật liệu làm tổn thất năng lượng nhiều Khí nóng phân bố không đồng đều trong toàn bộ buồng sấy

+ Thiết bị sấy hầm: hầm cấu tạo đơn giản, năng suất cao, làm việc bán liên tục, sấy không đồng đều giữa các lớp vật liệu

+ Thiết bị sấy nhiều băng tải: vật liệu được đảo trộn, thời gian sấy nhanh, sấy đồng đều thích hợp sấy vật liệu dạng hạt ít bị vỡ vụn như rau, quả,

liệu có thể bị vỡ vụn, không sấy được vật liệu quá ẩm do có khả năng bị bết dính lại trên băng tải làm giảm hiệu quả sấy.

+ Thiết bị sấy thùng quay: cường độ bốc hơi ẩm lớn có, quá trình sấy đều đặn, tiếp xúc giữa khói nóng và vật liệu tốt, thời gian sấy nhanh, thiết bị gọn, có thể cơ khí hóa, tự động hóa được hoàn toàn, thích hợp sấy nhiều loại vật liệu, năng suất lớn Vật liệu bị đảo trộn nhiều dễ bị vỡ vụn có thể ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, không sấy được vật liệu có độ bết dính lớn làm giảm hiệu quả sấy, cấu tạo thiết bị phức tạp

+ Thiết bị sấy tầng sôi: cường độ sấy lớn, năng suất cao, năng suất cao, thiết

bị sấy đồng đều, có thể cơ khí hóa tự động hóa hoàn toàn tuy nhiên khó vật liệu có thể bị vỡ vụn tạo bụi, bào mòn thiết bị, tốn năng lượng cho thiết bị thu hồi bụi.+ Thiết bị sấy phun: sấy nhanh, vật liệu ở dạng bột mịn không cần nghiền, phụ hợp vật liệu không sấy ở nhiệt độ cao tuy nhiên kích thước phòng sấy lớn, tốc độ của tác nhân sấy nhỏ do đó cường độ sấy nhỏ tiêu tốn năng lượng lớn, cấu tạo thiết bị phức tạp

1.1.3 Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy

a Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí

Trong các điều kiện khác nhau không đổi như độ ẩm không khí, tốc độ gió…, việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nhanh tốc độ làm khô do lượng nước trong nguyên liệu giảm xuống càng nhiều Nhưng tăng nhiệt độ cũng ở giới hạn cho phép vì nhiệt độ làm khô cao sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho nguyên liệu bị chín và gây nên sự tạo màng cứng

ở lớp bề ngoài cản trở tới sự chuyển động của nước từ lớp bên trong ra bề mặt ngoài Nhưng với nhiệt độ làm khô quá thấp, dưới giới hạn cho phép thì quá trình làm khô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại nguyên liệu Nhiệt độ sấy thích hợp được xác định phụ thuộc vào độ dày bán thành phẩm, kết cấu tổ chức của thịt quả và đối với các nhân tố khác Khi sấy ở những nhiệt độ khác nhau thì nguyên liệu có những biến đổi khác nhau ví dụ: nhiệt độ sản phẩm trong quá tŕnh sấy cao hơn 600ΟC thì protein bị biến tính, nếu trên 900ΟC thì

fructaza bắt đầu caramen hóa các phản ứng tạo ra melanoidin tạo polyme cao phân tử chứa N và không chứa N, có màu và mùi thơm xảy ra mạnh mẽ Nếu nhiệt độ cao hơn nữa thì nguyên liệu có thể bị cháy làm mất giá trị dinh dưỡng và mất giá trị cảm quan của sản phẩm

Quá trình làm khô tiến triển, sự cân bằng của khuếch tán nội và khuếch tán ngoại bị phá vỡ, tốc độ khuếch tán ngoại lớn nhưng tốc độ khuếch tán nội thì chậm lại dẫn đến hiện tượng tạo vỏ cứng ảnh hưởng đến quá trình làm khô

b.Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí

Tốc độ chuyển động của không khí có ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy, tốc

độ gió quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi cho quá trình sấy Vì tốc độ chuyển động của không khí quá lớn khó giữ nhiệt lượng trên nguyên liệu để cân bằng quá tŕnh sấy, còn tốc độ quá nhỏ sẽ làm cho quá trình sấy chậm lại Vì vậy, cần phải có một tốc độ gió thích hợp, nhất là giai đoạn đầu của quá trình làm khô

