thiết kế nhà máy sản xuất gạch Granit năng suất 1,8 triệu m2năm

Gạch Granit là sản phẩm vật liệu xây dựng để lát nền, sản phẩm có dạng hình tấm phẳng , thành khá dày, bền khi chịu tải trọng cơ học.Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm này là có hình thức đẹp, kích thước chuẩn, không cong vênh, men không rạn nứt, độ bền cơ, bền nhiệt, bền hóa tốt. Qua thời gian thực tập và tìm hiểu tại công ty Cổ Phần Gạch Thạch Bàn Em có thể xây dựng được nhà máy sản xuất gạch Granit năng suất 1,8 triệu m2năm.Với việc khảo sát thiết kế và xây dựng một nhà máy như vậy đòi hỏi việc lựa chọn và thiết kế lò nung sao cho phù hợp với năng suất, đảm bảo chất lượng sản phẩm và phù hợp với bài toán kinh tế đặt ra.Gạch Granit là sản phẩm vật liệu xây dựng để lát nền, sản phẩm có dạng hình tấm phẳng , thành khá dày, bền khi chịu tải trọng cơ học.Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm này là có hình thức đẹp, kích thước chuẩn, không cong vênh, men không rạn nứt, độ bền cơ, bền nhiệt, bền hóa tốt. Qua thời gian thực tập và tìm hiểu tại công ty Cổ Phần Gạch Thạch Bàn Em có thể xây dựng được nhà máy sản xuất gạch Granit năng suất 1,8 triệu m2năm.Với việc khảo sát thiết kế và xây dựng một nhà máy như vậy đòi hỏi việc lựa chọn và thiết kế lò nung sao cho phù hợp với năng suất, đảm bảo chất lượng sản phẩm và phù hợp với bài toán kinh tế đặt ra.

Trang 1

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin được gửi lời biết ơn chân thành sâu sắc và kính trọng

nhất đến thầy giáo Th.S Nguyễn Văn Hoàn ,Người đã tận tình hướng dẫn, giúp

đỡ và động viên em trong suốt quá trình học tập và làm Đồ Án Tốt Nghiệp

Em cũng xin gửi lời cám ơn tới toàn bộ các thầy cô giáo trong bộ mônHóa Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội, đã dạy dỗ và truyền đạt cho emnhững kiến thức khoa học và kinh nghiệm trong cuộc sống để em có được nhưngày hôm nay

Bên cạnh đó em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo công ty và CBCNVthuộc công ty Cổ phần Gạch Thạch Bàn, đã nhiệt tình hướng dẫn, tạo mọi điềukiện giúp đỡ em trong quá trình thực tập và hoàn thành luận văn

Cuối cùng con xin chân thành biết ơn sâu sắc tới hai đấng sinh thành đãsinh ra ,nuôi dưỡng và chăm lo cho cuộc sống của con, sau này Bố Mẹ sẽ khôngthể theo con suốt cuộc đời, nhưng những lời dậy bảo và nhắc nhở của và sự hysinh cao cả của Cha Mẹ luôn là hành trang và động lực theo sát bên con để conđứng vững trong cuộc sống này Cảm ơn các bạn bè và người thân đã luôn chia

sẻ, động viên và giúp đỡ tôi những lúc khó khăn trong học tập và trong cuộcsống

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày 12 tháng 05 năm 2011

Sinh viên

Lê Thị Lương

Trang 2

MỞ ĐẦU

BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ.

Trường ĐHCN Hà Nội là đơn vị tiên phong đã đào tạo ra những sinh viênchuyên ngành Hóa Điều đó không chỉ cung cấp cho đất nước đội ngũ nhữngcán bộ,công nhân lành nghề, những thợ kỹ thuật có tay nghề cao mà nó còn mở

ra cơ hội việc làm cho giới trẻ trong lĩnh vực khá mới mẻ này

Là một sinh viên khoa Công nghệ Hóa Học của trường, chúng em được trang bịrất nhiều kiến thức về Công nghệ sản xuất gốm sứ, gạch, phân bón vô cơ, mạđiện Để củng cố những kiến thức đã được học cũng như để phát huy trình độđộc lập sáng tạo giải quyết một vấn đề cụ thể của sinh viên trong thực tế sảnxuất, chính vì vậy đợt thực tập này là cơ hội tốt để cho chúng em được tìm hiểu

về các quá trình công nghệ, được vận dụng những kiến thức đã được học và mởrộng vốn kiến thức của mình, từ đó giúp chúng em có cái nhìn cụ thể hơn vềngành nghề mình đã lựa chọn

Ngày nay, trên Thế giới , kỹ thuật sản xuất gốm sứ đã trở thành một nghànhcông nghiệp phát triển với kỹ thuật sản xuất hiện đại cho ra đời nhiều sản phẩmphong phú , đa dạng được ứng dụng trong nhiều ngành kỹ thuật như : Điện, điện

tử , tự động hóa, điều khiển, xây dựng và dân dụng …

Ngành sản xuất gạch đất sét nung là một ngành sản xuất vật liệu xây dựng quantrọng của đất nước Trong cơ cấu ngành trước đây đa phần là cơ sở sản xuất tưnhân hoặc một số xí nghiệp địa phương , quốc doanh có nền sản xuất thấp kém

đó là gia công chế biến tạo hình thủ công , nung đốt trong lò đứng phụ thuộcnhiều vào thời tiết , chất lượng kém , chi phí sản xuất còn cao…

Trong những năm trở lại đây sản xuất của ngành phát triển mạnh cả về số lượng

và chất lượng.Tổng công ty gạch Thạch Bàn là một đơn vị đi đầu , góp phầnquan trọng tạo nên hướng đi mới của ngành, địa điểm nằm gần sân bay GiaLâm, Hà Nội Thời kì kháng chiến chống Mỹ là vùng trọng điểm đánh phá củakhông quân Mỹ Nhiều cán bộ công nhân viên hăng hái lên đường chiến đấugiải phóng Miền Nam Vượt mọi khó khăn những người ở lại thi đua sản xuất

Sinh viên: Lê Thị Lương Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3

Trang 3

thời kì này, khâu khai thác nguyên liệu được cơ giới hóa, kĩ thuật nung đốt hoànthiện hơn trước, đạt năng suất cao.

