Đề tài Thiết kế nhà máy sản xuất vật liệu chịu lửa Samot

+ Kích thước cục vật liệu lớn nhất: 50 mm. + Khoảng rời của phần lắc: 50á200 mm. + Số vòng quay của trục lệch tâm: 23V/phut. + Công suất động cơ điện: 1,7 Kw. + Số vòng quay của động cơ: 930 V/phut. + Kích thước toàn bộ máy: Chiều dài: 2690 mm. Chiều rộng: 690 mm. Chiều cao: 485 mm. + Trọng lưọng của máy không kể động cơ: 484 kg + Số lượng máy 1 chiếc + Hệ số sử dụng năng suất : h = 5. Chọn máy thái đất sét Dùng để thái đất sét có kích thước là những khối lớn thành những lát mỏng, trước khi đưa vào máy nghiền lồng. Máy thái đất sét được chọn với các thông số kỹ thuật như sau : + Kích thước đất sét sau thái : 50mm dày 5mm + Máy có 8 dãy lưỡi bào + Năng suất : 4 T/h + Công suất máy : 14kW + Số máy : 1 máy + Ngày làm việc : 5 giờ + Hệ số sử dụng năng suất : h = 6. Máy nghiền lồng : Dùng để nghiền đất sét, chuẩn bị làm chất kết dính. Máy nghiền lồng được chọn với các thông số kỹ thuật như sau : + Năng suất : 4 T/h + Máy sử dụng 2 lồng, lồng vào nhau, quay ngược chiều nhau,tháo liệu qua lưới sàng ở đáy, kích thước hạt ra khỏi máy nghiền lồng < 2mm, hạt thô sẽ nghiền lại. + Lưới ghi : 5 mm + Công suất động cơ : 15 kW + Hệ số sử dụng năng suất : h = 7. Xe cân phối liệu : Dùng để định lượng nguyên liệu trước khi vào trộn phối liệu. + Chọn cân tự động có đặc tính kỹ thuật sau: . Năng suất : 4 t/h . Sai số : 2% . Công suất : 2,7 kW . Khối lượng cân : 1000kg . Kích thước toàn bộ : - chiều dài : 1150 mm - chiều rộng : 905 mm - chiều cao : 1650 mm . Số lượng : 1 chiếc 8. Máy trộn bánh xe : Là máy trộn phối liệu có độ ẩm 7%, ta chọn máy trộn be – gun, ký hiệu CM – 568 nạp liệu gián đoạn, có các đặc trưng kỹ thuật sau: + Năng suất: 800 kg/1lần trộn + Đường kính bánh xe: 1600 mm. + Chiều rộng bánh xe: 450 mm. + Trọng lượng bánh xe + giá: 3300 kg. + Số vòng quay của đĩa: 19 V/phút. + Công suất động cơ điện: 40 Kw + Kích thước toàn bộ máy: Chiều dài: 5945 mm. Chiều rộng: 4400 mm. Chiều cao: 4080 mm. + Số lượng : 2 chiếc 9. Máy ép tạo hình : Để tạo hình sản phẩm ta chọn máy ép thuỷ lực. Loại máy này có đầy đủ tính năng tự động để sản xuất các loại vật liệu chịu lửa có chất lượng tốt nhất, đảm bảo của hãng LAEIBUCHER (cộng hoà liên bang Đức),loại máy này có đầy đủ tính cho mộc có cường độ cao, đồng đều và chính xác về kích thước sản phẩm ép. Thông số kỹ thuật của máy: + Số máy 1 chiếc + áp lực ép: 1600(tấn) + Số lần ép: 7 lần/phút + Trọng lượng máy: 50(tấn). 10. Chọn sàng rung quán tính Dùng để phân loại ra các cỡ hạt khác nhau theo yêu cầu kỹ thuật sản xuất, sàng rung quán tính được chọn với các thông số kỹ thuật như sau : + Loại C – 212 + Kích thước sàng : 420x900mm + Năng suất : 6 T/h + Số sàng : 2 sàng + Kích thước lỗ sàng : 3 x 3 mm và 0,5 x 0,5 mm + Góc nghiêng sàng : 25o + Số dao động trong 1 ph : 1450 lần/ph + Công suất động cơ : 1kW + Kích thước toàn bộ : . Chiều dài : 965 mm . Chiều rộng : 800 mm . Chiều cao : 975 mm + Trọng lượng không kể động cơ : 2395kg + Tổng trọng lượng : 2600 kg 11. Chọn gầu nâng : Có tác dụng nâng nguyên liệu và phối liệu lên cao theo phương thẳng đứng để đổ vào các bunke chứa. Chọn gầu nâng với các thông số kỹ thuật như sau: + Số lượng : 2 chiếc - 1 chiếc đặt ở phân xưởng nguyên liệu để nâng nguyên liệu chưa gia công ở kho đổ vào bunke chứa đem đi gia công. - 1 chiếc đặt ở phân xưởng tạo hình để nâng phồi liệu đã trộn đổ vào bun ke chứa để tạo hình thành sản phẩm mộc. + Loại gầu T – 52 xích thẳng đứng + Năng suất : 20 m3/h + Số xích : 1 xích + Bước xích : 100 mm + Chiều cao nâng max : 18 m + Dung tích gầu : 2 lít + Bước gầu : 300 mm + Công suất động cơ : 4,4 kW + Kích thước toàn bộ : . Chiều dài : 0,9 m . Chiều rộng : 0,5 m . Chiều cao : 19,5 m 12. Chọn tiếp liệu băng xích + Loại CM – 179A + Đường kính đĩa : 750 mm + Số vòng quay của đĩa : 49 v/ph + Năng suất : 3 m3/h + Công suất động cơ điện : 0,6 kW + Số vòng quay của động cơ điện : 1410 v/ph + Trọng lượng : 236 kg + Số lượng : 2 chiếc + Kích thước toàn bộ : . Chiều dài 1130 mm . Chiều rộng 770 mm . Chiều cao 837 á 972 mm 13. Chọn bun ke chứa + Bunke chứa đất sét cho máy nghiền lồng 1 chiếc dung tích + Bunke chứa samôt Tấn Mài và samôt Vĩnh Yên cho máy đập bánh xe 2 chiếc 1 chiếc chứa samôt Tấn Mài 1 chiếc chứa samôt Vĩnh Yên + Bunke chứa samôt Tấn Mài và samôt Vĩnh Yên cho máy nghiền lăn 3 chiếc : - 1 chiếc chứa cỡ hạt thô dh > 3 mm - 1 chiếc chứa cỡ hạt trung bình dh = 0,5 á 3 mm - 1 chiếc chứa cỡ hạt nhỏ dh < 0,5 mm + Bunke chứa bột mịn samôt Tấn Mài và samôt Vĩnh Yên cho máy nghiền bi 2 chiếc 1 chiếc chứa samôt Tấn Mài 1 chiếc chứa samôt Vỹnh Yên + Bun ke chứa Cao lanh Định Trung cho sàng rung 1 chiếc + Bunke chứa phối liệu cho tạo hình bằng máy 1 chiếc + Bunke chứa phối liệu cho tạo hình thủ công 1 chiếc 14. Chọn băng tải : Dùng để chuyển nguyên liệu từ thiết bị gia công này đến thiết bị gia công khác và từ kho chứa đến các thiết bị gia công, chọn băng tải với các thông số kỹ thuật như sau : + Loại AO 93 – 4 + Công suất : 75 kW + Tốc độ quay : 1470 v/ph + Điện thế : 380 v + Tốc độ băng : 360m/s + Năng suất : 6000 m3/h 15. Cầu trục 5 tấn Được đặt ở trên cao với nhiệm vụ chuyển nguyên liệu và phối liệu đến các bunke chứa, chọn cầu trục 5 tấn với các thông số kỹ thuật như sau : + Số lượng : 2 chiếc + Sức nâng lớn nhất : 3 tấn + Công suất tổng : 14 kW Chương VI Tính toán nhiệt kỹ thuật lò nung I.Tính toán quá trình cháy Nhiên liệu dùng cho quá trình nung là dầu Mazut mác 40 có thành phần hoá học làm việc như sau: Thành phần C H S N + O A W % 85,25 11,5 0,6 0,5 0,15 2 Dầu Mazut là sản phẩm còn lại sau khi chưng phân trực tiếp dầu mỏ. Dầu Mazut có độ nhớt cao, nhiệt độ sôi trên 300oC, nhiệt độ đông đặc không quá +10oC. 1.Tính toán nhiệt trị của nhiên liệu Nhiệt trị của nhiên liệu được xác định qua công thức: QH = 81.C + 246.H – 26.(O-S) – 6W (Kcal/kg). Thay số : QH = 81.85,25 + 246.11,5 – 26.