Hướng gió cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá tŕnh làm khô, khi hướng gió song song với bề mặt nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất nhanh Nếu hướng gió thổi tới nguyên liệu với góc 45oC thì tốc độ làm khô tương đối chậm, còn thổi thẳng vuông góc với nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất chậm

c Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí

Độ ẩm tương đối của không khí cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến quá trình làm khô, độ ẩm của không khí càng lớn quá trình làm khô sẽ chậm lại Các nhà bác học Liên Xô và các nước khác đã chứng minh rằng: độ ẩm tương đối của không khí lớn hơn 65% thì quá trình sấy sẽ chậm lại rõ rệt, còn độ ẩm tương đối của không khí khoảng 80% trở lên thì quá trình làm khô sẽ dừng lại và bắt đầu xảy ra hiện tượng ngược lại, tức là nguyên liệu sẽ hút ẩm trở lại

Để cân bằng ẩm, khuếch tán nội phù hợp với khuếch tán ngoại và tránh hiện tượng tạo màng cứng, người ta áp dụng phương pháp làm khô gián đoạn tức là vừa sấy vừa ủ

Làm khô trong điều tự nhiên khó đạt được độ ẩm tương đối của không

một trong những phương pháp để làm giảm độ ẩm của không khí có thể tiến hành làm lạnh để cho hơi nước ngưng tụ lại Khi hạ thấp nhiệt độ của không khí dưới điểm sương hơi nước sẽ ngưng tụ, đồng thời hàm ẩm tuyệt đối của không khí cũng được hạ thấp Như vậy để làm khô không khí người ta áp dụng phương pháp làm lạnh.

d Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu

Kích thước nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy Nguyên liệu càng bé, càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh, nhưng nếu nguyên liệu có kích thước quá bé và quá mỏng sẽ làm cho nguyên liệu bị cong, dễ gẫy vỡ

Trong những điều kiện giống nhau về chế độ sấy (nhiệt độ, áp suất khí quyển) thì tốc độ sấy tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt S và tỷ lệ nghịch với chiều dày nguyên liệu δ

e Ảnh hưởng của quá trình ủ ẩm

Quá trình ủ ẩm nhằm mục đích là làm cho tốc độ khuếch tán nội và khuếch tán ngoại phù hợp nhau để làm tăng nhanh quá trình làm khô Trong khi làm khô quá tŕnh ủ ẩm người ta gọi là làm khô gián đoạn

f Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu

Tùy vào bản thân nguyên liệu mà người ta chọn chế độ làm khô cho phù hợp, cần phải xét đến thành phần hóa học của nguyên liệu như: nước, lipit, chất khoáng, protein, Vitamin, kết cấu tổ chức thịt quả chắc hay lỏng lẻo

1.1.4 Vai trò của sấy trong kỹ thuật và đời sống

Sấy là qúa trình tách nước (ẩm) ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt Ngày xưa người ta đã biết sử dụng phương pháp sấy tự nhiên rất đơn giản là phơi nắng Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn chế lớn là cần diện tích sân phơi rộng

và phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất lợi trong mùa mưa Vì vậy, trong các ngành công nghiệp người ta thường phải tiến hành quá trình sấy nhân tạo

- Kết quả của qúa trình sấy là hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên Điều đó có ý nghĩa quan trọng trên nhiều phương diện khác nhau

Ví dụ:

+ Đối với các nông sản và thực phẩm thì tăng cường tính bền vững trong bảo quản.+ Đối với các nhiên liệu ( củi, than) được nâng cao nhiệt lượng cháy, đối với các gốm sứ thì làm tăng độ bền cơ học…

+ Và ngoài ra tất cả các vật liệu sau khi sấy đều được giảm giá thành vận chuyển

- Do các ý nghĩa đã nêu trên mà đối tượng của quá trình sấy thật đa dạng, bao gồm nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm trong các giai đoạn khác nhau của qúa trình sản xuất và chế biến, thuộc nhiều lĩnh vực kinh

tế khác nhau Nói cách khác, kỹ thuật sấy được ứng dụng rộng rãi trong các nghành công nghiệp và nông nghiệp

- Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi trạng thái pha của lỏng trong vật liệu thành hơi Hầu hết các vật liệu trong quá trình sản xuất đều chứa pha lỏng là nước và người ta thường gọi là ẩm Như vậy trong thực tế có thể xem sấy là qúa trình tách ẩm bằng phương pháp nhiệt

- Việc cung cấp năng lượng cho vật liệu trong qúa trình sấy được tiến hành theo các phương pháp truyền nhiệt đã biết

Ví dụ:

+ Cấp nhiệt bằng đối lưu gọi là sấy đối lưu

+ Cấp nhiệt bằng dẫn nhiệt gọi là sấy tiếp xúc

+ Cấp nhiệt bằng bức xạ gọi là sấy bức xạ

+ Ngoài ra, còn có các phương pháp sấy đặc biệt như sấy bằng dòng điện cao tần, sấy thăng hoa, sấy chân không…

