Tải bản đầy đủ - 113 (trang)
Tổng quan về kỹ thuật tầng sôi

Tổng quan về kỹ thuật tầng sôi

Tải bản đầy đủ - 113trang

Đồ án tốt nghiệp

đờng tầng sôi



hệ thống sấy



dễ dàng hơn, phạm vi sử dụng công nghệ tầng sôi đã mở

rộng sang nhiều lĩnh vực khác. Cả một loạt các ngành công

nghiệp hoá học khác nh: phân huỷ quặng, sấy các loại vật

liệu, sản xuất than hoạt tính và chất xúc tác, phân riêng

hỗn hợp khí bằng phơng pháp hấp thụ cũng nh các quá

trình trên các lớp xúc tác dị thể đều đợc tiến hành trên lớp

sôi.

Sấy là một quá trình rất phức tạp. Có rất nhiều phơng

pháp tiến hành quá trình sấy, song sấy tầng sôi hiện nay

đang là một hớng công nghệ đáng quan tâm trong nền

công nghiệp sấy chế biến bảo quản lơng thực, thực phẩm

dợc liệu.

Ưu điểm đầu tiên của phơng pháp này là khả năng cơ

giới hoá cao, quá trình xẳy ra trong thiết bị kín, hạn chế

gây ô nhiễm môi trờng.Tiếp đến là góp phần giảm thiểu

thiết bị trong một dây chuyền, dễ dàng điều chỉnh các

thông số công nghệ, hiệu suất của quá trình cao. Đối với lò

đốt tầng sôi thì u điểm nổi bật là đốt nhiên liệu trong lò

tạp ra nhiệt trị thấp mà các lò khác không làm đợc. Đối với

thiết bị sấy tầng sôi thì u điểm là cờng độ sấy lớn, năng

suât cao, cấu tạo thiết bị đơn giản, sấy đồng đều, có

thể cơ khí hoá và tự động hoá hoàn toàn.

2. Mô tả trạng thái sôi.



Một lớp vật thệ rắn khi ngời ta đa qua nó một dòng

khí thì có thể lớp vật rắn vẫn nằm im (hình 1-1). Khi hơi

tăng vận tốc dòng thì các hạt rắn tiếp xúc lẫn nhau. Khi

tiếp tục tăng vận tốc đòng thì lớp hạt bắt đầu địch

chuyển (hình1-2). Sau đó chúng bắt đầu dịch chuyển

và có các hạt từ lớp dới dịch chuyển lên trên bề mặt. Lúc

này chiều cao lớp hạt bắt đầu tăng (hình 1-3).



Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46



5



Đồ án tốt nghiệp

đờng tầng sôi



hệ thống sấy



ở một vận tốc xác định th thì lớp vật liệu đợc xốp

hoá và do kết quả của quá trình dịch chuyển hạt vật liệu

từ lớp dới lên lớp trên và tạo thành dòng (hình 1-4). Nếu tiếp

tục tăng vận tốc vợt qua giá trị tới hạn



thì lớp vật liệu



càng tăng thể tích (hình1-4) và lúc này P giảm. Lúc này

chỉ cần hơi tăng một chút vận tốc dòng khí thì tất cả các

hạt rắn sẽ đều chuyển động, bắt dầu ở chế độ sôi (hình

1-4). Với chế độ sôi ổn định tốc độ của dòng cha đủ

cuốn hạt theo nhng đủ duy trì chế độ sôi ở một bộ phận

phía trên lớp hạt. Lớp phía dới vẫn ở chế độ tĩnh. Vì vậy

tính toán chiều cao lớp sôi, chiều cao lớp tĩmh là một trong

những đặc trng khi tính toán thiết bị tầng sôi. Đối với từng

loại trong một khoảng thời gian nhất định chiều cao lớp

tĩnh cũng nh chiều cao lớp sôi là không đổi nên trở lực của

dòng trong khoảng đó cũng không đổi. Nếu tốc độ dòng

tiếp tục tăng và vợt qua một giá trị tới hạn p nào đó thì

chế độ sôi chấm dứt và các khối hạt hình thành các túi

khí (hình 1-5). Đó là chế độ chuyển tiếp giữa chế độ sấy

tầng sôi và chế độ sấy khí động sau đó toàn bộ khối hạt

hoà lẫn hoàn toàn với dòng khí và bị cuốn theo, khi đó

chế độ sấy khí động bắt đầu.Trong giai đoạn nay trở lực

của hạt đầu giảm.Thực nghiệm chứng tỏ quan hệ này là

tuyến tính

Khi tăng vận tốc dòng khí thì trở lực thuỷ lực của lớp

vật liệu tăng lên theo quy luật hàm số mũ:

