THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY ĐỂ SẤY CÁT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
BỘ MÔN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ

ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY
ĐỂ SẤY CÁT

GVHD: TS. Nguyễn Đình Quân
SVTH: Nguyễn Huỳnh Yến Nhi
MSSV: 1512314

TP.HCM, tháng 12 năm 2018
1


LỜI MỞ ĐẦU
Sấy là một quy trình quan trọng trong ngành công nghiệp hóa chất, thực phẩm,
vật liệu xây dựng,… Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi
nguyên vật liệu.
Ngày nay, nhờ sự phát triển của khoa học công nghệ mà hàng loạt các quy trình
sấy đã đang được ứng dụng như: sấy thùng quay, sấy hầm, sấy buồng,…
Trong phạm vi đồ án này, em được thầy Nguyễn Đình Quân giao cho nhiệm vụ
tính toán thiết kế hệ thống sấy thùng quay dùng để sấy cát với năng suất nhập liệu
500kg/h.
Để hoàn thành được đồ án này, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô bộ môn
Quá trình và thiết bị đã dạy cho em những kiến thức bổ ích và đặc biệt là thầy
Nguyễn Đình Quân, thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo cho em để em có thể củng
cố lại kiến thức mà em đã học, và em có thể hoàn thiện được đồ án đúng tiến độ đã
được giao.

Bên cạnh đó, con xin cảm ơn ba mẹ đã luôn bên cạnh để ủng hộ cả về vật chất
lẫn tinh thần cho con.
Mình xin cảm ơn các bạn K15 chung nhóm đã giúp đỡ mình.
TP.HCM, tháng 12 năm 2018

Nhi
Nguyễn Huỳnh Yến Nhi

2


MỤC LỤC
I. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
1. Định nghĩa, ứng dụng, phân loại sấy
a.

Định nghĩa

Sấy là quá trình làm bay hơi nước ra khỏi nguyên vật liệu nhờ vào nhiệt
năng, là quá trình khuếch tán do sự chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật
liệu, hay nói cách khác do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu
và môi trường xung quanh. Phần hơi nước bay hơi đi, gọi là “độ ẩm”.
b.

Ứng dụng

Bảo quản thực phẩm.
Kinh tế trong việc vận chuyển hàng hóa, dễ dàng xử lý.
Giúp các nguyên liệu đạt được độ ẩm mong muốn theo quy định.
c.

Phân loại

Sấy được chia ra làm hai loại: sấy tự nhiên và sấy nhân tạo
• Sấy tự nhiên: phơi nguyên vật liệu ở ngoài trời, nhờ vào nhiệt từ ánh nắng
mặt trời, gió làm bay hơi nước, không sử dụng thiết bị. Sấy tự nhiên được
ứng dụng rộng rãi trong chế biến nông sản.
• Sấy nhân tạo: quá trình sử dụng nhiệt năng làm bay hơi nước, có sự can
thiệp của các thiết bị.
Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt: sấy đối lưu, sấy bức xạ, sấy tiếp
xúc, sấy thăng hoa, sấy điện trở,…
Dựa vào phương pháp làm việc: sấy liên tục và sấy gián đoạn (sấy theo
mẻ).
Dựa vào cấu tạo thiết bị: sấy hầm, sấy buồng, sấy thùng quay, sấy băng
tải, sấy trục,…
Dựa vào chuyển động của tác nhân sấy và vật liệu sấy: sấy xuôi dòng,
sấy ngược dòng, sấy chéo dòng,…
Dựa vào áp suất: sấy chân không và sấy ở áp suất thường.