- Tóm lại, để bảo quản các loại sản phẩm trong thời gian dài, trong qui trình công nghệ sản xuất của nhiều sản phẩm đều có công đoạn sấy khô

- Để chất lượng sản phẩm ngày càng được nâng cao, công nghệ sấy cũng được cải tiến và phát triển như trong nghành hải sản, rau quả và nhiều loại thực phẩm khác Các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt như lúa, ngô, đậu…sau khi thu hoạch cần sấy khô kịp thời, nếu không sản phẩm sẽ bị giảm chất

Do nhu cầu sấy ngày càng đa dạng, có nhiều phương pháp và thiết bị sấy

để sấy các loại sản phẩm khác nhau.Ngoài ra đôi khi cùng một loại sản phẩm nhưng nếu yêu cầu về qui mô sấy khác nhau thì cũng đòi hỏi thiết bị sấy phù hợp Đối với từng loại sản phẩm đã được biết trước, nhằm đạt được các yêu cầu của sản phẩm sấy với chi phí nhiên liệu và đầu tư thiết bị ban đầu thấp nhất

1.2 Giới thiệu về máy sấy thùng quay

Hình ảnh về hệ thống sấy thùng quay

Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng

để sấy các vật liệu dạng hạt cục nhỏ như: cát, than đá, các loại quặng, đường, muối và các loại hóa chất như: Ti02, NaHC03, BaCl2 ngũ cốc, đường Hệ thống dùng nhiên liệu đốt có thể là dầu hoặc than cấp nhiệt cho buồng đốt

1.2.1 Cấu tạo

Cấu tạo máy sấy thùng quay gồm 3 phần chính:

+ Buồng đốt

+ Thùng quay để trao đổi nhiệt liên tục với vật liệu sấy

+ Hệ thống thông gió thu hồi bụi cuối lò

Cấu tạo chính của máy sấy thùng quay là thùng sấy Thùng sấy là một hình trụ đặt nghiêng so với phương nằm ngang từ 1 – 6 ̊̊, toàn bộ trọng lượng của thùng được đặt trên hai vành đai đỡ, vành đai đỡ được đặt trên con lăn đỡ Muốn điều chỉnh thời gian lưu của vật liệu người ta điều chỉnh khoảng cách của hai con lăn đỡ Thùng quay nhờ gắn chặt với bánh răng ăn khớp với bánh răng dẫn động nhận truyền động của động cơ qua bộ giảm tốc Vật liệu ướt được nạp liên tục vào đầu cao của thùng qua phễu nạp liệu Vật liệu vào thùng không quá 20 – 25% thể tích thùng Vật liệu sau khi sấy được tháo qua cửa tháo sản phẩm ra ngoài.

Thùng sấy là thùng hình trụ rỗng làm bằng thép, mặt trong được bọc một lớp cách nhiệt Hệ thống sấy thùng quay được quy chuẩn hóa theo đường kính của thùng là 1,2m; 1,4m; ; 2,8m tỷ lệ với chiều dài thùng theo công thức: L/D

=3,5 7 Tùy theo đường kính của ống thép mà chiều dày của thành ống có thể từ 10 – 14 mm

Bên trong thùng có lắp cánh để xáo trộn vật liệu làm cho quá trình trao đổi nhiệt giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy tốt hơn tăng hiệu suất của quá trình nhưng cũng có thể không cần cánh trộn Phía cuối thùng có hộp tháo sản phẩm còn đầu thùng cắm vào lò đốt hoặc nối với ống dẫn tác nhân sấy Giữa thùng quay, hộp tháo và lò có cơ cấu bịt kín để không cho khí nóng và khói lò thoát

ra ngoài Bên trong buồng cuối lò có gắn quạt hút, ống khói và xyclon lắng bụi tạo thành hệ thống thông gió bên trong máy sấy

Khí nóng và vật liệu sấy có thể đi cùng chiều hoặc ngược chiều bên trong thùng Phía đầu chỗ nạp liệu bên trong thùng sấy có lắp các cánh xoắn một đoạn

700 – 1000mm chiều dài của doạn này phụ thuộc vào đường kính của thùng.Tốc độ khói lò hoặc không khí nóng đi trong thùng không được lớn hơn 3m/s để tránh vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thùng Các đệm ngăn trong thùng vừa có tác dụng phân phối vật liệu theo tiết diện thùng, đảo trộn vật liệu vừa

làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy Cấu tạo của các đệm ngăn phụ thuộc vào kích thước vật liệu sấy và độ ẩm sấy của nó.

