Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHUN URÊ NÓNG CHẢY

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHUN URÊ NÓNG CHẢY

Tải bản đầy đủ - 0trang

Đồ Án Chun Ngành



Hình 5.2 Các Kiểu phun

Khác với vòi phun khí nén, vòi phun thủy lực phun được chất lỏng là nhờ áp lực dòng

lỏng lớn. Các giọt nhỏ được hình thành nhờ vận tốc dòng lỏng rất cao đi bên trong lỗ

nhỏ. Hình 5.3, một số ví dụ về vòi phun.

Vòi phun thủy lực có ưu điểm: thiết kế đơn giản, độ bền cơ học cao, làm việc dễ dàng,

có thể phun được một số loại huyền phù.

Vòi phun khí nén có nhược điểm: chỉ làm việc đối với những chất lỏng cố định, vì

kích thước hạt đầu ra đã được thiết kế cố định.

Từ những nhận xét đánh giá trên, vòi phun thích hợp được lựa chọn cho hệ thống

phun là vòi phun thủy lực.



Hình 5.3. Vòi phun khí nén (trái) và vòi phun thủy lực(phải)



81



Đồ Án Chuyên Ngành



5.1.2. Sắp xếp đầu phun

Trong thí điểm và quy mô công nghiệp các tùy chọn khác nhau của việc sắp xếp vòi

phun được thể hiện như Hình 5.4.



Hình 5.4 Các kiểu sắp xếp đầu phun[12]

Trong trường hợp đơn giản, một vòi phun đơn được lắp đặt ở giữa (center nozzle) lớp

giường vật liệu.

Tùy thuộc vào tốc độ phun yêu cầu của quy trình mà vòi phun này có thể cho ra sự

khác biệt lớn và rất lớn trong phân bố độ ẩm cục bộ trên giường vật liệu, đặc biệt là

trong quy trình quy mơ lớn.

Một cách khác để cải thiện độ ẩm trên bề mặt giường vật liệu là sử dụng nhiều đầu

phun. Một hệ thống phun đơn giản có thể được kết hợp bởi nhiều đầu phun giống

nhau.

Kiểu sắp xếp vòi phun thích hợp sử dụng cho quá trình tạo hạt NPK yêu cầu bề mặt

cần phun trải dài dọc khắp thùng nên kiểu sắp xếp trung tâm theo hàng (center nozzle)

là lựa chọn phù hợp.



5.1.3. Yêu cầu và nguyên lý hệ thống phun.

Việc phân phối chất lỏng có thể đạt được rất tốt bằng cách sử dụng nhiều vòi phun

đơn, nhưng thiết lập này yêu cầu chi phí cao.

Trong hình 5.5, thể hiện một số ngun lý khác nhau của hệ thống cấp liệu lỏng.



82



Đồ Án Chun Ngành



Hình 5.5 Ngun lý cấp lỏng cho vòi phun[12]

Nói chung, một hệ thống phun lỏng phải phù hợp với các yêu cầu sau đây:

 Khả năng kiểm soát áp suất chất lỏng cấp cho đầu phun;

 Khả năng kiểm sốt tốc độ dòng chảy của chất lỏng đến vòi phun; và

 Khả năng nhận diện sự cố vòi phun hoặc sự cố nguồn cấp lỏng.

Đặc biệt là nếu chất lỏng ở thể huyền phù hoặc tan chảy thì hệ thống cấp liệu lỏng

phải được thiết kế để:

 Tránh để các chất rắn kích thước lớn tồn tại trong dòng chất lỏng.

 Giảm thiểu các ngõ cụt hoặc các vùng chết, đảm bảo khả năng tự tháo.

Phiên bản "a" cho thấy một ví dụ rất đơn giản về hệ thống phun vòng. Mức áp suất

chất lỏng được điều khiển bằng van điều khiển. Bơm tuần hồn (ví dụ bơm ly tâm)

chạy với tốc độ cố định. Các dòng chảy vào các đầu phun khơng được kiểm sốt.

Trong phiên bản "c" các bộ điều khiển lưu lượng bổ sung được chèn vào các dòng cấp

liệu cho các đầu phun riêng lẻ. Bằng các bộ điều khiển lưu lượng này, tốc độ phun có

thể được điều chỉnh cho mỗi vòi phun.

So với phiên bản "a", thiết lập này cung cấp mức độ an toàn và hiệu quả cao hơn

nhiều. Khi cần nhiều vòi phun, phiên bản "c" có thể được mở rộng sang phiên bản "d".

