Đồ án Thiết kế nhà máy đường hiện đại

g.0C). Bảng 16: Hàm nhiệt của hơi ih i1 i2 i3 i4 651,6 648,075 643,925 637,95 629,2 Hàm nhiệt nước ngưng Nhiệt dung riêng dung dịch ing1 ing2 ing3 ing4 C1 C2 C3 C4 131,9 121,925 110,7 67,7 0,934 0,895 0,83 0,722 Bảng 17: D0 (kg/h) Gđ (kg/h) Lượng hơi phụ lấy ra ở các hiệu R (kg/h) E1 (kg/h) E2 (kg/h) E3 (kg/h) 29483,403 83314,333 6380,863 4162,983 6779,768 5448,164 Nồi 1: Lượng hơi bốc ra ở nồi 1: Từ (1) (1’) Với ts1 = 124,925; tđ = 1150C. Thay giá trị vào ta có: W1= Nồi 2: Lượng hơi bốc ra từ nồi 2: = 18304,23 (kg/h). Nồi 3: Lượng hơi bốc ra từ nồi 3: = 12261,24 (kg/h). Nồi 4: Lượng hơi bốc ra từ nồi 4: = 7829,99 (kg/h). · Nồng độ dung dịch ở các nồi: Bx1 = Gđ Bx2 = Gđ = 25,91 % Bx3 = Gđ = 38,69 % Bx4 = Gđ = 56,5 % Bx4 = 56,5 suy ra lượng hơi đốt vào hiệu 1 là thiếu. Để cô đặc đến nồng độ 60%, ta chọn lại Do = 29750 kg/h. Nồi 1: thay Do = 29750 vào (1’) ta tính được: W1 = 28161,74 kg/h. Suy ra: Bx1 = 17,43 % . Nồi 2 : thay số vào (2’) ta tính được: W2 = 18554,39 kg/h. Bx2 = 26,26 %. Nồi 3 : thay số vào (3’) ta tính được: W3 = 12499,53 kg/h. Bx3 = 39,89 %. Nồi 4: thay số vào (4’) ta tính được: W4 = 8051,996 kg/h. Bx4 = 60%. · Sai số so với giả thiết ban đầu: h1 = x 100 = 0,56 % h2 = x 100 = 0,26% h3 = x 100 = 0,94% h4 = x 100 = 2,5% Như vậy: h1: h2: h3: h4 < 5% :Coi như giả thiết về phân phối hơi là phù hợp. V - nhiệt dùng cho những yêu cầu khác: 1 - Nhiệt dùng cho hồi dung: Đường B và C sau khi ly tâm được đem đi hồ và hồi dung để nấu đường non A. Trước khi đưa vào nấu, các nguyên liệu được nâng lên t0 = 740C. Đường B và C sau khi ly tâm có nhiệt độ 500C. Lượng nhiệt cung cấp được tính theo công thức: Q = G.C.Dt (Kcal/h) (1) Trong đó: G: Khối lượng dung dịch, (kg/h) C: Nhiệt dung riêng của dung dịch, (Kcal/kg.0C). Dt: Hiệu số nhiệt độ trước và sau khi gia nhiệt, (0C). Đường hồ B: QB = GB.CB.Dt = 2431,625.0,604.24 = 35248,836 (kcal/h) b. Hồi dung C: QC = GC.CC.Dt = 2760,917.0,697.24 = 46184,62 (kcal/h) Tổng nhiệt lượng dùng: Q1 = QB + QC = 81433,456 (kcal/h) Lượng nhiệt tổn thất: Chọn 10% Q1 , Nhiệt lượng thật sự cần: Q1’ = 1,1.Q1 = 89576,8 (kcal/h). Lượng hơi sống để gia nhiệt: P = 3at, nhiệt lượng riêng i = 651,6 (kcal/kg). Cn : nhiệt dung riêng của nước ngưng, Cn = 1,014 (kcal/kgoC) tn : nhiệt độ của nước ngưng, tn = 131,9 oC. Dùng hơi sống để gia nhiệt nên lượng hơi cần dùng là : D1 = = =172,98 (kg/h). 2. Nhiệt dùng cho gia nhiệt các loại mật, giống, nước chỉnh lí : Để đơn giản trong quá trình tính toán ta giả thuyết các loại nguyên liệu đều đươc nâng nâng lên 760C. Lượng nhiệt được tính theo công thức sau: Q = G.C.t (Kcal/h) . Với nhiệt tổn thất 10% so với tổng lượng hơi dùng. Bảng 18: TT Hạng mục G (kg/h) C (Kcal/kg.0C) Dt (0C) Q (Kcal/h) 1 Mật chè 14534,167 0,72 76 874840,58 2 Loãng A 2701,25 0,611 76 137978,77 3 Nguyên A 4786,958 0,622 76 248917,99 4 Mật B 1795,208 0,605 76 90798,03 5 Giống B,C 2450,334 0,583 76 119426,34 6 Nước chỉnh lí 1421,657 1 76 118850,525 Tổng 27689,574 1590812,235 Lượng hơi đốt cần dùng là : D2 = (kg/h) . 