Với nổ lực không ngừng : liên tục đầu tư đổi mới công nghệ, vận dụng nhữngthành tựu khoa học kỹ thuật vào sản xuất của ngành, công ty đã có được môhình sản xuất hiệu quả và chất lượng.Hệ chế biến tạo hình hiện đại , hệ thống lòsấy, máy nghiền bi, cùng với phương pháp quản lý đội ngũ cán bộ công nhânviên nhiều kinh nghiệm, có năng lực Vì thế năng lực sản xuất của công ty đãđược khai thác một cách triệt để , và sản phẩm có chất lượng cao

Công nghệ sản xuất gạch ốp lát Granit nhân tạo là một công trình mới và khó.Tiến bộ xây dựng và chất lượng công trình là điều quan tâm hàng đầu Saunhững khó khăn , trắc trở, nỗ lực của lãnh đạo và tập thể CBCNV công tyThạch Bàn thì mẻ sản phẩm đầu tiên của nhà máy sản xuất gạch ốp lát Granitduy nhất ở Việt Nam đã ra lò ngày 21 tháng 11 năm 1996 Và tháng 12/1996,Công ty đã vinh dự được Tổng bí thư ĐCSVN Đỗ Mười tới thăm

Kể từ khi đi vào sản xuất chính thức dây truyền sản xuất nhà máy gốm Granit

đã hoạt động đảm bảo công suất thiết kế, chất lượng sản phẩm đạt tiêu chuẩnChâu Âu và mẫu mã sản phẩm ngày càng phong phú, đa dạng

Gạch ốp lát Granit cao cấp của công ty Thạch Bàn đã chiếm được lòng tin củangười tiêu dùng vì chất lượng cao, giá cả hợp lí phù hợp với các công trình xâydựng dân dụng và công nghiệp

Gạch Granit là sản phẩm vật liệu xây dựng để lát nền, sản phẩm có dạng hìnhtấm phẳng , thành khá dày, bền khi chịu tải trọng cơ học.Yêu cầu kỹ thuật củasản phẩm này là có hình thức đẹp, kích thước chuẩn, không cong vênh, menkhông rạn nứt, độ bền cơ, bền nhiệt, bền hóa tốt Qua thời gian thực tập và tìmhiểu tại công ty Cổ Phần Gạch Thạch Bàn Em có thể xây dựng được nhà máysản xuất gạch Granit năng suất 1,8 triệu m2/năm.Với việc khảo sát thiết kế vàxây dựng một nhà máy như vậy đòi hỏi việc lựa chọn và thiết kế lò nung saocho phù hợp với năng suất, đảm bảo chất lượng sản phẩm và phù hợp với bàitoán kinh tế đặt ra

Trang 4

PHẦN I.

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ LÒ NUNG THANH LĂN.

Nung là khâu quan trọng nhất trong kỹ thuật sản xuất gạch Granite Nó ảnhhưởng quyết định đến chất lượng và giá thành Khi nung trong vật liệu sẽ xảy raphản ứng nhiệt độ cao của các cấu tử trong nguyên liệu, quá trình kết khối, quátrình xuất hiện pha lỏng, quá trình hoà tan và tái kết tinh các tinh thể Tuynhiên, điều quan trọng nhất là kết quả của quá trình nung tạo ra vật liệu mới có

vi cấu trúc mới Vi cấu trúc của vật liệu được định nghĩa như là những đặc điểm

vi cấu tạo của vật liệu, thể hiện qua hình dạng và kích thước các hạt, cách phân

bố, hướng và sự tiếp xúc giữa các hạt, số lượng và chất lượng pha thuỷ tinh và

sự hiện diện của lỗ xốp

Để nung sản phẩm gốm sứ thì người ta sử dụng nhiều loại lò khác nhau, phụthuộc vào hình dáng và kích thước của sản phẩm.Trong nghành công nghiệpsản xuất gạch Granit, gạch men ốp lát những năm gần đây, lò thanh lăn là mộttiến bộ mới về khoa học – Công nghệ đang có xu hướng thay thế cho lò nungtuynen

I CẤU TẠO LÒ NUNG THANH LĂN:

Phân xưởng lò nung gồm 02 dây truyền hoạt động độc lập Mỗi dây truyền gồm

các thiết bị chính sau: Máy dỡ tải gòong, Máy nạp tải lò, Lò nung

1.Khung lò:

Khung lò có cấu trúc dạng khung hình chữ nhật được làm bằng thép Nó có tácdụng đỡ toàn bộ phần kết cấu trong lò.Phần khung này được chia thành cáckhoang riêng biệt gọi là modul có chiều dài từ 1,2 -2,5m.Phía dưới mỗi modul

có bố trí các chân đỡ có tác dụng đỡ phần thân của lò và có thể điều chỉnh lênxuống cho phép phần bề ăngặt bên trên của các con lăn được thiết lập với nhautạo nên bề mặt phẳng hoàn hảo

