13. bdsc thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí - 67.5

Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí

MỤC LỤC MODULEBẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA

THIẾT BỊ TÁCH, LỌC KHÍ, SẤY KHÔ KHÍ.

I. CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC THIẾT BỊ TÁCH, LỌC KHÍ, SẤY KHÔNG KHÍ:...................................................................................2

I.1. CẤU TẠO NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA CÁC LOẠI BÌNH TÁCH: 4I.1.1. Bình tách 2 pha nằm ngang:......................................................................4I.1.2. Bình tách 2 pha thẳng đứng:....................................................................13I.1.3. Bình tách 3 pha nằm ngang:....................................................................20I.1.4. Bình tách 3 pha thẳng đứng:....................................................................25I.1.5. Bình tách hình cầu:..................................................................................28I.2. CẤU TẠO NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA THIẾT BỊ LỌC KHÍ:......29I.2.1. Giới thiệu chung:.....................................................................................29I.2.2. Phân loại thiết bị lọc khí:.........................................................................30I.2.3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị lọc khí:........................32I.2.4. Các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục:...............................42I.3. CẤU TẠO NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA THIẾT BỊ SẤY KHÔNG

KHÍ:.........................................................................................................43I.3.1. Cấu tạo:....................................................................................................43I.3.2. Nguyên lý hoạt động của máy sấy khô khí:.............................................61II. BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA THIẾT BỊ TÁCH, LỌC KHÍ, SẤY

KHÔ KHÍ:..............................................................................................63II.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA:.......................................................63II.2. CÁC NGUYÊN NHÂN HƯ HỎNG VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC:..68II.3. BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA THIẾT BỊ TÁCH:....................................69II.4. BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA THIẾT BỊ LỌC KHÍ:...............................70II.5. Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị sấy không khí:...........................................70

Trang 1


I. CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC THIẾT BỊ TÁCH, LỌC KHÍ, SẤY KHÔNG KHÍ:

Nguyên lý cơ bản:

Thông thường một bình tách phải đảm bảo hai chức năng:- Quá trình tách giữa các pha được đảm bảo.- Bảo đảm thời gian lưu của các pha lỏng.Quá trình tách các pha:

Bình tách cho phép tách những giọt lỏng ra khỏi pha liên tục có thể là hơi hoặc lỏng.

Các chất lưu được khai thác từ các giếng dầu thông thường là các hỗn hợp phức tạp của hàng trăm thành phần khác nhau. Một dòng dầu đặc trưng từ giếng có tốc độ cao, chảy rối là sự giãn nở liên tục của hỗn hợp khí và hidrocacbon lỏng, thường đi kèm cả hơi nước, nước tự do và thỉnh thoảng có cả các chất rắn. Dòng dầu thô cần được xử lý càng sớm càng tốt sau khi nó lên tới bề mặt, các thiết bị tách được sử dụng cho mục đích này.

Trong nhà máy nhiệt điện: Đối với lò hơi:

Nguyên nhân chủ yếu gây ra sự ăn mòn kim loại các bề mặt đốt của lò hơi là do sự ăn mòn về hóa học và sự ăn mòn về điện hóa học, nguyên nhân gây ra hiện tượng ăn mòn về điện hóa học chủ yếu là do sự không đồng đều điện hóa trên bề mặt kim loại. Khi đó nếu kim loại tiếp xúc với môi chất làm việc sẽ tạo nên vô vàn pin điện hóa và hậu quả là gây nên hiện tượng ăn mòn điện hóa. Biện pháp ngăn ngừa ăn mòn điện hóa và bảo vệ là loại trừ tất cả các điều kiện tạo nên các pin điện hóa. Các phương pháp loại trừ chính là tạo ra một lớp màng bảo vệ lên bề mặt kim loại. Sử dụng kim loại chính xác và có kết cấu bề mặt thiết bị được thiết kế hợp lý, Xử lý các chất ăn mòn trong nước.

Trong nước luôn tồn tại các chất khí như O2, N2 , CO2 ...trong đó O2 là chất khí dễ gây ra hiện tương ăn mòn kim loại nghiêm trọng nhất.

Như chúng ta đều biết các chất khí có hàm lượng bão hòa trong nước phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ,..

Biện pháp tách Oxy trong nước được tiến hành bằng các biện pháp sau:- Gia nhiệt nước để giảm độ hòa tan Oxy- Tách các phân tử khí Oxy trong không gian trên bề mặt nước hoặc chuyển

hóa nó thành khí CO2.- Làm cho Oxy hòa tan trong nước trược khi đi vào lò đã kết hợp với kim loại

hoặc hóa chất khác tạo thành hợp chất ổn định và được tách sạch.Công nghệ và thiết bị xử lý môi chất ăn mòn trong nước cấp, dùng các thiết bị

tách được sử dụng cho mục đích này. Trong hệ thống dầu bôi trơn, dầu làm mát:

Sau thời gian làm việc và những thời gian dừng dự phòng hoặc dừng duy tu bảo dưỡng. Một lượng không khí ẩm theo dòng chảy bị ngưng tụ lại thành nước. Để thiết bị làm việc an toàn, hiệu quả và tăng tuổi thọ. Ta phải tách bỏ lượng nước này

Trang 2


đi. Công nghệ và thiết bị xử lý tách bỏ lượng nước trong dầu dùng các thiết bị tách cũng được sử dụng cho mục đích này.

Hình 1-1: Sơ đồ hệ thống táchTrang 3


Ba loại thiết bị tách thông thường có thể có ngày nay từ các nhà sản xuất gồm có:

- Bình tách nằm ngang: Được phân ra làm 2 loại bình đơn và bình kép.- Bình tách đứng. - Bình tách hình cầu.Mỗi loại thiết bị tách có những ưu điểm và hạn chế riêng. Lựa chọn loại thiết

bị tách dựa trên các yếu tố bao gồm: đặc tính dòng khai thác cần được xử lý, khoảng không của mặt sàn làm việc (các trang thiết bị ở vị trí thuận lợi), vân chuyển và giá thành.I.1. Cấu tạo nguyên lý làm việc của các loại bình tách:I.1.1.Bình tách 2 pha nằm ngang:

Cấu tạo:

Bình tách khí không ngưng:

- Được sử dụng để tách khí không ngưng ra khỏi các hệ thống, nhằm nâng cao hiệu quả làm việc của hệ thống.

- Đặc điểm kỹ thuật: + Phù hợp với TCVN 6153-6156:1996; TCVN 6104:1996 và ISO 5149:1993+ Kích thước: theo yêu cầu sử dụng.+ Vật liệu chế tạo: thân và đáy bình sử dụng thép carbon.+ Các ống nối vào bình: ống thép đúc chịu áp lực.+ Ống trao đổi nhiệt: ống thép đúc chịu áp lực

Hình 1-2: Cấu tạo bên ngoài bình tách khí không ngưng Mô tả bộ khử khí 2 pha áp dụng cho hệ thống nước cấp lò hơi:

Trang 4


Một bình khử khí sử dụng hơi nước, bồn nước cấp (phổ biến cho các lò hơi), bơm cấp cho lò hơi và thiết bị phụ trợ nhà máy phải được trang bị với tất cả thiết bị cần thiết cần cho hoạt động điều khiển tự động hoặc tay.

Bình khử khí được đặt ở vị trí cao và bảo đảm giảm hàm lượng Oxy của nước cấp không lớn hơn 0.007 ppm khi đo bằng phương pháp HEI ở điểm ra bồn nước cấp. Bộ phận khử khí bao gồm một bộ gia nhiệt khử khí, vòi phun chùm và/hoặc các khay chồng vào nhau, lỗ thoát nước ngưng, thiết bị điều khiển và toàn bộ ống cần thiết, các van an toàn, các van và thiết bị phụ trợ. Thiết bị được cung cấp để duy trì cân bằng áp suất bình khử khí/bồn chứa nước cấp khi tuabin hơi vận hành ở tải thấp. Sự kết hợp cho hơi, các ống hút nước cấp, van và bồn chứa, ống dẫn sẽ được cung cấp.

Bình khử khí/ bồn chứa nước cấp hoạt động ở áp suất cố định khi vận hành với khí tự nhiên thì áp suất thấp hơn áp suất khí quyển và khi vận hành với dầu DO áp suất sẽ cao hơn áp suất khí quyển. Hơi nước cho duy trì áp suất được cấp từ hệ thống hơi hạ áp hoặc trích ra từ tầng hạ áp Tuabin và hơi áp lực phải được cung cấp từ hệ thống hạ nhiệt.

The steam path in the deaerator and other components of the deaerator which are subjected to the flow of undeaerated or partially deaerated water shall be made of stainless steel of adequate quality to withstand corrosion. Proper deflectors of stainless steel of adequate quality and robust construction shall be provided inside the tank at the inlet point of condensate drains in order to avoid corrosion and water level disturbance.

Đường dẫn hơi và những thành phần khác trong bộ tách khí với mục đích là không tách được lượng nước hoặc tách nước không hoàn hảo phải được làm từ thép không gỉ có chất lượng thích hợp để chịu được sự ăn mòn, phải được cung cấp vào bên trong bộ phận ở điểm đầu vào cô đọng nước ngưng để mà chống lại sự ăn mòn và làm xáo trộn mực nước.

Bồn chứa nước cấp phải có khả năng, ở mực nước bình thường, khả năng để cung cấp ít nhất 12 phút khả năng chảy ra ngoài là lớn nhất và phải thiết kế để chống lại bất kỳ sự ứ đọng trong việc cô đọng khí.

Thiết bị phải được cung cấp để cấp cho bộ tách khí/bồn chứa nước cấp có hơi từ hơi chính hạ áp, trong quá trình khởi động và vận hành ở chế độ tải thấp. Một đường cân bằng áp suất phải được cố định cùng một van kiểm tra để ngăn ngừa dòng ngược của nươc cấp đi vào trong đường cấp hơi trong trường hợp sụt áp.

Bồn chứa chảy tràn phải được cung cấp. Bồn chứa nước cấp phải được trang bị kèm theo 1 van an toàn cho việc bảo vệ để chống lại cao áp.

Chức năng điều khiển bao hàm bởi các dụng cụ đo đạc và van phải bao gồm:- Điều khiển áp suất làm việc của bộ phận tách khí- Điều khiển mức lỏng của bồn chứa- Cách ly toàn bộ hệ thống cấp nước tới bồn chứa trong trường hợp mức lỏng

cao.- Ngắt toàn bộ bơm cấp nước nước lò trong trường hợp mức nước quá thấp

Trang 5


Insulation clips for welding at site shall be within the scope of supply. There shall be at least two spare stub pipes each on the steam and on the water side of the tank.

Bồn chứa phải được trang bị với những cửa ra vào và lỗ người chui có đuờng kính 450 mm. Lối đi trên các sàn thao tác và cầu thang để cho vận hành và bảo dưỡng bộ phận tách khí và cácphụ tùng phải được nhà thầu trang bị. Giá đở cầu thang và chân đế sàn phải được cung cấp vào bộ tách khí và có thể áp dụng cho các bồn chứa.

Hình 1-3: Cấu tạo bình tách khí không ngưngBồn khử khí áp lực, dùng chuẩn bị nước cấp lò, tạo ra nước đã khử khí với

Oxy hòa tan rất thấp và không chứa Diôxyt carbon. Nhà cung cấp thường bảo đảm lượng Oxy thấp hơn 0.005 cm3 /l (7ppm).

Để bảo đảm khử tối đa Oxy, theo dõi liên tục hoặc tại chỗ Oxy hòa tan trong bộ khử khí là cần thiết. Nên theo dõi liên tục thiết bị đo lường Oxy trong hệ thống . Lúc thử đặc tính của bộ khử khí, người ta ngừng bộ khử Oxy trong một thời gian ngắn.

Thật là tốt, nếu chúng ta phải kiểm tra sự vận hành của cụm một cách đều đặn. Cần thận trọng để chắc chắn rằng cụm không vận hành vượt quá công suất. Hệ thống phải được kiểm tra để tránh thủy kích và quá tải nhiệt, điều đó có thể xảy ra bởi việc đưa nước ngưng lạnh vào. Giám sát trên hệ thống nên thực hiện càng thường xuyên càng tốt và phải bao gồm các mục sau:

- Van điều chỉnh nước vào và kiểm tra bộ điều khiển mực nước bồn nước cấp- Báo động cao và thấp mực nước bồn chứa.- Van nước tràn và bộ điều khiển khử trừ mực nước cao.

Trang 6


- Van giảm áp hơi để giữ áp suất bộ khử khí tối thiểu theo yêu cầu.- Van xả an toàn.- Đồng hồ áp suất và nhiệt độ dành cho theo dõi nước cấp, bộ khử khí/bồn

chứa.- Van xả hơi để khử khí và xả nước ngưng để bảo đảm tính nguyên vẹn- Vách ngăn hơi vào.- Ống phun đầu vào hình nón dành lắng cặn và vận hành- Các khay ở đúng vị trí- Hỏng hóc ở vùng có mối hàn (Đặc biệt là vết nứt ) Bình tách khí nhiệt lực kiểu máng tràn:

Bình tách khí nhiệt lực kiểu máng tràn dùng để tách khí bồn nước cấp cho lò hơi trong nhà máy nhiệt điện

Hình 1-4: Trình bày cấu tạo của bình tách khí nhiệt lựcáp suất khí quyển kiểu máng tràn

Bình tách ẩm dầu:

Bình tách ẩm dầu gồm có các thiết bị đi kèm sau:- Van nhớt đầu vào hệ thống tách ẩm V8- Van nhớt đầu ra bộ tách ẩm RV4

Trang 7


- Van nhớt đầu vào bộ tách ẩm V1- Van điều chỉnh nhớt đầu vào bộ tách ẩm V2- Van châm nước vào bầu chứa nước bộ tách ẩm V11- Van Bypass bộ tách ẩm V3- Van xả gió bộ sấy - Van xả đáy bộ sấy - Van cầu đo lường:

+ Van đường tín hiệu vào công tắc áp suất đầu ra PS+ Van đường tín hiệu vào đồng hồ áp suất đầu ra P1

Hình 1-5: Sơ đồ hệ thống bình tách dầu-nước

Hình 1-6: Sơ đồ hệ thống bình tách Nguyên lý làm việc:

Trang 8


Bình tách ngang thường là sự lựa chọn số 1 bởi vì giá thành của nó thấp. Các bình tách nằm ngang được sử dụng rộng rãi ở hầu hết các giếng có tỉ số khí-dầu cao, các dòng dầu có nhiều bọt khí hoặc tách chất lỏng từ chất lỏng.