Phiên bản này có thể được sử dụng để giảm số vòng điều khiển.



83



Đồ Án Chuyên Ngành



Mặt khác bằng cách sử dụng thiết lập này, một số vòi phun được kết nối với nhau và

trong trường hợp trục trặc hoặc tắc nghẽn của một vòi phun các vòi phun khác có xu

hướng bù đắp. Do vậy, việc phát hiện lỗi khó khăn hơn.

Một lựa chọn khác là sử dụng máy bơm phun riêng biệt cho mỗi vòi phun như trong

phiên bản "b". Trong trường hợp này dòng chảy có thể được điều khiển bởi tốc độ của

máy bơm. Tuy nhiên nếu số lượng vòi phun rất cao, tùy chọn này là khá tốn kém.

Từ những nhận xét đánh giá trên, hệ thống cấp lỏng c khá phù hợp với yêu cầu làm

việc linh hoạt trong dải lưu lượng rộng, phù với hợp kiểu sắp xếp đầu phun theo hàng,

độ an tồn cao.



5.2. Lựa chọn đầu phun, tính tốn ống phun.

5.2.1. Thơng số Urê lỏng nóng chảy đầu vào.

-



Nhiệt độ: 1300C

Áp suất đầu phun: 0,1 – 0.3 MPa

Khối lượng riêng: 1,30 g/cm3

Lưu lượng vận hành: 0,601 tấn/giờ

Lưu lượng thiết kế: Q = 1,1.0,601 = 0,661 tấn/giờ

Kiểu cấp lỏng: Bơm định lượng + phun



5.2.2. Lựa chọn đầu phun.

- Căn cứ vào dải áp suất và lưu lượng làm việc, chọn đầu phun có thơng số sau:

 Loại: NZRCS 1-1.6



Hình 5.6 Đầu phun NZRCS

Bảng 5.1 Dữ liệu kỹ thuật đầu phun NZRCS[20]

PN (Part Number)

MAT (Material)

NO (No.)

DD (d (Hole Dia.) / mm)

T(T)

S (S / mm)



NZRCS1-1.6

SUS304(304 Stainless Steel) (1.4301_X5CrNi18-10)

1

1.6

R 1/8

5

84



Đồ Án Chuyên Ngành



L (L / mm)

L1 (L1 / mm)

L2 (L2 / mm)

L3 (L3 / mm)

H (H1 / mm)

H1 (H1 / mm)

B (B / mm)

B (B1 / mm)

B (B2 / mm)

B (B3 / mm)

MASS (Mass / g)











23.5

3

1

8.5



6

5

12

14

12

14

16



Lưu lượng tối đa mỗi đầu phun: 2,55 l/phút

Áp suất đầu phun tối đa: 0,30 MPa

Góc Phun: 600

Số lượng đầu phun cần thiết:

(đầu phun)

Vậy chọn số đầu phun là 4 đầu phun. Lưu lượng mỗi đầu phun tính lại:



5.2.3. Thiết kế mơ hình hệ thống ống phun.

Trong phần này việc tính tốn, lựa chọn, mơ hình hóa hệ thống được thực hiện bằng

phần mềm chuyên dụng Pipe Flow Expert dành cho việc thiết kế mạng đường ống.

Mục tiêu: lựa chọn được ống phun, bơm, thỏa mãn lưu lượng và áp suất đầu ra của vòi

phun.

- Chọn kích cỡ ống phun:

Vật liệu làm ống: Steel (ANSI) Galvanised Sch.40

Độ nhám: 0,15 mm

Kích thước định danh: 40 mm



Hình 5.7 Kích thước ống phun

85



Đồ Án Chuyên Ngành



- Thiết lập thông số dòng đi trong ống:

Dòng Urê lỏng nóng chảy, nhiệt độ 130oC, khối lượng riêng 1300 kg/m3.



- Thiết lập mơ hình hệ thống ống phun:



Hình 5.8 Hệ thống mạng ống phun

Urê rắn sau khi qua thiết bị gia nhiệt chuyển sang trạng thái lỏng được chứa tại bể

chứa N1 tại mặt đất. Tại đây Urê lỏng được cấp qua các vòi phun N10, N11, N12, N13

tại độ cao 3m nhờ bơm ly tâm, lưu lượng đầu ra mỗi vòi phun đạt 2,12 l/phút áp suất

0,1 MPa và được kiểm soát bởi các van tự động P10, P11, P12, P13.

