Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY HẦM – ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU KHIỂN

CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY HẦM – ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU KHIỂN

Tải bản đầy đủ - 0trang

19

Đồng thời, mộc được đưa lên hệ thống con lăn đặt trên xe gng sau đó được đưa

vào đầu hầm sấy. Lúc này, khơng khí tiếp xúc với vật liệu sấy (thông thường tác nhân sấy

sẽ tiếp xúc với sản phẩm ở cả hai mặt trên và dưới), từ đó khơng khí khơ sẽ thực hiện trao

đổi nhiệt - ẩm với vật liệu sấy làm cho hàm ẩm của không khí tăng, do hơi nước trên bề

mặt vật liệu sấy di chuyển ra ngồi1. Các giai đoạn của q trình sấy:

• Giai đoạn 1 (giai đoạn đốt nóng vật):

Giai đoạn này bắt đầu từ khi đưa vật liệu sấy vào thiết bị sấy tiếp xúc với tác

nhân sấy cho tới khi nhiệt độ vật đạt đến bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt (t ư). Trong

q trình này tồn bộ vật liệu sấy được gia nhiệt, ẩm lỏng trong vật cũng được gia

nhiệt cho tới khi đạt đến nhiệt độ sôi tương ứng với phân áp suất hơi nước trong

môi trường khơng khí của thiết bị sấy. Do bị làm nóng nên độ ẩm của vật có giảm

chút ít do bay hơi ẩm còn nhiệt độ của vật thì tăng dần từ nhiệt độ ban đầu cho

đến khi bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt. Tuy vậy sự tăng nhiệt độ trong q trình này

xảy ra khơng đồng đều ở phần ngồi và phần trong vật. Vùng trong vật đạt tới t ư

chậm hơn. Đối với vật dễ sấy thì giai đoạn làm nóng xảy ra rất nhanh

• Giai đoạn 2 (giai đoạn sấy đẳng tốc):

Giai đoạn này kéo dài trong một thời gian đủ để cho mộc sấy khô xuống gần

đến điểm bão hoà vật liệu mộc. Thời gian dài hay ngắn phụ thuộc vào độ ẩm ban

đầu của mộc và kích thước của mộc. Trong thời gian này duy trì nhiệt độ sấy ổn

định, bằng nhiệt độ sấy ban đầu và hãm không cho lớp mộc bề mặt ván khô quá

nhanh, để đảm bảo quá trình di chuyển ẩm từ tâm ván ra ngoài bề mặt mộc một

cách liên tục và ở mức tối đa phù hợp với mộc sấy.

Giai đoạn 3 (giai đoạn sấy giảm tốc – hồi ẩm):

Sấy giảm tốc: giai đoạn này biểu thị quá trình sấy mà ở đó độ ẩm của mộc sấy giảm

xuống dưới điểm bão mộc. Ở giai đoạn này q trình thốt ẩm sẽ khó khăn, do

vậy trong q trình sấy, bước sang giai đoạn sấy này ta tăng dần nhiệt độ sấy và

1



Mục đích của q trình sấy là loại bỏ nước liên kết lý học (nước tự do, nằm ở các lổ trống giữa các hạt

vật liệu) hay nước liên kết hoá lý (nước hấp phụ, nước hydrate hoá và ở các loại khoáng sét ba lớp silicat

là nước trương nở). Lúc sấy nước ở bề mặt dễ bốc hơi gây nên chênh lệch hàm ẩm trên bề mặt và trong

lòng VLS, do đó nước trong lòng sẽ khuyếch tán ra ngoài bề mặt và tiếp tục bốc hơi. Như vậy tốc độ sấy

phụ thuộc vào khả năng bốc hơi trên mặt VLS và tốc độ khuyếch tán nước từ trong ra bên ngồi.



20

đồng thời mở dần cửa thốt khí làm khô dần dần môi trường sấy, hỗ trợ cho q

trình khơ của mộc ở giai đoạn cuối.

Hồi ẩm: mục đích của giai đoạn này là làm cho cân bằng độ ẩm của mộc, triệt tiêu ứng

suất trong mộc, để mộc khơng bị nứt trong q trình gia cơng. Để tiến hành giai

đoạn xử lý này ta đóng kín các cửa thốt khí, phun ẩm trong suốt thời gian xử lý

cuối.