3. Nhiệt đun nóng nước rửa cho máy lọc chân không thùng quay: Lượng nước rửa được tính ở phần cân bằng vật chất, G = 2700(kg/h). Nhiệt độ nước rửa 800C. Nhiệt lượng cần dùng; Sử dụng các công thức : Q3 = 1,1.G.C. t = 1,1.2700.(80-25) = 163350 (Kcal/h) D3 = = = 315,437 (kg/h) 4. Nhiệt dùng đun nóng nước thẩm thấu: Nước thẩm thấu được đun nóng từ 250C đến 470C. Lượng nhiệt cần; Q = 1,1.G.C.t = 1,1.22500.(47-25). Lượng hơi cần dùng: D4 = = = 1051,46 (kg/h). 5. Nhiệt dùng cho li tâm và rửa thiết bị : · Lượng hơi dùng cho li tâm khoảng 2÷3 % so với lượng non A. Chọn 3% [285-III] Lượng đường non A nấu được là : 14171,625 (kg/h) . Lượng hơi cần dùng: d1 = 3%.14171,625 = 425,149(kg/h). Hơi dùng đun nóng nước rửa lúc li tâm là : Lượng nước rửa dùng khoảng 2% so với đường non (285-III).nhiệt độ nước rửa 800C . Lượng nước cần dùng :2%.14171,625 = 283,432 (kg/h). Lượng nhiệt dùng đun nóng nước: q = 1,1.G.C.t = 1,1.283,432.(80-25) = 17147,67 (kg/h). lượng hơi cần dùng: d2 = = 33,113 (kg/h). Hơi rửa các thiết bị lấy bằng 0,5% so với mía: d3 = 0.5% . = 375 (kg/h). Tổng lượng hơi: D5 = d1 + d2 +d3 =833,262 (kg/h). 6. Nhiệt dùng cho sấy đường thành phẩm : Đường thành phẩm có rửa hơi nên khi ra khỏi máy li tâm, trước khi sấy co nhiệt độ 600C, độ ẩm W1 = 0,5%. Sấy đường ở nhiệt độ 70÷800C. Và độ ẩm còn lại sau khi sấy W2 = 0,05% Lượng nước bốc hơi: W = (kg/h) [165-III]. Với G1: khối lượng đường cát trước lúc sấy. G1 = 7020,292(kg/h). G2 = G1 - W (kg/h). W = 31,61 (kg/h). Þ G2 = 6988,685 (kg/h). Không khí trước khi vào Caloriphe có t0 = 25,8 0C , độ ẩm 85%. [ta bảng VII-1; 9-IX] Không khí ra khỏi máy sấy có nhiệt độ t0 =70 0C , độ ẩm 10,5 %. Lượng không khí khô vào máy sấy : L = (kg/h) [165 -II] Trong đó : X0, X2 : Là hàm ẩm của không khí trước và sau khi sấy (kg/kg kkk) Tra đồ I-d ứng với t0 và j của không khí : [ta hình VII-1, II]. Ưng với trạng thái t0 = 25 0C và j = 85 % _ X0 = 0,018 (kg/kg kkk) I0 = 16,8 (Kcal/kg kkk) t0 = 70 0C và j = 10,5 % _ X2 = 0,02 (kg/kg kkk) I2 = 29,29 (Kcal/kg kkk) L = (kg/h). · Cân bằng nhiệt cho quá trình sấy : + Nhiệt vào : - Do không khí mang vào : L.I0 = 15805.29.29 = 265524 (Kcal/h). - Do đường mang vào : G1.C1 t1 = 7020,292.0,511.60=215242,153 (Kcal/h) - Nhiệt đun nóng ở caloriphe : Qk + Nhiệt ra : - Do không khí mang ra: L.I2= 15805.29,29=462928,4 (Kcal/h) - Do đường mang ra : G2.C2 t2 = 6988,685.0,529.70=258680,365 (Kcal/h) - Do tổn thất : Qm = 10% Qk =0,1 Qk Phương trình cân bằng nhiệt: Qvào = Qra + Qm L.I0 + G1.C1 t1 + Qk = L.I2 + G2.C2 t2 + 0,1 Qk Þ Qk = =267602,958 (kcal/h). Để đun nóng caloriphe dùng nhiệt của hơi sống (p = 3at , t0 =132,90C ). Lượng hơi cần dùng là : D6 = (kg/h) Vậy tổng lượng hơi dùng cho các nhu cầu khác là : D' = D1 + D2 + D3 + D4 +D5 + D6 =5960,833 (kg/h) Bảng 19 : Tổng hợp lượng hơi dùng cho nhà máy TT HẠNG MỤC KHỐI LƯỢNG (kg/h) % so với mía 1 Hơi đốt dùng cho nấu đường 4253,908 5,67 2 Hơi đốt dùng cho bốc hơi 29750 39,67 