Các loại điệm ngăn phổ biến là:

- Điệm ngăn mái chèo nâng và loại phối hợp: dùng khi sấy các vật liệu cục to, ẩm, có xu hướng đóng vón Loại này có hệ số đầy vật liệu không quá

10 – 20%

- Đệm ngăn phân phối hình chữ nhật và kiểu vạt áo được xếp trên toàn bộ tiết diện của thùng được dùng để sấy các vật liệu để sấy các vật liệu dạng cục nhỏ, xốp, khi thùng quay vật liệu đảo trộn nhiều lần, bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu và tác nhân sấy lớn

- Đệm ngăn kiểu phân khu: để sấy các vật liệu đã đập nhỏ, bụi Hệ này cho phép hệ số điền đầy khoảng 15 – 25%

Nếu nhiệt độ sấy lớn hơn 200̊C thì dùng khói lò nhưng không cho nhiệt độ lớn hơn 800̊C

1.2.2 Nguyên lý hoạt dộng.

15

8

1 2

3

4

5 6

9

10 11

4.Bánh răng 9.Con lăn chặn 14.Van điều

chỉnh 5.Phễu hứng sản

1.2.3 Ưu, nhược điểm của sấy thùng quay.

- Ưu điểm:

+ Cường độ bốc hơi ẩm lớn có thể đạt 100 kg ẩm bây hơi/m3h

+ Quá trình sấy đều đặn

+ Tiếp xúc giữa tác nhân sấy và vật liệu tốt

+ Thời gian sấy nhanh

+ Thiết bị gọn

+ Có thể cơ khí hóa và tự động hóa hoàn toàn

+ Thích hợp với sấy nhiều loại vật liệu

+ Năng suất lớn có thể lên đến 20 tấn/h

- Nhược điểm:

+ Vật trộn bị đảo trộn nhiều có thể bị vỡ vụn ảnh hưởng đến chất lượng

+ Vật liệu có độ bết dính lớn gây khó khăn trong quá trình sấy làm giảm hiệu quả sấy

+ Không sấy được thiết bị dễ vỡ

+ Cấu tạo thiết bị phức tạp

1.2.4 Lựa chọn thiết bị

Độ ẩm ban đầu của phân lân nung chảy là 15%, quá trình sấy cần thực hiện liên tục với năng suất lớn: 9150 kg/h, vật liệu dạng bụi nhỏ và mịn lên ta dùng đệm ngăn kiểu phân khu Tác nhân sấy là khói lò vì nhiệt độ đầu của khói lò là 300°C, chiều chuyển động của tác nhân sấy là xuôi chiều

1.3 Quặng apatit và quá trình sản xuất phân lân nung chảy

1.3.1 Quặng apatit

a) Định nghĩa

Apatit là một nhóm ba loại khoáng vật phốt phát chứa nhóm fluorine, chlorine hay hydroxyl Những ion này có thể thay thế tự do trong mạng tinh thể và hầu hết các mẫu vật đều chứa cả ba dạng ion, mặc dù một trong số chúng có thể rất ít so với các ion khác Thay vì gọi riêng fluorapatite, chlorapatite và hydroxylapatite, người ta thường gọi chung vì thực tế rất khó phân biệt bằng các phương pháp thông thường

Apatit có thành phần được biểu thị bởi công thức chung Ca5R(PO4)3 với

R có thể là F, Cl, OH

Apatit thuộc hệ lục giác, hình dạng tinh thể thường là dạng hình trụ lục phương dài hoặc ngắng, có thể có màu xanh, vàng, lục, đỏ nhạt, tía tùy thuộc vào loại tạp chất trong đó Tỉ trọng apatit là 3,1 – 3,2; nhiệt độ bóng chảy 1400oC – 1570oC và hầu như không tan trong nước

Apatit trong tự nhiên có giá trị công nghiệp, thường là để sản xuất phân bón: phân lân super, phân lân nung chảy, DAP, MAP

b) Phân loại

Ở mỗi quốc gia, việc phân loại quặng apatit có thể đôi chút khác nhau trong một số trường hợp cụ thể Phân loại sau đây áp dụng cho mỏ apatit Lào Cai của Việt Nam theo tài liệu [4].

• Phân loại theo thạch học: căn cứ vào các đặc điểm thạch

học, người ta chia mỏ apatit thành 8 tầng cốc san, ký hiệu từ dưới lên trên: KS1-KS8 Trong đó quặng apatit nằm ở các tầng KS4, KS5, KS6

và KS7 Trong từng tầng lại chia ra thành các đới phong hóa hóa học

và chưa phong hóa hóa học

− Tầng KS4: Còn gọi là tàng dưới quặng, đây là tầng nham thạch apatit cacbonat – thạch anh – muscovit có chứa cacbon Nham thạch của tầng này gồm hai loại phiến thạch chính là dolomit – apatit – thạch anh và apatit – thạch anh – dolomit chứa khoảng 35 – 40% apatit Chiều dày tầng này khoảng 35-40m