(0,25 – 0,6) – 6.2 = 9731,35 (Kcal/kg) 2.Tính lượng không khí cần cho quá trình cháy Lượng không khí cần cho quá trình cháy được xác định bằng phương pháp bảng như sau: Chất Kg Kmol Phản ứng cháy Kmol O2 Kmol CO2 Kmol H2O Kmol N2 Kmol SO2 C 85,25 7,104 C + O2 CO2 7,104 7,104 - - - H 11,5 5,75 H2 + O2 H2O 2,875 - 5,75 - - S 0,6 0,019 S + O2 SO2 0,019 - - - 0,019 O 0,25 0,008 0,008 - - - - N 0,25 0,009 - - - 0,009 - A 0,15 - - - - - độ ẩm 2 0,111 - - 0,111 - - Tổng 100 12,951 9,99 7,104 5,861 0,009 0,019 Lượng không khí lý thuyết cần cho quá trình cháy: Lo =x = = 10,66 (m3/kg) 3. Lượng không khí thực tế cần cho quá trình cháy: La a.Đối với zôn nung Xác định lượng không khí thực tế cần cho phản ứng cháy + Hệ số không khí dư a = 1 Vậy lượng không khí khô thực tế cần là: La = a . Lo = 1. 10,66 = 10,66 (m3/kg). Lượng không khí ẩm thực tế cần: La’ La’ = (1 + 0,0016.d). La = (1 + 0,0016.16).10,66 = 10,93 Trong đó d : hàm ẩm d = 16g/kgkkk. Vậy lượng nước do không khí ẩm mang thể tíchào là : La’ - La = 10,93 – 10,66 = 0,27 (m3/kg). Thể tích sản phẩm cháy là : VCO2 = = = 1,59 (m3/kg). VH2O = = (m3/kg). VSO2 = = = 4,3.10-3 (m3/kg). VN2 = + 0,79. La = (m3/kg). VO2 = 0,21.(a - 1). LO = 0,21.(1 - 1).10,66 = 0 (m3/kg). Tổng thể tích sản phẩm cháy: Va = VCO2 + VH2O + VSO2 + VN2 +VO2 = 1,59 + 1,58 + 0,0043 + 8,44+0 = 11,61. Thành phần phần trăm các khí: % CO2 = % % H2O = % % SO2 = % % N2 = % % O2 = 0 % + Hệ số không khí dư a = 1,05 Vậy lượng không khí khô thực tế cần là: La = a . Lo = 1,05. 10,66 = 11,19 (m3/kg). Lượng không khí ẩm thực tế cần: La’ La’ = (1 + 0,0016.d). La = (1 + 0,0016.16).11,19 = 11,48 Vậy lượng nước do không khí ẩm mang thể tíchào là : La’ - La = 11,48 – 10,93 = 0,55 (m3/kg). Thể tích sản phẩm cháy là : VCO2 = = = 1,59 (m3/kg). VH2O = = (m3/kg). VSO2 = = = 4,3.10-3 (m3/kg). VN2 = + 0,79. La = (m3/kg). VO2 = 0,21.(a - 1). LO = 0,21.(1,05 - 1).10,66 = 0,11 (m3/kg). Tổng thể tích sản phẩm cháy: Va = VCO2 + VH2O + VSO2 + VN2 +VO2 = 1,59+1,86+0,0043+9,09+0,11 = 12,65. Thành phần phần trăm các khí: % CO2 = % % H2O = % % SO2 = % % N2 = % % O2 = % + Hệ số không khí dư a = 1,15 Vậy lượng không khí khô thực tế cần là: La = a . Lo = 1,15. 10,66 = 12,26 (m3/kg). Lượng không khí ẩm thực tế cần: La’ La’ = (1 + 0,0016.d). La = (1 + 0,0016.16).12,26 = 12,6 Vậy lượng nước do không khí ẩm mang thể tíchào là : La’ - La = 12,6 – 12,26 = 0,34 (m3/kg). Thể tích sản phẩm cháy là : VCO2 = = = 1,59 (m3/kg). VH2O = = (m3/kg). VSO2 = = = 4,3.10-3 (m3/kg). VN2 = + 0,79. La = (m3/kg). VO2 = 0,21.(a - 1). LO = 0,21.(1,15 - 1).10,66 = 0,34 (m3/kg). Tổng thể tích sản phẩm cháy: Va = VCO2 + VH2O + VSO2 + VN2 +VO2 = 1,59 + 1,65 + 0,0043 + 9,71+0,34 = 13,29. Thành phần phần trăm các khí: % CO2 = % % H2O = % % SO2 = % % N2 = % % O2 = % b. Đối với khói lò + Hệ số không khí dư a = 2,5 Do vậy lượng không khí khô thực tế là: La = a.Lo = 2,5. 10,66 = 26,65 (m3/kg) Lượng nước do không khí ẩm mang vào H2O = 0,0016. 16. 