Bình tách ngang chúng có bề mặt tương tác khí-lỏng rất lớn bởi vì bề mặt (tiết diện) tách khí của nó rất rộng và dài.

Các bình tách nằm ngang dễ dang dịch chuyển và tiến hành các thao tác bảo dưỡng, đòi hỏi các đoạn ống nối ít khi mà nối nó ngoài thực tế. Bình tách đơn có thể được xếp chồng theo tầng thành một hệ thống để làm tối giản khoảng không yêu cầu.

Trong các bình tách ngang, dòng khí chuyển động ngang trong khi chất lỏng nhỏ giọt rơi xuống bề mặt chất lỏng phía dưới. Dòng khí ẩm chảy trong bề mặt của tấm chắn và tạo nên màng chất lỏng và sau đó được sấy khô trên đường lấy chất lỏng ra khỏi thiết bị tách. Các tấm va đập cần dài hơn khoảng cách chất lỏng di chuyển được.

Việc điều khiển mực chất lỏng bị hạn chế hơn trong các thiết bị ngang so với thiết bị thẳng đứng bởi vì không gian hạn chế.

Nguyên lý làm việc của thiết bị khử khí:

Khử khí là một hệ thống phụ trợ rất cần cho lò thu hồi nhiệt. Nó được lắp ở giữa bình ngưng và lò hơi ( thường ở đỉnh lò để tạo ra lợi thế về cột áp).

Nhiệm vụ của nó là loại bỏ các chất khí trong nước cấp. Ví dụ: hút những chất khí không ngưng ra khỏi nước cấp.

Để làm được việc đó, nước cấp phải được gia nhiệt đến trạng thái bão hoà. Sau đó nước được phun vào bình khử khí và bị tách ra thành các hạt rất nhỏ, chất khí trong nước sẽ được tách khỏi nước và đưa ra ngoài. Ngưpời ta có thể gia nhiệt nước cấp này theo các dạng sau:

Trong chu trình hơi nước thông thường người ta dùng hơi trích để gia nhiệt nước đến trạng thái bão hoà. Việc trích hơi này sẽ làm giảm hiệu suất của chu trình. Vì thế người ta thường dùng bộ phận preheater để gia nhiệt cho nước ngưng để cấp cho sự khử khí, hơi trích dùng cho sự khử khí chỉ dùng một lượng rất nhỏ.

Bồn nước cấp kể cả bộ khử khí:

Bộ khử khí thiết kế thuộc kiểu phun, Bộ làm nóng bao gồm vỏ, ống phun đầu vào hình nón, ngưng hơi xả tiếp xúc trực tiếp và bộ lọc hơi.

Để khử khí, nước ngưng được phun vào vùng hơi. Nước ngưng va chạm vào vách ngăn, được tán nhỏ thành hạt và nung nóng lên khoảng vài độ của nhiệt độ bão hòa. Nước ngưng được nung nóng một cách hiệu quả để phóng thích Phầnlớn khí không ngưng tụ và khí này được làm sạch bằng cách thông xả ra khỏi hệ thống.

Bình khử khí được đặt ở vị trí cao và bảo đảm giảm hàm lượng Oxy của nước cấp không lớn hơn 0.007 ppm khi đo bằng phương pháp HEI ở điểm ra bồn nước cấp. Bộ phận khử khí bao gồm một bộ gia nhiệt khử khí, vòi phun chùm và/hoặc các khay chồng vào nhau, lỗ thoát nước ngưng, thiết bị điều khiển và toàn bộ ống cần thiết, các van an toàn, các van và thiết bị phụ trợ. Thiết bị được cung cấp để duy trì cân bằng áp suất bình khử khí/bồn chứa nước cấp khi Turbine hơi vận hành ở tải thấp. Sự kết hợp cho hơi, các ống hút nước cấp, van và bồn chứa, ống dẫn sẽ được cung cấp.

Trang 9


Bình khử khí/ bồn chứa nước cấp hoạt động ở áp suất cố định khi vận hành với khí tự nhiên thì áp suất thấp hơn áp suất khí quyển và khi vận hành với dầu DO áp suất sẽ cao hơn áp suất khí quyển. Hơi nước cho duy trì áp suất được cấp từ hệ thống hơi hạ áp hoặc trích ra từ tầng hạ áp Turbine và hơi áp lực phải được cung cấp từ hệ thống hạ nhiệt.

The steam path in the deaerator and other components of the deaerator which are subjected to the flow of undeaerated or partially deaerated water shall be made of stainless steel of adequate quality to withstand corrosion. Proper deflectors of stainless steel of adequate quality and robust construction shall be provided inside the tank at the inlet point of condensate drains in order to avoid corrosion and water level disturbance.

Đường dẫn hơi và những thành phần khác trong bộ tách khí với mục đích là không tách được lượng nước hoặc tách nước không hoàn hảo phải được làm từ thép không gỉ có chất lượng thích hợp để chịu được sự ăn mòn, phải được cung cấp vào bên trong bộ phận ở điểm đầu vào cô đọng nước ngưng để mà chống lại sự ăn mòn và làm xáo trộn mực nước.

Bồn chứa nước cấp phải có khả năng, ở mực nước bình thường, khả năng để cung cấp ít nhất 12 phút khả năng chảy ra ngoài là lớn nhất và phải thiết kế để chống lại bất kỳ sự ứ đọng trong việc cô đọng khí.

Thiết bị phải được cung cấp để cấp cho bộ tách khí/bồn chứa nước cấp có hơi từ hơi chính hạ áp, trong quá trình khởi động và vận hành ở chế độ tải thấp. Một đường cân bằng áp suất phải được cố định cùng một van kiểm tra để ngăn ngừa dòng ngược của nươc cấp đi vào trong đường cấp hơi trong trường hợp sụt áp. Bồn chứa chảy tràn phải được cung cấp. Bồn chứa nước cấp phải được trang bị kèm theo 1 van an toàn cho việc bão vệ để chống lại cao áp.

Chức năng điều khiển bao hàm bởi các dụng cụ đo đạc và van phải bao gồm:- Điều khiển áp suất làm việc của bộ phận tách khí- Điều khiển mức lỏng của bồn chứa.Cách ly toàn bộ hệ thống cấp nước tới bồn chứa trong trường hợp mức lỏng

caoNgắt toàn bộ bơm cấp nước nước lò trong trường hợp mức nước quá thấp Insulation clips for welding at site shall be within the scope of supply. There

shall be at least two spare stub pipes each on the steam and on the water side of the tank.

Bồn chứa phải được trang bị với những cửa ra vào và lỗ người chui có đuờng kính 450 mm. Lối đi trên các sàn thao tác và cầu thang để cho vận hành và bão dưỡng bộ phận tách khí và cácphụ tùng phải được nhà thầu trang bị. Giá đở cầu thang và chân đế sàn phải được cung cấp vào bộ tách khí và có thể áp dụng cho các bồn chứa.

Trang 10


Hình 1-7: Sơ đồ khử khí có sử dụng hơi trích Dùng vòng bay hơi:

Thiết bị dạng này dùng cho lò thu hồi nhiệt một cấp áp suất để đốt nóng nước cấp. Nước trong bộ trao đổi nhiệt được đốt nóng đến nhiệt độ bão hoà (Thường là 1300C) và đặt ở vùng khói thoát có nhiệt độ khoảng 1500C đến 1600C để độ chênh lệch nhiệt độ ở mức độ cho phép.

Hình 1-8: Sơ đồ khử khí có sử dụng vòng bay hơi Dùng vòng hâm nước:

Với lò thu hồi nhiệt có hai cấp áp suất trở lên, nhiệt độ khói ra ống khói có thể thấp hơn 1300 C. do đó thiết bị dùng vòng bay hơi không sử dụng được. Khi đó người ta thường dùng thiết bị dạng vòng hâm nước.

Nhược điểm lớn nhất của nó là có thể xảy ra sự đọng nước trên bề mặt bộ gia nhiệt do hơi nước trong ống khói.

Hình 1-9: Sơ đồ khử khí có sử dụng bộ hâm nước. Dùng vòng hâm nước có tuần hoàn:

Để ngăn ngừa hiện tượng ngưng tụ nước trên bề mặt ống bộ gia nhiệt, người ta thêm vào một vòng tuần hoàn nước trong bộ hâm. Nước cấp sẽ được tuần hoàn

Trang 11


nhiều vòng trong bộ gia nhiệt nước ngưng để tăng nhiệt độ nước vào bộ hâm, bảo đảm bộ hâm nước ở nhiệt độ thích hợp cho sự khử khí.

Thông thường nhiệt độ nước vào bộ hâm thích hợp nhất là từ 600C đến 800C với nhiên liệu là khí thiên nhiên.

Tất cả các dạng gia nhiệt này (Vòng bay hơi, Vòng hâm nước ngưng, vòng hâm nước ngưng có tuần hoàn…) người ta chỉ cần sử dụng một lượng rất nhỏ hơi trích để khử khí.

Hình 1-10: Sơ đồ khử khí có sử dụng bộ hâm nước có tuần hoàn. Nguyên lý làm việc của bình tách khí nhiệt lực kiểu máng tràn:

Bình tách khí nhiệt lực kiểu máng tràn dùng để tách khí bồn nước cấp cho lò hơi trong nhà máy nhiệt điện.

Nước bổ sung và nước ngưng được đưa vào hai phía ở đỉnh của bình tách khí 10, thông qua đường ống đi vào máng nước hình vành khăn sau đó thông qua các lỗ nhỏ chảy tràn thành các màng nước tù khay thứ nhất xuống các khay phía dưới. Tổng số tầng là 3 khỏang cách mỗi tầng là 385 mm, đường kính trong mỗi vành là 700mm.

Cửa thoát hơi tầng 1 ở tâm bình có đường kính là 200mm còn của thoát hơi trung tâm ở máng 2 và máng 3 là 490mm và sau khi đã tách khí nước được chảy vào bình chứa nước.

Hơi nước dùng để gia nhiêt tách khí đi từ phía dưới lên phía trên thông qua đầu nối 6 thông qua các tầng tách khí và cuối cùng được thải qua của xả 9.

Nguyên lý làm việc của bình tách ẩm dầu:

Trang 12


Hình 1-11: Sơ đồ nguyên lý làm việc của bình tách ẩm dầu.I.1.2.Bình tách 2 pha thẳng đứng:

Cấu tạo:

Các thiết bị tách thẳng đứng luôn được sử dụng để xử lý dòng dầu có tỉ số khí-dầu từ thấp đến trung bình,với lượng dầu khai thác lên lớn hơn lương nước. Chúng cho phép điều chỉnh lượng lớn hơn của chất lỏng mà không có thiết bị mang đi.

Ở đầu ra và các hoạt động điều khiển mực chất lỏng không bị hạn chế. Các thiết bị tách thẳng đứng chiếm khoảng không trên giàn nhỏ. Việc này quan trọng với các vị trí thuận tiện đặc biệt với các giàn cố định ngoài biển nơi mà khoảng không gian bị hạn chế.

Bởi vì 1 khoảng cách thẳng đứng rất lớn giữa mực chất lỏng và đầu ra của khí cho nên cơ hội để chất lỏng hoá hơi trở lại vào trong pha khí sẽ bị hạn chế. Tuy nhiên do dòng đi lên tự nhiên của khí trong các thiết bị tách thẳng đứng lại có xu hướng cản trở các giọt lỏng rơi xuống, vì vậy đòi hỏi đường kính tách thích hợp. Các bình tách thẳng đứng có giá thành đắt hơn để sản xuất và di chuyển cũng như hệ thống dịch chuyển trong lắp ráp.

Pha liên tục là pha hơi:

Vận tốc pha hơi phải đảm bảo chủ yếu để tránh hiện tượng cuốn theo những giọt lỏng không mong muốn. Trừ những trường hợp đặc biệt, quá trình thiết kế bình tách dựa vào những giả thiết sau:

- Những giọt lỏng được xem như hình cầu và cứng.- Đường kính của giọt lỏng này là 80μm.- Có thể áp dụng định luật Newton khi: 1000 < Re < 200.000.Người ta định nghĩa, đối với pha hơi, vận tốc tới hạn Vc để lôi cuốn những

giọt lỏng chính bằng vận tốc tối đa của giọt lỏng tách khỏi pha hơi.