− Tầng KS5: Còn gọi là tầng quặng Đây là tầng apatit cacbonat, là tầng chứa quặng chủ yếu trong khu vực bể photphorit Quặng apatit hầu như thuộc phần phong hóa của tầng này, hàm lượng P2O5 từ 28-40%, gọi là quặng loại I Chiều dày tầng này từ 3-4m tới 10-12m Ngoài ra KS5 còn chứa các phiến thạch apatit – dolomit, dolomit – apatit – thạch anh – muscovit

− Tầng KS6, KS7: Còn gọi là tầng trên quặng, chiều dày khoảng 35-40m Nham thạch của tầng này khác với loại apatit cacbonat ở chỗ nó có hàm lượng thạch anh, muscovit và cacbonat cao hơn, hàm lượng apatit giảm So với tầng dưới quặng, tầng này

ít nuscovit và hợp chất cacbon hơn, hàm lượng apatit cao hơn

• Phân loại theo thành phần vật chất: dựa vào sự hình thành

và thành phần vật chất, quặng apatit được chia làm 4 loại:

− Quặng loại I: là quặng apatit hầu như đơn khoáng, hàm lượng P2O5 chiếm khoảng 28-40%

− Quặng loại II: là quặng apatit – dolomit, hàm lượng P2O5

chiếm khoảng 18-25%

− Quặng loại III: là quặng apatit – thạch anh, hàm lượng

P2O5 chiếm khoảng 12-20%, trung bình 15%

− Quặng loại IV: là quặng apatit – thạch anh – dolomit, hàm lượng P2O5 chiếm khoảng 8-10%

1.3.2 Quy trình, công nghệ sản xuất phân lân nung chảy

a) Định nghĩa

Phân lân nung chảy có thành phần chủ yếu là P, Ca, Si và một số nguyên

tố vi lượng như Fe, Co, Mn, thành phần của phân lân nung chảy có thể viết dạng:

4(Ca, Mg)O.P2O5 5(Ca, Mg)O.P2O5.SiO2

Phân lân nung chảy có pH từ 6-8 tùy thuộc quá trình phối trộn, tạo ra sản phẩm phù hợp với các loại đất khác nhau

b) Tính chất, ứng dụng

− P2O5 trong phân lân nung chảy ở dạng hòa tan trong axit xitric 2%, được thực vật hấp thụ dễ dàng

− Phân lân nung chảy là sản phẩm phân lân kiềm tính, không

bị hút ẩm, không kết khối, chứa 25-30% P2O5, trong đó P2O5 hiệu quả chiếm 90-98% P2O5 tổng

− Phương pháp sản xuất đơn giản, tránh được tiêu hao axit,

có thể dùng cả nguyên liệu chất lượng không cao (hàm lượng P2O5

thấp)

− Cung cấp dinh dưỡng lân (P2O5) cho cây trồng, là chất chủ yếu tạo nên các tế bào thực vật, thúc đẩy nảy mầm, phát triển rễ, tăng số lượng, chất lượng hạt, củ quả

− Bổ sung các chất dinh dưỡng khác như CaO, MgO, SiO2, + CaO: khử chua cho đất, cải tạo và tăng nhanh độ phì nhiêu của đất, giúp cây trồng tổng hợp protein và chuyển hóa dinh dưỡng

+ MgO: khử chua, là chất thiết yếu tạo nên diệp lục tố, giúp cây tăng khả năng quan hợp, tổng hợp dinh dưỡng

+ SiO2: tăng độ cứng vững của thân và lá, giúp cây trồng chịu rét, chịu hạn, chống sâu bệnh tốt hơn.

+ Chất vi lượng: Mn, Cu, B, Fe thúc đẩy cây phát triển toàn diện

− Là loại phân không tan trong nước, tan từ từ trong môi trường đất và dịch rễ cây nên hạn chế rửa trôi, hiệu lực phân kéo dài

c) Quy trình công nghệ

• Nguyên lý sản xuất phân lân nung chảy

Cơ sở của phương pháp là dùng nhiệt nung nóng biến lân từ dạng vô định hình cây không thể hấp thụ thành dạng vô định hình cây có thể hấp thụ được

− Nguyên liệu:

+ Apatit: có thể sử dụng apatit loại chất lượng kém như loại II, vì loại II có chứa Mg cần thiết cho phối liệu Apatit

có hàm lượng P2O5 ≤ 30% là đạt yêu cầu

+ Đá secpentin: là nguồn khoáng thiên nhiên chứa MgO, SiO2 cùng một số nguyên tố vi lượng như Mn, Cu,