3


2. Giới thiệu về sấy thùng quay
Thiết bị sấy thùng quay là thiết bị sấy rất quan trọng trong nền công nghiệp
hóa chất, thực phẩm, thuốc lá,… ảnh hưởng đến chất lượng của nguyên vật
liệu trong điều kiện hoạt động khác nhau.
Máy sấy thùng quay được sử dụng để gia nhiệt, loại bỏ độ ẩm.

a)

b)

c)

d)

Hình 1. a) Thiết bị sấy thùng quay với một động cơ truyền động; b) Thiết bị
sấy thùng quay với hai động cơ truyền động; c) Phần trong của một thiết bị sấy
thùng quay; d) Toàn thiết bị sấy thùng quay.
Cấu tạo: một thùng được làm bằng kim loại, đặt hơi nghiêng so với mặt
phẳng nằm ngang tỷ lệ 1/15÷1/50, quay tròn quanh trục, phía trong có gắn các
cánh. Nguyên liệu đổ xuống, tiếp xúc với dòng khí chuyển động cùng chiều
hoặc ngược chiều với máy sấy. Vật liệu trong thùng không được vượt quá 2025% thể tích thùng. Sau khi sấy xong, toàn bộ thành phẩm đều được tháo ra
ngoài.
Bên trong thùng có các cánh đảo dùng để xáo trộn vật liệu làm cho hiệu
suất sấy đạt được cao hơn, phía cuối thùng có hộp tháo sản phẩm, còn đầu
thùng được nối với lò đốt hoặc ống tạo tác nhân sấy. Giữa thùng quay, hộp
tháo và lò có cơ cấu bịt kín để không khí và khói lò không thoát ra ngoài.
Ngoài ra phía cuối thùng còn có xyclone để thu hồi sản phẩm bay theo khí và
thải khí sạch ra môi trường.
4


Tốc độ khói lò hoặc không khí nóng trong thùng không quá 3m/s để tránh
vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thiết bị. Vận tốc quay của thùng từ 1,5-8 vòng/
phút.
Các cánh đảo trộn trong thùng có tác dụng phân phối đều vật liệu theo tiết
diện thùng, đảo trộn vật liệu, làm tăng diện tích tiếp xúc giữa vật liệu sấy và
tác nhân sấy. Cấu tạo của cánh đảo phụ thuộc vào kích thước của vật liệu sấy
và độ ẩm của nó.

II. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN VẬT LIỆU
Cát là nguyên liệu thiên nhiên, được sử dụng nhiều trên thế giới, đứng sau
không khí và nước.
1. Phân loại
Cát là vật liệu dạng hạt, có nguồn gốc tự nhiên, bao gồm các hạt đá và các
khoáng vật nhỏ. Hạt cát có kích thước trung bình từ 0,0625mm đến 2mm
(thang Wentworth sử dụng tại Hoa Kỳ) hay từ 0,05 mm tới 1 mm (thang
Kachinskii sử dụng tại Nga và Việt Nam hiện nay).
Bảng 1. Kích thước phân loại cát
Kích
thước (mm)

0,0625 –
0,125

0,125-0,25

0,25-0,5

Thang đo
Wentworth

cát rất mịn

cát mịn

cát trung
bình

cát

thô

cát trung
bình

cát
thô

Thang đo
Kachinskii
1

0,05 ≤ cát mịn ≤ 0,25

0,5-1

1-2
cát rất
thô

Thành phần
Thành phần phổ biến của cát thường là silica (SiO 2), thường ở dạng thạch
anh.Cát trắng ở các vùng duyên hải nhiệt đới và cận nhiệt đới là đá vôi bị xói
mòn và chứa các mảnh vụn hay vỏ của các động vật có nguồn gốc hữu cơ.

a)

b)

Hình 2. a) Hình chụp cận cảnh của cát; b) hình chụp bãi cát

5


2. Ứng dụng
Cát được sử dụng làm nguyên vật liệu trong xây dựng.
Cát vàng là thành phần chủ yếu để sản xuất bê tông.
Là thành phần chủ yếu để sản xuất thủy tinh.
Được sử dụng trong các thiết bị lọc nước.
Các xí nghiệp sản xuất gạch ngói có thể dùng cát làm phụ gia để trộn lẫn
với đất sét và các vật liệu khác trong sản xuất gạch.
Cát đôi khi được trộn lẫn với sơn để tạo ra bề mặt ráp cho tường và trần
cũng như sàn chống trượt trong xây dựng.
Cát được sử dụng trong việc tạo cảnh quan như tạo ra các ngọn đồi và núi
nhỏ, chẳng hạn trong xây dựng các sân golf.
Cát được dùng để cải tạo các bãi tắm.
Các bao cát được dùng để phòng chống lũ lụt và chống đạn.
Hoạt hình cát là một kiểu nghệ thuật biểu diễn và là công cụ kỹ thuật để sản
xuất phim hoạt hình.
Các bể nuôi sinh vật cảnh đôi khi cũng dùng cát và sỏi.
Cát còn dùng để chữa cháy ở một số nơi như cây xăng, trạm phòng cháy
chữa cháy.
B. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
I. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Vật liệu sấy là cát, sau khi được sàng lọc để loại các tạp chất (rác, đá, sỏi,
…) được nhập liệu vào thùng sấy bằng hệ thống gầu tải. Cát khi vào thùng sấy
với độ ẩm là 40% khối lượng, chuyển động cùng chiều với tác nhân sấy. Tác
nhân sấy sử dụng là không khí được gia nhiệt bằng khói lò rồi qua buồng hòa
trộn với không khí bên ngoài và đưa vào thùng sấy cùng lúc với vật liệu sấy.
Dòng tác nhân được đưa vào thùng sấy thông qua quạt đẩy được đặt trước

thiết bị và quạt hút đặt cuối thiết bị. Thùng sấy có dạng hình trụ đặt nằm
nghiêng với mặt phẳng nằm ngang theo tỷ lệ 1/15:1/50.
Chuyển động quay của thùng sấy được thực hiện thông qua hệ dẫn động
bởi một động cơ và hộp giảm tốc đến bánh răng được gắn trên thùng sấy.
Thùng sấy quay với tốc độ 1,5÷8 vòng/ phút. Cát từ phễu chứa đi vào thùng
sấy cùng với tác nhân sấy là khói lò. Thùng sấy quay tròn, cát vừa bị xáo trộn
vừa đi từ đầu cao của thùng xuống đầu thấp. Trong quá trình này, cát và khói
lò trao đổi nhiệt ẩm cho nhau. Cát đi hết chiều dài của thùng sấy được lấy và
đưa vào các quá trình khác.
6


C. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
Vật liệu sấy là cát, có các thông số vật lý cơ bản sau:
Độ ẩm ban đầu của vật liệu sấy (theo vật liệu ướt): ω1 = 40%.
Độ ẩm cuối của vật liệu sấy (theo vật liệu ướt): ω2 = 5%.
Khối lượng riêng của hạt vật liệu: ρr = 1650 kg/m3 (Bảng 1.1/8-[3])
Khối lượng riêng của khối hạt: ρx = 1200 kg/m3 (Bảng 1.1/8-[3])
Nhiệt dung riêng của vật liệu: (Phụ lục 2-[3] )
Đường kính của hạt cát: .
Năng suất nhập liệu:
I. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Lượng ẩm bốc hơi trong 1 giờ:

Lượng vật liệu khô tuyệt đối:

Năng suất của sản phẩm sấy:
II. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG
1. Thông số trạng thái của không khí ngoài trời
Điều kiện môi trường:

Nhiệt độ: t0 = 270C
Độ ẩm tương đối:
Áp suất khí quyển: Pa= 760mmHg = 0,981 bar
Áp suất hơi bão hòa:

(CT2.31/31, [1]
Độ chứa ẩm:
(CT 2.18/41, [1])
7


Hàm nhiệt của không khí
(CT2.25/41, [1])
Trong đó: tương ứng là entanpy của 1 kg không khí khô và
1 kg
hơi nước.
là nhiệt dung riêng của không khí khô. [1]
nhiệt dung riêng của hơi nước.[1]
là ẩn nhiệt hóa hơi.[1]
Khi đó entanpy của không khí ẩm:
(CT2.25/41, [1])

Vậy trạng thái không khí trước khi vào lò đốt:
Nhiệt độ
Độ ẩm
Độ chứa ẩm
Entanpy của không khí I = 76,828 kJ/kg không khí
ẩm
2. Thông số trạng thái của khói lò
Thành phần nhiên liệu sử dụng, chọn than Tuyên Quang [2] có