Trang 13


Vận tốc lớn nhất của pha hơi Va là một hàm của Vc và hệ số k. Hệ số k này phụ thuộc vào từng loại bình tách và đệm lọc để loại bỏ lỏng: Va ≤ kVc.Giá trị k được chấp nhận như sau:- Bình tách đứng không thiết bị đệm lọc: k = 0,8 ;- Bình tách đứng có thiết bị đêm lọc: Áp suất bé: k = 1,7; Áp suất chân không: k = 1,2;- Bình tách nằm: k = 1,7. Pha liên tục là pha lỏng:

Thông thường đây là hỗn hợp hydrocacbon và nước, và có thể là:- Hidrocacbon phân tán trong nước, trường hợp này nước là pha liên tục.- Nước phân tán trong hydrocac bon, trường hợp này hydrocacbon là pha liên

tục. Ngoại trừ những trường hợp đặc biệt, khi tính toán thiết kế bình tách người ta chấp nhận giả thiết sau:

- Những giọt lỏng là những hạt hình cầu cứng;- Đường kính bình thường của những hạt hình cầu này là 100μm;Trong trường hợp tách khó khăn do độ nhớt của hai pha liên tục cao hoặc khối

lượng riêng của hai pha tương đương nhau, ngưòi ta chấp nhận hiệu suất gạn thấp để tránh trường hợp bình tách quá dài.

Cơ sở tính toán:- Trên cơ sở đường kính giọt lỏng là 100μm.- Có khả năng đường kính giọt lỏng tăng lên đến 500μm để đạt đến chiều dài

tối đa của bình tách là 10m.- Trong trường hợp sự gạn quá khó khăn hoặc lưu lượng quá lớn nguời ta

chấp nhận bình tách dài quá 10m. Bình tách khí kiểu phun nước:

Cấu tạo bộ tách khí:

Ở đây nước cần tách khí được đưa vào phía trên thông qua ống dẫn 4 kích thước khỏang 76mm.

Sau đó thông vành ống có lỗ phun thành dòng bụi nước với các hạt rất mịn. Hơi nước từ dưới đi lên phía trên thông qua đường ống 8 đi qua thiết bị phân

phối hơi và lớp đệm 7 sau đó gia nhiệt dòng nước đã phun thành bụi và cuối cùng đi ra ở phía trên thông qua van chắn hình côn 10 và cửa xả khí 11.

Trang 14


Hình 1-12: Trình bày cấu tạo của bình tách khí kiểu phun Bình tách khí kiểu nhiệt lực chân không:

Kết cấu bình ngưng kiểu chân không cũng giống như kiểu áp suất khí quyển, tuy nhiên sử dụng kiểu phun nước nhiều hơn.

Điều cần lưu ý trong hệ thống tách khí kiểu chân không là đòi hỏi hệ thống phải kín để tránh lọt khí vào trong.

Kết cấu bình ngưng kiểu chân không như sau:

Trang 15


Hình 1-13: Kết cấu bình tách khí kiểu chân không Hệ thống tách khí kiểu phun nước chân không:

Kết cấu hệ thống tách khí kiểu phun nước chân không như sau:

Hình 1-14: Kết cấu bình tách khí kiểu phun nước chân không Hệ thống thiết bị tách khí nhiệt lực đặt ở vị trí thấp:

Trong hệ thống này bình tách khí kiểu áp suất khí quyển cần phải đặt tại vị trí cao cách bơm nước cấp khỏang 5-7m, còn đối với bình tách khí kiểu chân không thì bắt buộc phải đặt ở vị trí cao hơn khỏang 11m để đảm bảo có cột áp của nước đầu vào đủ lớn, không gây nên hiện tượng hóa hơi ở đầu vào bơm cấp.

Kết cấu hệ thống thiết bị tách khí nhiệt lực đặt ở vị trí thấp như sau:

Trang 16


Hình 1-15: Kết cấu bình tách khí nhiệt lực đặt ở vị trí thấp Bình tách đứng thông thường (bình tách vertical classique):

Cấu tạo và sự bố trí các mức như hình dưới.Gọi D là đường kính của bình tách. Đường kính D này phải thỏa mãn những

yêu cầu:- Vv ≤ KVc.- Bảo đảm thời gian lưu.- Tỷ lệ L/D phải đảm bảo.Trong đó: Vv: vận tốc pha hơi [m/s];Vc: vận tốc tới hạn [m/s];K: hệ số phụ thuộc vào từng loại thiết bị, có thiết bị đệm lọc hay không.Đường kính bé nhất cần thiết được xác định trong trường hợp lưu lượng pha

hơi đi qua lớn nhất. Lưu lượng lớn nhất của pha hơi xác định theo giá trị sau

. Nếu không có pha lỏng (bình tách trước máy nén) thì tỷ trọng của pha

lỏng người ta cố định là 600kg/m3. Nếu pha hơi quá bé thì đường kính được xác định bởi thể tích lỏng có trong

bình tách và tỷ lệ L/D. Trong trường hợp này ngoài các điều kiện trên thì ta xác định vận tốc của pha hơi theo các giá trị sau:

+0,8Vc: nếu không có thiết bị đệm lọc.+1,7Vc: nếu có thiết bị đệm lọc.

Trang 17


Nếu không có pha hơi thì sẽ không có thiết bị đệm lọc (matelas éliminateur) và bình tách được thiết kế dựa vào lượng lỏng có trong bình tách và tỷ lệ L/D.

Quá trình thiết kế được thực hiện như sau:- H1 = 0 nếu không có thiết bị đệm.- H1 = 0 với đáy hình cầu ngay cả khi có thiết bị đệm lọc.- H2: thường được cố định bởi giá trị 150mm (đây là bề dày của thiết bị đệm

lọc).- H2=0 nếu không có thiết bị đệm lọc.- H3=2d: nếu có thiết bị đệm lọc. Với d là đường kính ống nạp liệu;

- H3=max (150+ 2d) : nếu không có thiết bị đệm lọc.

Giá trị DIAM của một ống được xác định theo bảng 1. Giá trị này chính là giá trị của đường kính ống cộng thêm giá trị để hàn ống này vào thiết bị.

- H4=

Khoảng cách này được xác định để đảm bảo sự đi qua của pha hơi từ bộ lệch dòng (défecteur) đến mức cao nhất của lỏng.

- H4 ≥ d+200.- H5: được cố định bằng 0.2H6.Trong trường hợp tổng quát để dừng hoạt động của máy nén thì tồn tại mức

LSHH để tránh trường hợp chất lỏng dâng quá cao làm cho pha hơi lẫn nhiều lỏng có thể làm hư hại máy nén. Người vận hành phần lớn sẽ được cảnh báo bởi một cái đèn nối với thiết bị điều khiển, đèn này được đặt dưới mức HLL.

Nếu mức chất lỏng lớn hơn LSHH thì sẽ làm dừng máy nén. Để tránh tình trạng dừng máy đột ngột này, khi thiết kế cần phải bố trí một thời gian gọi là thời gian can thiệp (temps d’intervention) giữa hai mức HAL và LDHH để người vận hành có thể có thời gian để xử lý không cho mực chất lỏng vượt qua mức LSHH.

Nếu không có mức LSHH thì H5=0. - H6: được tính chính là thời gian lưu của chất lỏng trong bình tách. Trong

trường hợp bình tách không có pha lỏng (ví dụ như bình tách trên đường hút của máy nén) thì chúng ta lấy giá trị là 300mm. H6 được xác dịnh theo công thức sau:

Với: QL: lưu lượng pha lỏng;Ts: thời gian lưu của lỏng trong bình tách, [s];D: đường kính của bình tách [m];Phải bảo đảm tỷ số L/D sao cho phù hợp với áp suất, bằng cách thay đổi D và

H6 trong khi cố định Ts. - H7 cố định bằng 0,2 H6. Tương tự như H5, nếu mức lỏng thấp hơn LSLL

có thể làm dừng hoạt động của bơm sản phẩm. Cần phải bố trí một mức cảnh báo, mà thời gian từ mức cảnh báo đến mức LSLL lớn hơn hay bằng thời gian can thiệp của người vận hành. Mức cắt LSLL này sử dụng trong các trường hợp sau:

Trang 18


+ Lỏng được đưa ra khỏi bơm: LSLL sẽ dừng bơm;+ Tuần hoàn lỏng từ bình tách: LSLL sẽ dừng bơm tuần hoàn.- H8: Khoảng cách từ mức thấp nhất LSLL (hoặc LLL) đến mép dưới của

thiết bị thường được cố định và bằng 300mm. Đây chỉ là giá trị trung bình, tuỳ cấu trúc từng bình tách mà giá trị này có thể thay đổi.

- H9 và H10: đây là khoảng cách giữa mức đèn cảnh báo và các mức HLL và LLL.

Chúng được xác định như sau:Nếu không có các mức cắt (LSLL và LSHH) thì h9 và h10 được tính tương

ứng với 10% thời gian lưu.Nếu có các mức cắt (LSLL và LSHH): H9 và H10 được tính tương ứng với

thời gian 30% thời gian lưu.

Hình 1-16: Bình tách đứng thông thường+ LSHH (Level Swich High High): mức cắt cao nhất, dùng để cắt hoạt động

của máy nén.+ HLL (High Liquid Level): mức cao của lỏng;+ LAH (Level Alarm High): mức cảnh báo cao, cảnh báo chất lỏng có thể

dâng cao.+ LAL (Level Alarm Low): mức cảnh báo thấp, cảnh báo chất lỏng có thể

xuống thấp.+ LLL (Low Liquid Level): mức thấp của chất lỏng.+ LSLL (Level Swich Low Low): mức cắt thấp nhất, dùng để cắt hoạt động

của bơm chất lỏng.+ LT (Lign Tangence): mép của bình táchChú ý: Mực chất lỏng bình tách hoạt động bình thường NLL (Normal Liquid

Level) không phải nằm cố định tại một vị trí mà nó có thể dịch chuyển giữa hai vị

Trang 19


trí HLL và LLL, nhưng khi xem xét thì mức NLL này nằm tại vị trí 50% giữa mức cao nhất và thấp nhất.

Nguyên lý làm việc:

Nguyên lý làm việc bình tách khí bằng phương pháp phun nước:

Mục đích của tách khí là loại trừ O2 hòa tan trong nước ra khỏi nước. Nếu áp suất riêng phần p02 của Oxy trong nước nhỏ hơn p02 trong không gian

trên bề mặt thoáng thì O2 không thể thoát ra khỏi nước được mà ngược lại còn hòa tan thêm vào trong nước.

Nếu p02 trong nước và ở ngoài bằng nhau thì nước đã bão hòa oxy và không thể hòa tan thêm được nữa.

Nếu p02 ở không gian trên bề mặt thoáng nhỏ hơn ở p02 trong nước thì O2 sẽ thoát ra khỏi nước cho tới khi đạt tới trạng thái thăng bằng mới. Do đó, để cho O 2

dễ dàng ra khỏi nước phải làm cho áp suất p02 trên mặt nước thật nhỏ bằng cách nâng cao áp suất riêng phần ph của hơi nước trong không gian trên bề mặt thoáng lên thật lớn, sao cho ph ≈ p. Muốn vậy, cần đun nước đến sôi để tăng lượng hơi trên bề mặt thoáng.

Bình tách khí gồm cột tách khí và thùng chứa. Trong bình tách khí, nước được đưa vào phía trên cột tách khí đi qua các đĩa

phân phối sẽ rơi xuống như mưa. Hơi đi từ phía dưới cột lên chui qua các dòng nước, trong quá trình chuyển động ngược chiều nhau hơi sẽ truyền nhiệt cho nước làm tăng nhiệt độ nước đến nhiệt độ bão hoà tương ứng với áp suất trong bình tách khí. Khi đó áp suất riêng phần của H2O tăng lên, còn áp suất riêng phần của các chất khí khác sẽ giảm xuống và chúng dễ dàng thoát ra khỏi nước và đi lên phía trên và được thải ra khỏi bình cùng với một lượng hơi nước.

Nước đã được tách khí tập trung xuống thùng chứa ở phía dưới đáy cột tách khí. Thể tích thùng chứa bằng khoảng 1/3 năng suất bình tách khí.

Trong các nhà máy điện thông số cao và siêu cao người ta thường dùng bình tách khí loại 6 ata. Nhà máy điện thông số trung bình và thấp thường dùng loại tách khí 1,2 ata, gọi là bình tách khí khí quyển.

Bình tách khí phải đặt cao hơn bơm nước cấp để tránh hiện tượng xâm thực trong bơm. Độ cao từ bơm nước cấp đến bình tách khí là 7 - 8m đối với bình tách khí 1, 2 ata và 17 - 18m đối với bình tách khí 6 ata.

Nguyên lý làm việc bình tách khí bằng phương pháp nhiệt:

Tách khí bằng phương pháp nhiệt là nâng cao nhiệt độ nước tới trạng thái sôi, từ đó Oxy hòa tan sẽ bay ra và đi vào khoảng không gian trên mặt nước và xả ra ngoài.

Các bộ tách khí thông dùng trong công nghiệp lò hơi là bộ tách khí có áp suất cao hơn áp suất khí quyển, áp suất trong bình tách khí vào khỏang 0,02-0,025Mpa, lúc đó nhiệt độ bảo hòa vào kh0ảng 1040c ~1050c, ngoài ra còn có bình tách khí kiểu chân không, áp suất tách khí là 0,0075-0,05Mpa, cũng có kiểu tách khí áp suất cao, áp suất tách khí lên tới 0,5-1,5 Mpa.

Đặc điểm quan trọng cần phải lưu ý là: Trong qúa trình tách khí ngoài Oxy được tách ra còn các chất khí khác như: CO2, N2 hoặc NH3 sinh ra khi dùng xử lý nước bằng trao Cation sinh ra cũng được tách luôn. Phương pháp này làm việc ổn

Trang 20


định tin cậy, không làm tăng hàm lượng muối trong quá trình xử lý, dễ điều khiển, tuy nhiên tiêu hao hơi nước lớn .

Để đảm bảo cho bình tách khí bằng nhiệt làm việc có hiệu quả đòi hỏi cấu tạo của bình thỏa mãn các yêu cầu sau:

+ Nước được đun nóng tới nhiệt độ sôi, nếu không thỏa mãn thì hiệu quả tách sẽ thấp. Thực tế chứng minh rằng nêu nhiệt độ gia nhiệt nước thấp hơn nhiệt độ sôi 10c thì hàm lượng Oxy trong nước sau xử lý vượt qúa tiêu chuẩn chất lượng nước 0,1mg/L.

