Thiết kế hệ thống sấy thóc sử dụng tháp sấy với năng suất 1500 kg

Đồ án môn học Kỹ thuật sấy GVHD : TS Trần Văn Vang LỜI NÓI ĐẦU Từ đầu kỷ XIX đến nay, khoa học kỹ thuật phát triển vơ mạnh mẽ Nó giải phóng sức lao động cho người, tăng suất lên hàng chục lần Các cách mạng khoa học kỹ thuật đóng góp cho lồi người nhiều phát minh mới, phát triển loại máy móc phục vụ cho sống tiện nghi loài người Ngày nay, nước ta, suất người lao động nâng lên cao nhờ giúp sức nhiều loại máy móc đại, phương pháp ni trồng tiên tiến Sản lượng lương thực, thực phẩm hàng năm đủ dùng mà xuất nhiều nước giới Các loại lương thực, thực phẩm dễ bị hư hỏng điều kiện khí hậu bình thường Do muốn bảo quản lương thực, thực phẩm lâu dài để dễ dàng vận chuyển xa khơng cịn cách khác phải sấy khô ướp lạnh lương thực, thực phẩm sau bảo quản mơi trường thích hợp Ngồi kỹ thuật lạnh, sấy q trình cơng nghệ sử dụng nhiều ngành công nghiệp đặc biệt ngành công nghiệp chế biến nông – hải sản Trong nông nghiệp, sấy công đoạn quan trọng sau thu hoạch Q trình sấy khơng tách nước nước khỏi vật liệu cách đơn mà q trình cơng nghệ Nó địi hỏi sau sấy vật liệu phải đảm bảo chất lượng cao, tiêu tốn lượng chi phí vận hành thấp Chẳng hạn chế biến nông – hải sản, sản phẩm sấy phải đảm bảo trì mầu sắc, hương vị, vi lượng v.v Hiện có nhiều phương pháp sấy khác nhau, thóc người ta dùng phương pháp sấy : phơi nắng tự nhiên, sấy thùng quay, sấy buồng, sấy tháp Đồ án mơn học nhằm thiết kế hệ thống sấy thóc với suất 1500 kg khô/h thiết bị sấy tháp, với tác nhân sấy hỡn hợp khói khơng khí Mặc dù có nhiều cố gắng đồ án chắn không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận nhiều ý kiến đóng góp Thầy Cơ bạn Đồ án mơn học Kỹ thuật sấy GVHD : TS Trần Văn Vang CHƯƠNG VẬT LIỆU SẤY 1.1 Giới thệu sơ lược vật liệu cần sấy – thóc : 1.1 Cấu tạo hạt thóc : Hạt thóc nhìn từ ngồi vào có phận chính: mày thóc , vỏ trấu, vỏ hạt, nội nhủ, phôi Awn: râu lúa Lemma: vỏ Starchy endosperm: nội nhũ tinh bột Aleurone: hạt alơron Tegmen: vỏ Palea: mày Pericap: vỏ hạt Sterile: vỏ bao nhỏ Embryo: mầm, phôi Scutellum: vảy nhỏ Epiblast: mặt Coleoptile: bao mầm Plumule: chồi mầm Radicle: rễ mầm Coleorhize: thân mầm Rachilla: cuống hạt Hình - Cấu tạo hạt thóc Đồ án mơn học Kỹ thuật sấy GVHD : TS Trần Văn Vang - Mày thóc: q trình sấy, bảo quan, mày thóc rụng làm tăng lượng tạp chất - thóc Vỏ trấu: có tác dụng bảo vệ hạt thóc, chống ảnh hướng môi trường phá hoại sinh vật, nấm mốc Vỏ hạt: bao bọc nội nhủ, thành phần cấu tạo chủ yếu lipit va protit Nội nhũ: thành phần chủ yếu hạt thóc, 90% gluxit - Phơi: nằm góc nội nhũ, làm nhiệm vụ biến chất dinh dưỡng nội nhũ đẻ nuôi mộng hạt thóc nảy mầm 1.1.2 Các thành phần hố học thóc : Bảng 1.1 – Các thành phần hóa học thóc Nước Gluxit Protit Lipit Xenlulo Tro 13,0% 64,03% 6,69% 2,1% 8,78% 5,36% Vitamin B1 5,36% 1.1.3 Tính chất vật lý : (Nongnghiep.gov.vn) Theo thống kê thóc thu hoạch thường có độ ẩm cao nên số giống nảy mầm, men mốc nấm dễ phát triển làm cho thóc bị hư phẩm chất