THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY PHÂN BÓN HỮU CƠ VI SINH NĂNG SUẤT 2000KGGIỜ

Để hoàn thành bài Đồ án Quá trình và Thiết bị một cách suôn sẻ, thuận lợi ngoài sự cố gắng không ngừng của bản thân còn có sự hỗ trợ và giúp đỡ tận tình của Trường, Khoa và đặc biệt là Bộ môn Hóa kỹ thuật. Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi đến quý Thầy Cô Khoa Khoa học Ứng dụng và bộ môn Hóa kỹ thuật – Trường Đại học Tôn Đức Thắng đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt và trang bị vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường để chúng em có thể dễ dàng tiếp cận với thực tiễn. Và đặc biệt trong học kỳ này, Khoa đã tổ chức cho chúng em được tiếp cận với môn học mà theo em là rất hữu ích cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Sinh học cũng như tất cả sinh viên của chuyên ngành Công nghệ Hóa học. Đó là môn học “ Đồ án Quá trình và Thiết bị”. Em xin chân thành cảm ơn đến TS.Trần Văn Ngũ đã hướng dẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp trước đó cũng như những buổi điều động phổ biến nội quy, nói chuyện và thảo luận để chúng em nắm bắt rõ thông tin và hoàn thiện bài thu hoạch theo đúng quy định và đúng tiến độ. Em xin gửi lời cảm Để hoàn thành bài Đồ án Quá trình và Thiết bị một cách suôn sẻ, thuận lợi ngoài sự cố gắng không ngừng của bản thân còn có sự hỗ trợ và giúp đỡ tận tình của Trường, Khoa và đặc biệt là Bộ môn Hóa kỹ thuật. Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi đến quý Thầy Cô Khoa Khoa học Ứng dụng và bộ môn Hóa kỹ thuật – Trường Đại học Tôn Đức Thắng đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt và trang bị vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường để chúng em có thể dễ dàng tiếp cận với thực tiễn. Và đặc biệt trong học kỳ này, Khoa đã tổ chức cho chúng em được tiếp cận với môn học mà theo em là rất hữu ích cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Sinh học cũng như tất cả sinh viên của chuyên ngành Công nghệ Hóa học. Đó là môn học “ Đồ án Quá trình và Thiết bị”. Em xin chân thành cảm ơn đến TS.Trần Văn Ngũ đã hướng dẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp trước đó cũng như những buổi điều động phổ biến nội quy, nói chuyện và thảo luận để chúng em nắm bắt rõ thông tin và hoàn thiện bài thu hoạch theo đúng quy định và đúng tiến độ. Em xin gửi lời cảm Để hoàn thành bài Đồ án Quá trình và Thiết bị một cách suôn sẻ, thuận lợi ngoài sự cố gắng không ngừng của bản thân còn có sự hỗ trợ và giúp đỡ tận tình của Trường, Khoa và đặc biệt là Bộ môn Hóa kỹ thuật. Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi đến quý Thầy Cô Khoa Khoa học Ứng dụng và bộ môn Hóa kỹ thuật – Trường Đại học Tôn Đức Thắng đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình để truyền đạt và trang bị vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường để chúng em có thể dễ dàng tiếp cận với thực tiễn. Và đặc biệt trong học kỳ này, Khoa đã tổ chức cho chúng em được tiếp cận với môn học mà theo em là rất hữu ích cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Sinh học cũng như tất cả sinh viên của chuyên ngành Công nghệ Hóa học. Đó là môn học “ Đồ án Quá trình và Thiết bị”. Em xin chân thành cảm ơn đến TS.Trần Văn Ngũ đã hướng dẫn chúng em qua từng buổi học trên lớp trước đó cũng như những buổi điều động phổ biến nội quy, nói chuyện và thảo luận để chúng em nắm bắt rõ thông tin và hoàn thiện bài thu hoạch theo đúng quy định và đúng tiến độ. Em xin gửi lời cảm

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG ♣♣☼☼♣♣ ĐỒ ÁN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY PHÂN BÓN HỮU CƠ VI SINH NĂNG SUẤT 2000KG/GIỜ GVHD : Th.S Trần Duy Hải SVTH : Trần Quốc Hồng MSSV: 61303543 Lớp: 13060303 Ngành: Cơng Nghệ Sinh Học Năm học: 2016 - 2017 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành Đồ án Q trình Thiết bị cách sn sẻ, thuận lợi ngồi cố gắng khơng ngừng thân có hỗ trợ giúp đỡ tận tình Trường, Khoa đặc biệt Bộ mơn Hóa kỹ thuật Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin gửi đến quý Thầy Cô Khoa Khoa học Ứng dụng môn Hóa kỹ thuật – Trường Đại học Tơn Đức Thắng với tri thức tâm huyết để truyền đạt trang bị vốn kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trường để chúng em dễ dàng tiếp cận với thực tiễn Và đặc biệt học kỳ này, Khoa tổ chức cho chúng em tiếp cận với môn học mà theo em hữu ích cho sinh viên chuyên ngành Công nghệ Sinh học tất sinh viên chuyên ngành Công nghệ Hóa học Đó mơn học “ Đồ án Quá trình Thiết bị” Em xin chân thành cảm ơn đến TS.Trần Văn Ngũ hướng dẫn chúng em qua buổi học lớp trước buổi điều động phổ biến nội quy, nói chuyện thảo luận để chúng em nắm bắt rõ thông tin hoàn thiện thu hoạch theo quy định tiến độ Em xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến người Thầy phụ trách hướng dẫn cho nhóm chúng em ThS.Trần Duy Hải người thầy tận tâm hướng dẫn cung cấp kiến thức chuyên môn, tài liệu quý báu cần thiết hữu ích thầy đến cho chúng em Cảm ơn nhiệt tình tận tâm Thầy Mặc dù Thầy bận bịu nhiều việc trích thời gian để gặp, dẫn giải đáp thắc mắc cho chúng em điều chúng em chưa hiểu chưa biết Nếu khơng có lời hướng dẫn, dạy bảo Thầy em ngĩ thu hoạch chúng em khó hồn thiện Một lần em xin chân thành cảm ơn Thầy Cảm ơn đến tất bạn nhóm ln sát cánh suốt tháng tình huống, có ý thức tự giác, tinh thần trách nhiệm cao để có học nhóm vui vẻ, bổ ích làm việc có hiệu Bước đầu vào thực tế, kiến thức em nhiều hạn chế nhiều bỡ ngỡ Do vậy, khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý Thầy Cô để kiến thức em lĩnh vực hồn thiện Sau cùng, em xin kính chúc Thầy Cô Khoa Khoa học Ứng dụng – Ts.Trần Văn Ngũ – Ths.Trần Duy Hải thật dồi sức khỏe, niềm tin để tiếp tục thực sứ mệnh cao đẹp truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH  Danh mục bảng Trang Bảng 2.1: Thành phần nhiên liệu than sử dụng Bảng 3.1: Các thông số dòng tác nhân sấy Bảng 3.2: Các thơng số khơng khí bên ngồi thùng sấy Bảng 3.3: Các bề dày thùng vật liệu Bảng 4.1: Bảng sơ đồ truyền động Bảng 4.2: Các thông số bánh dẫn động bánh bị dẫn Bảng 4.3: Các thông số băng tải Bảng 4.4: Các thông số dùng tính cơng suất băng tải Bảng 4.5: Các kích thước xyclone đơn Bảng 4.6: Các thơng số kích thước hệ thống đường ống dẫn 25 38 39 40 47 50 54 56 63 64 Bảng 4.7: Trở lực ma sát đoạn đường ống 65  Danh mục hình Hình 1.1: Sơ đồ quy trình sản xuất phân bón hữu Hình 1.2: Sơ đồ khối quy trình sản xuất phân bón hữu Hình 1.3: Các loại cánh trộn Hình 1.4: Sơ đồ cụm thiết bị máy sấy thùng quay Hình 3.1: Sơ đồ truyền nhiệt qua bề dày lớp vật liệu Hình 3.2: Kích thước cánh nâng thùng quay Hình 3.3: Chiều cao lớp vật liệu thùng Hình 4.1: Góc hai lăn đỡ Hình 4.2: Băng tải nhập liệu Hình 4.3: Sơ đồ kích thước đường ống buồng hòa trộn 12 19 22 40 44 45 51 55 60 MỤC LỤC Trang Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu phân bón hữu 1.2 1.3 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Quy trình sản xuất phân hữu 1.1.3 Một số vấn đề mơi trường cách xử lý Q trình sấy 1.2.1 Định nghĩa 1.2.2 Các phương pháp sấy 1.2.3 Phân loại phương pháp sấy 1.2.4 Các loại thiết bị sấy 1.2.5 Các loại tác nhân sấy 1.2.6 Các phận thiết bị sấy Thiết bị sấy thùng quay 1.3.1 Lựa chọn phương pháp thiết bị sấy 1.3.2 