+ Nước phải được hình thành một màng mỏng hoặc được phun thành các hạt nhỏ và phân bố đồng đều trong không gian.

+ Bộ tách khí cần có tiết diện ngang bình đủ lớn, để đảm bảo cho luồng hơi nước lưu thông tự do, không gây nên hiện tượng thủy kích ở đầu ra.

+ Bảo đảm cho khí không ngưng kết có thể thoát ra ở đầu ra tự do, nếu không sẽ tăng phân áp suất Oxy trong hơi nước do vậy sẽ tăng hàm lượng dư Oxy trong nước xử lý. Thông thường lượng hơi nước xả ra ở đầu ra vào khỏang 5~10% luợng hơi sử dụng để tách khí.I.1.3.Bình tách 3 pha nằm ngang:

Hình 1-17: Bình tách 3 pha nằm ngang Bình tách nằm có botte hoặc không có botte (bình tách horizontal avec

ousans botte):- Cấu tạo và sự bố trí các mức như hình dưới.- Trong trường hợp có sự lắng nước thì bình tách có thêm một botte để lắng

nước nhằm mục đích tránh cho chiều dài của bình tách trở nên quá dài bởi sự lắng nước của pha thứ ba.

- Gọi D: đường kính trong của bình tách.- Quá trình tính toán phải thoả mản các yêu cầu sau:+ Có một vùng cho pha hơi đi qua giữa mức trên cùng (LSLL hoặc HLL nếu

không có mức LSHH) và mép trên của bình tách (LT), với vận tốc của pha hơi là: Vv=KVc.

+ Bảo đảm thời gian lưu của lỏng.+ Bảo đảm tỷ lệ L/D thoả mãn.

Trang 21


Hình 1-18: Ballon nằm có botteViệc tính toán được thực hiện bằng phương pháp gần đúng liên tục với sự giả

thiết của đường kính hoặc thể tích tổng. Tức là ta chọn một đường kính hoặc thể tích tổng bất kỳ, sau đó tính các kích thước khác, lấy kết quả so sánh vớI yêu cầu đặt ra, sau đó có thể tăng hoặc giảm giá trị ban đầu cho kết quả phù hợp thì thôi. Đây là phương pháp tính lặp. Quan hệ giữa độ cao và diện tích một hình tròn (hình).

Gọi Ad: phần diện tích hình quạt chiếm bởi dây cung AB;At: diện tích của hình tròn;H: CD;D: đường kính của hình tròn;a: góc (OA,OC);

Ta có: H = OC-OE; Suy ra: H= ;

Vậy ta có: ;

Ta có: ;

Mà ta có: At = ;

Vậy ta có:

Vậy ta có thể chuyển dễ dàng từ quan hệ và thông qua a.

Tính toán các mức:- H1: được tính toán theo vận tốc pha hơi Vv và lưu lượng hơi Qv, ta sẽ tính

được tiết diện pha hơi đi qua, ta sẽ suy ra được H1qua quan hệ và . Nhưng

giá trị H1 nay không nhỏ hơn 300mm và 0,2D. Như vậy ta lấy giá trị nhỏ nhất của ba giá trị: H1 tính theo pha hơi, 300mm và 0,2D.

Trang 22


- H2 nếu có mức LDHH thì H2 tương ứng với thời gian lưu là 20% thời gian lưu của mức HLL-LLL. Nó được ứng dụng khi dừng máy nén. Nếu không có mức LSHH thì: H2=0.

- H3: được tính dựa vào thời gian lưu Ts của hydrocacbon.

- H4: giống như hình Bình tách đứng thông thường+ Nếu có mức LSHH thì h4 tương ứng với thời gian lưu là 20%Tsoutirage.

Nó được sử dụng để dừng hoạt động của bơm sản phẩm.- H5: được tính toán như sau:+ Nếu không có sự lắng nước thì:H5=150mm.+ Nếu có sự lắng nước thì chiều cao H4+H5 có thể tăng lên để bảo đảm quá

trình lắng nước. H4+H5 sẽ lấy một trong hai giá trị sau: 0,2D hoặc 4 phút thời gian lưu, và lấy giá trị lớn nhất. Đồng thời phải bảo đảm chiều cao H5 phải lớn hơn chiều cao của thiết bị chống xoáy.

+ Chiều cao của thiết bị chống xoáy: d+125mm, với d là đường kính ống tháo sản phẩm.

- H6, H7 là khoảng cách giữa mức đèn và các mức HLL và LLL, chúng cũng được tính tương tự như bình tách đứng, nghĩa là:

+ Nếu không có các mức cắt (LSHH và LSLL): ứng với thời gian lưu là 10% thời gian lưu hydrocacbon.

+ Nếu có các mức cắt: ứng với thời gian lưu 30% Ts. Bảng 1-1: Quan hệ giữa đường kính ống và DIAMX

STTĐường kính ống

(inch)DIAMX

(mm)STT

Đường kính ống (inch)

DIAMX(mm)

1 11/2 170 9 14” 620

2 2” 180 10 16” 690

3 3” 210 11 18” 780

4 4” 250 12 20” 870

5 6” 310 13 24” 948

6 8” 380 14 26” 1050

7 10” 470 15 28” 1105

8 12” 560 16 30” 1263

Trang 23


Hình 1-19: Quan hệ độ cao và diện tích

Hình 1-20: Sơ đồ hệ thống bình tách Bình tách có vách ngăn (baffle):

- D, H1: đường kính bình tách và độ cao mà pha hơi đi qua, được các định giống như bình tách nằm không có vách ngăn. Có H1 xác định được độ cao của vách ngăn.

- Cấu tạo và định nghĩa các mức của pha hydrocacbon và pha nước như hình 10. Bình tách được chia thành hai phòng, một phòng để lắng nước và một phòng để lắng hydrocacbon.

- H1: được xác định dựa vào lưu lượng hơi và vận tốc hơi. Cách xác định hoàn toàn giống với bình tách nằm không có vách ngăn.

Gọi L1, L2 là chiều dài của phòng nước và hydrocacbon. Ta chia phòng này theo tỷ lệ với thể tích chất lỏng chứa trong hai phòng. Tức là:

Với:+ Qnuoc: lưu lượng thể của tích nước, [m3/h];

Trang 24


+ QHC: lưu lượng thể tích của hydrocacbon, [m3/h];+ Tnuoc: thời gian lưu của nước, [phút];+ THC: thời gian lưu của hydrocacbon, [phút]

Hình 1-21: Bình tách có vách ngănXác định các mức trong phòng lăng như sau:- H’1: nếu có mức cắt cao LSHH, H’1=150mm; nếu không có mức cắt cao

LSHH, H’1=0;- H’2: là giá trị lớn nhất của hai giá trị sau: độ cao ứng với thời gian lưu 4

phút của pha nước hoặc 0.2D. Với D là đường kính bình tách.- H’3: chúng ta tính độ cao này ứng với thời gian lưu của nước, thường thì

thời gian lưu này là 2 phút, tuy nhiên nếu quá trình tách nước khó do hiệu số khối lượng riêng của hai pha nhỏ thì thời gian lưu này phải lớn hơn 2 phút. Tuy nhiên độ cao này phải lớn hơn giá trị là 300mm.

- H’4: lấy giá trị bằng H’2.- H’5: được các định như sau:+ Nếu có mức cắt dưới LSLL, H’5 lấy giá trị lớn nhất của hai giá trị sau:

150mm và d, với d là đường kính ống tháo nước ra.+ Và H’4 phải lớn hơi H’5.+ Nếu không có mức LSLL, H’5=0 và phảI chứng tỏ được: H’4>d.- H’6, H’7: được xác định như sau.+ Nếu không có các mức cắt (LSHH và LSLL): độ cao này tính tương đương

với 0.1Tnuoc.+ Nếu có các mức cắt (LSHH và LSLL): độ cao này được tính tương ứng với

0.3 Tnuoc.Xác định các mức lỏng trong phòng lắng hydrocacbon:- H2: nếu có mức LSHH thì H2 tương ứng với thời gian lưu là 20% thời gian

lưu của mức HLL-LLL. Nó được ứng dụng khi dừng máy nén. Nếu không có mức LSHH thì H2=0.

Trang 25


- H3: được tính dựa vào thời gian lưu của hydrocacbon.- H4: giống như H2:+ Nếu có mức LSLL thì H4 tương ứng với thời gian lưu là 20% thời gian lưu

của hydrocacbon. Nó được sử dụng để dừng bơm sản phẩm.- H5: được tính toán như sau:+ Nếu không có sự lắng nước thì: H5=150mm.+ Nếu có sự lắng nước thì ta có chiều cao H4+H5 co thể tăng lên để đảm bảo

quá trình lắng nước. H4+H5 sẽ lấy giá trị lớn nhất trong hai giá trị sau: 0.2D hoặc 4 phút thời gian lưu. Đồng thời phải đảm bảo chiều cao H5 phải lớn hơn chiều cao của thiết bị chống xoáy.

+ Chiều cao thiết bị chống xoáy: d +125 mm, với d là đường kính ống tháo sản phẩm.

- H6, H7: là khoảng cách giữa mức đèn và các mức HLL và LLL. Cũng tương tự như bình tách đứng nghĩa là: nếu không có mức cắt (LSLL và LSLL), tính tương ứng với 10% thời gian lưu hydrocacbon; nếu có các mức cắt: tính tương ứng với 30% thời gian lưu hydrocacbonI.1.4. Bình tách 3 pha thẳng đứng:

Cấu tạo:

Cấu tạo và định nghĩa các mức theo hình dưới.

Hình 1-22: Bình tách đứng ba pha.

Trang 26


Nguyên lý làm việc:

- Loại bình tách này được dùng cho quá trình tách 3 pha: pha hơi, pha hydrocacbon lỏng và nước. Nguyên liệu của bình tách này thường là các sản phẩm đi ra từ các thiết bị phản ứng có áp suất cao ví dụ quá trình hydocracking. Loại bình tách đứng này thường dùng để giảm giá thành thiết bị do sử dụng ở áp suất cao, khoảng 150 bar. Với áp suất này thì khả năng lắng với thiết bị bình tách đứng tốt hơn bình tách nằm.

- Đường kính của đệm lọc được xác định dựa vào vận tốc pha hơi

VV= 1.7VC = 1.7 × 0.048 , [m/s] và lưu lượng pha hơi Qv [m3/s]. Ta

tính được diện tích của đệm lọc theo công thức sau:

S = , [m2]

Từ diện tích này ta tính dược đường kính đệm lọc theo công thức sau:

Các mức hydrocacbon lỏng được xác định như sau:Để tính đường kính trong của bình tách, người ta dựa trên cơ sở là: cố định

thời gian lưu Ts và cố định chiều cao hữu ích giữa hai mức HLL – LLL = H6 = 2D.Ta có công thức sau:

Vậy ta xác định đường kính bình tách:

Với: QL: lưu lượng lỏng, [kg/m3];Ts: thời gian lưu lỏng,[s];ρL: khối lượng riêng của hidrocacbon, [kg/m3].Sau đó đem so sánh Dđệmlọc và Dbìnhtách. Nếu Dđệmlọc > Dbìnhtách thì ta chọn đường

kính bình tách chính là đường kính đệm lọc.- H2: bề dày của đệm lọc, được cố định bởi giá trị 150mm.- H3: khoảng cách từ đệm lọc đến tâm ống tiếp liệu. H3=2d; với d là đường

kính ống tiếp liệu. Tuỳ theo lưu lượng của nguyên liệu mà ta chọn đường kính thích hợp.

- H4: khoảng cách từ tâm ống tiếp liệu đến mức cao nhất của pha hydrocacbon lỏng (LSHH (HC)). Khoảng cách này phải bảo đảm được đường đi của pha hơi từ bộ lệch dòng (defecteur) đến mức cao nhất

LSHH. H4=0,3D+ , [mm].

- H6: đây là chiều cao hữu ích giữa hai mức HLL và LLL của pha hydrocacbon lỏng và được tính theo hai cách sau:

Trang 27


H6=2D;

- H5: - Nếu có mức cắt LSHH thì H5=0,6×H6;- Nếu không có LSHH thì H5=0.- H7: - Nếu có mức cắt LSHH thì H7=0,6×H6;- Nếu không có mức cắt LSHH thì H7=0.- H9 và H10: đây là khoảng cách giữa mức đèn cảnh báo và các mức HLL

và LLL. Được xác định như sau:Nếu không có các mức cắt (LSLL và LSHH): H9 và H10 được tính tương ứng

với thời gian 10% thời gian lưu.Nếu có các mức cắt (LSLL và LSHH): H9 và H10 được tính tương ứng với

thời gian 30% thời gian lưu.- H8: khoảng cách giữa mức thấp nhất của pha hydrocacbon lỏng (LSLL

của HC) và pha nước (LSHH của nước). Được tính tương ứng với thời gian lưu là 2 phút, vậy H8 được xác định như sau:

- H11: bằng 0,2 thời gian lưu của nước. Vì đây là bình tách đứng nên độ cao tỷ lệ thuận với thời gian lưu khi lưu lượng cố định, vì vậy: H11=0,2H12.

- H12: đây là chiều cao hữu ích giữa hai mức HLL và LLL của nước. Thời gian lưu của nước trong thiết bị này là: 5 phút.

- H13: khoảng cách giữa mức LLL (cũng là LT) và mức LSLL của pha nước. H13 thường được cố định bởi giá trị D/4.