Thơng thường độ ẩm thóc thu hoạch từ 20-27% Để thóc khơng bị hư hỏng giảm phẩm chất vịng 48 sau thu hoạch phải làm khơ thóc để độ ẩm cịn 20%, sau cần tiếp tục xử lý Tuỳ theo nhu cầu làm khơ thóc để xay xát để tồn trữ lâu dài để làm giống mà yêu cầu làm khô công nghệ sấy khác Quá trình sấy phải để độ ẩm thoát từ từ nhằm đạt độ ẩm mong muốn đồng thời đảm bảo chênh lệch nhiệt độ hạt thóc so với bên ngồi nhỏ Độ ẩm an tồn thóc cho bảo quản phụ thuộc vào tình trạng thóc, khí hậu điều kiện bảo quản Khi thóc có độ ẩm từ 13-14% (cắn thử hạt thóc thấy giịn), bảo quản từ 2-3 tháng, muốn bảo quản dài tháng độ ẩm thóc tốt từ 12-12,5% Độ ẩm thóc, cơng nghệ sấy ảnh hưởng tới hiệu suất thu hồi gạo tỷ lệ gạo gãy q trình xay xát, độ ẩm thích hợp cho trình xay xát từ 13-14% Khối lượng riêng : Thóc khơ : ρ = 500 kg/m3 Thóc ướt : ρ = 750 kg/m3 Nhiệt dung riêng : C = 1,5 kJ/kgK ω = 0,14 kg/kg; λ = 0,09 W/mK ; ϕhd = 1,86 Kích thước hạt thóc : Dày 1,2 ÷ 2,8 mm Rộng 2,5 ÷ 4,3 mm Dài ÷ 12 mm Đường kính tương đương hạt : dtđ = 2,67 mm Khối lượng 1000 hạt : (24 ÷ 30) g ω1 = 22% ; ω2 = 14% Nhiệt độ đốt nóng hạt cho phép: < (50 ÷ 60) 0C Đồ án mơn học Kỹ thuật sấy GVHD : TS Trần Văn Vang 1.1.4 Các đặc tính chung khối thóc : - Tính tan rời : đặc tính đổ thóc từ độ cao h xuống mặt phẳng nằm ngang, thóc tự dịch chuyển để tạo thành khối có dạng chóp nón Góc tạo thành đường sinh với mặt phẳng đáy nằm ngang hình chóp gọi góc nghỉ hay góc nghiêng tự nhiên khối hạt Về trị số góc nghỉ tự nhiên góc ma sát hạt với hạt nên cịn gọi góc ma sát trong, kí hiệu φ Dựa vào độ tan rời để xác định để xác định sơ chất lượng thay đổi chất lượng thóc q trình sấy bảo quản Đối với thóc , góc nghỉ khoảng từ 32 ÷ 400 Nếu ta để hạt mặt phẳng bắt đầu nghiêng mặt phẳng hạt bắt đầu trượt góc giới hạn mặt phẳng ngang mặt phẳng trượt gọi góc trượt (góc ma sát ngồi), kí hiệu φ2 Trường hợp hạt mà khối hạt góc trượt có liên quan phụ thuộc vào góc nghiêng tự nhiên Hình - Các góc khối hạt Góc nghỉ góc trượt lớn độ rời nhỏ, ngược lại góc nhỏ khả dịch chuyển lớn, nghĩa độ rời lớn Độ rời khối hạt dao động khoảng rộng tùy thuộc vào yếu tố kích thước, hình dạng hạt trạng thái bề mặt hạt, độ ẩm hạt, số lượng loại tạp chất khối hạt Đối với góc trượt cịn thêm yếu tố quan trọng loại vật liệu trạng thái bề mặt vật liệu trượt Loại hạt có dạng hình cầu, bề mặt hạt nhẵn đậu, loại hạt khơng có hình cầu bề mặt hạt xù xì thóc góc nghỉ góc trượt lớn Độ tạp chất khối hạt cao đặc biệt nhiều tạp chất rác độ rời nhỏ Độ ẩm khối hạt cao độ rời giảm Trong bảo quản, độ rời khối hạt thay đổi tùy thuộc vào điều kiện bảo Đồ án môn học Kỹ thuật sấy - - - - GVHD : TS Trần Văn Vang quản Nếu bảo quản lâu hay xảy trình tự bốc nóng làm cho khối hạt bị nén chặt , độ rời giảm hay chí có hẳn độ rời Tính tự chia loại : Khối hạt có cấu tạo từ nhiều thành phần (thóc sạch, thóc lép, tạp chất), khơng đồng (khác hình dạng, kích thước, tỷ trọng) q trình di chuyển tạo nên vùng khác chất lượng, gọi tính tự chia loại khối hạt Hiện tượng tự