Giới thiệu máy sấy thùng quay 1.3.3 Cấu tạo nguyên lí hoạt động 8 13 13 13 14 14 Chương 2: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT - NĂNG LƯỢNG 2.1 2.2 15 16 17 17 17 18 19 23 Tính cân vật chất 23 2.1.1 Cơng thức tính tốn 23 2.1.2 Tính tốn cân vật chất 23 Tính cân lượng 23 2.2.1 Công thức xác định thông số trạng thái khí 23 2.2.2 Xác định thơng số trạng thái khí q trình sấy 24 lý thuyết 2.2.3 Xác định thông số trạng thái khí q trình sấy 32 thực Chương 3: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY 35 3.1 Thiết kế thùng quay 35 3.1.1 Tính tốn thời gian sấy 35 3.1.2 Tính tốn kích thước thùng quay 35 3.1.3 Tính tốn số vòng quay 35 3.1.4 Vận tốc tác nhân sấy 36 3.2 Tính tốn lớp vật liệu chế tạo thùng 37 3.2.1 Bề dày thiết bị sấy thùng quay 37 3.2.2 Bề dày cách nhiệt thùng quay 38 3.3 Tính tốn trở lực qua thùng sấy 42 3.4 Thiết kế cánh đảo thùng 44 Chương 4: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ PHỤ 46 4.1 Thiết kế phận truyền động 46 4.2 Tính tốn vành đai lăn 50 4.2.1 Các thơng số vành đai 50 4.2.2 Tính lăn đỡ 51 4.2.3 Tính lăn chặn 52 4.3 Tính tốn băng tải nhập liệu 52 4.3.1 Năng suất băng tải 53 4.3.2 Tính tốn kích thước băng tải 53 4.3.3 Công suất băng tải 55 4.3.4 Các chi tiết băng tải 57 4.4 Tính tốn buồng đốt 58 4.4.1 Diện tích bề mặt 59 4.4.2 Thể tích buồng đốt 59 4.4.3 Kích thước buồng đốt 4.5 Tính tốn buồng hòa trộn 59 60 4.5.1 Đường kính ống dẫn khói lò sau buồng đốt 60 4.5.2 Đường kính ống dẫn khói lò sau hòa trộn 60 4.5.3 Đường kính ống dẫn khí từ mơi trường 61 4.5.4 Đường kính vòi phun khói lò 61 4.5.5 Trở lực qua buồng hòa trộn 61 4.6 Tính chọn xyclon 62 4.6.1 Bunke 63 4.6.2 tính tốn trở lực qua xyclone 63 4.7 Tính trở lực chọn quạt 64 4.7.1 Trở lực ma sát đường ống 64 4.7.2 Trở lực cục 66 4.7.3 Trở lực hệ thống 67 4.7.4 Tính tốn chọn quạt 67 Chương 5: KẾT LUẬN 69 Tài liệu tham khảo 70 Lời mở đầu Vi sinh vật (VSV) có vai trò quan trọng đời sống nông nghiệp Phân bón vi sinh chế phẩm, có chứa nhiều chủng VSV sống, có ích cho trồng tuyển chọn, sử dụng bón vào đất hặc sử lý cho để cải thiện hoạt động VSV đất vùng rễ Nhờ đó, phân bón vi sinh giúp tăng cường cung cấp chất dinh dưỡng từ đất cho trồng, cung cấp kháng sinh để có khả chống chịu loại sâu bệnh hại, góp phần nâng cao suất, phẩm chất nông sản tăng độ màu mỡ đât Trong năm gần đây, nhiều nước giới sản xuất loại phân vi sinh, tiêu thụ chủ yếu thị trường nước, số bán thị trường giới Doanh thu toàn cấu phân bón vi sinh dự kiến đạt 10.298,5 triệu USD vào năm 2017 Để sản xuất phân vi sinh vừa đáp ứng cho thị trường nước suất vừa có khả cạnh tranh cần đòi hỏi chất lượng phân vi sinh cao giá thành hợp lý Trong thời kì cạnh tranh vấn đề tim giải pháp nhằm nâng cao chất lượng phân bón vi sinh ln quan tâm Trong đó, việc thiết kế hệ thống sản xuất phân, lựa chọn thiết bị sấy tính tốn cho q trình sấy đóng vai trò định sản xuất phân vi sinh Từ đó, đề tài “ tính tốn, thiết kế máy sấy phân vi sinh công suất tấn/ giờ” thực nhằm góp phần giải tình trạng đáp ứng nhu cầu thị trường CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU PHÂN BÓN HỮU CƠ 1.1.1 Giới thiệu chung - Phân hữu hợp chất hữu dùng làm nơng nghiệp, hình thành từ phân người, phân động vật, cành cây, than bùn, hay chất hữu khác thải loại từ nhà bếp Phân bón giúp tăng thêm độ màu mỡ cho đất cách cung cấp thêm chất hữu bổ dưỡng Các nguồn phân bón hữu cơ:  Động vật: phân gia cầm, gia súc… -  Cây cối: đậu ngựa khô, phủ xanh dùng làm phân xanh  Khoáng chất: bột đá vôi, đá phosphate natri nitrate khai thác tự nhiên sử dụng nông nghiệp hữu với số lượng tối thiểu - Phân loại phân