+ Nếu tồn tại ở mức thấp nhất (LSLL của pha nước), thì ta chứng minh được rằng thời gian lưu trong vùng này lớn hơn 20% thời gian lưu của nước trong vùng HLL-LLL (nước).

+ Thể tích trong khoảng H13 với chiều cao (LSHH của nước) với chiều cao D/4 được tính theo công thức sau:

- H14: đây là khoảng cách giữa mức lưu HLL và mức đèn HAL của pha nước. Khoảng cách này được tính như sau:

+ Nếu không có mức cắt cao (LSHH của nước): H15 tương ứng với thời gian lưu là 10% thời gian lưu của nước.

- H15: đây là khoảng cách giữa đèn LAL và mức thấp LLL. Khoảng cách được xác định giống H15.

+ Nếu không có mức cắt cao (LSLL của nước): H16 tương ứng với thời gian lưu là 30% thời gian lưu của nước.

+ Đệm hợp dính (Matelas coalesceur): được ngăn dọc trong bình tách từ mức LSLL của pha hydrocacbon lỏng đến mức LL lượng của nước

I.1.5. Bình tách hình cầu:Cấu tạo:

Trang 28


Các thiết bị tách hình cầu đưa ra phương pháp tách kết hợp và không tốn kém, do có sự sắp xếp cân đối mà các thiết bị tách kiểu này có khoảng không dự trữ và đoạn chất lỏng rơi xuống bị hạn chế. Cũng như vậy việc lắp đặt và điểu khiển mực chất lỏng trong thiết bị tách loại này bị hạn chế hơn.

Bình tách thường được đặt trên đường sản phẩm ra của một lò đốt hoặc của một thiết bị tái sinh xúc tác bằng cách đốt cốc (ví dụ thiết bị tái sinh xúc tác của phân xưởng FCC).

Vai trò của nó làm lạnh dòng lưu thể khí và bẩy các hạt rắn bằng nước, đồng thời nó có những mục đích phụ là sản xuất hơi nước và thu hồi cốc. Cấu tạo bình tách de decockage như hình.

Hình 1-23: Bình tách Nguyên lý làm việc:

Người ta chấp nhận rằng nguyên liệu vào bình tách này chỉ ở trạng thái khí và xem khí này có lưu lượng ổn định. Vì một lý do là nguyên liệu vào bình tách tách cốc chính là đường ra của sản phẩm của lò đốt hoặc thiết bị tái sinh xúc tác bằng cách đốt cốc. Bình tách này hoạt động dưới áp suất khí quyển được cố định bởi hai điều kiện sau:

- Khối lượng phân tử của nguyên liệu: MW=18g/mole.- Áp suất: P=1atm.Các điều kiện của đầu vào:+ Lưu lượng khối lượng pha hơi: Qvap, [kg/h];+ Nhiệt độ pha hơi: 5000C;+ Lưu lượng nước làm lạnh: Qw, [kg/h];+ Nhiệt độ nước làm lạnh: Tw, [0C]Các điều kiện đầu ra:+ Lưu lượng pha hơi bằng lưu lượng pha hơi vào cộng với 40% lưu lượng

nước bị bốc hơi ở nhiệt độ 1600C: Qvap+0.4Qw, [kg/h];

Trang 29


+ Pha lỏng bao gồm 60% lưu lượng nước làm lạnh chưa bị bốc hơi ở nhiệt độ 800C. Entanpi của hơi nước ở các nhiệt độ đó như sau:

H (hơi nước, 5000C, 1atm) = 835kcal/kg;H (hơi nước, 1600C, 1atm) = 671kcal/kg.Phương trình cân bằng nhiệt lượng:Qvap×835+Qw× Tw = Qvap× 671+0.4×Qw × 671+ 0.6 × Qw × 80Xem nước lỏng có entanphi=1kcal/kg;Biết được Qvap và Tw ta sẽ tính được Qw.+ Pha hơi: Qvap + 0.4 × Qw ;+ Pha lỏng: 0.6Qw;Khối lượng riêng của pha hơi được tính như hơi nước:

(Hơi nước ở 5000C, 1at);

(Hơi nước ở 1600C, 1at)

I.2. Cấu tạo nguyên lý làm việc của thiết bị lọc khí:I.2.1.Giới thiệu chung:

Hệ thống khí trong nhà máy nhiệt điện thường bao gồm:- Hệ thống khí nén điều khiển;- Hệ thống khí nén phụ dịch.Các hệ thống không khí nén dịch vụ và không khí nén cho đo lường điều

khiển được sử dụng ở nhà máy điện cho hai mục đích chính và các hệ thống này phải sẵn sàng 24/24 tiếng:

+ Cung cấp nguồn năng lượng cho các động cơ phụ và thiết bị điều khiển vận hành bằng khí nén của các thiết bị nhà máy.

+ Cung cấp cho các máy công cụ sử dụng khí nén và các hoạt động cần khí nén khác trong công tác vận hành và bảo dưỡng, sửa chữa.

Các hệ thống không khí nén đo lường điều khiển và không khí nén dịch vụ được cấp bởi 2 x 100 % máy nén (cho cả hai hệ thống). cả hai hệ thống được đấu nối liên thông.

Có hai mạch vòng đường ống phân phối chính trong nhà máy như sau: - Một cho không khí nén dịch vụ- Một cho không khí nén đo lường điều khiểnXét về độ khả dụng, các máy nén kiểu trục vít được lựa chọn., truyền động

bằng động cơ điện, kiểu trục vít quay, bôi trơn bằng dầu. Các bộ làm mát dầu, các bộ làm mát trung gian và sau sẽ được làm mát nhờ hệ thống làm mát phụ trợ. Công suất thiết kế sẽ được một máy nén cung cấp. Máy nén thứ hai phục vụ cho tải đỉnh hoặc chỉ để dự phòng.

Cả hai máy nén sẽ là loại được điều khiển bằng áp suất hệ thống và sẽ được sử dụng trên cơ sở số giờ vận hành phân bố đều. Trong trường hợp hỏng máy nén đang làm việc, quá trình chuyển sang máy nén dự phòng sẽ được thực hiện tự động.

Trang 30


Hai bộ máy nén khí kiểm soát được lắp đặt song song, để chọn lựa. Hai bộ bồn trữ khí kiểm soát được lắp đặt. Hai bồn này luôn luôn ở trạng thái hoạt động.

Hai bộ sấy khí lắp đặt song song để lựa chọn. Bộ sấy khí dự phòng được đưa vào hoạt động bằng cách cách ly ra khỏi bộ kia.

Bộ lọc sau được lắp đặt ngay đầu ra của mỗi bộ sấy.Hệ thống khí nén điều khiển là hệ thống mà khí nén đã được làm khô sau khi

đi qua bộ sấy và được chứa vào bình chứa khí để cung cấp đến các thiết bị vận hành và đo lường bằng khí nén trong các hệ thống

Hệ thống khí nén phụ dịch là hệ thống mà khí không được lọc và sấy khô như hệ thống khí nén điều khiển

I.2.2. Phân loại thiết bị lọc khí:Các đặc trưng thiết kế:

Ở mức độ càng nhiều càng tốt, thiết bị được cung cấp theo Quy định kỹ thuật này sẽ được hợp nhất vào các khối lắp ráp tại xưởng, chúng sẽ được lắp ống, nối dây, thí nghiệm và tiền nghiệm thu để tạo thuận lợi cho công tác lắp đặt tại công trường. Công việc lắp ráp tại xưởng sẽ bao gồm đường ống, van, các ống nhỏ và đấu dây. Các tai móc để nâng sẽ được trang bị để cho phép nâng dễ dàng bằng cơ cấu nâng chuẩn. Toàn bộ các thiết bị cần được kiểm tra/ bảo trì định kỳ (ví dụ các dụng cụ đo kiểm, van, ống thông hơi) phải dễ dàng tiếp cận trong quá trình vận hành nhờ các phương tiện như cầu thang, sàn thao tác thích hợp.

Hai thiết bị hút ẩm kiểu tháp đôi cho hệ thống không khí đo lường điều khiển sẽ tạo ra không khí với điểm sương – 20°C. Mỗi thiết bị hút ẩm phải có công suất tương đương công suất của máy nén và phải là loại tự tái sinh. Các bộ tách ly dầu sẽ được trang bị để giữ hàm lượng dầu thấp hơn giá trị quy định.

Hai bình chứa không khí nén độc lập, được thiết kế để chứa 100% nhu cầu không khí nén đo lường điều khiển của nhà máy điện trong khoảng nửa giờ.

Hệ thống bảo vệ thích hợp phải sẵn sàng để bảo đảm cung cấp không khí đo lường điều khiển trong trường hợp áp suất giảm thấp hơn các giới hạn thiết đặt trước trong các bình chứa, nhờ việc đấu nối liên thông với hệ thống không khí nén dịch vụ.

Mức áp suất âm bề mặt tối đa (điều kiện công trường không bị các tiếng ồn khác) ở khoảng cách 1 m phải không vượt quá giới hạn 85 dB(A). Trong trường hợp có giá trị cao hơn thì phải trang bị bao che cách âm.

Các yêu cầu về số lượng:

Hệ thống không khí nén bao gồm hệ thống không khí nén dịch vụ và hệ thống không khí nén cho đo lường - điều khiển. Do lượng tiêu thụ không khí nén tùy thuộc vào thiết kế hệ thống và các thiết bị của nhà máy điện nên chỉ có thể ước tính lượng tiêu thụ không khí nén dựa trên các kinh nghiệm từ các nhà máy có kích thước và/ hoặc thiết bị tương tự.

Thiết bị sẽ được thiết kế để cung cấp như sau:

Công suất, quy mô máy nén: 130% lượng tiêu thụ định mức tối đa

Thiết bị hút ẩm không khí: Đáp ứng 100% công suất của một máy nén, hoặc 130% nhu cầu tối đa về không khí nén

Trang 31


cho đo lương điều khiển (tùy thuộc vào giá trị nào lớn hơn)

Ước tính lượng tiêu thụ không khí nén cho nhà máy điện:

Khu vực Không khí nén cho đo lường-điều khiển [Nm3/h]*

Không khí nén dịch vụ[Nm3/h]*

Khu vực Bypass, Bình ngưng... 60 80

Khu vực lò hơi 120 40

Tuabin hơi và chu trình hơi-nước 300 160

Khu vực xử lý nước 120 80

Các nhu cầu khác 80 40

Tổng 680 400

* Sẽ được cung cấp theo thiết kế. Ngoài ra, các thông số thiết kế khác được liệt kê như sau:

Hạng mục Giá trị Đơn vị

Áp suất làm việc tối thiểu ở ống góp phân phối 8 barg

Nhiệt độ nước làm mát đầu vào 33 °C

Kích thước tối đa của các hạt bụi sau bộ lọc 1

Lượng bụi tối đa sau bộ lọc 5 mg/m3

Lượng dầu tối đa trong không khí sau bộ lọc 0.5 mg/m3

Áp suất thiết kế của hệ thống phân phối 16 barg

Áp suất thiết kế của bình chứa không khí nén 16 barg

Các yêu cầu chất lượng:

Chất lượng không khí nén cho đo lường điều khiển:

Thông số Đơn vị Giá trị

Kích thước hạt rắn m < 1

Số lượng hạt rắn mg/Nm3 < 5

Hàm lượng dầu mg/Nm3 < 0.5

Nhiệt độ sau máy nén °C < 45

Điểm sương sau thiết bị hút ẩm °C < - 20

Chất lượng không khí nén dịch vụ:

Thông số Đơn vị Giá trị

Trang 32


Kích thước hạt rắn m < 5

Số lượng hạt rắn mg/Nm3 < 5

Hàm lượng dầu mg/Nm3 < 5

Nhiệt độ sau máy nén °C < 45

Giá trị bảo đảm: Các giá trị hạng mục sau sẽ được bảo đảm:

- Công suất thiết kế và áp suất của từng máy nén - Hàm lượng dầu tối đa của không khí nén sau từng máy nén và sau bộ tách

ly dầu - Mức tiếng ồn trung bình ở khoảng cách 1m: < 85 dB(A)Các thí nghiệm đặc trưng:

Mỗi máy nén và mỗi thiết bị hút ẩm sẽ được thí nghiệm hiệu suất, công suất trước khi xuất xưởng. Các mục được bảo đảm sẽ được kiểm chứng trong giai đoạn thực hiện các thí nghiệm đo hiệu suất, công suất với thời gian vận hành liên tục tối thiểu 72 giờ tại hoặc gần với các thông số thiết kế.

Các yêu cầu kỹ thuật:

Hệ thống không khí nén sẽ được điều khiển tại chỗ và giám sát từ hệ thống PLC đặt trong nhà máy nén khí. Ngoài ra, thông số công nghệ chính sẽ được chuyển đến phòng điều khiển trung tâm. Hệ thống sẽ vận hành bình thường ở chế độ điều khiển tự động. Nếu máy nén đang hoạt động không đáp ứng hết nhu cầu không khí nén thực tế, máy nén thứ hai sẽ được tự động khởi động.

Các máy nén sẽ luân phiên vận hành trong các khoảng thời gian xác định trước. Trong trường hợp một máy nén hỏng, máy nén kia sẽ được đưa vào vận hành tự động. Việc vận hành đồng thời cả hai máy nén có thể được thực hiện ở chế độ vận hành đặc biệt.