chia loại ảnh hưởng xấu cho việc làm khô, bảo quản Những vùng nhiều hạt lép, tạp chất dễ hút ẩm , dễ bị lẫn theo tác nhân sấy trình sấy Độ hổng khối thóc : khoảng khơng nằm khe hở hạt, có chứa đầy khơng khí Được tính phần trăm thể tích khoảng khơng gian khe hở hạt với thể tích tồn khối hạt chiếm chỡ Trong q trình sấy, khối thóc cần có lỡ hổng cần thiết để tạo điều kiện cho trình truyền trao đổi nhiệt, ẩm với tác nhân sấy dễ dàng Tính dẫn, truyền nhiệt : Q trình dẫn truyền nhiệt khối thóc thực theo hai phương thức tiến hành song song có quan hệ chặt chẽ với dẫn nhiệt đối lưu Đại lượng đặc trưng cho khả dẫn nhiệt thóc hệ số dẫn nhiệt λ ≈ 0,12 ÷ 0,2 Kcal/mh0C Và trao đổi nhiệt đối lưu lớp hạt nóng lớp hạt nguội vào Cả hai đặc tính thóc nhỏ củng ảnh hưởng đến q trình sấy Tính hấp thụ nhả chất khí , ẩm : Là khả hấp thụ nhả chất khí , ẩm thóc trình sấy, thường tượng hấp thụ bề mặt Vì trình sấy xảy nhiều giai đoạn: Sấy → ủ → sấy → ủ để giúp vận chuyển ẩm bề mặt thóc đẻ thóc sấy khơ 1.2 Sử dụng thóc sau sấy: Thóc sau sấy dùng để làm lương thực để làm thóc giống - dự trữ Vì thóc sau sấy phải bảo đảm u cầu: - Hạt thóc cịn ngun vẹn vỏ trấu bao bọc hạt gạo - Hạt thóc cịn giữ ngun kích thước màu sắc - Có mùi vị đặc trưng thóc, khơng có mùi lạ khác ( tác nhân sấy ) - Thóc khơng bị rạn nứt, gãy vụn, đặc biệt thóc giống phải đảm bảo khả sống hạt sau sấy - Có độ ẩm đạt độ ẩm bảo quản, khơng môi trường cho mối mọt 1.3 Giới thiệu quy trình cơng nghệ Lúa có nguồn gốc vùng nhiệt đới cận nhiệt đới khu vực đông nam châu Á châu Phi Nó cung cấp 1/5 toàn lượng calo tiêu thụ người Lúa lồi thực vật sống năm, cao tới 1-1,8 m, cao hơn, với mỏng, hẹp (2-2,5 cm) dài 50-100 cm Các hoa nhỏ thụ phấn nhờ gió mọc thành cụm hoa phân nhánh cong hay rủ xuống, dài 30-50 cm Hạt loại thóc (hạt nhỏ, cứng loại ngũ cốc) dài 5-12 mm dày 2-3 mm Cây lúa non gọi mạ Sau ngâm ủ, người ta gieo thẳng hạt thóc nảy mầm vào ruộng lúa cày, bừa kỹ qua giai đoạn gieo mạ ruộng riêng để lúa non có sức phát triển tốt, sau Đồ án môn học Kỹ thuật sấy GVHD : TS Trần Văn Vang khoảng thời gian nhổ mạ để cấy ruộng lúa Sản phẩm thu từ lúa thóc khoảng 85 ngày sau gieo xuống ruộng Sau loại tạp chất , phân loại lúa đem sấy cuối xát bỏ lớp vỏ thu sản phẩm gạo phụ phẩm cám trấu Gạo nguồn lương thực chủ yếu nửa dân số giới (chủ yếu châu Á châu Mỹ La tinh), điều làm cho trở thành loại lương thực người tiêu thụ nhiều Hình - Tóm tắt quy trình cơng nghệ a) Gieo mạ b) Lúa làm “địng” Đồ án mơn học Kỹ thuật sấy c ) Lúa trổ “đòng” e) Thu hoạch lúa g) Đưa thóc vào kho GVHD : TS Trần Văn Vang d) hạt lúa chín sinh lí f) Đưa thóc vào TBS h) Hạt gạo Hình - Các giai đoạn phát triển lúa – hạt gạo CHƯƠNG TÍNH TỐN THIẾT BỊ SẤY Đồ án mơn học Kỹ thuật sấy GVHD : TS Trần Văn Vang 2.1 Chọn phương pháp sấy , hệ thống sấy 2.1.1 Giới thiệu phương pháp sấy nóng Để sấy thóc , ta dùng phương pháp sấy nóng, tác nhân sấy đốt nóng nên độ ẩm tương đối ϕ giảm dẫn đến phân áp suất nước tác nhân sấy giảm Mặt khác, nhiệt độ vật liệu sấy