hữu  Phân chuồng: hỗn hơp chủ yếu phân, nước tiểu gia súc chất độn  Phân rác: phân hữu chế biến từ cỏ dại, thân xanh, rơm rạ… ủ với sô phân men phân chuồng, lân, vôi… đến mục thành phân ( thành phần dinh dưỡng thấp phân chuồng)  Phân xanh: phân hữu sử dụng loại tươi bón vào đất khơng qua q trình ủ  Phân vi sinh: sản xuất cách dùng loại vi sinh vật hữu ích cấy vào môi trường chất hữu ( bột than bùn) - Sản xuất phân bón xem ngành kinh tế quan trọng phát triển nông nghiệp nước ta Tuy nhiên, tác động mà sản xuất phân bón hóa học nói chung sản xuất phân bón nói riêng mơi trường nguy hại Vì vậy, cần có giải pháp tối ưu mặt môi trường đảm bảo phát triển bền vững, hiệu cho doanh nghiệp 1.1.2 Quy trình sản xuất phân bón hữu vi sinh - Nghiền nguyên liệu Phối trộn nguyên liệu Vê viên tạo hạt Sấy Sàng Làm nguội Đóng bao sản phẩm NGUYÊN LIỆU Điện Điện Bụi NGHIỀN PHỐI TRỘN vv Bụi Nước Phụ gia Bụi VÊ VIÊN, TẠO HẠT Điện Than dầu Bụi SẤY Bụi Điện SÀNG Điện SẢN PHẨM Hạt khơng kích cỡ kícdh Bụi LÀM NGUỘI ĐĨNG BAO Bụi Hình 1.1: Sơ đồ quy trình sản xuất phân bón hữu a Nguyên liệu: Việc chọn lựa nguyên liệu phù hợp, xác định trọng lượng nguyên liệu phối trộn làm giảm tỷ lệ vỡ tạo hạt b Nghiền phối trộn - - Nguyên liệu vận chuyển đến nạp vào máy nghiền Định lượng phối trộn thành phần nguyên liệu quy trình sản xuất phân hữu dạng viên giống với qui trình sản xuất dạng bột Tùy theo suất dây chuyền mà ta chọn công đoạn định lượng thành phần nguyên liệu kiểu công nghiệp (đơn giản) hay kiểu tự động Phun ẩm công đoạn phối trộn  Tạo mầm hạt nhằm giảm thời gian vê viên tạo hạt, nâng cao hiệu suất vê viên tạo hạt  Giảm phát tán bụi công đoạn công đoạn vê viên tạo hạt - - Sử dụng tuần hoàn nước xử lý khí để sử dụng cho q trình phối trộn để tận dụng nhiệt nước rửa khí, nâng cao hiệu suất tạo hạt tận thu chất dinh dưỡng nước xử lý khí Sau phối trộn, tùy theo nguồn nguyên liệu phân hữu sử dụng loại (than bùn, bã sắn, bã cà phê, phân gà hay bã bùn mía ), chọn công đoạn tạo viên phương pháp vo viên ép viên c Vê viên, tạo hạt - Nguyên tắc việc tạo hạt dựa lực bản: + Lực ly tâm + Trọng lực hạt + Lực ma sát hạt bề mặt thiết bị vo viên - - Khâu quan trọng dây chuyền sản xuất khâu vê viên, tạo hạt, định đến suất, độ đồng cỡ hạt dây chuyền Lựa chọn vật liệu thép inox: tránh tượng ăn mòn giữ cho bề mặt đĩa ln phẳng, ma sát thấp, thuận lợi cho trình lăn trượt vật liệu Khống chế độ ẩm thích hợp, độ ẩm cao thấp trình vê viên tạo hạt gây cản trở cho qua trình tạo hạt Độ ẩm tối ưu cho trình từ – 6% cho hiệu vê viên cao sau hạt phân gạt dần xuống băng tải để đưa bán thành phẩm từ máy vê viên sang máy sấy thùng quay d Sấy Tại máy sấy thùng quay, bán thành phẩm sấy khô từ độ ẩm – 6% xuống 0.5 – 1.5% nhằm tăng độ bền học hạt tạo độ ẩm tối ưu cho hạt e Sàng - Sau sấy xong, phân bón băng tải chuyển đến sang rung phân loại để phân loại theo kích cỡ hạt Hạt có kích thước tiêu chuẩn – 5mm đưa sang thiết bị làm nguội thùng quay, trở thành sản phẩm Hạt cỡ qua máy nghiền búa, băng tải hồi lưu để trở lại trình vê viên tạo hạt 10 - Công suất động dùng cho băng tải Nđc = ( N1 + N2 +N3 + N4 + N5) K ,kW Trong đó:  Cơng suất dùng để khắc phục trở lực nhánh có tải băng tải: N1 = = = 5.358 10-3 (kW) ( CT 5.11/223 – [7])  Công suất dùng để khắc phục trở lực nhánh không tải băng tải: N2 = = = 2.773 10-3 (kW) (CT 5.13/224 – [7])  Công suất dùng để vận chuyển vật liệu theo chiều dài băng tải: N3 = = = 3.22610-3 (kW) ( CT 5.15/224 – [7])  Công suất để khắc phục trở lực cấu tháo liệu: N4 = (kW), sử dụng cách tháo liệu đầu tang dẫn động băng tải  Công suất để nâng vật liệu:  N5 = = = 0.017 (kW) ( CT 5.18/224 – [7])  Công suất động dùng cho băng tải: Nđc = ( N1 + N2 +N3 + N4 + N5) K = ( 5.35810-3 + 2.77310-3 + 3.22610-3 + + 0.017) 1.3 = 0.161 (kW) Chọn động điện A02 – 11 – (Bảng 2P/322 – [6]) có: Cơng suất: N = 0.4 kW Hiệu suất: 68% Vận tốc vòng quay: n = 910 vòng/phút 4.3.4 Các chi tiết băng tải: a Tang dẫn động: - Đường kính tang dẫn động: D 125.z (mm) Với z: số lớp đệm băng, chọn z =  D = 125 x = 250(mm) - Chiều dài tang( phụ thuộc vào chiều rộng băng): L = B + 2C (mm) (CT5.1/217 – [7]) Với B = chiều rộng băng (mm) 58 C = 60 70 (mm) chọn C = 60mm  L = B +2C = 1000 + 260 = 1120(mm) = 1.12(m) - Vận tốc tang quay: Ωω = = = 1.6(vòng/s) = 96 ( vòng/phút) - Tỷ số truyền giảm tốc cần dùng: i = = = 9.48  Để truyền động cho tang dẫn động từ động truyền qua hộp giảm tốc bánh trụ hai cấp, tỉ số truyền hộp giảm tốc từ – 40 b Cơ cấu căng băng - Bộ phận căng băng có nhiệm vụ tạo lực căng cần thiết băng, đảm bảo cho băng bám chặt tang dẫn làm giảm độ võng băng theo chiều dài - Bộ phận căng băng gồm có tang căng băng, lắp lên gối trục có khả dịch chuyển - Sử dụng cấu căng băng khí băng tải có chiều dài khơng lớn ( khoảng 40 50m) trình làm việc băng bị giãn đòi hỏi phải căng băng nhiều lần c Con lăn đỡ - Con lăn đỡ có nhiệm vụ đảm bảo vị trí băng theo chiều dài vận chuyển có hình dạng băng nhánh có tải Dùng loại lăn đỡ thẳng, dùng cho nhánh có tải khơng tải - Khoảng cách hai lăn nhánh có tải: lt = A – 0.625B ,mm ( CT 5.2/218 – [7]) đó: B: chiều rộng băng tải, B = 1000mm A: số phụ thuộc khối lượng riêng vật liệu chuyển Đối với mùn cưa ρv = 380kg/m3 < 1000kg/m3 A = 1750mm ( Trang 218 – [7])  lt = A – 0.625B - = 1750 – 0.625 1000 = 1125 (mm) Khoảng cách lăn khơng có tải: 59 l0 = 2lt = 21125 = 2250 (mm) d Cơ cấu nhập liệu tháo liệu: - Vật liệu nhập vào băng tải qua máng nhập liệu, tháo liệu phía đầu tang dẫn động - Chiều rộng đáy máng nhập liệu: - B1 = ( 0.60.7)B , mm ( CT 5.4/219 – [7]) - Góc nghiêng máng nhập liệu: α = αr + (50 100) (CT5.5/219 – [7]) Với αr : góc nghiêng tự nhiên vật liệu rời, chọn αr = 270  = 270 + 50 = 320 4.4 TÍNH TOÁN BUỒNG ĐỐT - Do hệ thống sấy cần thiết để sấy bắp, khơng cần phải có cơng suất nhiệt lớn vậy, ta dùng buồng đốt thủ công ghi phẳng - Cấu tạo buồng đốt ghi phẳng thể hình bên Trong buồng đốt, than chất lên mặt ghi lớp dày 100 – 250 mm qua cửa vào than Phía ghi buồng tích xỉ, phía không gian làm việc buồng đốt Khi buồng đốt làm việc, gió cấp vào buồng xỉ qua cửa gió, qua ghi vào lớp than để tham gia vào trình cháy - Để bảo vệ ghi lò khơng bị q nhiệt làm việc, ta trải lên mặt ghi lớp xỉ mỏng, sau đến lớp than - Nhiên liệu đốt sử dụng than có kích thước trung bình lớn, ta dùng ghi Loại ghi chế tạo đơn giản thay dễ dàng bị hư hỏng - Các kích thước buồng đốt: 4.4.1 Diện tích bề mặt ghi lò: F = (m2) (CT 3-2/104 – [9]) Trong đó: B = 64.449 kg/h: lượng than cần đốt r = 465000 W/m2 : cường độ nhiệt ghi ( Bảng 3-3/105 – [9]) Qt = 23548.78 kJ/kg: nhiệt trị thấp than 60  F = = 0.91 (m2) Đối với than antraxit, theo bảng 3-2/100 – [10]), chọn tỉ lệ mắt ghi = 0.15 Vậy diện tích mắt ghi: f = 0.15 F = 0.15 0.91 = 0.14(m2) 4.4.2 Thể tích buồng đốt: Mật độ nhiệt thể tích buồng đốt, sử dụng than antraxit: Q = 348000 W/m2 (Bảng 3-4/106 – [9]) Thể tích buồng đốt: V = = = 1.21 (m2) 4.4.3 Kích thước buồng đốt 4.4.3.1 Hđốt = = = 1.33 (m) Chọn H = 1.4m 4.4.3.2 Chiều cao buồng đốt (CT 3-4/106 – [9]) Chiều ngang (W), dài (L) buồng đốt: Chiều dài buồng đốt chiều mà sản phẩm cháy chuyển động dọc theo vào buồng hòa trộn Ở buồng đốt thủ công, ta chọn chiều ngang lớn chiều dài, để trải than, thao tác nhẹ nhàng đánh xỉ bớt khó khăn Chọn tỉ lệ sau: = 1.6 Ta có: F = W L = 1.6 L2  Chiều dài buồng đốt: L = = = 0.754 (m) Chọn L = 0.76m Chiều ngang buồng đốt: W = 1.6 L = 1.6 0.76 = 1.2 (m) 4.5 TÍNH TỐN BUỒNG HỊA TRỘN 61 Hình 4.3: Sơ đồ kích thước đường ống buồng hòa trộn 4.5.1 Tính đường kính ống dẫn khói lò sau buồng đốt: Lượng khói khơ sau buồng đốt: Lk = 9.97 (kg khói khơ/kg nhiên liệu) Lượng khói khơ cần thiết giờ: L1 = Lk B = 9.97 64.449 = 642.56 (kg/h) Lưu lượng thể tích khói: V1 = L1 v1 = 642.56 5.217 = 3352.22 (m3/h) = 0.931 (m3/s) Chọn tốc độ dòng khói ống v1 = 10 m/s Tiết diện ống dẫn: F1 = = = 0.0931 (m2) = 93100(mm2) Đường kính ống: D1 = = 344.29 (mm) Chọn ống mã số 10: Bề dày : d = 0.25 inches = 6.35 mm Đường kính : D = 13.5 inches = 342.9 mm 4.5.2 Tính đường kính ống dẫn khói lò sau hòa trộn: Lượng khói khơ sau buồng đốt: Lk’ = 343.2 (kg khói khơ/kg nhiên liệu) Lượng khói khơ cần thiết giờ: L4 = Lk B = 343.2 64.449 = 22118.9 (kg/h) Lưu lượng thể tích khói: V4 = L4 v4 = 22118.9 1.026 = 22693.99 (m3/h) = 6.3 (m3/s) Chọn tốc độ dòng khói ống v4 = 20 m/s Tiết diện ống dẫn: F4 = = = 0.315 (m2) = 315000 (mm2) Đường kính ống: D4 = 633.3 (mm) Chọn ống mã số 80: Bề dày : d = 0.688 inches = 17.48 mm Đường kính trong: D = 22.624 inches = 574.7 mm 62 4.5.3 Tính đường kính ống dẫn từ mơi trường: Lượng khơng khí cần bổ sung giờ: L2 = L4 – L1 = 22118.9 – 642.56 = 21476.34 (kg/h) Lưu lượng thể tích khơng khí: V2 = L2 v2 = 21476.34 0.905 = 19436.09 (m3/h) = 5.4 (m3/h) Chọn tốc độ dòng khói ống v2 = 20 m/s Tiết diện ống dẫn: F2 = = = 0.27 (m2) = 270000 (mm2) Đường kính ống: D2 = (mm) Chọn ống mã số 10 : Bề dày : d = 0.25 inches = 6.35 mm Đường kính : D = 23.5 inches = 596.9 mm 4.5.4 Tính đường kính vòi phun khói lò: Chọn tốc độ dòng khói ống vòi phun v3 = 700 m/s Tiết diện vòi: F3 = = = 1.3310-3 (m2) = 1330 (mm2) Đường kính ống: D3 = (mm) Chọn ống mã số 40 : Bề dày : d = 0.145 inches = 3.68 mm Đường kính : D = 1.61 inches = 40.89 mm 4.5.5 Tính trở lực qua buồng hòa trộn Trở lực đột thu: Re = = = 215445.03 > 104 Trong = 133.7x10-6 : độ nhớt động học khơng khí ( tra nhiệt độ 13170C, theo bảng I.225/319 – [1] Ta có: = = 0.014 Theo bảng N013/388 – [4], chọn hệ số trở lực ζ = 0.498  = ζ = 0.498 = 3.655 mmH2O 4.6 TÍNH VÀ CHỌN XYCLONE Chọn xyclone loại ЦH suất loại lớn, suất xyclone lưu lượng khí vào xyclone Với Vtb = 3.07 m3/s = 16018 m3/h, theo bảng III.5/524 – [4], ta chọn: - Nhóm xyclone đơn, đường kính xyclone D = 650mm, suất 13500 – 17800 m3/h 63 - Xyclone đơn ЦH-15, góc nghiêng α = 15o Loại xyclone đảm bảo độ làm lớn Bảng 4.5: Các kích thước xyclone đơn Đại lượng Cơng thức tính Giá trị (mm) Chiều cao cửa vào a = 0.66D (mm) 429 Chiều cao ống tâm có mặt bích h1= 1.74D (mm) 1131 Chiều cao phần hình trụ h2 = 2.26D(mm) 1469 Chiều cao phần hình nón h3= 2.0D(mm) 1400 Chiều cao phần bên ống tâm h4 = 0.3D(mm) 195 Chiều cao chung H = 4.56D(mm) 2964 Đường kính ngồi ống d1 = 0.6D(mm) 390 Đường kính ống tháo bụi d2 = 0.3D(mm) 195 b1 = 0.26D(mm) 169 b2 = 0.2D(mm) 130 Chiều dài ống cửa vào l = 0.6D(mm) 390 Khoảng cách từ đáy xyclon đến mặt bích h5 = 0.3D(mm) 195 Chiều rộng cửa vào Góc nghiêng nắp ống vào Đường kính xyclon Hệ số trở lực xyclon α = 15o D = 650 (mm) ζ = 105 4.6.1 Bunke Đối với nhóm xyclone, đường kính xyclone 650 mm, tra bảng III.5a/ 525 – [4] thể tích làm việc bunke: Vb = 2.1m3, chọn góc nghiêng thành bunke 60oC 4.6.2 Tính trở lực qua xyclone: Xem lưu lượng khí qua xyclone nhau, ta có lư lượng khí xyclone: V1 = V2 = = = 0.77 m3/s Vận tốc quy ước: vq = = = 2.32 m/s 64 Trở lực qua xyclone: =ζ 4.7 = 105 1.0765 = 304.2 N/m2 = 31 (mmH2O) TÍNH TRỞ LỰC VÀ CHỌN QUẠT Quạt đặt trước bồn