Nguyên tố

Hàm lượng (%)

C

57

H

4,6

O

2,6

N

0,2

S

1,6

Tr (Tro)

19

A (Nước)

15

Nhiệt trị cao của nhiên liệu:
(CT3.2/53, [1])
(kJ/kg nhiên liệu)
8


Nhiệt trị thấp của nhiên liệu:
(CT 3.2/53, [1])

Lượng không khí khô lý thuyết cho quá trình cháy:
(CT 3.11/55, [1])
(kg không khí/kg nhiên liệu)
Trong thực tế tùy thuộc vào việc tổ chức quá trình cháy và độ hoàn thiện
của buồng đốt mà không khí khô thực tế L để cháy hết 1 kg nhiên liệu lớn hơn
lượng không khí khô lý thuyết L 0. Tỷ số giữa L và L 0 người ta gọi là hệ số
không khí thừa của buồng đốt αbđ. Như vậy:
Khi càng lớn thì khả năng cung cấp oxy càng tốt nhưng nhiệt độ buồng đốt
lại giảm và do đó quá trình cháy lại không tốt. Như vậy, đối với một loại
buồng đốt và một loại nhiên liệu có một hệ số thừa không khí tối ưu. Buồng
đốt được thiết kế và xây dựng hoàn thiện thì hệ số không khí thừa tối ưu càng
bé.
Trong các lò đốt lấy khói của hệ thống sấy có thể lấy Chọn .
Lượng không khí khô thực tế cho quá trình cháy:
(kg/kg nhiên liệu)
Tuy nhiên, do nhiệt độ khói sau buồng đốt rất lớn so với yêu cầu, trong các
hệ thống sấy dùng khói lò làm tác nhân sấy, người ta phải tổ chức hòa trộn với
không khí ngoài trời để cho một hỗn hợp thích hợp. Vì vậy, trong hệ thống sấy
người ta xem hệ số không khí thừa α là tỷ số giữa không khí khô cần cung cấp

thực tế cho buồng đốt cộng với lượng không khí khô đưa vào buồng hòa trộn
chia cho lượng không khí khô lý thuyết cần thiết cho quá trình cháy.
Nhiệt độ của không khí trước khi vào buồng sấy, chọn .
Entanpy của hơi nước trước khi vào buồng sấy:
(CT 3.16/57, [1])
Entanpy của hơi nước trước khi vào buồng đốt:
Hệ số không khí thừa:

9


a.

Khối lượng hơi nước chứa trong khói lò

Khối lượng hơi nước sau buồng đốt:
(CT 3.20/58, [1])
(kg ẩm/kg nhiên liệu).
Khối lượng hơi nước sau buồng hòa trộn:
(CT 3.20/58, [1])
(kg ẩm/kg nhiên liệu).
b.

Khối lượng khói khô

Khối lượng khói khô sau buồng đốt:
(CT 3.23/59, [1])
(kg khói khô/kg nhiên liệu)
Khối lượng khói khô sau buồng hòa trộn:
(CT 3.24/59, [1])

(kg khói khô/kg nhiên liệu)
c.

Các thông số nhiệt động của khói lò

Lượng chứa ẩm của khói lò sau buồng đốt:
(CT 3.26/59, [1])
Lượng chứa ẩm của khói lò sau buồng hòa trộn:
10


(CT 3.27/58, [1])
Entanpy của khói lò sau buồng đốt:
(CT 3.31/60, [1])
Trong đó:
là hiệu suất của buồng đốt, chọn
là nhiệt dung riêng của than [2]
.

Nếu xem gần đúng nhiệt dung riêng của khói khô bằng nhiệt dung riêng của
không khí khô, ta có:
(CT 3.33/60, [1])
Nhiệt độ của khói lò sau buồng đốt:

Entanpy của khói lò sau buồng hòa trộn:

Nhiệt độ của khói lò sau buồng hòa trộn:
d.