tăng lên nên mật độ mao quản tăng lên phân áp suất nước bề mặt vật liệu sấy củng tăng theo Nghĩa có chênh lệch phân áp suất bề mặt vật liệu sấy môi trường, nhờ mà có dịch chuyển ẩm từ lịng vật liệu sấy bề mặt vào môi trường Có cách để tạo độ chênh phân áp suất nước vật liệu sấy môi trường: Giảm phân áp suất tác nhân sấy cách đốt nóng Tăng phân áp suất nước vật liệu sấy 2.1.2 Chọn dạng hệ thống sấy Trong phương pháp sấy nóng , với thóc người ta thường sử dụng hệ thống sấy đối lưu Hệ thống sấy đối lưu gồm dạng : HTS buồng, HTS hầm, HTS tháp, HTS thùng quay, HTS khí động, HTS tầng sơi, HTS phun Trong ta thấy: - HTS buồng: Năng suất thường nhỏ, VLS đặt cố định q trình sấy ⇒ xe gng nên cố định suốt q trình sấy QTS khơng đồng Để khắc phục người ta bố trí cách đưa TNS theo đường dích dắc tạo nên đồng cho sản phẩm sấy Hệ thống phù hợp VLS mà ta khó làm cho bị xáo trộn q trình sấy, VLS : Tấm gỡ, gạch, ngói … Trong thóc dễ ⇒ xáo trộn Khơng dùng thiết bị - HTS hầm : Có suất lớn HTS buồng, QTS không theo chu kỳ HTS buồng mà liên tục Nhưng HTS có nhược điểm giống HTS buồng để sấy thóc ⇒ Khơng dùng ⇒ - HTS phun : Chỉ dùng để sấy dung dịch huyền phù Khơng dùng để sấy thóc - HTS tháp : Có thể sấy liên tục với suất cao Rất phù hợp cho sấy hạt, VLS chảy liên tục từ xuống dưới tác dụng trọng lực thân sấy VLS xáo chộn TNS ⇒ ⇒ ⇒ Trong trình Sản phẩm sấy đồng Hơn việc phân vùng TNS nóng – lạnh dễ dàng áp dụng hiệu ứng A.V.Luikov - HTS thùng quay: Cũng HTS tháp, HTS phù hợp để sấy hạt VLS xáo trộn nhờ cánh xáo chộn thùng quay TNS vào đầu khỏi đầu ⇒ thùng sấy QTS liên tục HTS có ưu điểm xáo chộn đồng nhiều so với THS tháp có cánh xáo chộn dẫn động nhờ động quay Nhưng điều mà hiệu sấy với suất trung bình cịn sấy với suất lớn việc dẫn động cho thùng quay đòi hỏi tốn phức tạp Đồ án môn học Kỹ thuật sấy GVHD : TS Trần Văn Vang - HTS tầng sôi: Ngay tên gọi HTS ta hình dung VLS ln xáo chộn q trình sấy VLS phù hợp dạng hạt, tác dụng TNS với thơng số thích hợp ⇒ ⇒ VLS ln bồng bềnh Q trình sấy liên tục hạt khơ nhẹ phần lớp sôi lấy khỏi TBS Trong HTS tầng sôi, truyền nhiệt ẩm TNS VLS tốt nên HTS hạt có sấy tầng sơi có suất lớn, thời gian sấy nhanh VLS Như HTS tháp – thùng quay – tầng sôi phù hợp cho sấy thóc Nhưng xét chi phí đầu tư chất lượng sản phẩm sấy tháp phù hợp cho sấy thóc HTS có chi phí đầu tư thấp cả, việc xáo trộn VLS trọng lực gây ra, khơng cần phải tác động bên ngồi : ⇒ Quay : HTS thùng quay cần có động để làm quay thùng tốn công suất cho động Bồng bềnh : HTS tấng sơi, TNS phải có áp lực định thổi lớp VLS thành màng bồng bềnh Và VLS đảm bảo yêu cầu Thóc sấy đạt độ ẩm từ 20% xuống 15%, có độ ẩm tương đối đồng Cịn sản phẩm sấy địi hỏi có u cầu cao việc chọn HTS thùng quay tầng sơi phù hợp 2.2 Chọn tác nhân sấy , nhiên liệu 2.2.1 Chọn tác nhân sấy Trong HTS (sấy đối lưu) tác nhân sấy có nhiều dạng : Khơng khí – khói – Mỡi loại lại có tính chất khác phù hợp cho HTS đặc biệt vật liệu sấy VLS ta thóc ta chọn TNS hỡn hợp khói lị hịa trộn với khơng khí tươi