26,65 = 0,68 (m3/kg) La’ = 26,65 + 0,68 = 27,33 (m3/kg) Thể tích các khí : VCO2 = = = 1,59 (m3/kg). VH2O = = (m3/kg). VSO2 = = = 4,3.10-3 (m3/kg) VN2 = + 0,79. La = (m3/kg) VO2 = 0,21.(a - 1). LO = 0,21.(2,5 - 1).10,66 = 3,36 (m3/kg) Va = VCO2 + VH2O + VSO2 + VN2 +VO2 = 1,59 + 1,99 + 0,0043 + 21,07 + 3,36 = 28,01. Thành phần phần trăm các khí: % CO2 = % % H2O = % % SO2 = % % N2 = % % O2 = % Bảng tổng kết lượng không khí cần cho quá trình cháy và hàm lượng khí thải a Lo La Khí thải (V và %) CO2 H2O SO2 N2 O2 Tổng Đối với zôn nung a=1,00 10,66 10,66 a=1,05 10,66 11,19 a=1,15 10,66 12,26 Đối với khói lò a=2,50 10,66 10,65 4. Tính nhiệt đốt nóng sơ bộ không khí cho quá trình cháy a.Nhiệt độ Calo của nhiên liệu: Nhiệt độ calo của nhiên liệu là nhiệt độ đạt được trong điều kiện cháy hoàn toàn và tất cả nhiệt sinh, nhiệt độ do nhiên liệu, không khí mang vào chỉ dùng để đốt nóng sản phẩm cháy. Ta có công thức xác định nhiệt độ calo: tc = (oC) Trong đó tn : Nhiệt độ nung sản phẩm (1450oC) h : Hệ số pyrômet h = 0,8 tc = = 1812,5oC. b.Hàm nhiệt của sản phẩm Qc = Vc. Cc. tc (Kcal/kg) Trong đó Vc Thể tích sản phẩm cháy ứng với a = 1,1 Vc = 11,722 (m3/kg) tc Nhiệt độ cháy calo tc = 1812,5 oC Cc Tỷ nhiệt của sản phẩm cháy (Kcal/m3. độ) Theo ‘Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp các nhà máy silicat‘ thì Cc xác định như sau: Cc = Trong đó Pi Thành phần khí i của sản phẩm cháy (%) Ci Tỷ nhiệt trung bình khí i của sản phẩm cháy (Kcal/m3.độ) Tra bảng No33 ‘Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp các nhà máy silicat‘ ta có ở 1812,5oC: CCO2 = 0,5744 (Kcal/m3. độ) CN2 = 0,3511 (Kcal/m3. độ) CO2 = 0,3712 (Kcal/m3. độ) CH2O = 0,4590 (Kcal/m3. độ) Cc = 0,3784 (Kcal/m3. độ) Qc = 11,722. 1812,5. 0,3784 = 8039,53 (Kcal/m3. độ) Do nhiệt calo của dầu Mazut cháy nhỏ hơn nhiệt trị của nhiên liệu nên ta không phải đốt nóng sơ bộ không khí. II. Tính cân bằng vật chất lò Tuynel 1.Sức chứa của lò tuynel GC = (Tấn/lò) Trong đó Gn năng suất lò Gn = 25561,33 Tấn/năm L thời gian lưu sản phẩm trong lò L = 70 (h) Ln thời gian lò làm việc trong 1 năm (trừ thời gian bảo dưỡng lò = 15 ngày) Ln = 24. 350 = 8400 (h) m phế phẩm khi nung m = 2 Gc = (Tấn/lò) 2.Tính năng suất ngày đêm của lò Gnd = (tấn/ngày đêm) Trong đó Z Thời gian nung sản phẩm (giờ) 3.Tính chọn kích thước lò a.Thể tích lò Vc = (m3) Trong đó Gc sức chứa của lò Gc = 217,36 g mật độ xếp của sản phẩm chọn g = 0,7 (tấn/m3) Vc = (m3) b.Xác định chiều dài lò nung Chiều dài lò nung được xác định theo công thức: Lc = (m) Trong đó Vc thể tích lò Vc = 244,87 (m3) F tiết diện ngang kênh lò Chọn goòng dài 3 (m), rộng 2,4 (m), chiều cao xếp sản phẩm 1,3 (m) F = 2,4. 1,3 = 3,12 (m2) Lc = 100 (m) c. Tính số goòng trong lò Số goòng trong lò được xác định theo công thức: N = (goòng) Trong đó Lc chiều dài lò nung Lc = 100 (m) Lg chiều dài goòng Lg = 3 (m) N = (goòng) d. Sức chứa của một goòng Gg = (tấn/goòng) e. Chọn chiều rộng kênh nung Chọn goòng cách tường 15 mm Chiều rộng của kênh lò R = 2,4 + 2. 