Hằng số khí của khói lò

Áp suất hơi bão hòa sau buồng đốt:

Độ ẩm tương đối của khói lò sau buồng đốt:
Áp suất hơi bão hòa sau buồng hòa trộn:

Độ ẩm tương đối của khói lò sau buồng hòa trộn:
11


3. Thông số của trạng thái tác nhân sấy sau buồng sấy
Trong các thiết bị sấy dùng khói lò làm chất vừa cung cấp nhiệt lượng cho
vật liệu sấy vừa thải ẩm ra môi trường, chúng ta quan niệm quá trình sấy lý
thuyết là quá trình không có tổn thất do vật liệu sấy mang đi, do thiết bị
chuyền tải mang đi, không có tổn thấ do tỏa ra môi trường qua kết cấu bao
che,… mà chỉ có tổn thất do tác nhân sấy mang đi. Do đó, bao nhiêu nhiệt
lượng khói lò cung cấp cho vật liệu sấy hoàn toàn dùng để tách ẩm ra khỏi vật
liệu. Do ẩm tách khỏi vật liệu lại bay vào trong khói nên ẩm lại mang toàn bộ
nhiệt lượng mà khói đã mất đi trả lại cho khói dưới dạng nhiệt ẩn hóa hơi r và
nhiệt vật lý của hơi nước C pat. Vì vậy, quá trình sấy lý thuyết bằng khói lò
cũng như qua trình sấy dùng không khí nóng được xem là quá trình đẳng
entanpy.
(kJ/kg không khí)
Chọn nhiệt độ đầu ra của tác nhân sấy là t1 =1000C.
Áp suất hơi bão hòa:

Độ chứa ẩm:

Độ ẩm tương đối:

Đại lượng

Sau buồng
đốt

Sau buồng
hòa trộn

1530

250

Ra khỏi
thiết bị
sấy
100
e

4. Quá trình sấy lý thuyết
Trong thiết bị sấy lý tưởng, lượng không khí vào và ra thiết bị sấy là không
đổi, giả sử bằng .
Theo nguyên lý bảo toàn vật chất:
(CT 2.1/43,[3])

12


Lượng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm:

Cân bằng nhiệt cho thiết bị sấy lý tưởng:

Nhiệt lượng tiêu hao cho quá trình sấy lý thuyết:
Nhiệt lượng tiêu hao riêng:
5. Quá trình sấy thực tế [1]
Một thiết bị sấy ngoài tổn thất nhiệt do tác nhân sấy mang đi còn có thể có
nhiệt lượng bổ sung và đương nhiên luôn luôn tồn tại tổn thất nhiệt ra môi
trường qua các kết cấu bao che , tổn thất nhiệt do thiết bị mang ra và tổn thất
nhiệt do vật liệu sấy mang đi , tổn thất nhiệt ra môi trường .
Trong thiết bị sấy thùng quay, không sử dụng nhiệt bổ sung và thiết bị
không có thiết bị chuyền tải nên .
Nhiệt lượng đưa vào hệ thống sấy gồm:
Nhiệt lượng do tác nhân sấy nhận được trong buồng đốt, buồng hòa trộn:
Nhiệt lượng vật lý do vật liệu sấy mang vào
Nhiệt lượng đưa ra khỏi thiết bị sấy:
Nhiệt lượng tổn thất do tác nhân sấy mang đi:
Nhiệt vật lý của vật liệu sấy mang đi:
Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường: Qmt
Cân bằng nhiệt lượng vào ra thiết bị sấy, ta có:
trong đó, , ta xem
Vậy nhiệt lượng tiêu hao trong quá trình sấy thực:
đặt tổn thất nhiệt do vật liệu sấy mang đi.
Xét cho 1 kg ẩm cần bốc hơi:
trong đó:
13


đặt

Trong đó:
nhiệt dung riêng của vật liệu sấy với độ ẩm
(Bảng I.144/162-STT1)

Nhiệt độ ra khỏi thiết bị của vật liệu lấy nhỏ hơn nhiệt độ tác nhân cùng vị
trí từ .