phù hợp : + Thóc có lớp vỏ trấu bên ngồi sấy khói khơng làm ảnh hưởng tới chất lượng hạt gạo + Khói TNS rẻ tiền khơng cần tới calorife mà cần buồng hồ trộn, chi phí nhỏ nhiều ⇒ Như khói vừa đảm bảo TNS lại tạo kinh tế Khói TNS phù hợp + Bên cạnh khói có nhược điểm : Trong khói có nhiều bụi cản trở dịng TNS, tốn suất cho quạt Bụi bám vào VLS làm bẩn sản phẩm Đồ án môn học Kỹ thuật sấy GVHD : TS Trần Văn Vang Buồng đốt Buồng hòa trộn Quạt Buồng sấy Hình - Sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy khói Trong buồng đốt người ta đốt cháy nhiên liệu với hệ số khơng khí thừa thích hợp để q trình cháy tốt , khói đưa vào buồng hịa trộn , người ta đưa thêm khơng khí hịa trộn với khói để tạo thành mơi chất sấy có nhiệt độ thích hợp Sau mơi chất sấy đưa vào buồng sấy để thực trình sấy thải 2.2.2 Nhiên liệu sử dụng Nhiên liệu yêu cầu cần đảm bảo kỹ thuật kinh tế Những nhiên liệu thường chọn dùng HTS dùng phương pháp đối lưu : Than, củi gỗ, trấu, ga … Dựa sở điều kiện nơi ta xây dựng HTS ( Đà Nẵng ) tính kinh tế ta chọn nhiên liệu sử dụng than có thành phần : C = 0,367 ; H = 0,027 ; S = 0,032 ; N = 0,007 ; O = 0,111 , Tr = 0,206 ; A = 0,25 2.3 Tính tốn hệ thống sấy tháp Tháp sấy với suất : G2 = 1500 kg khô/h Thời gian sấy sấy thóc hệ thống sấy tháp thường nằm khoảng ( 0,75 ÷ 1,5 ) h ( Theo Trang 232 – Tài liệu ) Vì ta chọn : τ = τs + τlm = 1,2 h 2.3.1 Thiết bị sấy tháp chọn sơ kết cấu : Tháp sấy không gian hình hộp mà chiều cao lớn nhiều so với chiều rộng chiều dài Trong tháp sấy người ta bố trí hệ thống kênh dẫn thải tác nhân xen kẽ lớp vật liệu sấy (đặc điểm khác với thiết bị sấy buồng hầm) Tác nhân sấy từ kênh dẫn gió nóng luồng lách qua lớp vật liệu thực trình trao đổi nhiệt sấy nhận thêm ẩm vào kênh thải Vật liệu sấy chuyển động từ xuống từ tính tự chảy trọng lượng thân chúng Tháp sấy nhận nhiệt trao đổi nhiệt đối lưu dòng tác nhân chuyển động vừa ngược chiều vừa cắt ngang dẫn nhiệt từ bề mặt kênh dẫn kênh thải qua lớp vật liệu nằm bề mặt Vì thiết bị sấy tháp, nhiệt lượng vật liệu sấy nhận gồm thành phần : thành phần đối lưu tác nhân sấy với khối lượng hạt thành phần dẫn nhiệt bề mặt kênh gió nóng, kênh thải ẩm với lớp vật liệu nằm Khi sấy hạt di chuyển từ cao (do gàu tải vít tải đưa lên) xuống mặt đất theo chuyển động thẳng đứng dzích dzắc tháp sấy Để tăng suất thiết bị phương pháp mở rộng dung lượng tháp mức độ đáng kể người ta cịn tìm cách tăng tốc độ tác nhân chuyển động qua lớp hạt Tốc độ từ 0.2 ÷ 0.3m/s đến 0.6 ÷ 0.7 m/s lớn Tuy nhiên, tốc độ tác nhân khỏi ống góp kênh thải theo kinh nghiệm không nên vượt 6m/s để tránh hạt bị theo tác nhân vào hệ thống thải ẩm (đọng lại đoạn ống, dẫn đến quạt thải…) Đồ án môn học Kỹ thuật sấy GVHD : TS Trần Văn Vang * Kết cấu tháp sấy : Ở ta chọn tháp sấy gồm vùng sấy vùng làm mát Bên tháp kênh gió nóng kênh thải ẩm (gọi kênh dẫn kênh thải) bố trí xem kẽ Khoảng cách kênh khoảng 70 đến 90 mm để đảm bảo cho thóc chuyển động dễ dàng từ xuống tháp Kết cấu bên cách bố trí kênh dẫn kênh thải: 