3 Hơi đốt dùng cho các nhu cầu khác (D) 5960,833 7,95 Tổng 39964,741 53,29 Lượng hơi mất mát không xác định : lấy bằng 5%D Vậy tổng lượng hơi đốt thực tế dùng là : Dtt = 1,05.D = 39964,741 x 1,05 = 41962,98 (kg/h) Tỉ lệ hơi dùng ở các bộ phận so với mía : h = = 55,95 (%). Tỷ lệ hơi tương đối thấp, chứng tỏ lượng hơi dùng ít, tiết kiệm được chi phí cho nhà máy. Phần VI : tính và chọn thiết bị a. thiết bị ở công đoạn ép : I. chọn bộ máy ép : Năng suất nhà máy 1800 tấn mía/ngày = 75 (tấn/h) Căn cứ vào lí thuyết và thực tế, chọn hệ máy ép gồm 5 bộ trục, mỗi bộ trục gồm 4 trục ép: trục đỉnh, trục trước, trục sau. Kích thước các trục chọn như sau : -Trục trước, trục đỉnh, trục sau: D x L = 800 x 1400 - Trục cưỡng bức : D x L = 500x1400 1. Tốc độ trục ép : Tốc độ trục ép được tính từ công thức : C= K (tấn/h) [63-III] Trong đó : C : Năng suất ép của nhà máy :75 (tấn/h) f : % xơ trong mía :10,5 % C' : Hệ số xử lí sơ bộ của máy băm, C' = 1,2 D : Đường kính của trục ép , D=0,8 (m) L : Chiều dài của trục ép, L = 1,4 (m) N :Số trục ép, N = 15 w : tốc độ quay của trục ép (v/ph) K : Hệ số được xác định bởi công thức : K =60pl.d.F Với F : % xơ trong bã, F = 49,561 % l : Hệ số, chọn l = 0,021 d : Trọng lượng riêng của bã, d = 0,23 (t/m3 ) _ K = 60.p x 0,021 x 0,23 x 49,561% = 0,451 Để hệ số máy ép bình thường, lấy năng suất máy ép gấp 1,2 lần. Vậy : W = Tốc độ máy ép thõa mãn điều kiện : V =.D.W £ 18.D [61-III] Trong thực tế sản xuất có thể sử dụng tốc độ trục ép tăng dần hoặc giảm dần. Để chế tạo máy ép đơn giản, ta chọn tốc độ các máy ép giống nhau. W= 5,03(v/p). V=5,03x3,14x0,8 =12,64. 2. Kiểm tra lại hệ máy ép : Theo thực tế và kết quả thực nghiệm, nếu hệ máy ép có trục cưỡng bức thì 1 tấn mía trong 1 giờ, diện tích ép là : 0,6÷ 0,9(m2), chọn 0,7 m2 . Như vậy, với năng suất là 1800 tấn/ngày thì diện tích trục ép là : S = m2 Số trục ép là : N = Vậy chọn hệ thống trục ép như trên là hợp lý. 3. Chọn áp lực trục đỉnh : Qua tham khảo thực tế của các nhà máy đường thì người ta hầu hết phân bố lực nén tăng dần. Dùng lực nén tăng dần từ bộ ép đầu đến bộ cuối cho hiệu suất ép đạt cao nhưng bã mía bị vụn nhiều khó ép. Bảng 20: Chọn áp lực nén trục đỉnh theo kiểu tăng dần: Ap lực trục đỉnh I II III IV V Ap lực (KG/cm2) 170 175 183 195 210 Ap lực (T/m2) 1700 1750 1830 1950 2100 Ap lực tác dụng lên toàn bộ trục được tính theo công thức : P = 0,1.p. D . L [II-8,56 -III] Trong đó : P : Tổng lực nén trên trục đỉnh (tấn). p: áp lực trục đỉnh (tấn/m3) L,D : Chiều dài và đường kính của trục ép (m) Bảng 21: Kết quả tính theo bảng sau : Tổng lực nén I II III IV V P (tấn) 190,4 196 204,96 218,4 235,2 4. Tính công suất của bộ máy ép : Công suất của hệ máy ép có thể chia làm 4 mục [65 -III] a. Công dùng để ép mía : N1 = 0,082 .P..W (tấn) b. Công khắc phục ma sát giữa cổ trục và gối trục : N2 = 0,0525.P.D.W (tấn) c. Công khắc phục ma sát lược đáy : N3 = 3,35.L. D2.W (tấn) d. Công khắc phục ma sát của bộ truyền động : N4 = 22/100.