0,015 = 2,43 (m) Chiều cao từ mặt ray đến mặt goòng 0,8 Khoảng cách giữa hai khối xếp trên một xe goòng 400 (mm) Vật liệu xếp trên goòng thành hai khối mỗi khối cách tường lò 200 (mm) Mỗi khối vật liệu xếp rộng 800 (mm) Do đặc điểm lò Tuynel là khí nóng có khuynh hướng đi lên trên khoảng trống giữa lớp xếp và vòm lò. Cho nên sản phẩm xếp dày ở trên và trường hợpưa ở dưới, kết hợp tạo kênh khí ở sát nền goòng và dọc theo lò. f. Xây dựng đường cong nung Đường cong nung không khí lạnh Xác định chiều dài của các zôn dựa vào đường cong nung: Giai đoạn Khoảng nhiệt độ (oC) Thời gian (giờ) Chiều dài Li= 100. (m) Tổng chiều dài (m) Đốt nóng 25 á 450 10 14,28 37,14 450 á 750 9 12,86 750 á 1000 7 10 Nung 1000 á 1250 8 11,43 27,14 1250 á 1450 7 10 Lưu ở 1450 4 5,71 Làm nguội 1450 á 900 5 7,14 35,72 900 á 400 12 17,14 400 á 75 8 11,43 Tổng thời gian nung 70 100 (m) 100 (m) g. Chọn vòm cong Góc ở tâm j = 74o Từ hình vẽ dưới ta có: f/S = 1/6 f = S/6 = 2400/6 = 400 (mm). S/R = 1,024 R = S/1,024 = 2400/1,024 = 2343,75 Chọn R = 2340 (mm) R f S h. Thời gian đẩy goòng một ngày đêm t = .Ng Trong đó Ng số goòng trong lò L thời gian sản phẩm lưu trong lò t = (giờ/goòng) Thời gian đẩy goòng trong một giờ = t/24 = 11,31/24 =0,47 (giờ/goòng). III. Tính cân bằng nhiệt cho zôn đốt nóng và zôn nung A.Các khoản nhiệt thu 1.Nhiệt cháy của nhiên liệu Q1a = B. QH (Kcal/h) Trong đó B lượng nhiên liệu têu tốn cần tìm QH nhiệt sinh của nhiên liệu QH = 9731,35 (Kcal/h) Q1a = 9731,35. B (Kcal/h) 2. Nhiệt lý học của nhiên liệu Q2a = B. Cn. tn (Kcal/h) Trong đó Cn tỷ nhiệt trung bình của nhiên liệu Cn = 0,44 (Kcal/kg.độ) Tn nhiệt độ trung bình của nhiên liệu Tn = 60oC Q2a = 60. 0,44. B = 26,4. B (Kcal/h) 3. Nhiệt lý học của không khí cần cho quá trình cháy Q3a = B. La. Ckk. tkk (Kcal/h) Trong đó La lượng không khí cần cho quá trình cháy La = 12,26 tkk nhiệt độ không khí cần cho quá trình cháy tkk = 25oC Ckk tỷ nhiệt của không khí ứng với tkk =25oC Ta có ở 25oC CN2 = 0,3511 (Kcal/h) CO2 = 0,3712 (Kcal/h) Ckk = . (79. 0,3511 + 21. 0,3712) = 0,36 Q3a = 12,26. 0,36. 25. B = 110,34. B (Kcal/h) 4. Nhiệt lý học của không khí lọt vào zôn đốt nóng và zôn nung Q4a = Lo. (akỹ thuật-a).Ckk. Tkk. B (Kcal/kg) Trong đó Lo lượng không khí ẩm cần cho quá trình cháy Lo = Lakỹ thuật - La akỹ thuật hệ số không khí dư của khói lò akỹ thuật = 2,5 a hệ số không khí zôn đốt nóng và zôn nung = 1,15 Từ “Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp các nhà máy silicat “ ta có CN2 = 0,3511 CO2 = 0,3712 Ckk = Q4a = (27,33-12,6).(2,5 – 1,15). 0,36. 25. B = 178,97. B 5. Nhiệt do sản phẩm mang vào Q5a = Trong đó Gsp trọng lượng sản phẩm xếp vào lò trong 1giờ Gsp = Gg. Tg (Kcal/h) Gg sức chứa của một goòng Gg = 6,6 (Tấn/goòng) = 6600 (kg/goòng) Tg thời gian đẩy goòng trong một giờ Tg = 0,47 giờ Gsp = 6600. 047 = 3102 W độ ẩm sản phẩm vào lò W = 2% Csp tỷ nhiệt của sản phẩm ở tsp = 25oC Tra bảng No33 Csp = 0,2 + 63. 10-6. 