P = f(n)

Trong đó:

n: chỉ số phụ thuộc chuẩn số Rây nôn (Re), khi tăng Re

thì n tăng từ từ

Trên hình vẽ biểu diễn quan hệ : P = f(n)

Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46



6



Đồ án tốt nghiệp

đờng tầng sôi



hệ thống sấy



Khi vận tôc dòng < th thì quan hệ giữa lớp hạt tĩnh

theo tốc độ dòng đợc biểu diễn là đoạn OB

Khi th < < p thì quan hệ P = f(n) của chế độ

sôi đợc biểu diễn bởi đờng BC

Khi > p thì quan hệ P=f(n) của chế độ sôi đợc

biểu diễn bởi đờng CD



3. Một số tính toán đă đợc công nhận cho chế độ tầng sôi.



3.1. Tính vận tốc của hạt.

Khi một hạt rắn đứng yên trong môi trờng có vận tốc

chuyển động ban đầu là 0=0, nó tự rơi xuống với gia tốc

trọng trờng cho đến khi vận tốc cân bằng với lực đẩy

Acsimet và lực cản môi trờng .Từ lúc này nó rơi với vận tốc

khác 0, mà ta cần phải tính.



Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46



7



Đồ án tốt nghiệp

đờng tầng sôi



hệ thống sấy



Ta gọi d, r là khối lợng riêng của dòng khí và của vật

liệu, kg/m3

: độ nhớt động của dòng, m2/s

: hệ số ma sát

d: đờng kính hạt (m).

Khi có dòng vận tốc thổi ngợc lên, theo quy luậtcủa

đọng học ta có:

g.



.d 3

.d 2 2

.( r d ) = .

.

. d

6

4

2



Nhân hai vế với biểu thức



1

ta có:

2



g.



.d3

1 .d2 2

(

)

.







=

..

. . d

r

d

4 2

2 .6

2



g.



d3

3 1

.( r d ) =

..d2 .2

2

4 2

.d



d3

Mà: Ar = g. 2 .( r d )

. d

Ar =



3 d2 .2

.. 2

4





Re =



4 Ar

.

3



=



Re.

d



Hoặc cũng có thể tính Re theo công thức O.M.Tode:

Re =



Ar

18+ 0,61 Ar



Từ đó tìm ra .

3.2. Trao đổi nhiệt trong lớp sôi.

Do tạo ra chế độ sôi nên cờng độ trao đổi nhiệt ẩm

xảy ra rất mãnh liệt.



Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46



8



Đồ án tốt nghiệp

đờng tầng sôi



hệ thống sấy



Cân bằng cho lớp hạt có chiều cao H độ xốp e ta dễ

dàng thu đợc phơng trình saugiữa tốc độ đót nóng d tv/dt

và tốc độ dòng dk/dt:

v (1 ).H.C v .



d.v

d.

= v .( 1 ).H.r. k + G.C pk.( t1 t2 )

t

d



Từ đó ta có tốc độ đốt nóng hạt bằng:

L.C pk ( t1 t 2 )

dt v

r d R

=

.

+

d C v d

v (1 ).H .C v



Trong đó:

V,Cv: khối lợng riêng và nhiệt dung riêng của hạt.

r: nhiệt ẩm hoá hơi

L, Cpk: khối lợng và nhiệt dung riêng của không khí khô

t1, t2 nhiêt độ vào và ra khỏi lớp sôi của dòng khí .

*Tốc độ dòng dk/dt đợc xác định: ta biết lợng ẩm tác

nhân sấy nhận đợc bằng lợng ẩm vật liệu sấy mất đi. Do

đó nếu gọi d1, d2 là lợng chứa ẩm vào và ra khỏi khối hạt có

chiều cao H, với độ xốp thì phơng trình cân bằng ẩm

có dạng:

L(d2-d1)=



v .(1 ).H.d k

d



dk L .( d1 d2 )

=

d v .(1 ).H



3.3. Trở lực của tầng sôi.

Khi chế độ sôi ổn định có thể xem trở lực của dòng

qua tầng sôi là không đổi và cân bằng trọng lợng của khối

hạt trên một diện tích ghi.



Do đó ta có:



P= H.(v - k).(1- 0).g.



Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46



9



Đồ án tốt nghiệp

đờng tầng sôi



hệ thống sấy



Nếu độ xốp của lớp hạt là 0, chiều cao của nó là H0,

thì ta có công thức trở lực của dòng qua lớp hạt tĩnh P0

nh sau

P0= H0.( v-k).(1-e0).g

Ngoài công thức trên còn có hai công thức thực

nghiệm sau:

G

H

Công thức của Phê đô rôp: P = 0,17. Re.