(N1 + N2 +N3) (tấn) Trong đó : D : Đường kính trục ép, D= 0,8 (m) L : Chiều dài trục ép, L =1,4(m) W : Tốc độ vòng quay, W =5,03 (v/ph) P : Lực nén trục đỉnh (tấn) Tổng công suất : N = N1 +N2 +N3 +N4 [67 - III] Công suất chọn mô tơ : N ' = 1,25 N (Với 1,25 là hệ số an toàn) Thay giá trị vào công thức ta tính được kết quả : Bảng 22: Bảng công suất của bộ máy ép Hạng mục I II III IV V N1 (Kw) 56,193 57,846 60,49 64,457 69,42 N2 (Kw) 40,224 41,406 43,3 46,14 49,688 N3 (Kw) 15,098 15,098 15,098 15,098 15,098 N4(Kw) 24,533 25,157 26,155 27,653 29,525 N (Kw) 136,048 139,507 145,043 153,348 163,731 N' (Kw) 170,06 174,38 181,3 191,69 204,66 Tổng công suất của hệ máy ép: N’’ =N’1 + N’2 + N’3 + N’4 + N’5 = 922,09 (kw) Tổng công suất thực tế cho động cơ điện làm việc với hiệu suất 80% : Nđ/c = = 1152,61(KW) Thực tế, để đảm bảo tính lắp ráp và dự phòng ta chọn công suất động cơ các máy ép như nhau. Theo qui chuẩn hiện có của nhà máy đường Quảng Phú là Nđc =285(kw). Vậy công suất máy ép là: 285x5=1428(kW). II. tính số xe chở mía : a) Trọng tải xe: Chọn loại xe KAMAZ trung bình mỗi xe chở 12 (tấn). Rơ-mooc chở 3 (tấn). Như vậy mỗi chuyến kéo Rơ-mooc chơ được 15 (tấn). b) Số chuyến xe: Ứng với cự ly £ 30 km, trung bình mỗi ngày 1 xe chở được 3 chuyến. c)Số lượng xe KAMAZ: Năng suất nhà máy 1800 tấn mía/ngày. Vậy số lượng xe Rơ-mooc cần thiết để cung cấp mía cho nhà máy là: n = (chiếc). Chọn số xe dự phòng là 3. Vậy lượng xe Rơ-mooc cần dùng là: 43 xe. Iii cân mía: Năng suất nhà máy: 1800 tấn mía/ngày = 75 (tấn/h). Để cân mía và các hàng hoá nhập xuất khác, ta chọn hai bàn cân có kich thước và đặt tính kỹ thuật như nhau. Như nhà máy đường Quảng Ngãi. Các thông số Kiểu CC21-24T-U - Khối lượng cân tối đa: 45 (tấn) - Khối lượng cân tối thiểu 50 (kg) - Chiều rộng bàn cân 3000 (mm) - Chiều dài bàn cân 9500 (mm). - Độ chính xác cho phép ± 10 (kg) - Số lượng cân 2(cái). - Hiển thị: màn hình điện tử. iv. cẩu mía: Năng suất nhà máy:1800 tấn mía/ngày = 75 (tấn/ h) Để tiện việc bốc dở, sắp xếp nguyên liệu vào bãi dự trữ và cung cấp mía cho băng tải chọn: - Sức nâng của cẩu được tính bằng 1/10 năng suất ép trong 1giờ Vậy sức nâng của cẩu là: 75 x = 7,5 (tấn) + Phạm vi hoạt động của cẩu: Căn cứ tính toán và thực tế chọn thiết bị cần cẩu theo nhà máy đường Bình Định. Thông số như sau: - Chiều rộng hoạt động của hệ cẩu 18 m - Chiều dài hoạt động của hệ cẩu 48 m - Chiều cao nâng 12 m - Trọng tải nâng cho cho phép 10tấn - Vận tốc nâng 6 m/phút - Vận tốc chuyển động ngang 12 m/ phút - Vận tốc chuyển động dọc 20 m/ phút - Tổng công suất động cơ 22 kW Hệ thống được đặt trong nhà có mái che. v. bàn lùa Chọn hai bàn lùa đặt đối xứng vuông góc với băng chuyền. Chọn theo thiết bị nhà máy đường Quảng Phú. Các thông số kỹ thuật: Kích thước:D x L = 8000 x 6000 (mm) Năng suất : 120 (tấn/ h ) Động cơ dẫn động:11 ( kW) Động cơ máy khỏa bằng: 7,5 ( kW) Vi . băng chuyền mía. 1. Băng chuyền 1: Chọn băng chuyền mía dạng tấm, gồm những lá thép ghép kề nhau, gắn trên hệ xích đở con lăn.