2 Phần tường lò bên trong :

Bên trong khung lò là lớp tường lò thường sử dụng các loại vật liệu chịu lửa,cách nhiệt , cách điện và được bố trí xây thành nhiều lớp Độ dày của gạch khácnhau tùy thuộc vào nhiệt độ làm việc của lò Lớp tường này có tác dụng ngăn

Trang 5

cản sự thất thoát nhiệt và làm cho nhiệt trong lò luôn đảm bảo, không làm tăngnhiệt độ môi trường xung quanh lò Phần gạch này được xây ốp dọc theo thân

lò, vòm lò và nền lò tạo thành một khoảng không làm việc bên trong lò

3 Hệ thống truyền động:

Một hệ thống truyền động bằng cơ điện làm cho các con lăn xoay một cách đềuđặn xung quanh trục riêng của chúng với một tốc độ có thể điều chỉnh, khốngchế được Hệ thống con lăn này có tác dụng đưa viên gạch chạy dọc theo thân

lò với một tốc độ không đổi Các hệ thống truyền tải là các khớp nối trục vítđược khắc ren giữa một trục chuyển động nằm ngang bên ngoài và đầu kia củacác con lăn và được gắn vào bánh răng Hệ thống các con lăn này được truyềnđộng nhờ động cơ điện Mỗi động cơ điện sẽ được dẫn động đến một số con lăn

cụ thể Tốc độ của các con lăn được kiểm soat bằng tần số dòng điện

4 Hệ thống quạt: Mỗi lò gồm 07 quạt được ký hiệu là a, b, c, d, e, f, g

Tác dụng của các quạt như sau:

a Quạt (a) hút khí thải: hút khí thải trong lò, thải ra ngoài môi trường Đồngthời tạo áp suất cân bằng trong lò Đưa nhiệt độ về đầu lò để sấy sản phẩm

b Quạt (b) cấp khí đốt: cung cấp ôxi cho quá trình cháy gas trong mỏ đốt

c Quạt (c) làm lạnh trực tiếp: thổi khí vào làm nguội trực tiếp, có tác dụng hạnhiệt độ sản phẩm từ khoảng 1120 - 11400C xuống còn khoảng 730 - 7500C

d Quạt (d) làm lạnh gián tiếp: hút khí từ ống làm nguội gián tiếp có tác dụng

hạ nhiệt độ sản phẩm một cách từ từ để tránh gây nứt vỡ sản phẩm

e Quạt (e) hút khí làm nguội cuối lò: hút khí nóng làm nguội sản phẩm, đồngthời làm cân bằng áp suất trong lò

f Quạt (f) thổi khí làm nguội cuối lò: thổi khí vào làm nguội cuối lò

g Quạt (g) quạt khí nén có tác dụng cung cấp khí nén để xé tơi dầu tại các đầuphun mỏ đốt, đảm bảo cho quá trình cháy được tốt

5 Hệ thống mỏ đốt:

Các mỏ được bố trí sole trên dưới và sole giữa 2 bên thành lò tránh hiệntượng ngọn lửa phun vào nhau để tạo sự đồng đều nhiệt trong lò

Trang 6

Cấu tạo mỗi mỏ đốt bao gồm: thiết bị điều khiển mỏ đốt, đường dẫn ga vàgió Gas được lấy từ kho chứa gas qua hệ thống đường ống đến máy điều áp để

từ đó gas được cung cấp cho mỏ đốt Hệ thống mỏ đốt có tác dụng cấp nhiệtcho lò nung làm việc theo yêu cầu của công nghệ

Khoảng cách từ mỏ đốt với bề mặt con lăn là 300 mm

Khi điều chỉnh nhiệt độ tại các modul thì van gas tổng sẽ tự động điều chỉnh lưulượng gas cung cấp cho mỏ đốt bằng cách mở độ to nhỏ cho góc mở van

6.Hệ thống con lăn:

Hệ thống các con lăn chịu lửa tạo ra đáy di động của lò Con lăn có đường kính

từ 35-65 mm Đây là phần cốt yếu, quan trọng của lò nung Nó có tác dụngnâng đỡ và vận chuyển gạch đi trong lò Chính vì vậy bề mặt của các con lăn rấtquan trọng, khi lắp ráp và hoạt động yêu cầu con lăn càng phẳng càng tốt Domôi trường làm việc của con lăn là ở nhiệt độ cao vì thế đòi hỏi con lăn phải có

độ bền nhiệt tốt Để đạt được yêu cầu về độ bền nhiệt thì ngày nay người ta đãnghiên cứu và chế tạo ra con lăn bằng vật liệu cao nhôm với hàm lượng nhôm

từ 71-85 % Con lăn này có đầy đủ tính chất, đảm bảo tốt các yêu cầu khắt khekhi làm việc trong môi truờng nhiệt độ cao, khả năng chịu mài mòn của con lăn

ở nhiệt độ cao càng tốt

Ngoài bộ phận chính trên còn các bộ phận dùng để đo đạc, kiểm tra điều chỉnhnhư hệ thống điều khiển điện tử, hệ thống can đo nhiệt, hệ thống camera theodõi quá trình nung của gạch trong lò…

7.Hệ thống các zôn:

Lò được chia thành các zôn như sau:

a Zôn sấy (từ M1 – M9): tại đây có các cửa hút khói từ zôn nung về zôn sấy.Các cửa hút được bố trí cả trên và dưới lò có tác dụng tạo sự đồng đều nhiệt độ,

áp suất trên và dưới

b Zôn nung sơ bộ (M10 - M16): phía dưới thanh lăn được bố trí các mỏ đốt đểnâng nhiệt độ của sản phẩm lên dần khoảng 750 - 10000C

c Zôn nung (M17 - M21): các mỏ đốt được bố trí đồng đều hai bên, cả trên vàdưới có tác dụng nâng nhiệt độ của sản phẩm từ 1000 - 12000C

Trang 7

Giai đoạn lưu M22 – M26: tại đây sản phẩm được lưu ở nhiệt độ cao nhất đểhoàn thiện nốt quá trình hóa lý xẩy ra trong sản phẩm.

d Zôn làm lạnh trực tiếp (M27 – M29): khí thổi làm lạnh trực tiếp được phunthẳng vào sản phẩm cả ở trên và dưới

e Zôn làm lạnh gián tiếp (M30 - M33) : vòi làm lạnh gián tiếp là các ống traođổi nhiệt được vắt ngang qua lò Khí ngoài trời được hút qua ống rồi lấy nhiệttrong lò một cách từ từ Việc trao đổi nhiệt như vậy không làm ảnh hưởng đến

áp suất trong lò

f zôn làm nguội cuối cùng (M34 - M47)

II QUÁ TRÌNH HÓA LÝ DIỄN RA KHI NUNG:

Các quá trình hóa lý của công nghệ sản xuất gạch gốm granit hầu như xẩy ratrong quá trình nung Do đó nung là một khâu rất quan trọng nó quyết định đếnchất lượng của sản phẩm Trong quá trình nung sản phâm có nhiều quá trìnhxẩy ra thường được chia thành các giai đoạn sau:

1 Quá trình sấy và đốt nóng sản phẩm từ 50 - 900 0 C:

Từ khi sản phẩm vào lò đến nhiệt độ khoảng 1500C diễn ra quá trình loại bỏ độ

ẩm còn sót lại trong sản phẩm Thường giai đoạn này diễn ra khá an toàn,nhưng trong trường hợp gạch mộc có độ ẩm cao hơn qui định thì có thể gây nứt

vỡ sản phẩm

Giai đoạn từ 150 - 5000C các chất hữu cơ chủ yếu trong đất sét sẽ phân hủy vàbốc cháy

Giai đoạn từ 500 - 9000C diễn ra quá trình phân hóa khoáng caolinit mà kết quả

là tách nước liên kết hóa học và bắt đầu xuất hiện sự co là dấu hiệu bắt đầu củaquá trình kết khối Sự di chuyển của hơi nước tạo ra dòng khí thoát lên lớp men(đối với sản phẩm tráng men) lúc này lớp men còn mang tính thẩm thấu nênchưa bị hư hại

Ở gần 5730C quắc biến đổi đột ngột từ dạng  sang dạng  gây ra trạng tháităng thể tích của xương Sự gia tăng này được bù lại một phần bởi quá trình co

do sự mất nước của colinit

Trang 8

Nhiệt cung cấp cho giai đoạn này chủ yếu bằng quạt hút đầu lò và một phần từmột số mỏ đốt Ở giai đoạn này tốc độ nâng nhiệt rất quan trọng để tránh sựthoát hơi ồ ạt làm nứt vỡ sản phẩm.

2 Quá trình nung từ 900 - 1210 0 C:

Từ nhiệt độ 9000C bắt đầu xuất hiện pha lỏng do các chất kiềm có trong đất sétnóng chẩy Từ 8000C bắt đầu phân hủy các hợp chất CaCO3 và MgCO3 tạo CO2,nên quá trình này làm cấu trúc sản phẩm bị xốp Do tốc độ đốt nóng quá nhanh

có thể làm chậm điểm cuối cùng của quá trình phân hóa cacbonat, tới nhiệt độtối đa là 10000C hoặc cao hơn Như vậy sẽ tạo luồng khí ra khỏi gạch mộc.Giai đoạn lưu 1150 ÷ 1210 ÷11500C: Lượng pha lỏng tăng nhanh do hòa tan cáchạt thạch anh tàn dư và các vật chất sét khác Khi pha thủy tinh lên, pha tinh thểthạch anh giảm đi, các tính chất cơ học của xương cũng giảm, các hiện tượngbiến dạng của sản phẩm cũng trở nên rõ nét hơn, nhất là khi pha thủy tinh làpha natri Ngoài ra các fenfatnatri còn làm phồng sản phẩm do bị nung quá cao.Đến khi bão hòa sẽ xẩy ra hiện tượng kết tinh các tinh thể mulit Các tinh thểmulit lớn dần và tạo thành khung cấu trúc Sự hình thành mulit có thể tăng do

sự có mặt của các ôxit khoáng hóa với hàm lượng nhỏ như ôxit Mangie, ôxitLiti

Lượng quắc còn lại trong sản phẩm phụ thuộc vào:

- Hàm lượng ban đầu của quắc trong gạch mộc

- Độ mịn của quắc, nếu hạt càng mịn càng dễ tan

- Nhiệt độ nung tối đa và thời gian dừng lại trong khoảng nhiệt độ đó, lượngquắc còn sót lại sẽ giảm đi cung với sự gia tăng nhiệt độ và thời gian nung.Với thành phần ban đầu của liệu như nhau, lượng quắc còn lại quyết định hệ sốgiãn nở của xương Hệ số này sẽ thấp nếu quắc sót lại ít và ngược lại