− Nguyên lý+ Phối liệu được đưa vào lò nung chảy sẽ biến đổi cấu trúc quặng, chuyển hóa photphat thành trạng thái hòa tan trong axit xitric với sự tạo thành trạng thái thủy tinh vô định hình.+ Tốc độ làm lạnh càng nhanh thì độ tan P2O5 trong axit citric càng cao

+ Để hạ thấp độ nhớt của phối liệu, phải nung ở chế

độ quá nhiệt Liệu chảy ra lò với tốc độ đều đặn và làm nguội đột ngột

+ Lượng ẩm theo nguyên liệu, nhiên liệu sẽ bốc hơi ở nhiệt độ 150oC

+ Ở nhiệt độ trên 500oC, nước kết tinh trong secpentin thoát ra

+ Ở nhiệt độ lớn hơn 650oC, nước kết tinh bay hết theo khói lò, secpentin bắt đầu phân hủy:

3MgO.SiO2  2MgO.SiO2 + MgSO2 + 2H2O

Ở các nhiệt độ lớn hơn 650oC sẽ tạo thành 3Mg2SiO4:

2(3MgO.2SiO2)  3Mg2SiO4 + 2MgSiO3

+ Khi gia nhiệt đến nhiệt độ xác định có các phản ứng phân hủy cacbonat: MgCO3, CaCO3 và các phản ứng hoàn nguyên Fe, Ni

+ Ở 1150oC, oxit sắt bị khử thành gang chảy lỏng.+ Vì tỷ trọng Fe và Ni lớn hơn nhiều tỉ trọng phối liệu nên Fe và Ni lắng xuống đáy tạo thành xỉ feroniken

+ Ở 1200oC phối liệu bắt đầu nóng chảy, quá trình nóng chảy xảy ra phản ứng khử (chủ yếu khử F, hoàn nguyên

Ni, P)

Hoặc dạng tổng quát:

Trong đó một phần CaF2 phản ứng với SiO2 và hơi nước:

Nếu trong lò có nhiều hơi nước, HF được tạo thành và thoát ra Flo tách ra càng nhiều càng làm tăng hiệu suất chuyển hóa P2O5.

+ Kích thước hạt sau khi tôi có ảnh hưởng tới hiệu suất η Hạt càng nhỏ, khả năng tái kết tinh càng kém, hiệu suất càng cao

+ Than tồn tại trong sản phẩm thì photpho trong quặng có thể thăng hoa một phần theo phản ứng:

• Quy trình sản xuất

− Sơ đồ nguyên lý quy trình sản xuất:

Hình 1.1: Quy trình sản xuất phân lân nung chảy.

− Thuyết minh sơ đồ

+ Quặng apatit, đá secpentin được đưa về bãi chứa và nhờ oto, máy xúc chuyển về phễu của máy đập nhằm gia công nguyên liệu về kích thước cần thiết, rồi qua sàng khô, sàng ướt

để loại bỏ các hạt có kích cỡ không đạt tiêu chuẩn Lượng mịn được tập trung vào bão chứa Than được chọn lọc, đảm bảo chất lượng và kích cỡ chuyển về sàn lò

+ Quặng, than đá, đá secpentin được cân theo phối liệu, chuyển vào thùng tời đưa lên lò cao Ở trong lò cao diễn

ra các quá trình sấy, hóa mềm chảy lỏng và quá nhiệt chuyển hóa quặng chứa lân thành dạng vô định hình bằng cách làm

lạnh đột ngột bằng nước, rồi được trục vớt từ bể tôi bán thành phẩm đưa vào phễu chứa, nhờ băng tải đưa về bãi ráo.

+ Bán thành phẩm ở bãi ráo tự nhiên tiếp tục được đưa vào phễu rồi theo hệ thống băng tải chuyển vào máy sấy thùng quay Ở đây, bán thành phẩm được sấy với nhiệt độ 600-

700oC, sau đó được đổ ra băng tải chuyển đi gia công chế biến theo yêu cầu:

+ Để sản xất phân lân nghiền: bán thành phẩm được chuyển vào máy nghiền đến độ mịn 50-70% tùy vào yêu cầu sản xuất

+ Để sản xuất phân lân hạt: bán thành phẩm được chuyển sang sàng, thu sản phẩm hạt

+ Sản phẩm được đóng bao nhãn, xếp kho, xuất cho khách hay chuyển sang tổ sản xuất khác

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN NHIÊN LIỆU

2.1 Thông số ban đầu.

2.1.1 Kiểu thiết bị sấy

Thùng quay phương thức sấy xuôi chiều

2.1.2 Điều kiện môi trường.