( Dựa theo thiét bị nhà máy đường Quảng Phú). Băng chuyền gồm hai phần: a) Phần 1: (L1) : Được tính theo công thức L1 = 5 Trong đó: C: Năng suất nhà máy, C = 75 tấn mía/h. _ L1 = 5 = 21,086 (m). Chọn L1 = 21,1m Phần bằng băng chuyền ngang đặt âm dưới đất (-2000mm) để tiện cho việc đặt hệ thống băng tải mía và các hệ thống xử lý mía. b) Phần nghiêng:(L2): Chọn chiều cao vị trí đặt máy đánh tơi( so với mặt đất) h1 = 1700mm. Chọn góc nghiêng băng chuyền là a = 180. Như vậy độ cao từ băng chuyền ngang đến máy đánh tơi là: h2 = 3700mm Ta có: L2 = = Tổng chiều dài băng chuyền: L1 + L2 = 33100mm. Chiều rộng băng chuyền lấy bằng chiều dài trục ép : 1400 (mm). Động cơ dẫn động : 45 kW Vận tốc băng chuyền: v = k. Vtrục ép (m/phút). Trong đó : k: hệ số, k= 0,6÷0,9 _ V = (0,6÷0,9) x 12,64 = 7,584÷ 11,376 (m/phút) 2. Băng chuyền 2: Băng chuyền kiểu mắc xích, đặt nghiêng 450 so với mặt đất. Vận chuyển mía từ máy đánh tơi đến khu vực ép mía, góc nghiêng băng chuyền được chọn a = 450. Chiếu cao cuối băng chuyền: h3 = 8000mm Tính toán tương tự trên ta có: Kích thước: L x D = 12000 x 1400mm Động cơ dẫn động 30 Dao băm Băng chuyền Máy đánh tơi VII. Máy băm mía: Dùng 2 dao băm: dao băm 1 dặt ở băng chuyền ngang và dao băm 2 đặt ở phần nghiêng của băng chuyền 1. a. Máy băm 1 : - Số lưỡi dao n1 = [40 -III] Trong đó: L : Chiều rộng của băng tải mía, L = 1400 (mm) d1 : Khoảng cách giữa các lưỡi dao, chọn d = 49 (mm) [ 40 -III]. _ n1 = =27,57 . Chọn 28 lưỡi, kiểu lưỡi vuông. + Đĩa dao: Hai lưỡi dao đối diện lắp trên cùng một đĩa. Như vậy số đĩa dao là: 14 đĩa. + Đường kính hoạt động :1500 (mm) + Quay cùng chiều với băng chuyền.Tốc độ quay : 400÷600(v/ph), chọn 500(v/ph) (theo thực tế tại nhà máy đường Quảng Phú) . Công suất động cơ truyền động: N1 = 1,25 . 9,832 . (kW) [42-III]. Trong đó: 1,25 : Hệ số an toàn 9,832 : Công suất điện cho 1 tấn xơ/h : Lượng xơ mía băm trong 1 giờ, = 75.10,5% =7,875(tấn/h) (CBVC) _ N1 = 1,25 . 9,832 .7,875 = 96,78 (kW) b. Máy băm 2 : - Số lưỡi dao : n2 = Chọn d2 = 36 (mm) , L = 1400mm. _ n2 = = 37 . Chọn 38 lưỡi . => Số đĩa lắp dao là: 38/2 =19(đĩa). - Đường kính hoạt động : 1600 (mm) - Tốc độ quay :550 (v/ph) - Động cơ truyền động : N2 = 1,25. 14,72 . 7,875 = 144,9 (kW) 8. Máy đánh tơi Chọn máy đánh tơi kiểu búa. Năng suất công đoạn 1800 (tấn/ngày) = 75 (tấn/h) Chọn máy đánh tơi kiểu búa. - Đường kính Rôto : D = [230-II] Q : Năng suất của hệ máy ép, Q = 75 (tấn/h) i : Mức độ tơi từ 10÷15, chọn i = 15 K : Hệ số thực nghiệm từ 4÷6,2 . Chọn K = 5 n: Vận tốc quay của Rôto từ 1000÷1500 (v/ph) . Chọn n = 1200 (v/ph) L : Chiều dài Rôto, L=1800 (mm) = 0,612m - Công suất tiêu hao của máy : N = (0,1+0,15) .i.Q [II- 230] N = 0,25 . 15 . 