Thời gian lưu sản phẩm trong nhiệt độ nung tối đa quyết định rất nhiều đến sựhoàn chỉnh các phản ứng diễn ra giữa các thành phần của xương và của men.Nếu thời gian này giảm đi thì phải tăng giá trị nhiệt độ nung tối đa hoặc thayđổi thành phần của xương hoặc của men

Trang 9

3 Quá trình làm nguội:

Từ 12100C tới 7000C có thể hạ nhiệt độ sản phẩm nhanh được vì trong giai đoạnnày sản phẩm còn ở trạng thái dẻo Quá trình làm nguội nhanh cũng có hiệuứng tốt đối với độ bóng của men Trên thực tế nó giúp ngăn chặn các hiệntượng kết tinh có thể xẩy ra với men nếu bị giữ ở nhiệt độ cao quá lâu Đồngthời trên bề mặt sản phảm cũng sẩy ra hiện tượng tôi thủy tinh, nghĩa là làmxuất hiện các ứng suất nội trên bề mặt, làm tăng độ mài mòn và tăng độ bền cơcủa sản phẩm

Giai đoạn 700 ÷ 6000C cần làm nguội chậm nhằm mục đích đồng nhất tới mứctối đa nhiệt độ trên các vùng khác nhau của sản phẩm, cũng như trong độ dàicủa từng vùng có liên quan tới sự biến đổi bất ngờ từ dạng  sang  kèm theo

sự thay đổi rất nhanh về thể tích Lúc này sản phẩm ở trạng thái rắn, dễ vỡ chonên nếu sự không đồng nhất về nhiệt độ bên trong của sản phẩm thì hậu quả làhiện tượng co không đều dễ gây nên nổ vỡ

Chính vì vậy mà lượng quắc còn sót lại càng ít càng tốt và nên có kích thướchạt mịn

Dưới 5000C việc làm nguội có thể tiến hành không cần có sự thận trọng đặc biệtnào vì sự hình thành critobalit trong xương sứ là không đáng

Trang 10

PHẦN II

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ LÒ NUNG THANH LĂN:

I KÍCH THƯỚC LÒ THANH LĂN:

1 Năng suất lò nung :

24

1000

n – Số ngày làm việc trong năm, n = 340 ngày

Với sản phẩm dự kiến là gạch Granit có kích thước 400x400x9(mm).Có khốilượng 3468 g/viên Như vậy khối lượng 1m2 sản phẩm là :

21,72( / )

4,0.4,0

1.1000

Dự kiến hao hụt trong công đoạn nung như sau :

KL nguyên liệu khô Độ ẩm

.8,1.1100

100

.8,1.8100

100.9,

1000.44676

Trang 11

2 Tính kích thước lò :

Thời gian nung chọn là : tn = 60 phút = 1 h

Lượng sản phẩm chứa trong lò tính theo vật liệu vào là :

13,4100(

100.100.3468

 (viên)Gạch xếp trong lò nung theo các hàng, mỗi hàng gồm 6 viên Kích thước gạchkhi vào lò là 430  430 mm, khoảng cách giữa hai viên trong một hàng là 15

mm và khoảng cách đến thành lò là 90 mm Do đó chiều rộng lòng lò lấy là :

B = 430.6 + 15.5 + 90.2 = 2835 (mm)

Khoảng cách giữa hai hàng lấy là 10 mm, do đó chiều dài lò là :

103,2

1000.6

64,1407)

10430(

2,103



Trang 12

3 Đường cong nung :

Trang 13

II TÍNH QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU:

Nhiên liệu lựa chọn là LPG có thành phần hóa như sau (Petrolimex gas) :

Thành phần % Khối lượng Đổi sang thành phần hóa (% KL)

1 Tính nhiệt trị của nhiên liệu :

Nhiệt trị thấp của nhiên liệu :

Qt= 81 Cl + 246 Hl + 26 ( Sl – Ol ) – 6 Wl== 81.82,29+246.17,71= 11022,15(kcal/kg nhl)

2 Lượng không khí cần thiết cho quá trình cháy :

L0=0,115.Cl+0,346.Hl–0,043(Ol – Sl)= 0,115.82,29 + 0,346.17,71=15,59

(kg/kg nhl)

3 Lượng không khí thực tế cần cho quá trình cháy :

Thực tế để đốt cháy hết nhiên liệu cần lấy dư không khí Với nhiên liệu lỏngchọn hệ số dư không khí là  = 1,07 Do đó lượng không khí thực tế cần thiết

để đốt cháy 1 kg nhiên liệu là :

C.44

* H2O :

1000

L.d200

H.18

71,17.18

Trang 14

Khí Khối lượng (kg/kg nhl) % Khối lượng

III TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT CHO LÒ NUNG:

1 Cân bằng nhiệt zone sấy, nung sơ bộ, nung và lưu :

1.1 Các khoản nhiệt thu :

1.1.1 Nhiệt cháy nhiên liệu [1-351] :

Gọi lượng nhiên liệu tiêu tốn là B (kg/h), khi đó nhiệt do nhiên liệu cháy cungcấp là :

cHC.%

c

100

50.549,050.576,

Trang 15

kt – Hệ số dư của khí thải ra khỏi lò Với lò thanh lăn lấy kt = 2,5.