Tổn thất nhiệt ra môi trường:

Vậy trạng thái của tác nhân sấy sau quá trình sấy thực nằm dưới đường .
Lượng chứa ẩm của tác nhân sấy sau quá trình sấy thực:
trong đó:

Độ ẩm tương đối:
Lượng tác nhân sấy thực tế:
14


Lượng khói khô cần thiết:
Lương lượng thể tích của tác nhân sấy trước khi vào buồng sấy:
Lương lượng thể tích của tác nhân sấy sau khi vào buồng sấy:
Trong đó:
: thể tích không khí ẩm của 1 kg không khí khô (m 3/kg không khí
khô) của tác nhân sấy trước và sau khi vào buồng sấy (Phụ lục 5/
[1]).
Lưu lượng thể tích trung bình của tác nhân sấy:
Nhiệt lượng tiêu hao để bốc hơi 1 kg ẩm:
Lượng nhiên liệu than tiêu hao để bốc hơi 1 kg ẩm:
Lượng nhiên liệu tiêu hao:
Hiệu suất thiết bị:
III. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH
1. Thời gian sấy
Thời gian sấy vật liệu

Trong đó:
- Hệ số chứa đầy vật liệu trong thùng, chọn
Cường độ bay hơi, Chọn

(Bảng 6.2/179, [6])
2. Thể tích thùng sấy
Chọn đường kính thùng theo tiêu chuẩn: ([6]/186)
3. Chiều dài thùng sấy
Chọn
15


Khi đó thể tích của thùng sấy:
4. Chiều dày thùng sấy

5. Diện tích thùng sấy
6. Tiết diện tự do của thùng
7. Số vòng quay của thùng
Trong đó:
số vòng quay của thùng sấy
hệ số lưu ý đến dạng cánh trong thùng. Chọn cánh nâng [6]
hệ số lưu ý đặc tính chuyển động của vật liệu. Sấy xuôi chiều .
Chọn
góc nghiêng của thùng quay. Chọn
8. Công suất cần thiết để quay thùng
Trong đó:
Hệ số phụ thuộc vào dạng cánh, với cánh nâng (VII.5/123,[5])
9. Vận tốc của tác nhân sấy
10. Tính toán bề dày thùng

Các hệ số của không khí bên trong thùng sấy. (Phụ lục 6/[1])
Thông số
Vận tốc
Nhiệt độ trung bình
Hệ số dẩn nhiệt
Độ nhớt

Kí hiệu

Đơn vị
o

C
W/m.oK
Ns/m2
16

Giá trị
3,86
175
0,0375
2,51.10-5


kg/m3
m2/s

Khối lượng riêng
Độ nhớt động học

0,788
3,19.10-5

Chọn bề dày thùng [7]:
ST
Đại lượng
T
1 Bề dày thùng
2 Bề dày lớp cách nhiệt
3 Bề dày lớp bảo vệ

Kí
hiệu
1
2
3

Giá trị
chọn (m)
0,005
0,02
0,002

Vật liệu
CT3
Bê tông xốp
CT3

Hệ số dẫn nhiệt
 (W/mK)

49
0,93
49

Đường kính ngoài của thùng sấy:

11. Kiểm tra bề dày thùng:
Vật liệu chế tạo thùng chọn là CT3, có các tính chất sau:
Các tính chất của vật liệu chế tạo thùng:
ST
Thông số
Kí hiệu
Đơn vị
Giá trị
T
1
Ứng suất tiêu chuẩn
N/mm2
140
2
Giới hạn an toàn
1
3
Hệ số bền mối hàn
0,95
2
4
Ứng suất cho phép
N/mm
133

Thùng sấy có hình dạng nằm ngang, chế tạo bằng phương pháp hàn, thùng
làm việc ở áp suất khí quyển.
Hệ số hiệu chỉnh :đối với thiết bị có bọc cách nhiệt, chọn
Ứng suất cho phép:
Do đó bề dày tối thiểu thùng được xác định theo công thức:
Hệ số bổ sung kích thước:
Bảng 1 Các hệ số bồ sung kích thước cho bề dày thùng:
Hệ số bổ sung
Kí
Giá trị
STT
Ghi chú
kích thước
hiệu
(mm)
Hệ số bồ sung
Đối với vật liệu bến trong môi trường có
1
do ăn mòn hóa
Ca
0
độ ăn mòn hóa học không lớn hơn
học
0,05mm/năm
Hệ số bổ sung
Do nguyên liệu là các hạt rắn chuyển
2
do bào mòn cơ
Cb
1