Quá trình cung cấp môi chất làm mát sẽ được giám sát cho từng máy nén.Các bình chứa khí nén sẽ được bảo vệ chống quá áp nhờ các van an toàn.Hệ thống cung cấp không khí nén cho hệ thống (khí nén dịch vụ và khí nén đo

lường điều khiển) sẽ là hệ thống tự điều khiển độc lập (ACS) và sẽ được giám sát và điều khiển tại chỗ. Các thông số công nghệ chính sẽ được trao đổi với ACS nhờ các thanh truyền dữ liệu hoặc thông qua các tiếp điểm NO khô nối vào và các tín hiệu tương tự 4-20 mA. Điểm giao diện với ACS là hộp phân dây ở bảng điều khiển tại chỗ. Áp suất trong hệ thống cung cấp không khí nén cho đo lường điều khiển sẽ được duy trì và kiểm soát. Các áp kế sẽ được trang bị cho hệ thống cung cấp không khí nén cho đo lường điều khiển.I.2.3.Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị lọc khí:

Thiết bị lọc kiểu băng chân không phẳng liên tục loại PBF:

Thiết bị lọc kiểu băng chân không phẳng liên tục loại PBF là một loại thiết bị lọc mới có trình độ tự động hóa cao, chất liệu lọc của máy là vải lọc và lưới lọc mà đễ vật liệu lọc bố trí trên mặt bằng, lợi dụng trọng lực của vật liệu và lực hút của chân không thực hiện phân li chất rắn lỏng. Thiết bị lọc kiểu băng chân không phẳng liên tục thức ứng dùng với nhiều loại vật liệu có điều kiện nồng độ, hiệu suất lọc cao, do vài được sự ưa chuổng của các ngành công nghiệp.

Trang 33


Hình 1-24: Thiết bị lọc kiểu băng chân không phẳng liên tục loại PBFĐặc điểm:

- Đưa vật liệu vào, lọc, rửa, tách cặn, tái sinh vài lọc tự động hoàn thành trên thiết bị, trình độ tự động hóa cao.

- Có thể rửa (chảy suôi, chảy ngược đa đường), nước rửa có thể thu lại tận dụng.

- Đối vật liệu có độ dín cao thì tính lọc kém, có thể thực hiện cách lớp màng lọc nhanh chống.

- Thiết kế kiểu khung ván, có thể tổ hợp linh hoạt và tính thức ứng.- Chọn dùng điều khiển PLC, tiện cho việc điều khiển xa và tập trung.- Chọn dùng uốn nắn hình rắn, có thể giải quyết việc vải lọc bị lệch và rối.

Hình 1-25:Công nghệ điển hìnhBảng 2-1: Bảng ứng dụng thực tế:

Tên vật liệu Chất Hàm Hiệu suất Tên vật Chất Hàm lượng Hiệu suất

Trang 34


rắn lỏng

lượng H2Otrong bánh lọc

(%)

sản xuất (Kg/m3/h)

liệurắn lỏng

H2Otrong bánh lọc

(%)

sản xuất (Kg/m3/h)

Axit citric 5/1-3/1 15 25.8

Kiềm đốt và chất hổn hợp

CUS

4/1 19.6 416

Kẽm ôxít 10/1 51.2 75.9Mở cây

ABS10/1 36-38 170-232

Để khôi phục lại các axitleaching của mangan oxide slurry

3.1 45.06 88.46Bột canxi photphat

3.5/1 21.5 345

Quặng sắt từ

2.5/1-4/1

7.6 500-1000Tính dung

photphat

2/1-5/1

7-10 1000-2000

Quặng sunfur tinh

4/1-2.5/1

11.63 360-800Bùn thải sulphat

1.5/1 37-40 665-780

Quặng đồng tinh

4/1-2.5/1

12 400-600Bauxite nhôm

5/1-4/1

26.4-29 1700

Phần quặng còn lại

9/1-4/1 21.4 300-500Bùn

Causticizing

4/1 47-51 266-613

Quặng sắt tinh

2/1-1.5/1

8-10 2000-3000

Residue silion of aluminiu

m sulphate

1.5/1 37 200

Quặng mangan

2/1 15-17 800-1000

Dịch Gentamic

in lên men

1/1-2/1

33.1 78.5

Hidoxit nhôm

4/1 15-17 350Kẽm

oxide thô4/1 23.5 233

Bột Fluonte 2/1 11 800Fluorine chứa vôi

4/1-5/1

42-51 200-560

Bùm Causticizing

4/1 47-51 266-613Muối amoni

4/1 18-20 1000-1500

Vanadium pentoxide

3/1 33 174Natri silic fluoride

3/1 15-20 300-500

Coal soot 10/1 20.7 4.9m3/ Xi măng 2/1 16-20 787

Trang 35


m3/h ướt

Quặng vàng tinh

2/1 25-27 111

Phân coal tinh khiết

trong tuyển coal

4/1 22.4 218

Sub-amoni tungstate

2/1 71 200

Phần coal còn lại

sau tuyển coal

6/1 25 100

Chất azo trong vật

liệu nhuộm hữu cơ

30/1-20/1

69 100

Quặng Kẽm

sulphat đặt

5/1 45-50 312

Zeolite 4A80-100

g/L≤43 164

Giống mã não thiểu

loại

200-400 g/L

≤20 684

Thành phẩm thiểu loại trong mạ

não

260-600 g/L

≤15 125Cặn

silicon4.5 ≤35 342

Nhôm giống bayer

hidroxit nhôm

400-800g/L

≤15 2000

Thạch cao tách

lưu huỳnh

1/1 ＜10 800-1000

Pseudo-boehmite

8/1 60 30-50

Thiết bị lọc tách khí sunphua loại MS:

Cấu tạo:

Thiết bị lọc tách khí sunphua loại MS là thiết bị tập hợp lại các điểm như gốm sứ lỗ cỡ micro, kĩ thuật siêu âm, tự động hóa khống chế góp thành một loại hình mới có hiệu quả phân li chất răn lỏng cao và tiết kiệm điện năng. Lợi dụng gốm sử nanô để làm chất liệu lọc, dưới sử tác dụng của mao dẫn, để nước và chất khử thông qua thuận lợi mà khí ôxi và hạt khí bọt sunphua bị lọc ra.

Kết hợp sự tác dụng của chân không, bọt sunphua sản sinh có thể trực tiếp đễ vào túi hoặc tiến hành làm tan sunphua, chất lỏng lọc hàm chứa lượng chất rắn cực đại sẽ hạ tháp xuống rồi có thể trực tiếp sử dụng hệ thống khử hồi sunphua.

Đặc điểm:

- Không sử dụng vải lọc; độ chân không cao có thể làm cho bánh lọc có tính khô ráo tốt.

- Lắng lọc chất lỏng trong. Có thể sử dụng lặp đi lặp lại, giảm bớt sử bài ra.- Điện năng hao tổn thấp so với các thiết bị lọc khác có thể tiết kiệm đến 80%

trở lên.

Trang 36


- Ván lọc sử dụng công nghệ tối tân quốc tế đốt kết mà thành, tuối thọ sử dụng lâu dài và có hiệu quả lọc tốt.

- Trình độ tự động hóa cao, giảm bớt số lượng lao động thao tác.- Không ô nhiễm, môi trường làm việc sạch sẻ.- Kết cấu chặt chẽ, chiếm chỗ đặt máy nhỏ, và bảo trì tiện lợi.

Hình 1-26: Thiết bị lọc tách khí sunphua loại MS Nguyên lý làm việc:

Thiết bị lọc tách khí sunphua phụ kiện chủ yếu bao gồm: rotor, đấu đựng nguyên liệu lỏng, hệ thống chân không, hệ thống làm sạch. Khi làm việc ván lọc nhúng chìm ở đấu đựng nguyên liệu dưới sự tác dụng của chất không và mao dẫn bề mặt hút thành một lớp vất liệu, chất lỏng thông qua ván lọc đến thùng bài chất lỏng và khu làm khô và tiếp tục dưới sự tác động của chân không để tách nước. Sau khi làm khô bánh lọc thông qua khu tách liệu cạo ra, sau khí tiến hành ván lọc trở lại khu làm sạch, sự làm sạch làm thông nước và hơi nước từ đó mà hình một thao tác tuần hoàn. Khi muốn duy trì sự lọc đạt hiệu qua cao thì sau khi vận hành 7 tiếng sử dụng hỗn hợp song siêu âm và axit có nồng độ thấp để làm sạch.

Thiết bị lọc kiểu ống bằng màng mỏng MGM:

Cấu tạo:

Thiết bị lọc kiểu ống bằng màng mỏng MGM hiện đại là một thiết bị lọc phân tách chất rắn chất lỏng có hiệu quả cao nhất. Viêc lọc lợi dụng chất liệu màng hoặc chất liệu vải lọc đặt biệt, để các vật thể nổi của chất lỏng tập trung bám vào bề mặt của màng lọc, chất dịch tinh thông qua màng lọc chảy vào khoang dịch, vậy đã đạt hiệu quả cao nhất cho việc phân tách chất rắn chất lỏng.

Máy lọc kiểu ống bằng màng mỏng thích hợp dùng để lọc khử di các hạt vật nổi trong dịch lỏng có kích cỡ là 0.2μm, đã sử dụng rộng rãi để lọc ở nghành điều chế kiềm, muối, bảo hòa chất tinh khiết trong điều chế nước muối, nước thải vô cơ, các chất liệu dịch v.v… Đồng thời còn có phạm vi lọc rất rộng rãi, có thể lọc khử đi các chất rắn trong chất lỏng có hàm lượng từ 0.002％đến 10％ làm cho chất lỏng trong vắt.

Với kinh nghiệm sản xuất phong phú và kỹ thuật tiên tiến (hệ thống khống chế hoàn toàn tự động).

Trang 37


Đặt điểm:

Chế độ tự động hóa cao, lượng xử lý lớn, có thể đáp ứng hiệu quả sản xuất liên tục, để giảm bớt giá thành và cường độ nhân công lao động.

Chọn dùng van thời mới nhất và kết cấu đơn giản nhất là van “Hoop Off”. Lắp ráp đơn giản, điều kiển dể dàng, hiểu quả làm việc cao và tuổi thọ sử dụng dài.

Chất liệu màng lọc có nhựng tính năng vượt trọi đặt biệt, tính ổn định cho chất hóa học rất tốt, có thể chịu bất kì chất acid, kiềm, dung môi muối, đồng thời có thể thao tác trong nhiệt độ.

Kết cấu kiểu lập đứng, thể tích nhỉ, chiếm diễn tích đặt máy nhỏ.Lọc chất lỏng trong vắt, có thể sử dụng lập đi lập lại, giảm bớt sự bài cặn. Nguyên lý làm việc:

Hình 1-27:Công nghệ điển hình Khi lọc, chất dịch đục sẽ thông qua màng tâm lọc, dịch trong chảy qua

màng Polytetrafluoroethene (PTFE) đi vào khoang trên, toàn bộ vật rắn trong chất lỏng bị bám vào bề mặt của màng, hình thành ra bánh lọc.

Thiết bị lọc chân không kiểu băng cao su phẳng loại DU:

Cấu tạo:

Thiết bị lọc chân không kiểu băng cao su phẳng loại DU là thiết bị nhờ sức đẩy của chân không phụ ép mà thực hiện việc phân li chất rắn lỏng, trên kết cấu, bố trì phương hướng của chiều dài có thể thực hiện các thao tác lọc liên tục, làm sạch, hút khô, tái sinh phải lọc.

Thiết bị gồm có các ưu điểm như: hiệu quả lọc cao, khả năng sản lượng lớn, hiệu quả làm sạch tốt, thành phần nước của bánh lọc thấp, thao tác linh hoạt v.v… Có thể ứng dùng với các khu vực: luyện kim, khai thác quặng, hóa chất, làm giấy, thực phẩm, chế biến thuốc, và bảo vệ môi trường, nhất là tách nước thạch cao trong việc tạch lưu huỳnh trong khí cacbon (FGD) có hiệu quả ứng dụng tốt.

Đặc điểm:

Trang 38


Chọn dùng băng bài dịch kiểu hình vòng tròn, chống kéo dãn lớn, tuổi thọ sử dụng lâu dài hơn.

Giữa thùng đựng chân không và băng cao su không có băng ma sat hình vòng tròn nhưng đã sử dụng nước để bịt kín và là trơn, có thể duy trì độ chân không ổn đỉnh và cao, có lợi ổn định điều kiện công nghệ thao tác.

Bằng cao su áp dụng đệm khí, băng cao su nổi trên đệm khí, giảm bớt sức cản, có thể kéo dài thời gian sử dụng băng cao su.

Tổng thể kết cấu chặt chẽ, thiết kế bằng tấm ván, có thể lắp ráp linh hoạt và tiện cho việc vận chuyển và lắp ráp.

Để đáp ứng mọi nhu cầu của điều kiện làm việc: không thiết lắp thùng bài dịch tự động cân bằng bằng chân không.

Không có thiết lắp tự động uốn nắn kiểu khí nang, có thể bảo đảm vận hành ổn định.

Hệ thống điều kiện chọn dùng kĩ thuật PLC, có thể thực hiện điều tiết vận hành của máy, thiết bị vận hạnh có thể đảm bảo an toàn hơn và quá trình điều khiển của thiết bị.

Hình 1-28: Thiết bị lọc chân không kiểu băng cao su phẳng loại DU Hình công nghệ điển hình:

Trang 39


Hình 1-29:Công nghệ điển hình

Hiện trường sử dụng:

Hình 1-30: Hiện trường sử dụng Thiết bị lọc kiểu ống bằng màng mỏng MGM:

Lọc: Khi lọc, chất dịch đục sẽ thông qua màng tâm lọc, dịch trong chảy qua màng Polytetrafluoroethene (PTFE) đi vào khoang trên, toàn bộ vật rắn trong chất lỏng bị bám vào bề mặt của màng, hình thành ra bánh lọc.

Rửa sạch lại và việc bài ra bánh lọc:

Dùng giây phút chảy ngược trong thời gian chớp nhoáng hình thành việc rửa sạch, toàn bộ bánh lọc sẽ khử đi từ bề mặt tâm lọc, bánh lọc tróc từ tâm lọc chìm tích tại phần đáy của máy lọc, khí đạt đến số lượng nhất định, từ phần đái bài ra nhanh chóng.