 Hệ số dư của không khí dùng đốt nhiên liệu, đã có  = 1,07

w100(g

gn – Năng suất đầu vào của lò nung Đã có gn = 5475(kg/h)

w Độ ẩm của gạch mộc khi vào lò, w = 1 %

csp Nhiệt dung riêng của gạch khô, lấy theo nhiệt dung riêng của đất sét khô có

1100(5475

1 a 4

1 a 3

1 a 2

1.2 Các khoản nhiệt chi :

1.2.1 Nhiệt cung cấp để bốc hơi nước [1-353]:

b  (kcal/h)

Trang 16

Trong đó : tkt là nhiệt độ khí thải, lấy tkt = 180 0C Khi đó :

4631,85

100

15475.180.47,0

m

Q     (kcal/h)

m – Hàm lượng đất sét, cao lanh trong phối liệu (% khối lượng)

n  Hàm lượng của Al2O3 trong đất sét, cao lanh (% khối lượng)

q  Nhiệt khử nước của đất sét, cao lanh Lấy q = 500 kcal/kg

n100

m100

n100

500100

24,34100

37,11100

46,19

100

w100g

gsp n    (kg/h)

csp Nhiệt dung riêng của sản phẩm, ở trên đã biết csp = 0,22 kcal/kgđộ

t2  Nhiệt độ của sản phẩm đi vào zone làm lạnh nhanh, theo đường cong nung

đã chọn t2 = 1210 0C

100

13,4100100

11005475

ckt Nhiệt độ của khí thải, đã có tkt = 180 0C

Trang 17

ckt Nhiệt dung riêng của khí thải xác định theo công thức :

100

c.p

kt



 (kcal/kgđộ)Với pi , ci lần lượt là thành phần (% khối lượng) và nhiệt dung riêng (kcal/kgđộ)

ở nhiệt độ tkt của từng khí thành phần có trong khí thải

Theo phần tính toán quá trình cháy ta có :

228,0.39,1251,0.56,71473,0.21,10233,

kt Hệ số dư của khí thải Ở trên đã chọn kt = 2,5

L0  Lượng không khí lý thuyết cần để đốt 1 kg nhiên liệu Đã tính được L0 =15,59 kg/kg nhl

B Lượng nhiên liệu tiêu tốn cho quá trình nung, kg/h

Từ đó tính được : Q1b 0,27.180.2,5.15,59.B 1894,19B

1.2.6 Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh :

a.Nhiệt tổn thất zone sấy :

Chiều dài zone : Từ modul 1 đến modul 9, do đó chiều dài là :

f

Tường và nền có kết cấu như nhau, gồm 3 lớp :

* Lớp trong cùng : Samôt nhẹ dày 1 = 230 mm

Hệ số dẫn nhiệt 1 = 0,24 + 20.10-5.t kcal/mhđộ

* Lớp giữa : Bống gốm dày 2 = 100 mm

Hệ số dẫn nhiệt 2 = 0,048 + 14.10-5.t kcal/mhđộ

Trang 18

* Nhiệt tổn thất qua tờng :

Nhiệt tổn thất qua tờng xác định theo công thức :

1

2 f 1 f 1

)TT.(

F

Trong đó : F1  Diện tích tờng lò, m2

Tf1 Nhiệt độ trong lò, Tf1 = 387,5 0C

Tf2 Nhiệt độ môi trờng, Tf2 = 25 0C

* Nhiệt tổn thất qua tường :

Nhiệt tổn thất qua tường xỏc định theo cụng thức :

1

2 f 1 f 1

)TT.(

Trang 19

Tf2 Nhiệt độ môi trường, Tf2 = 25 0C

R1  Nhiệt trở tường lò, m2h0C/kcal

Do lớp thép có chiều dày nhỏ, hệ số dẫn nhiệt lớn nên có thể coi nhiệt độ củalớp thép đồng đều theo chiều dày và bằng nhiệt độ mặt tường ngoài Mặt khác

do nhiệt độ trong lò lớn nên hệ số cấp nhiệt từ khí lò đến mặt tường trong lớn

Vì vậy có thể coi nhiệt độ mặt tường trong bằng nhiêt độ của khí lò :

T1 = Tf1 = 362,5 0C

Giả sử : Nhiệt độ mặt tường ở giữa T2 = 251,14 0C

Nhiệt độ mặt tường ngoài T3 = 39,66 0C

Do đó : * Nhiệt độ trung bình của lớp gạch :

306,82

2

14,2515,361

1068,0

100,0301,0

230,012 2

2 1

230,0.34,2

255,3615,362)

(

1

1 1

2 1 1

C

068,0

100,0.34,2

255,36208,254)

(

2

2 1

2 1 '

C

* Nhiệt độ trung bình lớp gạch :

29,3082

08,2545,3622

' 2 1

'

Trang 20

Sai số : 100 1%

82,306

29,30882,3061001

' 1 1

T

T T

* Nhiệt độ trung bình lớp bống gốm :

02,1482

97,4108,2542

02,14840,1451002

' 2 2

T

T T

Ta thấy sai số đều rất nhỏ, do đó có thể chấp nhận được giả thiết nhiệt độ ở trên.Mặt khác diện tích hai mặt tường lò tính được là :

F1 = 2 L H = 2 19,8 1,49 = 59,00 (m2)

Do đó thay vào công thức ta được :