động, va đập trong thiết bị. Giá trị Cb
học
chọn theo thực nghiệm.
Phụ thuộc vào chiều dày của tấm thép là
Hệ số bổ sung
thùng. Với thùng bằng thép CT3, dày
3
do sai lệch khi
Cc
0,8
8mm thì C3 = 0,8 mm Theo bảng
chế tạo
XIII.9/36
17


4

Hệ số quy tròn
kích thước

Co

5,75

Chọn

Bề dày thực của thân thùng:
(mm)
Áp suất lớn nhất cho phép trong thân thiết bị:

Vậy thùng sấy có bề dày là 7,95 mm, thỏa điều kiện làm việc
12. Trở lực qua thùng sấy:
Tính chất của khói lò cũng tương tự như tính chất của không khí khô, do đó
có thể sử dụng số liệu của không khí khô cho khói lò.
Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy, theo phụ lục 6/350-[1], các thông số
của khói lò như sau:
Độ nhớt động học:
Khối lượng riêng:
Chuẩn số Reynolds:
Hệ số thủy động :

Độ đặc trưng của khối hạt:
Trong đó

(CT 10.22/224, [1])

Trở lực qua lớp hạt:
18


13. Thiết kế cánh khuấy
trong đó : h chiều cao rơi trung bình của hạt vật liệu (m)
: đường kính trong thùng sấy (m)

trong đó:

: bề mặt chứa vật liệu

Chọn :

Chiều cao cánh đảo:
Chiều rộng cánh:
Chiều dài cánh :
Chiều dày cánh:
Vật liệu chế tạo cánh là thép không rỉ CT3,
Số cánh trên một mặt cắt: 12 cánh
Số cánh cần lấp:
19


Khối lượng 1 cánh đảo:
Khối lượng của cánh trong thùng:
14. Chiều cao lớp vật liệu chứa trong thùng

Fcd

α R

Hình Diện tích phần chứa vật liệu trong thùng
Tỷ lệ chứa đầy vật liệu trong thùng:
Trong đó:

Ft:tiết diện ngang của thùng (m2)
Fcđ:Tiết diện chứa đầy (m2)

với

Chiều cao chứa đầy vật liệu trong thùng:
15. Chọn kích thước của các chi tiết trong thiết bị thùng quay:
Thân thùng trước của thùng quay:

Chiều dài thùng trước
20


Chiều rộng thùng trước
Chiều cao thùng trước
Kích thước thùng sau tương tự như thùng trước.
Chân đỡ :
Vật liệu: thép CT3
Chiều dài
Chiều rộng
Chiều cao
Phễu nhập liệu:
Vật liệu: thép CT3
Miệng phễu lớn hình vuông cạnh dài:
Miệng phễu nhỏ hình vuông cạnh dài:
Con quay phân phối nguyên liệu:
Vật liệu: thép CT3
Đường kính:
IV. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ
1. Tính toán buồng đốt
Trong buồng đốt, than được chất lên mặt ghi một lớp dày 200-250mm qua
cửa vào than. Phía dưới ghi là buồng tách xỉ, còm phía trên là không gian làm
việc của buồng đốt.
Để bảo vệ ghi lò không bị quá nhiệt khi làm việc, trải lên mặt ghi một lớp xi
mỏng, sau đó mới đến lớp than.
Diện tích bề mặt ghi lò:
trong đó:
Đối với than antraxit, chọn [2]
Diện tích mắt ghi

Thể tích buồng đốt:
trong đó: – mật độ nhiệt thể tích của buồng đốt
Chiều cao buồng đốt:
Chọn
21