2.3.2 Chọn chế độ sấy : Ở chế độ sấy đối lưu Do yêu cầu sử dụng vật liệu sau sấy , nhiệt độ đốt nóng hạt cho phép thấp ( khoảng 50 đến 60 0C ) Vì thiết bị sấy tháp ta tổ chức sấy phân vùng ( vùng ) sau vùng làm mát ( chọn kết cấu ) đến nhiệt độ gần nhiệt độ môi trường để đưa vào kho bảo quản hay chế biến 1) Chọn thông số không khí ngồi trời Thơng số ngồi trời xác định dựa vào điều kiện khí hậu ngồi trời nơi lắp đặt cơng trình, đảm bảo cho hệ thống hoạt động tốt suốt trình sản xuất Trong đồ án môn học em chọn vị trí lắp đặt cơng trình Đà Nẵng Thơng số khí hậu Đà Nẵng sau: Nhiệt độ trung bình tháng lạnh : ttb = 18,8 0C Độ ẩm trung bình năm: ϕtbnăm = 82,3 % Độ ẩm ban đầu thóc sấy ω1 = 22 % Độ ẩm thóc sau sấy ω2 = 14 % Như ta chọn thơng số trạng thái khơng khí ngồi trời : t0 = ttb = 18,8 0C ϕ0 = ϕtbnăm = 82,3 % Từ cặp thông số (t0 ; ϕ0) ta tra đồ thị I - d thông số sau : I0 = 47,6 kJ/kg kkk d0 = 11,3 g/kg kkk 2) Chọn độ ẩm vật liệu sấy tương ứng cho vùng : Theo yêu cầu kinh nghiệm ta lấy độ ẩm vùng sấy vùng làm mát sau : + Vùng sấy thứ : ω11 = 22 % ; ω21 = 18 % ; ωtb = 20 % + Vùng sấy thứ hai : ω12 = ω21 = 18 % ; ω22 = 15 % ; ωtb = 16,5 % Đồ án môn học Kỹ thuật sấy GVHD : TS Trần Văn Vang + Vùng làm mát : ω13 = ω22 = 15 % ; ω23 = 14 % ; ωtb = 14,5 % 3) Nhiệt độ tác nhân sấy thiết bị sấy tháp : Nhiệt độ tác nhân sấy thiết bị sấy tháp dùng sấy thóc khoảng (80 ÷ 140) 0C , yêu cầu sử dụng ta chọn t1 sau : + Đối với vùng sấy thứ : t11 = 110 0C + Đối với vùng sấy thứ hai : t12 = 140 0C + Đối với vùng làm mát : t13 = 18,8 0C 4) Nhiệt độ tác nhân sấy khỏi vùng sấy vùng làm mát: - Nhiệt độ cho phép đốt nóng hạt Nếu ta chọn thời gian lưu lại hạt vùng τ1 = τ2 = τ3 = 0,4 h , theo CT 10.11 ( Trang 210 – Tài liệu ) ta có nhiệt độ cho phép đốt nóng hạt vùng tương ứng : + Vùng sấy thứ : th = 2,218 – 4,343 lnτ + (2.1) th = 2,218 – 4,343 ln(0,4) + = 53,6 C + Vùng sấy thứ hai : th = 2,218 – 4,343 ln(0,4) + = 55,8 0C - Nhiệt độ TNS khỏi vùng Theo điều kiện 11.1 ( Trang 232 – Tài liệu ) t2 ≤ th + (5 ÷ 10) 0C nhiệt độ cho phép đốt nóng hạt tính ta chọn : + Vùng sấy thứ : t21 = 39 0C + Vùng sấy thứ hai : t22 = 43 0C + Vùng làm mát : t23 = 25 0C 5) Nhiệt độ vật liệu sấy khỏi vùng sấy vùng làm mát : Chọn theo kinh nghiệm, nhiệt độ đốt nóng hạt cho phép Trong nhiệt độ vùng lấy theo nhiệt độ TNS khỏi vùng quan hệ : θ2i = t2i - (5 ÷ 10) 0C (2.2) + Nhiệt độ thóc vào vùng sấy 1: θ11 = to =18,8 C + Nhiệt độ thóc khỏi vùng sấy 1: θ21 = 34 0C + Nhiệt độ thóc vào vùng sấy : θ12 = θ21 = 34 0C + Nhiệt độ thóc khỏi vùng sấy 2: θ22 = 38 0C + Nhiệt độ thóc vào vùng làm mát 3: θ13 = θ22 = 38 0C + Nhiệt độ thóc khỏi vùng làm mát : θ23 = 30 0C 2.3.3 Tính cân ẩm cho vùng Cơng thức tính lượng ẩm cần bốc 1h cho vùng thứ i : ω1i − ω 2i ω1i − ω 2i − ω1i − ω 2i Wi = G2i = G1i (2.3) + Lượng ẩm cần bốc 1h vùng làm mát : ω13 − ω 23 0,15 − 0,14 − ω13 − 0,15 W3 = G2 = 1500 = 17,65 kg/h G22 = G13 = G23 + W3 = 1500 + 17,65 = 1517,65 kg/h Đồ án môn học Kỹ thuật sấy GVHD : TS Trần Văn