8509,62

34,2

)255,362.(

00,59

)TT.(

Vì vậy có thể coi nhiệt độ mặt tường trong bằng nhiêt độ của khí lò :

T1 = Tf1 = 362,5 0C

Giả sử :

Nhiệt độ mặt tường ở giữa T2 = 244,68 0C

Do đó :

Trang 21

* Nhiệt độ trung bình của lớp gạch : 303,59

2

68,2445,362

1068,0

100,0301,0

250,012 2

250,0.40,2

255,3625,362)

(

1

1 2

2 1 1

T

068,0

100,0.40,2

255,36236,244)

(

2

2 2

2 1 '

T

93,3022

57,2455,3622

93,30259,3031001

' 1 1

T

T T

* Nhiệt độ trung bình lớp bống gốm :

66,1402

95,3636,2442

66,14027,141100

T

TT

2 tb

' 2 tb 2

Trang 22

9759,38

40,2

)255,362.(

4,69

)TT.(

F

F3  Diện tích tường lò, m2

Vì vậy có thể coi nhiệt độ mặt tường trong bằng nhiêt độ của khí lò : T1 = Tf1 =362,5 0C

Do đó :

2

46,2515,362

1068,0

100,0301,0

230,012 2

Kiểm tra lại nhiệt độ giả thiết :

Trang 23

* 251,43

301,0

230,035

,2

255,3625,362)

(

1

1 1

2 1 1

100,0.35,2

255,36243,251)

(

2

2 1

2 1 '

T

47,3062

43,2515,3622

47,30632,306100

T

TT

1 tb

' 1 tb 1

60,3943,2512

52,14520,146100

T

TT

2 tb

' 2 tb 2

)255,362.(

40,69

Tóm lại nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh của zone sấy là :

Qsấy = Q1 + Q2 + Q3=8509,62+9759,38+9967,02=28236,02 (kcal/h)

b Nhiệt tổn thất zone nung sơ bộ :

Tf1   (0C)

* Lớp trong cùng : Samôt nhẹ dày 1 = 230 mm

Trang 24

* Nhiệt tổn thất qua tờng :

Nhiệt tổn thất qua tờng xác định theo công thức :

1

2 f 1 f 1

)TT.(

F

Trong đó : F1  Diện tích tờng lò, m2

Tf2 Nhiệt độ môi trờng, Tf2 = 25 0C

 Nhiệt tổn thất qua tường :

Nhiệt tổn thất qua tường xỏc định theo cụng thức :

1

2 f 1 f 1

)TT.(

Trang 25

Tf1 Nhiệt độ trong lò, Tf1 = 850 0C

Vì vậy có thể coi nhiệt độ mặt tường trong bằng nhiêt độ của khí lò : T1 = Tf1 =

850 0C

Do đó :

2

13,671850

1099,0

200,0392,0

230,012 2

230,0.70,2

25850850)

(

1

1 1

2 1 1

200,0.70,2

2585029,670)

(

2

2 1

2 1 '

T

(0C)

Trang 26

29,6708502

15,76057,760100

T

TT

1 tb

' 1 tb 1

51,5129,6702

9,36021,362100

T

TT

2 tb

' 2 tb 2

)23850.(

22,58

R

)TT.(

850 0C

Trang 27

1098,0

200,0391,0

250,012 2

250,0.77,2

25850850)

(

1

1 2

2 1 1

200,0.77,2

2585011,659)

(

2

2 2

2 1 '

11,6598502

56,75458,754100

T

TT

1 tb

' 1 tb 1

81,4911,6592

46,35483,354100

T

TT

2 tb

' 2 tb 2

Trang 28

Mặt khác diện tích mặt vòm lò tính được là :

F2 = L B = 15,4 3,705 = 57,057 (m2)

Do đó thay vào công thức ta được: 16993,51

77,2

)25850.(

057,57

)TT.(

F

850 0C

*Hệ số dẫn nhiệt : 2= 0,048 + 14.10-5.363,75 = 0,099 (kcal/mhđộ)

*Hệ số cấp nhiệt từ tường ra môi trường ứng với T3 = 56,04 0C là :

2= 9,212 kcal/m2hđộ

Từ đó tính được nhiệt trở của tường là :

Trang 29

1099,0

200,0392,0

230,012 2

230,0.71,2

25850850)

(

1

1 1

2 1 1

200,0.71,2

2585095,670)

(

2

2 1

2 1 '

95,6708502

48,76073,760100

T

TT

1 tb

' 1 tb 1

45,5495,6702

T

' 3

70,36275,363100

T

TT

2 tb

' 2 tb 2

)25850.(

057,57

Tóm lại nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh của zone nung sơ bộ là :

Q ngsb = Q1 + Q2 + Q3= 14021,94 + 16993,51 + 17369,75=48385, 2(kcal/h)

c Nhiệt tổn thất zone nung :

Tf1   (0C)

Trang 30

Tường và nền có kết cấu như nhau, gồm 3 lớp :Tương tự zône nung sơ bộ

Vòm gồm 3 lớp : Tương tự zône nung sơ bộ

Nhiệt tổn thất qua tường xác định theo công thức :

1

2 f 1 f 1

)TT.(

F

1105 0C

2= 10,842 kcal/m2hđộ

Trang 31

1113,0

200,0437,0

230.012 2

230,0.38,2

2511051105

)(

1

1 1

2 1 1

200,0.38,2

25110573

,865)

(

2

2 1

2 1 '