75 = 281,25 (kW) Chọn công suất động cơ điện 282 (kW). IX. Cân tự động : - Khối lượng nước mía hỗn hợp qua cân :1958,644(tấn/ngày) = 81,61 (tấn/h) - Thể tích nước mía hỗn hợp qua cân : 77,947 m3/h Chọn cân tự động loại 3 tấn nước mía /mẽ. -Số mẻ trong 1 giờ : 81,61/3 = 27,2 mẽ - Thể tích một mẻ qua cân : V' =V/số mẽ = = 2,866 3 m3/mẽ. V1 d h2 h1 D V2 - Thể tích thùng cân : Vt = V'/j Với j là hệ số chứa đầy Chọn j =0,85 _ Vt = 3 / 0,85 = 3,533,6 m3 Thùng cân có dạng hình trụ, đáy hình nón cụt : Chọn D = 1,5 (m), d = 0,6 (m) h2 = 0,5 m V2 là thể tích hình nón cụt V2 = V2 = (m3) V1 = Vt - V2 = 3,6 - 0,46 = 3,14 (m3) . chiều cao phần trụ h1: ta có: V1 = p . h1 .D2/4 _ h1 = 4.V1/p .D2 = 1,78 (m) Vậy kích thước thùng cân là : D = 1,5m ; h1 = 1,78 m d = 0,6 m ; h2 = 0,5 m b. thiết bị ở công đoạn làm sạch bốc hơi : 1. Gia VÔI sơ bộ Chọn thiết bị gia vôi sơ bộ loại hình trụ, làm việc liên tục có cánh khuấy. - Thể tích nước mía hỗn hợp sau gia vôi sơ bộ: V = 1874,783 (m3/ngày)=78,116m3/h. Thể tích thùng: Trong đó: V: thể tích nước mía , (m3/h) T : Thời gian nước mía lưu trong thùng, T = 5 phút. H Cánh khuấy trộn D H Cánh khuấy trộn Thùng gia vôi sơ bộ j :Hệ số chứa đầy, j = 0,8. n: Số lượng thùng, n= 1 Vt Chọn D = 2 (m) (Đường kính thùng). Chiều cao thùng: _ Vậy kích thước thiết bị: DxH = 2000x 2600. Động cơ dẫn động có công suất: 1,5 KW. Tốc độ quay: 6 vòng/ phút. 2. thiết bị gia nhiệt. Dùng thiết bị gia nhiệt kiểu bản mỏng. Bề mặt truyền nhiệt được tính theo công thức: (m2). [300-I] Trong đó: Q : Nhiệt lượng dùng để gia nhiệt.(kcal/h) DtTB : Hiệu số nhiệt độ trung bình, 0C [304-I]. Với : Dtđ = T - tđ T: Nhiệt độ hơi đốt, 0C Dtc = T - tc tđ: Nhiệt độ chất lỏng vàó, 0C tc: Nhiệt độ , 0C K :Hệ số truyền nhiệt, (Kcal/h.m2.0C) Giả sử chọn hệ số truyền nhiệt cho gia nhiệt lần I, II, III như sau: K1 = 1480, K2 = 3100, K3 =3290. Chọn theo thông số nhà máy đường Quảng Phú gồm có: + Diện tích truyền nhiệt mổi tấm bản: S : 0,794m2/tấm. + Chiều dày mổi bản: d1 = 0,6 mm. + Khoảng cách khe giữa hai bản: d2 = 8,5mm. + Chiều rộng thiết bị: W =790mm. + Chiều cao thiết bị: 2135mm. Số lượng bản mỏng cần thiết : N = 1,25. (Cái) (1,25: hệ số an toàn). Chiều dài thiết bị: L = n.(d2 + d1) + 200 ,mm. Bảng 23: Thiết bị gia nhiệt Thông số Lần I Lần II Lần III T (0C) 97,5 112,7 123,925 tđ(0C) 25 58 90 tc(0C) 60 100 115 K(kcal/h.m2.0C) 1480 3100 3290 Q(kcal/h) 2947456,512 3602768,978 2182314,81 Dttb(0C) 53,15 28,79 18,74 F(m2) 37,47 40,37 35,4 S(m2/tấm) 0,794 0,794 0,794 n(tấm) 61 65 59 W(mm) 790 790 790 H(mm) 2135 2135 2135 L(mm) 755 792 737 Số thiết bị (cái) 02 02 02 3. Thiết bị thông SO2 lần 1 và gia vôi trung hòa. Chọn thiết bị trung hòa kiểu phun đường ống hút đứng [97-10]. Thiết bị gồm 3 phần chính: Phần trên là thiết bị thông SO2, phần dưới là thiết bị trung hòa, phần dưới cùng là thùng góp. 3.1. Bộ phận Sunfit hoá: (I) Thiết bị làm việc liên tục dạng tháp đứng, có thân hình trụ, đáy nón cụt. Nước mía được bơm với áp lực cao, qua lưới lọc vào hệ thống đầu phun, phun thành tia hội tụ, sinh áp lực âm, hút SO2 cuốn vào hòa trộn với nước mía, chảy xuống ống nối. Thể tích nước mía hỗn hợp thông SO2 lần 1: V1 = 1874,13 (m3/ngày) = 78,089 (m3/h). Lượng SO2 dùng cho Sunfit hoá lần 1 (CBVC) là 1,44 tấn/ngày. Với hiệu suất thông 75% lượng SO2 dùng là: m = = 45 (kg/h). Chọn