25 = 0,202 Q5a = 6. Nhiệt mang vào do goòng Q6a = S Gi. Ci. Ti (Kcal/h) Trong đó Gi trọng lượng lớp lót trên goòng Ci, Ti tỷ nhiệt và nhiệt độ tương ứng Goòng cấu tạo gồm 3 lớp: + Lớp mặt goòng là bê tông chịu lửa dày d1 = 0,3m + Lớp thứ hai là lớp gạch samôt nhẹ dày d2 = 0,2m + Lớp thứ ba là lớp thép CT3 d3 = 0,085m Khối lượng lớp lót tính theo công thức : gi = Vi . ri Với Vi thể tích lớp i Vi = 3. 2,4. di = 7,2. di ri khối lượng riêng lớp i Gi Trong đó N: số goòng có trong lò N = 33 goòng là thời gian nung sản phẩm (h) Bê tông chịu lửa có khối lượng riêng r1 = 2300 (kg/m3) G1 Samôt nhẹ có r2 = 800 (kg/m3) G2 = Lớp thép CT3 có r3 = 7850 (kg/m3) G3 = Tỷ nhiệt của thép C3 = 0,119 Kcal/kg.độ Tỷ nhiệt của samôt nhẹ C2 = 0,96 kJ/kg.độ = 0,23 Kcal/kg.độ Tỷ nhiệt của bê tông chịu lửa C1 = 1,13 kJ/kg.độ = 0,27 Kcal/kg.độ Do vậy Q6a = 2342,06. 0,27. 25 + 543,09. 0,23. 25 + 2264,48. 0,119. 25 = 25614,95 (Kcal/h). B. Các khoản nhiệt chi 1. Nhiệt bốc hơi nước lý học Q1b = . Gsp. W (Kcal/h) Trong đó Gsp trọng lượng sản phẩm xếp vào lò Gsp = 3102 W độ ẩm sản phẩm vào lò W = 2% Q1b = . 3102. 2 = 39613,8 2. Nhiệt đốt nóng hơi nước đến nhiệt độ khí thải ra khỏi lò Q2b = 0,47. tkt. Gsp. (Kcal/h) Với tkt nhiệt độ khí thải (oC) Chọn tkt = 200oC Q2b = 0,47. 200. 3102. 3. Nhiệt cần cho phản ứng hoá học khi nung sản phẩm Q3b = Gsp* (Kcal/h) Trong đó m hàm lượng đất sét trong phối liệu n hàm lượng oxit Al2O3 trong đất sét Samôt A Samôt B m = 2195,88 ằ 9,38 % 1110,18 ằ 18,63 % n = 2,66 5,31 q nhiệt khử nước của cao lanh tính theo 1 kg Al2O3 q = 500 Kcal/kg Gsp* trọng lượng của sản phẩm khô tuyệt đối Sản phẩm xếp vào lò có W =2% và trọng lượng Gsp = 3102 Gsp* = Gsp. (kg/h) Q3b = Q3b’ + Q3b’’ Trong đó Q3b’ Nhiệt cần cho phản ứng hoá học khi nung sản phẩm samôt A Q3b’’ Nhiệt cần cho phản ứng hoá học khi nung sản phẩm samôt B Q3b’ Q3b’’ Q3b 4. Nhiệt cần để đốt nóng sản phẩm đến nhiệt độ nung Q4b = Gsp*. tsp. Csp Trong đó tsp nhiệt độ nung sản phẩm tsp = 1450oC Csp tỷ nhiệt của sản phẩm Csp = 0,2 + 63.10-6.1450 Csp = 0,29 Gsp* = 3039,96 (kg/h) Q4b = 3039,96. 1450. 0,29 = 1278303,18 (Kcal/h) 5. Nhiệt tổn thất theo khí thải Q5b = Vkt. Ckt. tkt. B Trong đó Vkt thể tích khí thải Vkt = 28,01 (m3/kg) tkt nhiệt độ khí thải tkt = 200oC Ckt tỷ nhiệt khí thải ở nhiệt độ tkt (Kcal/m3.độ) Ckt = .(%CO2.CCO2 + %H2O.CH2O + %N2.CN2 + %O2.CO2 +%SO2.CSO2) Tra bảng No33 ở 200oC CCO2 = 0,4092 %CO2 = 5,74 CH2O = 0,3596 %H2O = 7,2 CN2 = 0,3096 %N2 = 74,91 CO2 = 0,3145 %O2 = 12,13 CSO2 = 0,433 %SO2 = 0,02 Ckt Q5b = 28,01. 0,32. 200. B = 1792,64. B (Kcal/h) 6. Tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh Công thức chung xác định lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh QTT .