Cụ thể hơn, quá trình sấy mộc trải qua 3 giai đoạn: làm nóng vật liệu, sấy đẳng tốc,

sấy giảm tốc - hồi ẩm. Trong q trình vận hành có các khâu của điều khiển tự động, bao

gồm:

a/ Điều khiển nhiệt độ của TNS

• Điều khiển nhiệt độ ở giai đoạn sấy 1 (vùng làm nóng vật liệu)

• Bộ điều khiển:

o Bộ phận tiếp nhận, chuyển đổi và truyền tín hiệu đo: bộ cảm biến nhiệt độ

(can nhiệt loại K - Thermocouples, Resistance temperature detector – nhiệt

điện trở…)

o Bộ phận tác động: relay nhiệt (Role nhiệt)

o Bộ phận thừa hành điều khiển thực hiện các option nhiệt độ

• Thời gian sy 3 ữ 4 gi

Nhit sy: 50 oC ÷ 60 oC

Đầu vào của hệ thống cung cấp TNS được điều chỉnh bằng tỷ lệ giữa khơng

khí và nhiên liệu cho mỗi Calorifer (hoặc năng lượng điện đối với Calorifer điện)

được yêu cầu bởi đồ thị nhiệt độ sứ và khi điều khiển tỷ lệ này là duy trì nhiệt độ

đặt Set point. Các thông số này được giữ cố định trong suốt quá trình hoạt động

của hầm do u cầu cơng nghệ sứ đòi hỏi nhiệt độ cung cấp cho vùng này khơng

q cao.

• Điều khiển nhiệt độ ở giai đoạn sấy 2 (vùng sấy đẳng tốc)



Bộ điều khiển:

o Bộ phận tiếp nhận, chuyển đổi và truyền tín hiệu đo: bộ cảm biến nhiệt độ còn gọi là can nhiệt (can nhiệt loại K - Thermocouples, Resistance

temperature detector – nhiệt điện trở…) với các chức năng:



21

 Can nhiệt độ cung cấp tín hiệu để hỗ trợ cho việc điều khiển nhiệt độ

vùng này  Tín hiệu thay đổi đều được lấy từ các can nhiệt độ để

phục vụ cho việc điều khiển

 Can nhiệt độ cung cấp cho bộ điều khiển nhiệt độ tới hạn của vùng

này. Nhiệt độ tới hạn là một phần của hệ thống an toàn nhiên liệu.

o Bộ phận tác động: relay nhiệt (Role nhiệt)

o Bộ phận thừa hành điều khiển thực hiện các option nhiệt độ

• Thời gian sấy 4 giờ

• Nhiệt độ sấy: 90 oC

• Điều khiển nhiệt độ ở giai đoạn sấy 3 (vùng sấy giảm tốc – hồi ẩm)

• Bộ điều khiển:

o Bộ phận tiếp nhận, chuyển đổi và truyền tín hiệu đo: bộ cảm biến nhiệt độ

(can nhiệt loại K - Thermocouples, Resistance temperature detector – nhiệt

điện trở…)

o Bộ phận tác động: relay nhiệt (Role nhiệt)

o Bộ phận thừa hành điều khiển thực hiện các option nhiệt độ

• Thời gian sấy 4 giờ

• Nhiệt độ sấy: 40 oC

Tín hiệu về nhiệt độ cũng được ghi nhận và truyền về bộ điều khiển (nhiệt độ set point 40

o



C).



• Nguyên tắc xác định nhiệt độ bầu khô2 của TNS:

Tùy vào nhiệt độ tác nhân sấy lớn mà ta dùng loại nhiệt kế cho phù hợp, có

thể dùng nhiệt kế thủy ngân hay nhiệt kế điện trở, vv. Do nhiệt độ sấy khơng cao.

Do đó, ta dùng nhiệt kế thuỷ ngân để xác định nhiệt độ tác nhân sấy trước và sau

quá trình sấy vẫn đảm bảo độ chính xác cao mà cách xác định lại đơn giản.

• Đặt một nhiệt kế thủy ngân tại đầu ra của tác nhân sấy ở Calorifer  ta xác

định được nhiệt độ TNS trước quá trình sấy.

• Đặt một nhiệt kế thủy ngân tại cửa ra của hầm sấy  ta xác định được nhiệt độ

của TNS sau q trình sấy.

• Đặt nhiệt kế trong buồng sấy  ta đo được nhiệt độ trung bình của tác nhân

sấy.

2



Nhiệt độ đọc ở nhiệt kế bình thường gọi là nhiệt độ bầu khơ, ký hiệu t



22

• Ngun tắc xác định nhiệt độ bầu ướt3 của TNS [3-4]:

Để xác định nhiệt độ nhiệt kế ướt người ta cũng dùng nhiệt kế bình thường, chẳng

hạn nhiệt kế thuỷ ngân hay nhiệt kế rượu. Để xác định được ta dùng nhiệt kế thuỷ ngân

bọc một lớp bông luôn luôn thấm nước nhờ mao dẫn từ một cóng nước đặt ở trong

buồng sấy. Nước trong lớp bông bao quanh bầu nhiệt kế nhận nhiệt của khơng khí và

bay hơi. Đối với hệ thống sấy gỗ ta bố trí một cóng nước bên ngồi buồng và một cóng

nước trong buồng, cóng nước ngồi buồng sẽ dẫn nước vào cóng nước trong buồng. Ở

cóng nước trong buồng ta có một miếng giẻ thẩm vào cóng và đầu kia cuốn vào bầu

nhiệt kế thuỷ ngân xác định được nhiệt độ bầu ướt. Bố trí như hình vẽ.