Chiều ngang , dài của buồng đốt:
Chọn
Chọn
Chiều ngang của buồng đốt:
2. Tính toán buồng hòa trộn
Lượng khói khô sau buồng đốt: (kg khói khô/kg nhiên liệu)
Lượng khói khô cần thiết trong 1 giờ:
Lưu lượng thể tích của khói:
Chọn tốc độ của dòng khối trong ống
Tiết diện của ống dẫn:
Đường kính của ống:
Chọn ống thép đúc DN150:

Bề dày
:
Đường kính trong :
Lượng khói khô sau buồng đốt: (kg khói khô/kg nhiên liệu)
Lượng khói khô cần thiết trong 1 giờ:
Lưu lượng thể tích của khói:
Chọn tốc độ cảu dòng khói trong ống
Tiết diện của ống dẫn:
Đường kính của ống:

Chọn ống thép đúc DN300:

Bề dày
:
Đường kính trong :
Lượng không khí cần bổ sung trong 1 giờ:
Lưu lượng thể tích của không khí:

22


Chọn tốc độ cảu dòng khói trong ống
Tiết diện của ống dẫn:
Đường kính của ống:
Chọn ống thép đúc DN300:

Bề dày
:
Đường kính trong :
Chọn tốc độ của dòng khói trong ống tại vòi phun
Tiết diện của vòi:
Đường kính của ống:

Chọn ống thép đúc DN20: Bề dày
:
Đường kính trong :
Trở lực do đột thu:
Trong đó, – độ nhớt động của không khí (Bảng I.255/[3])
Ta có
Chọn hệ số trở lực (N013/388/[3])

3. Tính chọn xyclone
Chọn Xyclone H.15 do năng suất của xyclone khá lớn.
, chọn:
Xyclone đơn, đường kính , năng suất của xyclone đơn
Bảng kích thước cơ bản của xyclone [3]
Các kích thước của Xyclone
Chiều cao cửa vào (kích thước bên
trong)
Chiều cao ống tâm có mặt bích
Chiều cao phần hình trụ
Chiều cao phần hình nón
Chiều cao phần bên ngoài ống tâm
Chiều cao chung
Đường kính ngoài của ống ra
Đường kính trong của cửa tháo bụi
23

Ký hiệu

Kích thước (mm)
528

H

1392
1808
16000
240
3648
480

280


Chiều rộng của cửa vào
Chiều dài của ống cửa vào
Khoảng cách từ tận cùng xyclone đến
mặt bích
Góc nghiêng giữa nắp và ống vào
Đường kính trong của xyclone
Hệ số trở lực của xyclone
Tốc độ quy ước:

208/160
480
240
150
800
105

Trở lực của xyclone:
4. Tính toán và chọn quạt
Lưu lượng không khí khô:

Công suất trên trục động cơ điện [3]

Trong đó :
– Hiệu suất của quạt
Lắp trực tiếp với động cơ điện
Hiệu suất thủy lực;
Tổng trở lực cần khắc phục (mmH2O );

Trong đó:
Hệ số phụ thuộc vào hàm lượng tro và loại ghi lò; chọn .
Lượng than cần đốt trong 1h; .
Diện tích ghi lò, .
Tính :
24


là trở lực của lớp than và trở lực của ghi lò; chọn
Tính :

Với :
Khối lượng riêng của không khí,
Chiều dài đường ống dẫn khói từ buồng đốt đến quạt,
Vận tốc khí trong ống,
Hệ số trở lực của van trên đường ống,
Hệ số ma sát phụ thuộc vào chuẩn số Re:

2,07 mmH2O

Công suất động cơ điện:

Ta chọn 2 quạt , do đó:

5. Tính toán hệ thống chuyền tải
Công suất của băng tải:

Trong đó: – Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng của băng tải khi chiều rộng
băng tải bằng 800mm

6. Thiết kế hộp giảm tốc
a.

Chọn động cơ:

Thông số đầu vào:
-

Công suất bộ phận công tác là thùng quay:

-

Tốc độ quay của thùng sấy:

Công suất cần thiết của động cơ điện:
25