Vận hành liên tục:

Vận hành liên tục của máy lọc kiểu ống bằng màng mỏng MGM trong hiện thực là, lọc và rửa vận hành giao thế nhau, đi lại tuần hoàn.

Sơ đồ công nghệ:

Trang 40


Hình 1-31: Sơ đồ công nghệ Van “Hoop”:

Van “Hoop” hiện thời là loại van thời mới nhất và kết cấu đơn giản nhất, gồm có ba bộ phận, thông qua tiếp xúc tính mềm dẻo của bên trong cửa van, để khi gồm có các hạt chất rắn, Fiber chất lỏng cửa van đều có thể đống lại 100% trong tích tắc, trong khi các hạt chất rắn đạt đến 1/2 kích cở của đường kính ống, van “hoop” cụng có thể mở hoặc đống lại.

Ống cao su của van “Hoop” là sử dụng cao su có tính đàn hồi cao, chịu ma sát cao mà tạo thành. Sử dụng khí áp của van thể cùng với ống nhánh cao su, để ống nhánh biến hình kết hợp với nhau sẽ cắt đứt các chất thể lỏng, thực hiện tiến trình điều khiển.

Van “hoop” được thiết kế hợp lý, sử dụng rộng rãi, khống có kẽ hở ở bên trong và ngoài, ống van đồng kính, lắp ráp đơn giản, điều kiện dễ dàng, tuổi thọ sử dụng lâu dài hiệu quả, với các ưu điểm đặc tính có thể làm cho sự đống mở của van thường xuyên và nhanh chóng đạt đến trên hàng vạn lần.

Sơ đồ nguyên lý công tác của van:

Hình 1-32: Sơ đồ nguyên lý công tác của van

Hệ thống khống chế tự động hóa:

Trang 41


Hệ thống điều khiển tử động của thiết bị lọc kiểu ống bằng màng mổng MGM sử dụng điều khiển hoàn toàn tự động, có thể theo yêu cầu của công nghệ để tiến hành thực hiện mỗi tham số hiển thị, thiết định, ghi nhớ v.v… Đối với hệ thống theo dõi kiểm tra càng hoàn thiện hơn, vì hện thống này điều khiển này là do công ty chúng tối tự thiết kể, chỉ chuyền dùng cho thiết bị lọc kiểu ống bằng màng mổng MGM. Đó được thiết kế hoàn thiện, dễ dàng thao tác, vận hành đáng tin gậy.

Đặc điểm và kết cấu của màng mỏng:

Nguyên liệu của màng là sử dụng PTFE, có đủ hóc học của PTFE và tính chất vật lý. Màng lọc PTFE bi mở rộng là vật liệu có đủ tính ổn định hóa học cực tốt, hệ số ma sát của cực địa, nhiệt độ thao tác rộng lớn, trạng thái rỗ, tính dẻo dai cật độ, không bị lão hóa, sử dụng vĩnh cửu, là một loại vật liệu có cường độ rất cao, đã làm cho tuổi thọ của chất liệu lọc cao hơn các chất liệu thường, là loại chất liệu lọc lý tưởng.

Bề mặt của màng dễ dàng làm sạch, việc lọc bề mặt hoàn toàn thực hiện được. Phạm vi ứng dụng:

Thiết bị lọc kiểu ống bằng màng mổng MGM ứng dụng rộng rãi ở các ngành hóa chất, thực phẩm, tinh bột, tuyển khoáng, luyện kim v.v…

Vật liệu xử lý chủ yếu có: Sắt clorua, sodium chlorite, Hypochlorite, Oxit mangan, Oxit chỉ, Nhôm

sulfuric, Niken sulfuric, phân bón, Axit phốtphoric, Axit oxalic, buồng xi mạ, nước thải xi mạ, nước uống, nước tượng, tinh chế nước muối, tái sính chất xúc tác, tinh luyện bauxite, dịch lỏng phai màu cacbon hoạt tính v.v…

Thiết bị lọc động thái bằng gốm sứ loại CF:

Hình 1-33: Thiết bị lọc động thái bằng gốm sứ loại CF Sự hiểu biết về màng gốm sứ:

Màng gốm sứ vô cơ là do oxit nhôm, oxit titan, oxit Zirconi v.v… qua nhiệt độ kết đốt mà thành, là vật liệu lọc tinh vi bằng gốm sứ có kết cấu bằng trạng thái rỗ, đối xứng phân bố của tầng hỗ trợ của trạng thái rỗ, tầng lọc và tầng màng có rỗ micrômét , tinh độ lọc đạt đến kĩ thuật lọc micro, siêu lọc thẩm chí đạt đến kỉ thuật lọc nano (nanofiltration).

Màng lọc gốm sứ là một loại “lọc theo kiểu luồng chéo” hình thành lên quá trình luồng thể phân li, nguyên liệu của dịch lỏng không ngừng lưu động trong màng ống một cách cao tốc, dưới khởi đồng bằng áp lực thành phần có phân tử nhỏ

Trang 42


sẽ bị chất lỏng thâm nhập vào lóng lọc và chạy dọc theo hướng hướng ngoài thông qua màng, thành phần có phân tử lớn bị chất lỏng đục co đặc chặn lại, từ đó luồng thể đã đạt được mục đích phân li, co đặc, tinh khiết hóa.

Hình 1-34: bằng kính hiển vi điện tử của màngSo với một số kiểu lọc truyền thống máy lọc khung bản, máy li tâm, đá tảo

diatomite và màng hợp chất tạp v.v…khống thể so sánh đước một số ưu điểm nào với màng gốm sứ kiến lập bằng nền tảng vô cơ của khoa học;

- Tính ổn định hóa học cực tốt, chịu acid, chịu kiềm, chịu ôxi hóa;- Chịu được sử dung môi hữu cơ;- Chịu được nhiệt độ cao;- Cường độ máy móc lớn, chịu tính ma sát cao;- Đường khổng phân bố hẹp, độ tinh vi phân li cực cao, có thể đạt đến kỹ

thuật lọc nano; - Tuổi thọ sử dụng càng dài hơn so với màng hưu cơ; - Dễ dàng làm sạch, có thể tại dòng dược phẩm hoặc diệt khuẩn bằng nhiệt

dột, có thể rửa lại ngược chiều. Phụ kiện màng lọc gốm sứ kiểu ống đa kênh:

Hình 1-35: Hình dáng mặt cắt

Cỡ lỗ/lượng phân tử chặn

lại

MF：1.2-0.8-0.2-0.1μm

UF：50-30nm 100-50-20-5KD NF：1-0.45KD

Đường kính ngoài mm

10 30 30 25 30 40 40

Đướng kính lối thoái mm

7.0 6.0 3.8 6.0 4.0 3.6 6.0

Số lối thoái 1 7 19 9 19 37 19Chiều dài

mm1016 1016 1016 1200 1016 1000 1000

Diện tích mặt màng m2 0.02 0.13 0.23 0.20 0.23 0.42 0.38

Trang 43


I.2.4.Các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục: Màng lọc bị dơ:

Nguyên nhân:

- Các vật thể nổi của chất lỏng tập trung bám vào bề mặt của màng lọc;- Chất dịch tinh thông qua màng lọc chảy vào khoang dị Biện pháp khắc phục:

- Vệ sinh màng lọc;- Thay thế màng lọc (nếu vệ sinh không phục hồi được) Màng lọc bị biến dạng:

Nguyên nhân:

- Màng lọc bị dơ;- Áp suất sai biệt lọc cao. Biện pháp khắc phục:

- Vệ sinh màng lọc; - Thay thế màng lọc (nếu vệ sinh không phục hồi được).- Kiểm tra áp suất sai biệt lược để điều chỉnh cho thích hợp.

I.3. Cấu tạo nguyên lý làm việc của thiết bị sấy không khí:I.3.1.Cấu tạo:

Tổng quát:

Mô tả chung:

- Vật liệu ẩm (VLA) là những vật có chứa một khối lượng nước và hơi nước. Trong quá trình sấy cần tách một lượng nước nhất định ra khỏi vật. Có thể xem VLA gồm hai thành phần là chất rắn và chất lỏng thẩm ướt (gọi là ẩm g), phần chất rắn gọi là vật khô tuyệt đối (VKTĐ V).

- Trạng thái ẩm của vật liệu được biểu thị qua độ ẩm tuyệt đối, độ ẩm tương đối (toàn phần t), độ ẩm cân bằng, độ chứa ẩm và nồng độ ẩm.

- Sự liên kết giữa ẩm với vật khô phụ thuộc vào tính chất của chất lỏng, cấu trúc vật và môi trường hình thành liên kết đó.

Định nghĩa:

Quá trình sấy là quá trình làm khô vật thể bằng phương pháp bay hơi. Đối tượng của quá trình sấy là các vật ẩm là những vật có thể chứa một

lượng chất lỏng nhất định. Chất lỏng chứa trong vật ẩm thường là nước. Một số ít vật ẩm chứa chất lỏng khác là dung môi hửu cơ. Ví dụ: sơn vecni… qua định nghĩa ta thấy quá trình sấy yêu cầu các tác động cơ bản đến vật ẩm là:

- Cấp nhiệt cho vật ẩm làm cho ẩm trong vật hoá hơi.- Lấy hơi ẩm ra khỏi vật và thải vào môi trường.Ở đây quá trình hoá hơi của ẩm lỏng trong vật là bay hơi nên có thể xẩy

ra ở bất cứ nhiệt độ nào Phân biệt quá trình sấy với một số quá trình làm khô khác:

Trang 44


Có một số quá trình làm giảm ẩm trong vật thể nhưng không phải là quá trình sấy, đó là:

- Vắt li tâm là quá trình làm giảm ẩm của vật liệu bằng phương pháp cơ học. Phương pháp này chỉ có thể làm cho ẩm tự do thoát ra khỏi vật.

- Cô đặc là phương pháp giảm ẩm của vật thể (dung dịch d) bằng cách đun sôi, ví dụ: cô đặc dung dịch đường, sữa…

Người ta có thể dùng phương pháp sấy phun để sấy dung dịch đường thành bột đường, sấy dung dịch sữa thành sưa bột..trong sấy phun người ta phun dung dịch thành hạt vô cùng nhỏ. Các hạt nhỏ tiếp súc với không khí nóng và hơi ẩm bay hơi vào không khí. Chất rắn trong dung dịch còn lại ta thu được dưới dạng bột.

Phân loại các máy sấy:

Như đã nói trên, để sấy khô một vật ẩm cần hai tác động cơ bản: - Một là gia nhiệt cho vật làm cho ẩm trong vật bị hoá hơi (cụ thể là

bay hơi ở bất kì nhiệt độ nào).- Hai là làm cho ẩm thoát ra khỏi vật và thải vào môi trường.Để cấp nhiệt cho vật ta có thể dùng các cách sau: - Dẫn nhiệt (cho vật ẩm tiếp súc với bề mặt có nhiệt độ cao hơn).- Trao đổi nhiệt đối lưu (cho vật ẩm tiếp súc với chất lỏng hay khí có

nhiệt độ cao hơn ), - Trao đổi nhiệt bức xạ (dùng nguồn bức xạ cung cấp nhiệt cho vật).

dùng điện trường cao tần để đun nóng vật.Để lấy ẩm ra khỏi vật và thải vào môi trường có thể dùng nhiều biện

pháp như: - Dùng môi chất sấy, dùng máy hút chân không, khi sấy ở nhiệt độ

cao hơn 100oc hơi ẩm thoát ra có áp suất lớn hơn ấp suất khí quyển sẽ tự thoát vào môi trường.

Khi dùng môi chất sấy làm nhiệm vụ thải ẩm, do môi chất sấy tiếp súc với vật ẩm, ẩm sẻ thoát ra do 3 lực tác động: do chênh lệch nồng độ ẩm trên bề mặt vật và môi chất sấy, do chênh lệch nhiệt độ giữa ẩm thoát ra và môi chất sấy sinh ra lực khuyết tán nhiệt, do chênh lệch phân áp suất hơi nước trên bề mặt vật ẩm và trong môi chất sấy .

Khi dùng bơm chân không làm nhiệm vụ thải ẩm, hơi ẩm được bơm chân không hút đi và thải vào môi trường.

Có thể sử dụng thiết bị ngưng tụ hơi (hay ngưng kết) làm cho âm ngưng thành lỏng (hoặc rắn và thải vào môi trường bằng cách xả (ứng dụng vào sấy thăng hoa)) . thường dùng kết hợp máy hút chân không với thiết bị ngưng tụ hay ngưng kết ẩm để thải ẩm .

Cách phân loại phương pháp sấy đúng đắng và khoa học nhất là căn cứ vào các điểm cơ bản đã phân tích ở trên .

Vì sản phẩm đem sấy có rất nhiều loại, cho nên trong thực tế cũng được sử dụng nhiều loại máy sấy khác nhau. Có thể nêu tổng quát về sự phân loại như sau:

Trang 45


- Theo phương pháp nạp nhiệt, các máy sấy được chia ra loại đối lưu hay tiếp xúc.

- Theo dạng chất tải nhiệt: không khi, khí và hơi.- Theo trị số áp suất trong phòng sấy: làm việc ở áp suất khí quyển hay chân

không.- Theo phương pháp tác động: tuần hoàn, liên tục.- Theo hướng chuyển động của vật liệu và chất tải nhiệt trong các máy sấy

đối lưu: cùng chiều, ngược chiều và với các dòng cắt nhau.- Theo kết cấu: phòng, đường hầm, băng tải, sấy tầng sôi, sấy phun, thùng

quay, tiếp xúc, thăng hoa, bức xạ nhiệt. Các đặc trưng trạng thái ẩm của vật liệu:

Những vật đem đi sấy thường chứa một lượng ẩm nhất định. Trong quá trình sấy ẩm, chất lỏng bay hơi, độ ẩm của nó giảm đi. Trạng thái của vật liệu ẩm được xác định bởi độ ẩm và nhiệt độ của nó.