Hình 2.2: Phương pháp đo nhiệt độ bầu ướt (WBT)

(1) - Bầu cảm biến thuỷ ngân. (2) - Miếng giẻ. (3) - Nước. (4) – Tín hiệu nhiệt độ. (5) –

Cóng đựng nước. (6) - Tường.

b/ Điều khiển độ ẩm

3



Nhiệt độ bầu ướt của khơng khí là nhiệt độ mà hỗn hợp khơng khí ẩm đạt trạng thái bão hòa hơi nước khi

làm lạnh đẳng hàm nhiệt, ký hiệu t ư. Nhiệt độ bầu ướt là một thông số đặc trưng khả năng cấp nhiệt của

khơng khí để làm bay hơi nước cho đến khi khơng khí bão hòa hơi nước. Nhiệt độ bầu ướt được đo bằng

nhiệt kế có bọc vải ướt ở bầu thủy ngân.



23

• Bộ điều khiển:

o Bộ phận tiếp nhận, chuyển đổi và truyền tín hiệu đo: ẩm kế dây tóc, ẩm kế

ngưng tụ, ẩm kế bay hơi đoạn nhiệt (Psychometre). Ngày nay người ta

thường dùng các ẩm kế điện tử vừa tiện lợi, nhanh chóng và kết quả chính

xác cao.

o Bộ phận tác động: relay ẩm (Role ẩm)

o Bộ phận thừa hành điều khiển thực hiện các option về độ ẩm.



24

• Nguyên tắc xác định độ ẩm của TNS:

Một số thiết bị xác định độ ẩm của tác nhân sấy như: ẩm kế dây tóc, ẩm kế

ngưng tụ, ẩm kế bay hơi đoạn nhiệt (Psychometre). Ngày nay người ta thường

dùng các ẩm kế điện tử vừa tiện lợi, nhanh chóng và kết quả chính xác cao.

• Ẩm kế dây tóc (Hair tension hygrometers) [5]: Ẩm kế dây tóc là loại ẩm kế

làm việc theo nguyên lý: khi độ ẩm của môi trường thay đổi thì chiều dài của

dây tóc cũng thay đổi.



Hình 2.3: Sơ đồ cấu tạo ẩm kế dây tóc

(1)- Dây tóc (30 70) mm với đường kính 0.05mm

(2)- Dây kéo

(3)- Lò xo

(4)- Kim tính

(5)- Gương

(6)- Kim chỉ

(7)- Bộ điều chỉnh

(8)- Bảng điều khiển.



25

• Ẩm kế bay hơi đoạn nhiệt (Psychometre) [6]:



Hình 2.4: Cấu tạo Psychometer

(1, 2) - Nhiệt kế

(3)- Ống thủy tinh

(4)- Bình nước

(5)- Khung gỗ



26

c/ Xác định tốc độ tác nhân sấy

• Ống đo tốc độ:



Hình 2.5: Sơ đồ nối ống pneumometrique với micromanometre

• Phong tốc kế (anemometer) [7]:

Khi tốc độ dòng tác nhân sấy nhỏ hơn 4 m/s thì người ta dùng phong tốc kế để

xác định tốc độ của tác nhân sấy sẽ cho kết quả chính xác so với ống đo tốc độ.



Hình 2.6: Sơ đồ điện và hình dáng bên ngồi của phong tốc kế



27

2.2.



Các yếu tố ảnh hưởng quá trình sấy hầm



2.2.1. Ảnh hưởng của bản chất VLS

VLS đưa vào làm khô cần phải xét đến thành phần hóa học như: lượng nước,

chất khống, kết cấu tổ chức rắn chắc hay lỏng lẻo, bề mặt VLS (bề mặt VLS càng

nhẵn thì tốc khơ sẽ càng chậm và ngược lại), căn cứ vào các yếu tố đó ta đặt chế độ

sấy phù hợp.

2.2.2. Nhiệt độ tác nhân sấy khơng khí

Nhiệt độ của tuynen được điều khiển phụ thuộc vào yêu cầu của từng cách

phối liệu trong mộc. Với mỗi cách phối liệu đó, sản phẩm sứ trong hầm lại đòi

hỏi một đường cong nhiệt độ nhất định. Tuỳ theo yêu cầu mà nhiệt độ của từng

vùng sẽ được điều chỉnh cho hợp lý. Sự điều chỉnh này được thực hiện thông qua

việc đặt các thông số về nhiệt độ, độ ẩm yêu cầu, các thông số này ln được giữ

khơng đổi trong các q trình hoạt động của mỗi vùng trong hầm. Đồng thời

nhiệt độ thực tế được theo dõi thường xuyên hoặc liên tục để có nhưng sự điều

chỉnh kịp thời.