73,86511052

37,98567,985100

T

TT

1 tb

' 1 tb 1

09,6173,8652

T

' 3

41,46359,465100

T

TT

2 tb

' 2 tb 2

)231105.(

58,41

R

)TT.(

Trang 32

1105 0C

Do đó :

2

27,8511105

1112,0

200,0436,0

250,012 2

Kiểm tra lại nhiệt độ giả thiết :Tương tự như kiểm tra ở lớp nền ta thấy nhiệt độ

trung bình lớp gạch và nhiệt độ trung bình lớp bống gốm sai số đều rất nhỏ (< 1%), do đó có thể chấp nhận được giả thiết nhiệt độ ở trên

Mặt khác diện tích mặt vòm lò tính được là :

F2 = L B = 11,0 3,705 = 40,75 (m2)

Do đó thay vào công thức ta được : 18036,88

44,2

)251105.(

75,40

)TT.(

F

Trang 33

1105 0C

Do đó :

2

79,8661105

1114,0

200,0437,0

230,012 2

Kiểm tra lại nhiệt độ giả thiết :Tính tương tự như zône nung sơ bộ.

Ta thấy sai số đều rất nhỏ, do đó có thể chấp nhận được giả thiết nhiệt độ ở trên.Mặt khác diện tích mặt nền lò tính được là :

F3 = L B = 11,0 3,075 = 40,75 (m2)

Do đó thay vào công thức ta được : 18491,60

38,2

)251105.(

75,40

Tóm lại nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh của zone nung là :

Trang 34

Qnung = Q1 + Q2 + Q3= 14874,96 + 18036,88+ 18491,60=51403,44 (kcal/h)

d Nhiệt tổn thất zone lưu :

L = 2,2 5 = 11,0 (m)

Nhiệt độ lưu là 1210 0C

Vòm gồm 3 lớp :Tương tự như zône nung sơ bộ

Nhiệt tổn thất qua tường xác định theo công thức :

1

2 f 1 f 1

)TT.(

F

1210 0C

Do đó :

2

43,9461210

Trang 35

2= 11,110 kcal/m2hđộ

27,2110,11

1119,0

200,0456,0

230,012 2

230,0.27,2

2512101210

)(

1

1 1

2 1 1

200,0.27,2

25121025

,946)

(

2

2 1

2 1 '

25,94612102

13,107822

,1078100

T

TT

1 tb

' 1 tb 1

41,6725,9462

83,50622,508100

T

TT

2 tb

' 2 tb 2

)251210.(

78,32

)TT.(

F

F2  Diện tích vòm lò, m2

Trang 36

do nhiệt độ trong lò lớn nên hệ số cấp nhiệt từ khí lò đến mặt tường trong lớn.

1210 0C

1118,0

200,0454,0

250,012 2

250,0.32,2

2512101210

)(

1

1 2

2 1 1

200,0.32,2

25121026

,928)

(

2

2 2

2 1 '

Trang 37

26,92812102

13,106948

,1069100

T

TT1 tb

' 1 tb 1 tb

08,6113,9282

61,49404,497100

T

TT2 tb

' 2 tb 2 tb

)251210.(

75,40

R

)TT.(

F

1210 0C

Trang 38

1119,0

200,0456,0

230,012 2

Kiểm tra lại nhiệt độ giả thiết :

Tương tự như nhiệt tổn thất qua vòm ta thấy nhiệt độ trung bình lớp gạch vànhiệt độ trung bình lớp bống gốm ta thấysai số nhỏ hơn 1% do đó có thể chấpnhận được giả thiết nhiệt độ ở trên

)251210.(

75,40

Tóm lại nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh của zone lưu là :

Qlưu = Q1 + Q2 + Q3= 17112,02 + 20814,12 + 21151,45 =59077,5 (kcal/h)Như vậy tổng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh zone sấy, nung sơ bộ,nung và lưu là :

Trang 39

1.2.7 Nhiệt tổn thất không tính được lấy bằng 10 % nhiệt chi :

Q 1b 0,1.Q1b (kcal/h)

1 b

►Ta có bảng cân bằng nhiệt thu chi như sau :

1 b

bQ.1,01

g

B Q g

t

(kcal/kg)Tiêu tốn nhiên liệu tiêu chuẩn cho 1 kg sản phẩm :

0,0682

7000

06,4787000

►Ta có bảng cân bằng nhiệt thu chi như sau:

Trang 40

Nhiệt thu, kcal/h Nhiệt chi, kcal/h1

1 b

Q 2572591

a

Q 2572891,80 Q1b 2572891,70

2 Cân bằng nhiệt zone làm lạnh nhanh :

2.1 Các khoản nhiệt thu :

2.1.1 Nhiệt do sản phẩm mang từ zone nung sang :

Tượng tự như đã tính trong zone sấy, nung, ở đây :

tkk – Nhiệt độ của không khí, lấy bằng nhiệt độ môi trường tkk = 25 0C

ckk – Nhiệt dung riêng của không khí ở tkk, đã có ckk = 0,331 kcal/kgđộ

X1 – Lượng không khí cần thiết thổi vào làm lạnh, kg/h

2.2 Các khoản nhiệt chi :

2.2.1 Nhiệt do sản phẩm mang sang zone làm lạnh gián tiếp :

Q 2b csp.t3.gsp (kcal/h)

Trong đó :

csp – Nhiệt dung riêng của sản phẩm, đã biết csp = 0,22 kcal/kgđộ

Định dạng
Số trang	95
Dung lượng	2,39 MB