thiết bị thông SO2 kiểu đứng với nhiều đầu phun. Chọn áp lực nước mía của buồng phun và đường kính của mỗi đầu phun (theo thiết bị trung hoà của nhà máy đường An Khê). + Áp lực nước mía của buồng phun đường ống là: 3 (KG/cm2). + Đường kính mỗi đầu phun là: d = 12 (mm) Tốc độ chảy của nước mía qua đầu phun được tính theo công thức: W0 = (m/s) [138 - X]. Trong đó: W0: tốc độ của đầu phun, (m/s). g : gia tốc trọng trường, g = 9,81( m/s2) H : Cột áp tĩnh, (m). Ap lực của nước mía vào buồng phun: 3KG/cm3, tức là H =30m W0 = 0,095= 21,96 (m/s). - Tổng diện tích tiết diện đầuphun được tính theo công thức V = W0. F.3600 (m3/h) [138 -X]. Trong đó: V: Lượng nước mía hỗn hợp trong mỗi giờ, V= 78,0980 (m3/h) . F : Tổng diện tích tiết diện đầu phun, (m2) W0: Vận tốc đầu phun [m/s]. (m2) Đường kính đầu phun được suy ra từ công thức: [139-X]. => ta đã chọn bộ trung hoà đường ống nhiều đầu phun, đường kính mỗi đầu phun d=12mm = 0,012m. Vậy diện tích mỗi đầu phun được tính: f = 0,785. (0,012)2 ,(m2). Tổng số đầu phun là: (ống). => Chọn 9 đầu phun. · Chọn kích thước thiết bị: - Ap lực nước của buồng phun: 3 (kG/cm2) - Đường kính mỗi đầu phun: 12 (mm) - Số đầu phun: 9 - Chọn đường kính buồng phun: D1 = 600 (mm) [97 -X ] - Chiều cao phần SO2 : 2000 (mm) - Số lượng thiết bị: 1 3.2. Bộ phận trung hòa. Thiết bị dạng hình trụ: - Đường kính thiết bị: D2 = 700 (mm) [ 97 -X ]. - Chiều cao thiết bị : h2 = 2200 (mm). 3.3. Thùng góp. Chọn thiết bị thùng góp có cấu tạo hình trụ, đáy nón cụt. + Thể tích nước mía sau trung hòa: V2 = 1890,383 (m3/ngày) = 78,77 (m3/h). + Thể tích thiết bi: (m3) Trong đó: Vt: Thể tích thùng, (m3) t: Thời gian nước mía lưu lại trong thiết bị, Chọn t = 1 phút. j :Hệ số chứa đầy, chọn j = 0,95. n: Số thiết bị , chọn n = 1 Ta có: =1,38 (m3) Thùng có dạng hình trụ: Chọn D3 = 800(mm), d3= 200(mm), Chiều cao phần chóp cụt: h3 = 500 (mm). Thể tích phần chóp cụt: . Thể tích phần trụ: Vtr = Vt - Vch + Chiều cao phần trụ: + Chiều cao thùng góp: h4 = 2,53 + 0,5 = 3,03 (m) 4. thiết bị thông SO2 lần II. Thiết bị thông SO2 có cấu tạo tương tự như thiết bị thông SO2 lần 1 nhưng không có hệ thống cho sữa vôi. Thể tích mật chè sau bốc hơi: V1 = 12,44 (m3/h). Chọn áp lực nước mía buồng phun: P' = 3 (kg/cm2). đường kính mỗi vòi phun: d' = 6 (mm). Qua tính toán tương tự ta có: - Tổng số đầu phun là: n’ =5,57, chọn n’ = 6(đầu phun) - Đường kính buồng phun: D'1 = 450 (mm) - Chiều cao phần SO2: = 2000 (mm) - Đường kính phần thùng góp: D’2 = 600 (mm) - Chiều cao thùng góp: h’2= 2200 (mm). - Đường kính thùng góp: D’3 = 800 (mm), d’3 = 200 (mm). chọn t= 5 phút (thời gian lưu). Vt = (m3) Chọn h’3 = 500 (mm) Vch =0,11 m3 Vtr = 1,091 - 0,11 = 0,981 m3 ht = 1,953m chiều cao thùng góp : h4 = 2,453 m. 5. thiết bị lắng: + Năng suất công đoạn lắng: V = 78,766 (m3/h) Chọn thiết bị lắng Door - Oliver, gồm 5 ngăn, 4 ngăn chính và 1 ngăn phân phối, bên trong có cánh khuấy gạt bùn. + Bề mặt chung được tính theo công thức: , (m2) Trong đó: V: Thể tích dung dịch vào