- Trạng thái của không khí ngoài trời nơi đặt thiết bị sấy

+ Nhiệt độ môi trường: 250C

+ Độ ẩm tương đối của không khí: 75%

Nhiệt độ : to = 25ºC

Độ ẩm : φo= 75%

Hàm nhiệt : x = 0,015 ( kg/kg kkk )

Hàm ẩm : Io = 63,134 ( kJ/kg kkk ).

2.1.3 Vật liệu sấy là cát với các thông số

- Độ ẩm của vật liệu trước khi sấy: 15%

- Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy là: 1%

- Lượng vật liệu đưa vào máy sấy : 9150 kg/h

2.1.4 Tác nhân sấy

Khói lò :

- nhiệt độ khói lò vào thùng sấy : t = 300C

- nhiệt độ khói lò ra khỏi thùng : t2 = 105oC

2.2 Tính toán các thông số của nhiên liệu

4,56

- Chuyển các thành phần sang trạng thái làm việc:

+ Độ tro của nhiên liệu ở chế độ làm việc được xác định :

100 − −

= 4,062%

100 − − = 3,786%

Tính toán tương tự ta thu được thành phần của than ở chế độ làm việc

% khối lượng 74,834 4,062 3,564 1,336 3,786 4 6,912 2,79

2.2.2 Nhiệt dung riêng của than đá

Áp dụng công thức tính nhiệt dung riêng của than đá:

2.2.3 Nhiệt trị của than

Nhiệt trị cao của than :

ro : Nhiệt lượng riêng của hơi nước ở 0oC, ro = 2493.103 J/kg

Ch : Nhiệt dung riêng của hơi nước, Ch = 1,97.10-3 J/kg.oC

t : Nhiệt độ hỗn hợp khói vào lò ( t = 300oC )

⇒ ih = 2493 + 1,97.300 = 3084 (kJ/kg)

2.2.6 Hệ số không khí thừa sau quá trình hoà trộn

Do nhiệt độ khói sau buồng đốt rất lớn so với yêu cầu, vì thế trong thiết bị sấy thùng quay dùng khói lò làm TNS người ta phải tổ chức hoà trộn với không khí ngoài trời để cho một hỗn hợp có nhiệt độ thích hợp Vì vậy, trong hệ thống sấy thùng quay người ta xem hệ số không khí thừa là tỷ số giữa không khí khô cần cung cấp thực tế cho buồng đốt cộng với lượng không khí khô đưa vào buồng hoà trộn với lượng không khí khô lý thuyết cần cho quá trình cháy

Để tính hệ số không khí thừa không khí ở buồng đốt và trộn người ta sử dụng phương pháp cân bằng nhiệt lò đốt than

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống sấy bằng khói lò:

2.2.6.1 Nhiệt lượng vào buồng đốt khi đốt 1 kg than

Qv = Q1 + Q2 + Q3 ( kJ )Trong đó :

Q1 : Nhiệt lượng than mang vào ( tính cho 1kg than )

Q2 : Nhiệt lượng do không khí mang vào

Q3 : Nhiệt do đốt 1 kg than

a Nhiệt lượng do than mang vào :

Q1 = Cn.tn

Trong đó :

Cn : Nhiệt dung của than ; Cn = 946,938.10-3 ( kJ/kgoC )

tn : Nhiệt độ của than ( nhiệt độ môi trường ); tn = 25oC

η : hiệu suất buồng đốt thường từ 0,85 − 0,95 Ta chọn η = 0,9

Qc : Nhiệt trị cao của than; Qc = 30494,796 kJ/kg

⇒Q3 = 30494,796.0,9 = 27445,316 (kJ)

⇒ Vậy tổng nhiệt lượng vào buồng đốt là :

Qv = 23,673 + 632,666α + 27445,316 ( kJ )

= 27468,989+ 632,666

2.2.6.2 Nhiệt lượng ra khỏi buồng đốt và buồng trộn

Qr = Q4 + Q5 + Q6

Trong đó :

Q4 : Nhiêt do xỉ mang ra

Q5 : Nhiệt do không khí mang ra khỏi buồng đốt

Q6 : Nhiệt mất mát ra môi trường

Gkhí : Khối lượng của chất khí trong lò

Ckhí : Nhiệt dung riêng của khói lò

Tk : Nhiệt độ của khói ra khỏi buồng trộn, Tk = 300°C

Q5 = 491,748 + 3167,925.α (kJ)

− Nhiệt lượng mất mát :

Q = Q = 5%.Q

9 ( 1 ).