hòa trộn – quạt đẩy, cung cấp khơng khí vào buồng hòa trộn để hòa trộn với khói lò sau buồng đốt Quạt đặt cuối hệ thống – quạt đẩy, có nhiệm vụ hút tác nhân sấy qua thùng sấy để thực sấy, sau hút qua xyclone để thu hồi bụi Đường ống từ sau thùng sấy đến cửa vào xyclone có tiết diện hình chữ nhật tiết diện cửa vào xyclone, đường ống có chỗ uốn cong 900, rẽ nhánh vào nhóm xyclone - Chọn quạt ly tâm áp suất trung bình Џ9 – 57 ta có: - Chọn mặt bích vào: D = 509mm - Chọn mặt bích ra: B = 350mm Bảng 4.6: Các thơng số kích thước hệ thống đường ống dẫn ST T Đoạn đầu ống Kích Điểm thước bắt đầu (mm) Cửa quạt đẩy Cửa buồng hòa trộn Cửa thùng tháo liệu Đoạn nhánh rẽ ống Đoạn ống rẽ nhánh 350 x 350 φ596.9 Kích thước (mm) φ574.7 φ596.9 Đoạn ống Lưu Vận Chiều lượng khí tốc khí dài (m) (m3/s) (m/s) 1 4.805 5.748 Đoạn cuối ống 20 Điểm kết thúc Cửa vào buồng hòa trộn Kích thước (mm) 20 Cửa vào thùng sấy φ596.9 462 x 182 φ574.7 462 x 182 462 x 182 1.5 5.51 65.53 Đoạn ống rẽ nhánh 462 x 182 462 x 182 0.5 x 2.76 32.77 Đoạn ống rẽ nhánh 462 x 182 16.39 Cửa vào xyclone 462 x 182 462 x 182 462 x 182 0.5 x 1.38 65 4.7.1 Trở lực ma sát đường ống Chế độ dòng chảy xác định: Re = Trong đó: v: vận tốc dòng khí, m/s Dtd : đường kính tương đương ống, m ϓ: độ nhớt động học, m2/s - Đối với ống tròn: Dtđ = Dống - Đối với ống hình chữ nhật: Dtđ = = Với a,b (m): chiều dài cạnh tiết diện ống Khi Re 4000: dòng khí chế độ chảy xốy, xem dòng chảy khu vực nhẵn thủy lực từ xác định hệ số trở lực ma sát λ theo bảng II.12/378 – [4] Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực ma sát ống: Δpms = λ (N/m2) = λ (mmH2O) Bảng 4.7: Trở lực ma sát đoạn đường ống STT Đoạn ống Từ cửa quạt đẩy đến cửa vào buồng hòa trộn Từ cửa buồng hòa trộn đến cửa vào thùng sấy Từ cửa thùng tháo liệu đến đoạn ống rẽ nhánh Từ đoạn ống rẽ nhánh đến đoạn ống rẽ nhánh Từ đoạn ống rẽ nhánh đến cửa vào xyclone L (m) Dtd (m) ν 106 (m2/s) 0.58 15.71 Re 10λ (kg/m3) Δpms ( mmH2O) 7.38 0.012 1.177 0.51 1.029 0.44 0.6 20.02 5.79 0.012 1.5 0.26 16.96 10.045 0.012 1.128 17.09 0.26 16.96 5.02 0.013 1.128 3.09 2.51 0.015 1.128 0.77 0.26 16.96 66  Δpms = 0.47 + 0.43 + 15.86 + 2.87 + 0.88 = 20.51 (mmH2O) 4.7.2 Tính trở lực cục bộ: Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục ống dẫn: Δpcb = ζ (mmH2O) Trong đó: : hệ số trở lực 4.7.2.1 Hệ số trở lực đột mở: F0 (m2) : tiết diện ống dẫn khí từ quạt F1 (m2) : tiết diện ống dẫn khí đến buồng hòa trộn  = = = 0.36 Theo bảng N011/387 – [4], xác định ζ = 0.416  Δpcb1 = 0.416 = 9.98 (mmH2O) 4.7.2.2 Hệ số trở lực đoạn ống uốn cong 900 Đối với ống tiết diện hình chữ nhật, vị trí uốn sau thùng sấy, trước vào xyclone Hệ số tổn thất cột áp cục dòng chảy chỗ uốn cong 900: ζ = ABC Trong đó: = 900 :A= ( Bảng N024/393 – [4]) Chọn = : B = 0.11 (Bảng N025/393 – [4]) = = 0.39 : C = 1.6 (Bảng N026/393 – [4])  ζ = 0.11 1.6 = 0.176  Δpcb2 = 0.176 = 43.45 (mmH2O) 4.7.2.3 Hệ số trở lực ống ngả F1, F2, F3 (m2): tiết diện ống tập trung, ống thẳng, ống nhánh v1, v2, v3 (m2): vận tốc ống tập trung, ống thẳng, ống nhánh Ta có F1 = F2 = F3 Chọn góc phân nhánh α = 450 Hệ số trở lực ống nhánh: =  ζ3 = 0.58 (Bảng N022/392 – [4]) 67 Hệ số trở lực ống thẳng: = 0.5  ζ2 = 0.1 (Bảng N023/392 – [4]) Tổn thất áp suất đường ống rẽ thứ nhất: Trên ống nhánh:  Δpcb3 = 0.58 = 143.19 (mmH2O) Trên ống thẳng:  Δpcb4 = 0.1 = 24.69 (mmH2O) Tổn thất áp suất đường ống rẽ thứ hai: Trên ống nhánh:  Δpcb5 = 0.58 = 35.81 (mmH2O) Trên ống thẳng:  Δpcb6 = 0.1 = 6.17 (mmH2O) Vậy tổn thất áp suất trở lực cục đường ống: cb = = Δp1 + Δp2 + Δp3 + Δp4 + 2(Δp5 + Δp6) = 9.98 + 43.45 + 143.19 + 24.69 + 2(35.81 + 6.17) = 305.27 (mmH2O) 4.7.3 Trở lực cho hệ thống: - Tổn thất cột áp tĩnh: Δp1 = Δpms + Δpcb + Δpht + Δphạt = 21.9 + 305.27 + 3.655 + 242 = 572.825 (mmH2O) - Tổn thất cột áp động: Δpđ = = = 15.43 (mmH2O) Tổn thất cột áp tính tốn: Δptt = Δpt + Δpđ = 572.825 + 15.43 = 588.26 (mmH2O) - Tổn thất cột áp toàn phần: Δp = Δptt (mmH2O) = 588.26 + + = 548.28 (mmH2O) 68 4.7.4 Tính tốn chọn quạt Do p > 300 mmH2O, nên ta chọn quạt trung áp Ц – 57, N05 Δp1 = Δp2 = 191.77 mmH2O Công suất trục động điện vận chuyển khói lò: N = (kW) (CT II.239b/463 – [4]) Trong đó: V = 5.51 m3/s = 19.836 m3/h Ρρ = 1.083 kg/m3 Ηtr = 0.98: chọn nối trục quạt với trục động khớp trục ηq = 0.5 ( tra giản đồ đặc tuyến quạt ly tâm Ц – 57, N05 ( H.II.58/489 – [4]) Công suất quạt : N = = 22.91(kW) = 31HP Công suất động điện: Nđc = 1.1 N = 1.1 22.91 = 25.2 (kW) 69 KẾT LUẬN Sau q trình tìm kiếm tài liệu tính tốn thiết kế, hệ thống máy sấy thùng quay dùng để sấy phân bón hữu vi sinh làm việc với thông số kĩ thuật sau: - Năng suất : 2000kg/h - Độ ẩm 25% - Thời gian sấy: 17 phút - Vận tốc thiết bị quay: 3m/s - Số vòng quay thiết bị: vòng/phút - Nhiệt độ tác nhân sấy vào thiết bị: 700C - Nhiệt độ tác nhân sấy khỏi thiết bị: 400C 15% Với hệ thống sấy thùng quay này, đảm bảo suất độ ẩm yêu cầu sản phẩm với thời gian sấy phù hợp Nhiệt độ tác nhân sấy đảm bảo cho trình bốc ẩm vật liệu diễn đạt yêu cầu, đồng thời nhiệt độ tác nhân sấy lúc khỏi thiết bị đảm bảo an toàn cho người vận hành Tuy nhiên, hệ thống máy sấy thùng quay số điểm hạn chế như: tiêu tốn lượng lớn nhiên liệu (than) nên đòi hỏi chi phí cao; nhiệt độ khói lò cung cấp khơng ổn định nên khó điều chỉnh; hệ thống thiết bị cồng kềnh nên khó vận chuyển lắp đặt; chi phí chế tạo cao 70 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Phú, Tính tốn thiết kế hệ thống sấy, NXB Giáo dục, 2002 [2] Nguyễn Văn May, Kỹ thuật sấy nông sản thực phẩm, NXB KHKT, 2002 [3] Cao Văn Hùng, Nguyễn Hữu Dương, Sấy bảo quản thóc ngơ giống gia đình, NXB Nơng nghiệp, 2001 [4] Trần Xoa tác giả, Sổ tay trình - thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 1, NXB KHKT, 1999 [5] Trần Xoa tác giả, Sổ tay q trình - thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 2, NXB KHKT, 1999 [6] Nguyễn Trọng Hiệp, Nguyễn Văn Lẫm, Thiết kế chi tiết máy, NXB Giáo dục, 2000 [7] Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam, Cơ học vật liệu rời, NXB KHKT, 1998 [8] Hoàng Văn Chước, Kỹ thuật sấy, NXB KHKT [9] Phạm Văn Trí tác giả, Lò cơng nghiệp, NXB KHKT, 2003 [10] Nguyễn Văn Lụa, Kỹ thuật sấy vật liệu, NXB ĐHQG TPHCM, 2001 [11] Nguyễn Dáo, Lê Đức Trung, Quá trình truyền nhiệt sở lý thuyết thiết bị, NXB Lao động, 2015 [12] Võ Văn Bang, Vũ Bá Minh, Qúa trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phầm, Tập Truyền khối, NXB ĐHQG TPHCM [13] Phan Văn Thơm , Sổ tay thiết kế thiết bị hóa chất chế biến thực phẩm, Viện đào tạo mở rộng, 1992 [14] Hồ Lệ Viên, Thiết kế - tính tốn chi tiết thiết bị hóa chất, tập 2, NXB KHKT, 1978 72 ... phân bón vi sinh ln quan tâm Trong đó, vi c thiết kế hệ thống sản xuất phân, lựa chọn thiết bị sấy tính tốn cho q trình sấy đóng vai trò định sản xuất phân vi sinh Từ đó, đề tài “ tính tốn, thiết. .. bị sấy đối lưu bao gồm: thiết bị sấy buồng, thiết bị sấy hầm, thiết bị sấy khí động, thiết bị sấy tầng sôi, thiết bị sấy tầng thấp, thiết bị sấy thùng quay, thiết bị sấy phun… b Thiết bị sấy. .. thiết kế máy sấy phân vi sinh cơng suất tấn/ giờ” thực nhằm góp phần giải tình trạng đáp ứng nhu cầu thị trường CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU PHÂN BÓN HỮU CƠ 1.1.1 Giới thiệu chung - Phân hữu