lắng, V = 78,766 (m3/h) a: Phần trăm nước lắng so với dung dịch, a= 80% m: Tốc độ lắng, m=0,4÷0,6(m/h). Chọn (m) = 0,6 (m/h) Vậy: (m2). + Diện tích lắng của mỗi ngăn: (m2). + Đường kính thiết bị: (m). + Thể tích thiết bị lắng: (m3) Trong đó: V : thể tích nước mía đi lắng, V = 78,766 (m3/h). T : Thời gian nước mía lưu trong thiết bị, T = 2 (h). V1 d h2 h1 D a j : Hệ số chứa đầy, j = 0,8 n: Số thiết bị, chọn n = 1 (m3). · Tính các kích thước chủ yếu của thùng lắng : Chọn a = 150, d = 1500 (mm) Chiều cao của chóp nón cụt : h2===0,573 (m) _ Thể tích phần nón cụt : _ Thể tích phần hình trụ : V1 = Vt -V2 =196,915 - 6,646 = 190,269 (m3) Suy ra chiều cao phần hình trụ là: h1 = (m) Vậy chiều cao toàn bộ thiết bị là : H = h1 + h2 = 7,255 + 0,573 = 7,828 (m) Chọn vận tốc cánh khuấy 1/9 (v/ph) Động cơ truyền động N= 2,2 (kW) 6. Thiết bị lọc chân không. + Khối lượng bùn đem lọc: G = 396,301 (tấn/ngày).(CBVC) + Thể tích nước bùn đem lọc: V = 335,855 (m3/ngày) = 13,994(m3/h).(CBVC). + Diện tích lọc: F = ,(m2) Trong đó: V: Thể tích nước bùn, V = 13,994(m3/h). C: Tốc độ lọc, C = 20(lit/phút.m2) = 20.10-3[m3/m2.phút]. j : hệ số sử dụng diện tích lọc, j = (0,25÷0,3). Chọn j = 0,25. F = (m2). Chọn thiết bị lọc chân không như nhà máy đường Quảng Phú, với đặc tính kỹ thuật như sau: + Kích thước thùng lọc: D x L = 925 x 5840 (mm). + Diện tích bề mặt thùng lọc: F = 70 (m2). + Tốc độ quay của thùng: 1/3÷1/4 vòng/phút. + Động cơ truyền động: 2,5[KW] + Số lượng thiết bị: 1(cái). 7. Thiết bị lọc ống.( Lọc kiểm tra) + Thể tích mật chè lọc ống: V =298,534 (m3/ngày)=12,439(m3/h). + Tốc độ lọc đối với mật chè: C = 10(lit/m2.phút) + Hệ số sử dụng diện tích lọc: j = 0,25. + Diện tích lọc cần: F = = 82,927 (m2). Chọn máy lọc Stellar có đặc tính sau: [186-III]. + Chiều cao thiết bị: 3150 (mm). + Đường kính thiết bị: 1200 (mm) + Số ống lọc: n = 40 + Chiều dài ống lọc: l = 2000 (mm) + Đường kính ống lọc: d = 125 (mm). - Bề mặt của mỗi máy: Theo thực tế, chọn f= 10m2 . Số lượng máy lọc cần dùng: N = F/f = 8,3 Chọn 9 máy và 1 máy dự phòng. 10 máy. 8. thiết bị bốc hơi Chọn thiết bị bốc hơi buồng đốt ngoài. Buồng đốt là thiết bị bản mỏng. Buồng bốc là thuết bị tự bốc dạng hình trụ, hai đầu chỏm cầu. - Lượng nhiệt cung cấp cho buồng đốt các hiệu:(sử dụng các số liệu được tính toán ở phần cân bằng nhiệt và cân bằng vật chất). Hiệu I: Q1= D0. Iht = 29750.651,6 = 19385100 (kcal/h) . Hiệu II: Q2 = (W1 -E1-R).I1 = 17617,894.648,075 = 11417716,65(kcal/h). Hiệu III: Q3 = (W2-E2).I2 = 11774,622.643,925 = 7581973,471(kcal/h). Hiệu IV: Q4 = (W3-E3).I3 = 7051,366.637,95 = 4498418,94 (kcal/h). Dựa vào thực tế và kinh nghiệm của một số tác giả đã đề ra trị số hệ số truyền nhiệt K của hệ cô đặc 4 hiệu.(chọn theo tác giả Claassen [bảng IV-2, 204-III]: K1 = 3480(kcal/h.m2.0C); K2=2500(kcal/h.m2.0C); K3= 1400(kcal/h.m2.0C); K4 = 700(kcal/h.m2.0C). - Bề mặt truyền nhiệt các hiệu được tính theo công thức: F = ,m2 [46-IX]. Trong đó: Qi : nhiệt cung cấp cho buồng đốt(kcal/h). Ki : Hệ số