9 (

0 1 0

1

1 1

t t C i i x L

t C A W H i

W H t

C Q

k a a o o

k lv lv

a

lv o

t bd c

− +

−

+ +

−

− +

− +

η : Hiệu suất buồng đốt ở đây chúng ta chọn ηbd= 90% = 0,9

Ct : Nhiệt dung riêng của than; Ct = 946,938.10-3 kJ/kgºC

to : Nhiệt độ không khí; to = 25ºC

t1 : Nhiệt độ của khói ra khỏi buồng trộn; t1 =300°C

Ck: Nhiệt dung riêng của khói; Ck = 1,004 kJ/kgºC

Lo : Lượng không khí lý thuyết để đốt 1kg than;Lo= 10,021 kg/kg than

xo : Hàm ẩm của không khí; xo = 0,015 kg/kg kkk

ia1 : Entapin của nước trong khói; ia1 = 2493 + 1,97.300= 3084 kJ/kg

iao : Entapin của nước trong không khí, iao = 2493 + 1,97.25 = 2542,25 kJ/kg

⇒α = 10,201[0,015.(308 4 - 2542,25) 1,004.(300 - 25)]

.3084 4).10

+ (9.4,062

- 25 946,938.10 +

300 004 , 1 10 ).

912 , 6 4 062 , 4 9 (

− +

−

+ +

= 9,224

Ta thấy rằng hai kết quả trên xấp xỉ nhau, chọn α = (9,972+9,224)/2=9,598

2.2.7 Trạng thái của khói trước khi vào thùng sấy

2.2.7.1 Nhiệt độ của khói

Gh = ( 9.Hlv + W ) + α.Lo.xo , ( kg/kg than )

= ( 9.4,062 + 4 ).10-2 + 4 10,021 0,015 = 1,848 ( kg/kg than )

⇒x1 = = 96 , 707

848 ,

1

(0,621 ). bh

42 , 4026 12

42 , 4026

026 , 0 622 , 0 (

750

760 019 , 0

− Vậy, trạng thái của khói lò trước khi vào thùng sấy :

Nhiệt độ : t1 = 300ºC

Độ ẩm : φ1 = 0,0003406%

Hàm ầm : x1 = 0,019 ( kg/kg kkk )

Hàm nhiệt : I1 = 358,596 ( kJ/kg kkk )

CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH

3.1 Cân bằng vật liệu

3.1.1 Lượng ẩm bay hơi

W = G1 , ( kg/h)

Trong đó :

G1 : lượng phân lân vào thùng sấy; G1 = 9150 ( kg/h )

W1: Độ ẩm đầu của vật liệu; W1 = 15%

W2: Độ ẩm cuối của vật liệu; W2 = 1%

⇒ W = 9150

1 100

1 15

W: Lượng ẩm bay hơi; W = 1293,939 ( kg/h )

A: Cường độ bay hơi ẩm của phân lân nung chảy, Chọn A = 55 (kg/m3.h) → Vt =

55

939 , 1293

t

t D

D = 5

⇒ Dt = 3

5

045 , 19 4

200.[

)(

120

2 1

2 1

W W A

W W

55

1 15 2500 15 , 0 120

m k L n

D tg

= ( vg/ph ) ( VII.52 – 122 – STT2 )

α : Góc nghiêng của thùng quay, độ.Thường góc nghiêng của thùng dài 2,5÷3o, còn thùng ngắn đến 6o, chọn α = 2,5o

.

m, k : Hệ số phụ thuộc vào cấu tạo cánh và chiều chuyển động của khí

trong thùng; theo ( Bảng VIIA – 122 – STT2 ) ta có k = 1 và m = 1

τ : Thời gian lưu lại của vật liệu trong thùng quay

ρ : Khối lượng riêng xốp trung bình của phân lân; ρ = 2500 ( kg/m3 )

Dt,Lt : Đường kính và chiều dài của thùng: Dt = 1,8 và Lt = 9 ( m )

a : Hệ số; chọn a = 0,053 ( Bảng VII.3 – 123 – STT2 )

→ N = 0,13.10-2.1,83.9.0,053.1,84.2500 = 16,636 ( kW )

Công suất động cơ điện

Nđc = 1,25.N = 1,25.16,636 = 20,795 ( kW )

3.2.6 Các thông số cơ bản của thùng sấy

3.2.6.1 Cấu tạo thân thùng

Thân thùng cấu tạo từ ba lớp :

- Lớp bảo vệ : làm từ vật liệu là thép CT3, có chiều dày δ1 = 0,002 ( m )

- Lớp cách nhiệt : làm từ vật liệu là bê tông xốp, có chiều dày δ2 = 0,02 ( m )

- Lớp thân thùng : làm từ vật liệu là thép CT3, có chiều dày δ3 = 0,018 ( m )

3.2.6.2 Đường kính thùng

a Đường kính trong :

Dt = 1,8 ( m )

b.Đường kính ngoài :

3.3 Quá trình sấy lý thuyết

3.3.1 Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy

105 358,596

42 , 4026 12

42 , 4026 12

+

=