- Thiết lập kích cỡ chiều dài các đoạn ống:



Hệ thống mạng ống phun được thiết lập mô phỏng bằng phần mềm Pipe Flow Expert.

Sau khi thiết đặt xong thực hiện quá trình tính tốn.



86



Đồ Án Chun Ngành



5.2.4. Kết quả tính tốn.

Kết quả tính tốn là phù hợp, lưu lượng các đầu phun đáp ứng yêu cầu năng suất đặt

ra.

Xem phụ lục kết quả đính kèm.



Kết Luận

Sau một thời gian dài nghiên cứu, em đã hoàn thành đồ án đúng tiến độ yêu cầu đề ra.

Đồ án đã trình bày được tổng quan cơng nghệ phân bón NPK, tính tốn cân bằng chất,

cân bằng dây chuyền NPK hàm lượng cao 16-16-8, tính tốn thiết bị vê viên thùng

quay phun Urê nóng chảy năng suất 150.000 T/N.



87



Đồ Án Chuyên Ngành



Tài liệu tham khảo:

[1] Brook, A. T., 1957. "Developments in Granulation Techniques," Proceedings of

the Fertiliser Society (London), No. 47.

[2] T.P. Hignett, ed., 1985. Fertilizer Manual – Developments in plant and soil

sciences, volume 15.[ CITATION Emi03 \l 1033 ][ CITATION Kel \l 1033 ]

[3] UNIDO, IFDC, ed., 1998. Fertilizer Manual, Kluwer Academic Publishers.

[4] Hignett, T. P., 1956. "Pilot Plant Studies of Granulation of High - Analysis

Fertilizers," Agricultural Chemistry.

[5] Emil Raymond Riegel, 2003. Riegel's Handbook of Industrial Chemistry, Kluer

Academic/Plenum Publishers.

[6] Kelly W. J, 1974. "Solids Metering and Handling in an NPK Prilling Plant,"

Proceedings of the Fertiliser Society (London), No. 141.

[7] Van den Berg, P. J., and G. Hallie. 1960. "New Developments in Granulation

Techniques," Proceedings of the Fertiliser Society (London), No. 59.

[8] Nhiều tác giả, “Máy và thiết bị sản xuất hóa chất”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ

thuật, 1971.

[9] M.B.ЛЫKOB, "CУШKA B XИMИЧECKOЙ ПPOMЫШЛEHHOCTИ",

ИЗДATEЛbCTBO "XИMИЯ" MOCKBA, 1970.



[10] Arun S. Mujumdar, “Handbook of industrial Drying”, Fourth Edition, Talor $

Fancis Group, 2015.

[11] J. Lister and B. Ennis, “THE SCIENCE AND ENGINEERING OF



GRANULATION PROCESS”, Springer Science + Business Media Doredrecht,

2004.

[12] A. SALMAN, M. HOUNSLOW and J. SERVILLE, “HANDBOOK OF

POWDER TECHNOLOGY - GRANULATION - Volume 11’’, Elsevier

Science, 2006.

[13]Nhiều tác giả, “THE EFFECT OF ROTATIONAL SPEED OF THE

DRUM ON PHYSICAL PROPERTIES OF GRANULATED COMPOST

FERTILIZER”, 2012

[14] Wolfgang Pietsch, “Agglomeration Processes Phenomena, Technologies,

Equipment” , WILEY-VCH, 2002



88



Đồ Án Chuyên Ngành



[15] Muhammad E. Fayed, Lambert Otten, “HANDBOOK OF POWDER

SCIENCE & TECHNOLOGY”, CHAPMAN & HALL, 1997

[16] Nhiều tác giả, SỔ TAY QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ HĨA CHẤT

tập 2, nxb KH-KT, 2006.

[17] Trịnh Chất and Lê Văn Uyển, Tính tốn thiết kế dẫn động cơ khí (Tập 1),

NXB-GD, Hà Nội, 2006, p.

[18] Hồ Lê Viên, Cơ sở tính tốn các máy hóa chất và thực phẩm, ĐHBK Hà

Nội, Hà Nội, 1997, p.

[19] Hồ Lê Viên, Các máy gia công vật liệu rắn và dẻo, tập 2, NXB Khoa học và Kỹ

thuật, Hà Nội, 1997.

[20] https://us.misumi-ec.com/vona2/detail/110300329820/



Phụ lục đính kèm



89



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHUN URÊ NÓNG CHẢY

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×