(ttr - tng) (Kcal/h) Trong đó F tiết diện bề mặt truyền nhiệt Ttr nhiệt độ mặt trong của bề mặt truyền nhiệt Tng nhiệt độ mặt ngoài của bề mặt truyền nhiệt R nhiệt trở tại tường hoặc vòm + F được xác định như sau: - Đối với tưòng lò F = 2. (l. R) (m2) Với l chiều dài tường (m) R Chiều rộng (R = 1,5 m) - Đối với vòm lò F = l. r (m2) Với l Chiều dài vòm (m) r Chiều rộng vòm (r = 2,4 m) + R là nhiệt trở xác định như sau R (m2. h. oC/Kcal) Với di, li chiều dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu i li (Kcal/m.h.oC), di (m) ang hệ số cấp nhiệt mặt ngoài (tra bảng). + Thử lại nhiệt độ giả thiết theo công thức : ti = ti-1 - . (ttr – tng) + Khi tính toán ta coi vòm là phẳng Cấu tạo lò: - Zôn đốt nóng và làm nguội : + Tường lò gồm 3 lớp : . Lớp trong cùng là lớp gạch Samôt A dày d1 = 0,23 m . Lớp ngoài cùng là lớp gạch Samôt nhẹ dày d2 = 0,23 m . Lớp ngoài cùng là lớp bông cách nhiệt, vỏ thép d3 = 0,1 m + Vòm lò gồm 3 lớp : . Lớp trong cùng là lớp gạch Samôt A dày d1 = 0,23 m . Lớp tiếp theo là lớp gạch Samôt nhẹ dày d2 = 0,15 m . Lớp ngoài cùng là lớp bông cách nhiệt, vỏ thép dày d3 = 0,1m - Zôn nung : + Tường lò gồm 3 lớp : . Lớp trong cùng là lớp gạch cao alumin có hàm lượng Al2O3 = 45 á 50%, dày d1 = 0,25 m . Lớp tiếp theo là lớp gạch SamôtA dày d2 = 0,35 m . Lớp tiếp là lớp bông cách nhiệt, vỏ thép dày d3 = 0,15 m + Vòm lò gồm 3 lớp : . Lớp trong cùng là lớp gạch Cao alumin có hàm lượng Al2O3 = 45 á 50%, dày d1 = 0,25 m . Lớp tiếp theo là lớp gạch samôtA dày d2 = 0,20 m . Lớp ngoài cùng là lớp bông cách nhiệt, vỏ thép dày d3 = 0,25 m Một vài nét đặc tính của vật liệu sử dụng : a. Gạch Samôt A : + Độ chịu lửa (oC) : ³ 1730 oC + Sức co phụ ở 1400oC không quá 0,7% + Cường độ chịu nén ³ 200 + Nhiệt độ biến dạng dưới tải trọng ³ 1400oC + Hệ số dẫn nhiệt l = 0,6 + 55.10-5.t b. Gạch Samôt nhẹ : + Độ xốp 53 á 56 % + Độ co phụ ở 1400oC : 0,5 á 1 % + Độ chịu lửa 1730oC + Nhiệt độ sử dụng 1150 á 1400oC + Hệ số dẫn nhiệt l = 0,24 + 20.10-5.t + Độ xốp 60 á 70 % c. Lớp bông cách nhiệt, vỏ thép : + Hệ số dẫn nhiệt l = 0,05 + 12,5.10-5.t d. Gạch cao alumin : + Độ xốp 59 á 60 % + Độ co phụ ở 1600oC không lớn hơn 1% + Độ chịu lửa ³ 1730oC + Hệ số dẫn nhiệt l = 1,45 + 20.10-5.t Tính toán : Đối với zôn đốt nóng : Giai đoạn 25 á 450oC : . Tường lò : + Gồm 3 lớp : . Lớp trong cùng là lớp gạch Samôt A dày d1 = 0,23 m . Lớp tiếp theo là lớp gạch Samôt nhẹ dày d2 = 0,23 m . Lớp ngoài cùng là lớp bông cách nhiệt, vỏ thép dày d3 = 0,1 m L1 = 14,28 m ; ttb oC Giả thiết t1 = ttr = 237,5oC, t2 = 200,5oC, t3 = 125,5oC, t4 = tng = 25oC Từ t4 = 35 ang = 8,09 Hệ số dẫn nhiệt các lớp ttb1 oC Samôt A : l1 = 0,72 ttb2 oC Samôt nhẹ : l2 = 0,27 ttb3 oC Bông cách nhiệt, vỏ thép : l3 = 0,059 Nhiệt trở tường lò : R m2.h.oC/Kcal Tính kiểm tra lại về nhiệt độ đã giả thiết: - t2 = t1 - oC ttb1’ oC ẵttb1 – ttb1’ẵ = ẵ219 – 226,15ẵ = 7,15oC < 10oC Chấp nhận t2 = 200,5oC - t3 = t2 - oC ttb2’ oC ẵttb2 – ttb2’ẵ = ẵ163 – 170,25ẵ = 7,25oC < 10oC Chấp nhận t3 = 125,5oC - t4 = t3 - oC ttb3’ oC ẵttb3 – ttb3’ẵ = ẵ72,25 – 67,27ẵ = 7,98oC < 10oC Chấp nhận t4 = 25oC. Tổn thất nhiệt qua tường lò : QT1 m2 QT1 . Vòm lò : Kết cấu vòm gồm 3 lớp : + Gạch Samôt A có d1 = 0,23 + Gạch Samôt nhẹ có d2 = 0,15 + Bông cách nhiệt, vỏ thép có d3 = 0,1 Giả sử T1 = Ttr = 237,5oC T2 = 200,5oC