Vang + Lượng ẩm cần bốc 1h vùng sấy thứ : ω12 − ω 22 0,18 - 0,15 100 − ω12 100 − 0,18 W2 = G22 = 1517,65 = 55,52 kg/h G21 = G12 = G22 + W2 = 1517,65 + 55,52 = 1573,17 kg/h + Lượng ẩm cần bốc 1h vùng sấy thứ : ω11 − ω 21 0,22 - 0,18 100 − ω11 − 0,22 W1 = G21 = 1573,17 = 80,68 kg/h G1 = G11 = G21 + W1= 1573,17 + 80,68 = 1653,85 kg/h 2.3.4 Tính tốn q trình cháy q trình hịa trộn + Trạng thái khơng khí trước vào tháp sấy Trạng thái khơng khí ban đầu chọn theo thơng số khơng khí ngồi trời t0 = 18,8 0C d0 = 0,0113 kg/kg kkk ϕ0 = 82,3 % I0 = 47,6 kJ/kg kk Hình - Đồ thị I – d : Quá trình sấy lý thuyết + Nhiệt trị cao than : Qc = 33858C + 125400H – 10868(O – S) = 33858.0,367 + 125400.0,027 – 10868(0,111 – 0,032) = 14953 kJ/kg nl + Lượng khơng khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg nhiên liệu L0 = 11,6C + 34,8H + 4,3(S – O) (2.4) (2.5) Đồ án môn học Kỹ thuật sấy GVHD : TS Trần Văn Vang = 11,6.0,367 + 34,8.0,027 + 4,3(0,032 – 0,111) = 4,857 kg kk/kg nl + Thông số khói sau buồng đốt ( trước buồng hịa trộn ) Trên đồ thị I – d trạng thái biểu diễn điểm K Để xác định điểm đồ thị I – d ta xác định lượng chứa ẩm dk entanpy Ik Nếu lấy hệ số khơng khí thừa buồng đốt αbđ = 1,2 lượng chứa ẩm khói : (9H + A) + α bd L0 d o (9.0,027 + 0,25) + 1,2.4,857 0,0113 (α bd L0 + 1) − {Tr + (9H + A)} ( 1,2.4,857 + 1) − {0,206 + (9.0,027 + 0,25)} dk = = = 0,0912 kg ẩm / kg kk (2.6) Entanpy khói lị sau buồng đốt Q c η bđ + C nl t nl + α bd L0 I o (α bd L0 + 1) − {Tr + (9H + A)} Ik = (2.7) η bđ Ở ta chọn hiệu suất buồng đốt = 75 % Nhiệt dung riêng nhiệt độ nhiên liệu tương ứng lấy : t nl C nl = 0,120 kJ/kgK ; = 18,8 0C Khi entanpy khói sau buồng đốt : 14953.0,75 + 0,12.18,8 + 1,2.4,857 47,6 ( 1,2.4,857 + 1) − {0,206 + (9.0,027 + 0,25)} Ik = = 1875,296 kJ/kg kk + Hệ số khơng khí thừa sau q trình hịa trộn : Q c η bđ + C nl t nl − (9H + A)i − {1 − (9H + A + Tr)}C pk t li L0 {d (i − i a0 ) + C pk ( t li - t )} αi = Với nhiệt độ tli chọn ta tính : ia0 = 2500 + 1,842.18,8 = 2534,63 kJ/kg ia1 = 2500 + 1,842.110 = 2702,62 kJ/kg ia2 = 2500 + 1,842.140 = 2757,88 kJ/kg Thay đại lượng vào ta : α1 = (2.8) 14953.0,75 + 0,12.18.8 - (9.0,027 + 0,25)2702,62 - {1 - (0,206 + 9.0,027 + 0,25)}1,004.110 4,857{0,0113(2702,62 - 2534,63) + 1,004(110 - 18,8)} = 21,7 22 14953.0,75 + 0,12.18.8 - (9.0,027 + 0,25)2757,88 - {1 - (0,206 + 9.0,027 + 0,25)}1,004.140 4,857{0,0113(2757,88 - 2534,63) + 1,004(140- 18,8)} α2 = = 16,27 16 + Thơng số khói lị sau buồng hịa trộn ( Trước vào vùng sấy ) : Đồ án môn học Kỹ thuật sấy GVHD : TS Trần Văn Vang Trạng thái trạng thái hỡn hợp khói lị sau buồng đốt ( Điểm K ) khơng khí ngồi trời ( Điểm A ) Do điểm hòa trộn H phải nằm đường thẳng AK Lượng chứa ẩm trạng thái H (9H + A) + α i L0 d o (α i L0 + 1) − {Tr + (9H + A)} d1i = (2.9) Thay αi đại lượng biết vào ta tính lượng chứa ẩm khói trước vào vùng sấy : d11 = (9.0,027 + 0,25) + 22.4,857 0,0113 ( 22.4,857 + 1) − {0,206 + (9.0,027 + 0,25)} (9.0,027 + 0,25) + 16.4,857 0,0113 ( 16.4,857 + 1) − {0,206 + (9.0,027 + 0,25)} = 0,01587 kg ẩm / kg kk d12 = = 0,01768 kg ẩm / kg kk Từ đồ thị I – d với trạng thái H xác định cặp thơng số (tli ; dli) ta xác định entanpy Ili khói lị trước vào vùng sấy Hoặc xác định theo cơng thức : Q c η bđ + C nl t nl + α i L0 I o (α i L0 + 1) − {Tr + (9H + A)} I1i = (2.10) Thay đại lượng vào ta tính entanpy khói trước vào vùng sấy : I11 = 14953.0,75 + 0,12.18,8 + 22.4,857 47,6 ( 22.4,857 + 1) − {0,206 + (9.0,027 + 0,25)} 14953.0,75 + 0,12.18,8 + 16.4,857 47,6 ( 16.4,857 + 1) − {0,206 + (9.0,027 + 0,25)} = 152,146 kJ/kg kk I12 = = 191,2 kJ/kg kk + Độ ẩm tương đối φ1i Phân áp suất bão hòa nước pb theo nhiệt độ t1i : 4026,42 Pb1 = exp{12 – 235,5 + 110 } = 1,413 bar 4026,42 Pb2 = exp{12 – Suy : φ11 = 235,5 + 140 B.d11 pb1 (0,621 + d11 ) } = 3,587 bar 1.0,01587 = 1,413(0,621 + 0,01587 ) 2% (2.11) Đồ án môn học Kỹ thuật sấy φ12 = GVHD : TS Trần Văn Vang B.d 12 p b (0,621 + d 12 ) 1.0,01768 3,587 (0,621 + 0,01768) = 1% 2.3.5 Xác định kích thước sơ tháp sấy Hình - Kích thước bố trí kênh nạp khí nóng khí thải ẩm máy sấy tháp Thể tích thóc chứa tháp : ( Vth = Vv τ = G1 )τ ρ = 1653,85 1,2 750 ( Khối lượng riêng thóc ướt : ρ = 2,65 m3 = 750 kg/m3 ) Tải FULL (file word 32 trang): bit.ly/2IqJ1Hj Dự phịng: fb.com/TaiHo123doc.net (2.12) Đồ án mơn học Kỹ thuật sấy GVHD : TS Trần Văn Vang Thể tích tháp : V = Vth + Vtrống (2.13) Với : V = B L H (2.14) B, L, H - chiều rộng, chiều dài, chiều cao thiết bị sấy Chọn L = 1,4 m ( Chiều dài tháp sấy hay chiều dài máng dẫn ) Chọn số lượng máng dẫn ( kênh dẫn kênh thải ) mỗi dãy : k = Chiều rộng tháp sấy : B = 2k tn + 0,1 = 6.0,1 + 0,1 = 0,7 m ( tn = 0,1 m – Chiều rộng máng dẫn) Mặt khác thóc di chuyển từ xuống qua kênh dẫn ( kênh thải ) không điền đầy khoảng trống xung quanh kênh dẫn ( kênh thải ) Thực tế với xu hướng di chuyển từ xuống chúng tạo vết lõm phía bên kênh dẫn ( kênh thải ) Do : Vtrống = 1,25(n L FK) (2.15) n - Số kênh dẫn kênh thải L - Chiều dài máng dẫn = chiều rộng thiết bị sấy FK - Tiết diện kênh Ta có : B L H = Vth + 1,25(n L FK) 3H 0,17 0,7 1,4 H = 2,65 + 1,25 0,98 H = 2,65 + 0,193H 1,4 ( 0,085 0,1 - 0,05.0,045 ) Suy : H= 2,65 ≈ 3,4 0,98 − 0,193 m Vậy ta chọn chiều cao tháp sấy Ht = 5,2 m bao gồm vùng sấy vùng làm mát đồng thời đảm bảo an toàn từ khâu cung cấp vật liệu tháo vật liệu Vậy kích thước sơ tháp sấy: Chiều dài L = 1,4 m Chiều rộng B = 0,7 m Chiều cao Ht = 5,2 m 3456545 ... tác nhân sấy cách đốt nóng Tăng phân áp suất nước vật liệu sấy 2.1.2 Chọn dạng hệ thống sấy Trong phương pháp sấy nóng , với thóc người ta thường sử dụng hệ thống sấy đối lưu Hệ thống sấy đối... nhân sấy thiết bị sấy tháp : Nhiệt độ tác nhân sấy thiết bị sấy tháp dùng sấy thóc khoảng (80 ÷ 140) 0C , u cầu sử dụng ta chọn t1 sau : + Đối với vùng sấy thứ : t11 = 110 0C + Đối với vùng sấy. .. sấy → ủ để giúp vận chuyển ẩm bề mặt thóc đẻ thóc sấy khơ 1.2 Sử dụng thóc sau sấy: Thóc sau sấy dùng để làm lương thực để làm thóc giống - dự trữ Vì thóc sau sấy phải bảo đảm u cầu: - Hạt thóc