Đồ Án Động học của quá trình sấy tầng sôi

Đề tài: Động học của quá trình sấy tầng sôi



Đồ án dài 60 trang


LỜI NÓI ĐẦU


Trong công nghệ hóa chất cũng như thực phẩm, luôn có những yêu cầu về sấy các vật liệu ẩm . Chính vì vậy mà sấy đã đóng một vai trò không thể thiếu trong ngành công nghệ hóa học . Việt Nam là một nước có “Rừng vàng biển bạc” và có ngành nông nghiệp truyền thống lâu đời vì vậy đã tạo điều kiện manh mẽ cho ngành công nghệ hóa chất cũng như thực phẩm phát triển mạnh mẽ . Hiện nay trên thế giới có rất nhiều kĩ thuật sấy được áp dụng cho quá trình sấy và kĩ thuật sấy tầng sôi đã được áp dụng rộng rãi trong những năm gần đây .

So với quá trình ở trạng thái tĩnh thì quá trình ở trạng thái lỏng giả có rất nhiều ưu điểm, cụ thể là:

- Pha rắn được đảo trộn rất mãnh liệt, dẫn đến việc san bằng nhiệt độ và trong toàn lớp hạt

- Hệ số dẫn nhiệt, cấp nhiệt từ bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị đến lớp sôi ( hay ngược lại ) rất lớn.

- Do tính linh động của lớp sôi nên dễ dàng nạp nguyên liệu và tháo sản phẩm, dễ thực hiện quá trình liên tục, cơ giới hóa và tự động hóa, dễ điều chỉnh các thông số như lưu lượng và áp suất .

- Trở lực tương đối nhỏ và ổn định, không phụ thuộc vào tốc độ pha khí trong giới hạn tồn tại trạng thái lỏng giả.

- Cấu tạo thiết bị tương đối đơn giản, gọn nhẹ và dễ chế tạo.

Do tất cả những ưu điểm trên mà kỹ thuật sấy tầng sôi được sử dụng ngày càng rộng rãi trong công nghiệp như một phương pháp tăng cường độ quá trình. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có một số nhược điểm:

- Có hiện tượng tích điện và tĩnh điện dẫn đến khả năng dễ gây cháy nổ.

- Thời gian lưu của các hạt trong lớp sôi không đều

- Các hạt rắn bị va đập, bào mòn, vỡ vụn tạo nhiều bụi, do đó thiết bị phải có thiết bị thu hồi bụi, thành thiết bị tầng sôi phải chịu được mài mòn, nhất là khi gia công các hạt có cạnh sắc.

- Vận tốc của pha khí bị giới hạn trong phạm vi cần thiết để duy trì trạng thái tầng sôi mà nhiều khi không phải thích hợp đối với quá trình công nghệ.

Việc nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật sấy tầng sôi trong lĩnh vực sấy đã đựoc nhiều nhà khoa học trên thế giới tiến hành từ những năm 60 , nhiều thiết bị sấy tầng sôi có năng suất từ vài tấn đến hàng nghìn tấn giờ đã được đưa vào sản xuất ( chủ yếu là Liên Xô cũ va Mỹ ) để sấy các vật liệu có dạng hạt có kích thước từ 1-:-2mm đến 35-:-40 mm . Ở Việt Nam , cũng có một số công trình nghiên cứu về kỹ thuật tầng sôi . Tuy nhiên việc ứng dụng kỹ thuật này vào sản xuất cũng chưa được phổ biến rộng rãi .

Hiện nay kĩ thuật sấy tầng sôi đang đựoc nghiên cứu rất nhiều trong ngành công nghiệp hóa chất . Do đó việc nghiên cứu một cách đầy đủ kĩ thuật này để có công nghệ hoàn thiện đáp ứng cho quá trình sấy là một yêu cầu thực tế.

Trong bản đồ án này do điều kiện nghiên cứu có nhiều hạn chế nên em chỉ xin trình bày về “ Động học của quá trình sấy tầng sôi”.



MỤC LỤC




Lời nói đầu 3



Phần 1 Tổng quan 5

I.Thủy động lực học của quá trình sấy tầng sôi 5

1. Cơ chế tạo lớp lỏng giả 5

2. Các thông số lớp sôi và phương pháp xác định 8

2.1 Vận tốc sôi tối thiểu .8

2.2 Vận tốc phụt .9

2.3 Trở lực của lớp sôi 10

2.4 Tốc độ và giới hạn làm việc 11

2.5 Trở lực của lớp lưới phân phối khí 12

II. Lý thuyết về sấy 14

1. Các dạng liên kết ẩm trong vật liệu ẩm .14

1.1 Liên kết hóa học 14

1.2 Liên kết hóa lý .15

1.3 Liên kết cơ lý .16

2. Phân loại vật liệu sấy 16

2.1 Vật xốp mao dẫn 16

2.2 Vật keo 17

2.3 Vật keo xốp mao dẫn .17

3. Cơ chế tách ẩm trong hạt .17

4. Các giai đoạn xảy ra trong quá trình sấy hạt .18

5. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy 19

6. Trao đổi nhiệt và truyền ẩm trong sấy tầng sôi .20



Phần 2 Phương pháp nghiên cứu .23

I.Hệ thống thí nghiệm .23

1. Cấu tạo hệ thống thí nghiệm .23

2. Đặc tính kĩ thuật của hệ thống thí nghiệm sấy tầng sôi 24

3. Nguyên tắc làm việc của hệ thống .25

4. Xác định vận tốc, lưu lượng .25

5. Xác định nhiệt độ , độ ẩm của vật liệu .27

II. Tiến hành thực nghiệm và tính toán kết quả 27

1. Phương pháp tiến hành thí nghiệm 28

2. Tính toán kết quả thu được 30



Phần 3 Kết quả thực nghiệm 30

I. Kết quả thực nghiệm quá trình thủy lực .30

1. Sự ảnh hưởng của chiều cao lớp hạt lên quá trình thủy lực 34

II. Kết quả thực nghiệm đối với quá trình sấy .34

1. Kết quả thực nghiệm trên máy sấy tầng sôi .34

2. Tính toán nhiệt lượng và so sánh .41

3. Nhận xét và đánh giá kết quả sấy 51



Kết luận .52


Tài liệu tham khảo 53