FG

dtd



0,2



Trong đó:

FG: Diện tích của ghi, m2

G: khối lợng hạt trên ghi, kg

Công thức của Dai xi vei bat:

P = .



(



)



H 2 .k 1 2

.

.

. d

dtd 2g





Trong đó :

d: là hệ số hình dáng của hạt.

: hệ số trở kháng đợc xác định theo giới hạn của Re.

Khi Re 35ta lấy =



220

Re



Khi 70 Re 200 ta lấy =



11,6

Re



3.4. Tốc độ làm việc tối u.

Tốc độ làm việc tối u là tốc độ ở đó chế đọ sôi ở đó

ổn định. Nói cách khác ở đó chiều cao lớp vật liệu sôi nói

chung và chièu cao lớp sôi nói riêng là ổn định. Do đó về

nguyên tắc tốc độ ổn định phải thoả mãn điều kiện:

th < < p



Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46



10



Đồ án tốt nghiệp

đờng tầng sôi



hệ thống sấy



Theo tốc độ làm việc tối u thì t phải thuộc khoảng

sau:

t=(2-3). th



Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46



11



Đồ án tốt nghiệp

đờng tầng sôi



hệ thống sấy



Chơng ii

Tổng quan về công nghệ sản xuất mía đờng

I. Đặc tính Của đờng.



I.1. Đờng sacacoza.

Sacaroza là thành phần quan trọng của mía, là sản

phẩm của công nghiệp sản xuất đờng. Sacaroza là một

đisacaritcos công thức C12H22O11. trọng lợng phân tử của

Sacaroza là 342,30.

Sacaroza đợc cấu tạo từ hai đờng đơn là , d- glucoza

và , d- fructoza. Công thức cấu tạo của Sacaroza đợc biểu

diễn nh sau:

Theo công thức trên Sacaroza là , d - glucopiranozit và , d

- fructufuranozit.

1. Tính chất lý hoá của Sacaroza.

Tinh thể đờng Sacaroza thuộc hệ đơn là , trong suốt

không màu, có tỷ trọng 1,5879g/cm3. Nhiệt độ nóng chảy t

= 186 ữ 188oC.

Nếu ta đa từ từ đến nhiệt độ nóng chảy (186 ữ 188oC)

đờng biến thành một dạng sệt trong suốt. Nếu kéo dài thời

gian đun hoặc đun ở nhiệt độ cao, đờng sẻ mất nớc, rồ bị

phân huỷ và biến thành caramen.

Độ hoà tan. Đờng rất dễ hoà tan trong nớc. độ hào tan

tăng theo nhiệt độ tăng (bảng I- 4)

Độ hoà tan của Sacaroza trong nớc

Bảng I 4

Nhiệt

độ



Độ hoà tan g

Sacaroza /100g



Nhiệt

độ



Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46



Độ hoà tan g

Sacaroza /100g



12



Đồ án tốt nghiệp

đờng tầng sôi



hệ thống sấy



( oC )



nớc



( oC )



nớc



0

10

20

30

40

50



179,20

190,50

203,90

219,50

238,10

260,10



60

70

80

90

100



287,30

320,50

362,20

415,70

487,20



Độ hoà tan của Sacaroza còn phụ thuộc vào các chất

không đờng có trong dung dịch đờng (Bảng I- 5).

Đờng Sacaroza không hào tan trong dầu hoả, Cloroform,

CCL4, CS2, benzen, tecpen, ancol, và glixerin khan. Trong

dung dịch ancol có nớc, đờng Sacaroza hào tan ít. Một gam

ancol có nồng độ 95% có thể hào tan0,01g đờng.

Đờng Sacaroza còn hào tan giới hạn trong anilin, piriđin,

etyl axetat, amyl axetat, phenol và NH3.

Độ ho tan của Sacaroza trong dung dịch nớc chứa các

loại muối

Bảng I -5

Nhiệt

độ

(oC)



30



70



Độ hào tan, g/100g dung dịch



Lợng muối

g/100g nớc



KCL



KBr



KNO3



NaCL



CaCL2



0



219,5



219,5



219,5



219,5



219,5



10



216,0



218,0



217,0



210,0



197,0



20



221,0



220,0



216,0



211,0



189,0



30



228,0



224,0



216,0



219,0



192,0



40



237,5



228,0



217,0



233,0



200,0



50



_



_



218,0



250,0



218,0



60



_



_



_



269,0



243,0



0



320,5



320,5



320,5



320,5



320,5



Nguyễn tuấn Anh - Máy thực phẩm K46



13



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tổng quan về kỹ thuật tầng sôi

Tải bản đầy đủ ngay(113 tr)

×