T3 = 150oC T4 = Tng = 25oC ang = 8,98 Hệ số dẫn nhiệt các lớp ttb1 oC Samôt A : l1 = 0,72 ttb2 oC Samôt nhẹ : l2 = 0,27 ttb3 oC Bông cách nhiệt, vỏ thép : l3 = 0,061 Nhiệt trở vòm lò : R m2.h.oC/Kcal Tính kiểm tra lại về nhiệt độ đã giả thiết: - t2 = t1 - oC ttb1’ oC ẵttb1 – ttb1’ẵ = ẵ219 – 224,6ẵ = 5,6 < 10oC Chấp nhận t2 = 200,5oC - t3 = t2 - oC ttb2’ oC ẵttb2 – ttb2’ẵ = ẵ175,25 – 178,06ẵ = 2,81oC < 10oC Chấp nhận t3 = 150oC - t4 = t3 - oC ttb3’ oC ẵttb3 – ttb3’ẵ = ẵ87,5 – 83,77ẵ = 3,73oC < 10oC Chấp nhận t4 = 25oC. Tổn thất nhiệt qua vòm lò : QV1 m2 QV1 b. Giai đoạn 450 á 750oC : . Tường lò : + Gồm 3 lớp : . Lớp trong cùng là lớp gạch Samôt A dày d1 = 0,23 m . Lớp tiếp theo là lớp gạch Samôt nhẹ dày d2 = 0,23 m . Lớp ngoài cùng là lớp bông gốm cách nhiệt, vỏ thép dày d3 = 0,1 m L2 = 12,86 m ; ttb oC Giả thiết t1 = ttr = 600oC, t2 = 535oC, t3 = 365oC, t4 = tng = 35oC Từ t4 = 35oC ang = 8,09 Hệ số dẫn nhiệt các lớp ttb1 oC Samôt A : l1 = 0,91 ttb2 oC Samôt nhẹ : l2 = 0,33 ttb3 oC Bông cách nhiệt, vỏ thép : l3 = 0,075 Nhiệt trở tường lò : R m2.h.oC/Kcal Tính kiểm tra lại về nhiệt độ đã giả thiết: - t2 = t1 - oC ttb1’ oC ẵttb1 – ttb1’ẵ = ẵ567,5 – 570,38ẵ = 2,88oC < 10oC Chấp nhận t2 = 535oC - t3 = t2 - oC ttb2’ oC ẵttb2 – ttb2’ẵ = ẵ450 – 453,3ẵ = 3,3oC < 10oC Chấp nhận t3 = 365oC - t4 = t3 - oC ttb3’ ẵttb3 – ttb3’ẵ = ẵ200 – 208,71ẵ = 8,71oC < 10oC Chấp nhận t4 = 35oC. Tổn thất nhiệt qua tường lò : QT2 m2 QT2 . Vòm lò : Kết cấu vòm gồm 3 lớp : + Gạch Samôt A có d1 = 0,23 + Gạch Samôt nhẹ có d2 = 0,15 + Bông cách nhiệt, vỏ thép có d3 = 0,1 Giả sử T1 = Ttr = 600oC T2 = 535oC T3 = 415oC T4 = Tng = 35oC ang = 8,98 Hệ số dẫn nhiệt các lớp ttb1 oC Samôt A : l1 = 0,91 ttb2 oC Samôt nhẹ : l2 = 0,33 ttb3 oC Bông cách nhiệt, vỏ thép : l3 = 0,078 Nhiệt trở vòm lò : R m2.h.oC/Kcal Tính kiểm tra lại về nhiệt độ đã giả thiết: - t2 = t1 - oC ttb1’ oC ẵttb1 – ttb1’ẵ = ẵ567,5 – 566ẵ = 1,5 < 10oC Chấp nhận t2 = 535oC - t3 = t2 - oC ttb2’ oC ẵttb2 – ttb2’ẵ = ẵ475 – 473,85ẵ = 1,15oC < 10oC Chấp nhận t3 = 415oC - t4 = t3 - oC ttb3’ oC ẵttb3 – ttb3’ẵ = ẵ225 – 230,04ẵ = 5,04oC < 10oC Chấp nhận t4 = 35oC. Tổn thất nhiệt qua vòm lò : QV2 m2 QV2 Giai đoạn 750 á 1000oC . Tường lò : + Gồm 3 lớp : . Lớp trong cùng là lớp gạch Samôt A dày d1 = 0,23 m . Lớp tiếp theo là lớp gạch Samôt nhẹ dày d2 = 0,23 m . Lớp ngoài cùng là lớp bông gốm cách nhiệt vỏ thép dày d3 = 0,1 m L3 = 10 m ; ttb oC Giả thiết t1 = ttr = 875oC, t2 = 795oC, t3 = 545oC, t4 = tng = 55oC ang = 10,27 Hệ số dẫn nhiệt các lớp ttb1 oC Samôt A : l1 = 1,06 ttb2 oC Samôt nhẹ : l2 = 0,37 ttb3 oC Bông cách nhiệt, vỏ thép : l3 = 0,088 Nhiệt trở tường lò : R m2.h.oC/Kcal Tính kiểm tra lại về nhiệt độ đã giả thiết: - t2 = t1 - oC ttb1’ oC ẵttb1 – ttb1’ẵ = ẵ835 – 832,03ẵ = 2,97oC < 10oC Chấp nhận t2 = 795oC - t3 = t2 - oC ttb2’ oC ẵttb2 – ttb2’ẵ = ẵ670 – 671,88ẵ = 1,88oC < 10oC Chấp nhận t3 = 545oC - t4 = t3 - oC ttb3’ oC ẵttb3 – ttb3’ẵ = ẵ300 – 295,91ẵ = 4,09oC < 10oC