2.2.3. Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của tác nhân sấy khơng khí

Độ ẩm tương đối của khơng khí cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến q

trình làm khơ. Độ ẩm tương đối khơng khí càng lớn q trình làm khơ sẽ càng chậm.

Khi khơng khí càng khơ tức là độ ẩm càng thấp quá trình khuếch tán tăng, ẩm trên

bề mặt mộc càng dễ thoát ra hơn.

2.2.4. Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động khơng khí

Tốc độ chuyển động của khơng khí có ảnh hưởng lớn đến q trình làm khơ.

Tốc độ khơng khí q lớn hoặc q nhỏ đều khơng có lợi cho q trình sấy. Nếu tốc

độ q lớn sẽ làm bay sản phẩm hay khó giữ được nhiệt lượng trên ngun liệu để

cân bằng q trình sấy, còn tốc độ quá nhỏ làm cho quá trình sấy lâu. Vì vậy cần

phải có một tốc độ gió thích hợp, nhất là giai đoạn đầu của quá trình sấy.



28

2.3.



Các biến q trình

Giả sử mục đích của q trình đặt ra là đạt đến trạng thái cân bằng ẩm

giữa tác nhân sấy và bề mặt vật liệu sấy (đạt được W*)



• Biến cần điều khiển

 Ở Tuynen: W2: Độ ẩm của VLS sau q trình sấy (mục đích cuối cùng của quá

trình sấy mộc là mộc đạt đến độ ẩm cần thiết chuẩn bị cho quá trình phun men

và nung ở giai đoạn sau).

 Ở Calorifer: tB1: Nhiệt độ sau khi ra khỏi calorifer của TNS (vai trò của

calorifer là đạt được nhiệt độ của TNS khơng khí tB u cầu, cung cấp nhiệt

lượng cho vật liệu sấy để quá trình sấy hoạt động ổn định).

• Biến điều khiển

 Ở Tuynen:

o LM: Lưu lượng ẩm cần thiết cung cấp cho quá trình hồi ẩm nhằm đảm

bảo sản phẩm khơng bị khuyết tật.

o LC: Lưu lượng khơng khí xả ra khỏi hầm sấy, vì lưu lượng LC là biến ta

thực hiện điều khiển nhằm đảm bảo ổn định áp suất trong hầm sấy.

o LB: Lưu lượng TNS cần thiết cung cấp cho hầm sấy, vì lưu lượng LB là

biến ta thực hiện điều khiển nhằm đảm bảo đạt được lượng nhiệt lượng

cần thiết cung cấp cho quá trình sấy.

 Ở Calorifer:

o LA: Lượng tác nhân sấy trước khi đi vào Calorifer nhằm đảm bảo được

lượng TNS cần cung cấp để hút một lượng ẩm xác định phía VLS.

o Gs: Lượng hơi nước q nhiệt cung cấp cho q trình làm nóng TNS.

• Biến nhiễu

 G: Năng suất nhập liệu VLS

 W1: Độ ẩm ban đầu của VLS

 Gw: Lượng ẩm tách ra khỏi VLS

 Qtt: Nhiệt lượng tổn thất trong quá trình sấy

 PB: Áp suất trong hầm sấy (được lấy tín hiệu vì cần ổn định áp suất hầm sấy

nhằm đảm bảo an toàn cho hệ thống).

 tB2: Nhiệt độ trung bình của tác nhân sấy trong hầm (được lấy tín hiệu vì để

đảm bảo nhiệt lượng của tác nhân sấy cung cấp đủ cho vật liệu sấy từ đó đạt

được mục đích của q trình).



29

 ∆t = tC - tưC: Thế sấy của TNS khơng khí (được lấy tín hiệu vì mục đích là biết

được khả năng hút ẩm của khơng khí hay lượng ẩm mà TNS lấy được từ phía

VLS4).

• Biến ra khơng cần điều khiển

 : Độ ẩm của TNS sau khi ra khỏi hầm sấy



4



Nhiệt độ bầu ướt biểu thị khả năng cấp nhiệt của TNS (không biểu thị được lượng ẩm mà TNS hút được

ở cuối q trình sấy vì khơng xác định hàm ẩm ban đầu của TNS)

Thế sấy biểu thị khả năng hút ẩm của TNS (lượng ẩm mà TNS hút được của VLS)



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SẤY HẦM – ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU KHIỂN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×