- Độ ẩm tuyệt đối:Bỏ qua khối lượng khí và hơi không đáng kể, người ta có thể coi vật liệu ẩm là

hỗn hợp cơ học giữa chất khô tuyệt đối và ẩm: m = mo + WỞ đây: m: khối lượng nguyên vật liệu ẩm. mo: khối lượng chất khô tuyệt đối. W (hoặc mn): khối lượng ẩm.+ Độ ẩm tuyệt đối: là tỷ số giữa khối lượng ẩm W và khối lượng chất khô

tuyệt đối mo của nguyên vật liệu:

X thay đổi từ 0 đến h.Giữa khối lượng chất khô m0, khối lượng chung m và độ ẩm tuyệt đối X có

mối quan hệ:

- Độ ẩm tương đối:Là tỷ số giữa khối lượng ẩm W trên khối lượng chung của nguyên vật liệu:

100(%).

w độ ẩm tương đối của nguyên liệu ẩm thay đổi từ 0 đến 1. Với w = 0 nghĩa là vật liệu khô tuyệt đối; với m0=0, nghĩa là chỉ có ẩm thì w=1.

Trước khi sấy khối lượng của nguyên liệu ẩm là m1 và độ ẩm tương đối là w1, sau khi sấy là m2 và w2. Biết rằng trong khi sấy khối lượng chất khô mo không thay đổi nên ta có: mo = m1(1-w1) = m2(1-w2)

Từ đó ta có:

Trang 46


Trong biểu thức trên có 4 đại lượng, nhưng nếu 3 đại lượng đã biết thì từ đó ta có thể tính được đại lượng thứ tư.

Năng suất của một máy sấy có thể xác định theo khối lượng ẩm (W tách ra từ nguyên vật liệu trong quá trình sấy): ΔW = m1 - m2

Muốn quan sát quá trình sấy bằng đường cong sấy một cách rõ ràng (tạo thành điểm uốn giữa hai đoạn sấy) người ta thường sử dụng độ ẩm tuyệt đối X, còn với độ ẩm tương đối w thường biểu thị trạng thái ẩm của nguyên vật liệu.

Cấu tạo:

Máy sấy theo phương pháp thăng hoa:

Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm từ các sản phẩm bằng phương pháp lạnh đông và tiếp theo là chuyển đá làm lạnh đông được tạo thành trong sản phẩm thành hơi, qua pha loãng ngắn ngủi khi đun nóng sản phẩm trong chân không.

Khi sấy thăng hoa, ẩm chuyển dời trong sản phẩm ở dạng hơi không kéo theo nó những chất trích ly và những vi sinh vật. Trong sản xuất vi sinh, sấy thăng hoa được ứng dụng cho các vi sinh vật, nấm men, vitamin, kháng sinh, các enzim không bền ở nhiệt độ cao.

Thường quá trình sấy thăng hoa được bắt đầu từ lúc 300C. Tốc độ làm lạnh đông 200C đến 300C. Tốc độ làm lạnh đông bề mặt sản phẩm đến nhiệt độ các vật liệu không bền nhiệt ảnh hưởng tới việc bảo quản hoạt động sống của vi sinh vật và độ hoạt hoá của các chế phẩm sinh học, vì khi làm lạnh nhanh các sản phẩm tạo nên đá ở bên trong tế bào, xảy ra biến đổi nhanh chóng thành phần các dung dịch sinh lý bên trong và bên ngoài tế bào và dẫn tới sự phá huỷ và làm chết tế bào.

Tất cả các vật liệu sinh học đem sấy thăng hoa có độ ẩm khác nhau, cho nên chúng có những điểm ba Ơtecti khác nhau, khi đó có thể có sự cân bằng đá, pha lỏng và pha hơi. Cho nên đối với các vật liệu vi sinh, tốc độ lạnh đông của chúng được xác định bằng thực nghiệm. Quá trình thăng hoa xảy ra ở những giá trị áp suất hơi trên bề mặt vật liệu và giá trị nhiệt độ trong các điểm nằm ở dưới điểm ba cân bằng pha của dung môi (nước).

Thường khi sấy thăng hoa các vật liệu vi sinh, áp suất dư = 133,3÷13,3 Pa, và nhiệt độ của vật liệu bắt đầu sấy bằng = 200C đến 300C. Khi độ ẩm của sản phẩm bị giảm xuống tối thiểu, nhiệt độ của vật liệu tăng đến + 300C, + 400C. Điều kiện sấy như thế bảo đảm quá trình oxy hoá tối thiểu của sản phẩm do hàm lượng oxy không đáng kể trong môi trường khí của phòng sấy. Trong các máy sấy thăng hoa dạng công nghiệp, việc nạp nhiệt tới sản phẩm hoặc bằng độ dẫn nhiệt hoặc nhờ các tia hồng ngoại.

Các máy sấy thăng hoa có sự tác động tuần hoàn hay liên tục. Hình sau chỉ sơ đồ nguyên tắc sấy thăng hoa tác động tuần hoàn.

Thiết bị này gồm phòng sấy hình trụ kín (nồi thăng hoa) 1, ở trong có giàn ống rỗng 2, vật liệu sấy cho vào đây.

Trang 47


Nồi thăng hoa làm việc một cách tuần hoàn như một phòng lạnh. Ở chế độ làm lạnh, bơm 5 đẩy tác nhân lạnh ở bên trong ống rỗng 2.

Sự làm lạnh của chất tải nhiệt được tiến hành trong bộ trao đổi nhiệt 3 có đính ruột xoắn, chất làm nguội đi qua đó và vào thiết bị làm lạnh 4. Khi nồi thăng hoa làm việc ở chế độ của máy sấy, chất tải nhiệt được đun nóng trong bộ trao đổi nhiệt 7 và đẩy vào các ống rỗng nhờ bơm 6.

Sự ngưng tụ hơi được tạo ra khi sấy trong nồi thăng hoa được tiến hành trong nồi ngưng tụ chống thăng hoa 10. Nó là một bộ trao đổi nhiệt, hỗn hợp hơi - không khí từ nồi thăng hoa vào không gian giữa các ống của bộ trao đổi nhiệt. Chất làm nguội (amoniac, freon) qua các ống 11 của nồi chống thăng hoa vào thiết bị làm lạnh 9. Thường để làm lạnh bề mặt thăng hoa và ngưng tụ, người ta sử dụng máy nén 2 hoặc 3 cấp có khả năng đảm bảo lạnh bề mặt đến nhiệt độ - 400C.-600C,

Các khí chưa ngưng tụ được tách ra khỏi nồi chống thăng hoa bằng bơm chân không 8. Hơi ngưng tụ được làm lạnh ở dạng lớp đá trên bề mặt các ống lạnh của nồi chống thăng hoa. Vì trong quá trình làm việc của nồi chống thăng hoa, các ống 11 bị phủ bởi một lớp đá đáng kể, nên cần làm tan băng một cách chu kỳ. Để thực hiện điều đó, đẩy nước nóng từ bộ đun 7 vào các ống 11.

Hiện nay người ta bắt đầu sử dụng phổ biến các thiết bị thăng hoa tác động liên tục. Sấy thăng hoa liên tục gồm hai nồi thăng hoa và hai bộ chống thăng hoa, chúng làm việc luân phiên nhau.

Năng suất của thiết bị thăng hoa tác động liên tục tính theo độ ẩm bốc hơi lớn hơn 200 kg/h. Thời gian có mặt của sản phẩm trong máy sấy từ 40 đến 110 phút, nhiệt độ cao nhất của sản phẩm cuối quá trình sấy nhỏ hơn 270C.

Hình 1-36: Sơ đồ thiết bị sấy thăng hoa tác động tuần hoàn Máy sấy phun:

Trang 48


Sấy phun trong công nghiệp vi sinh được sử dụng để sấy khô các chất cô của dung dịch canh trường các chất kháng sinh động vật, các axit amin, các enzym, các chất trích ly nấm thu nhận được trên các môi trường dinh dưỡng rắn, các dung dịch chất lắng thu nhận được khi làm lắng enzym bằng các dung môi vô cơ hay bằng các muối trung hoà, cũng như các phần cô chất lỏng canh trường.

Nồng độ chất khô trong dung dịch đem sấy lớn hơn 10%.Các máy sấy phun được sử dụng trong các xí nghiệp vi sinh, cho phép tiến

hành quá trình ở các chế độ tương đối mềm để loại trừ những tổn thất lớn các chất hoạt hoá sinh học.

Phun ly tâm cho khả năng phun đều sản phẩm chất lỏng và tăng cường quá trình bốc hơi.

Dung dịch đem sấy chảy qua đĩa có đầu phun với số vòng quay lớn, nhờ đó các tiểu phần chất lỏng biến thành những hạt rất nhỏ (sương mù) và bề mặt hoạt hoá của chất lỏng được tăng lên.

Phòng dùng để sấy được chế tạo bằng loại thép không gỉ. Chúng có thể có đáy phẳng hay đáy nón. Loại đáy phẳng phải có cơ cấu để tháo sản phẩm khô. Còn loại đáy hình nón thì thành phẩm ở dạng bột được đẩy ra dưới tác động của lực ly tâm.

Nhanh chóng trong quá trình sấy, nhiệt độ của vật liệu sấy thấp, sản phẩm nhận được ở dạng bột nhỏ không cần phải nghiền lại và có độ hoà tan lớn, đó là những ưu việc của máy sấy phun. Vì sấy quá nhanh, nhiệt độ của vật liệu trong suốt chu kỳ sấy không vượt quá nhiệt độ của ẩm bốc hơi (60 700C) và thấp hơn nhiều so với nhiệt độ của tác nhân sấy.

Nhược điểm của loại này là kích thước của phòng sấy tương đối lớn, do tốc độ chuyển động của các tác nhân sấy không lớn và sức căng nhỏ của phòng so ẩm bốc hơi 2 2,5 kg/m.h, cũng như sự phức tạp về cơ cấu phun, hệ thu hồi bụi và tháo dỡ sản phẩm.

Máy sấy phun có đáy phẳng:

Trang 49


Hình 1-37: Máy sấy phun đáy phẳng Máy sấy có phòng sấy 3, sản phẩm lỏng được phun trong phòng nhờ đĩa quay

nhanh 6. Không khí nóng hay khí lò được đẩy vào phòng và sản phẩm chuyển động thành dòng song song với vật liệu.

Các giọt chất lỏng khi rơi vào dòng không khí nóng, hay khi chúng bị chất tải nhiệt bao phủ lấy mọi hướng và trong một vài giây ẩm bốc hết và sản phẩm lắng xuống đáy phòng ở dạng bột. Sản phẩm được chuyển dịch nhờ cào 5 và ra khỏi máy sấy nhờ vít tải 4 hay nhờ cơ cấu vận chuyển khác. Tác nhân sấy bị hút liên tục nhờ quạt 1. Khi đi qua bộ lọc 2 để làm lắng, những tiểu phần nhỏ của sản phẩm bị dòng khí mang đi. Trong các máy sấy tương tự, các chất lỏng có thể phân tán bằng các đĩa phun, vòi cơ học, vòi khí động học.

Các máy sấy phun làm việc có đường kính từ 500 đến 15000 mm, năng suất bốc hơi ẩm từ 500 đến 15000 kg/h.

Trong các gian phòng có chiều cao giới hạn, thường người ta thiết kế các máy sấy có đáy phẳng để bố trí gọn, dễ làm sạch. Khi cần thiết để nhận các sản phẩm vô trùng, người ta sử dụng các phòng sấy có đáy hình nón, vì chúng có ít khe hở hơn, không khí nhiễm bẩn có thể qua các lỗ này.

Máy sấy phun có đáy hình nón:

Các máy sấy phun có đáy hình nón. Thiết bị có năng suất ẩm bốc hơi 1500 3500 kg/h.

Máy sấy gồm: Vỏ trụ 9 có đáy hình nón để tháo bột khô. Dung dịch đẩy vào sấy bị phun ra

nhờ cơ cấu ly tâm 13 có đĩa 10. Tác nhân sấy đưa vào phần trên của thiết bị theo ống dẫn 7. Ở cuối ống dẫn 7 lắp cơ cấu phun hình nón 8. Nhờ cơ cấu 8, tạo ra dòng

Trang 50


xoáy của khí đưa vào. Các giọt sản phẩm được phun bằng đĩa bị bao phủ bởi dòng không khí và chuyển xuống dưới.

Hình 1-38: Máy sấy phun có đáy hình nónẨm được bốc hơi, các phần tử bột nhỏ còn lại lắng xuống ở đáy hình nón và

tháo đến cơ cấu 1 để chuyển sản phẩm vào hệ băng tải khí động học. Để tẩy sạch các tiểu phần của sản phẩm bám trên tường, lắp máy rung 17.

Tác nhân sấy bị thải có mang theo các tiểu phần nhỏ của sản phẩm ra khỏi thiết bị sấy qua ống dẫn 2 vào xyclon để tách bột. Để khảo sát bên trong, có xe nâng 4, nguồn chiếu sáng 6 và cửa 5. Tấm ngăn máy sấy 11 có các van bảo hiểm ở dạng các đĩa chồng nhau và dạng đường ống 12 để xả khí sấy khi tăng áp suất đáng kể.

Đĩa phun 10 quay với tốc độ 10000 vòng/phút từ động cơ qua hộp giảm tốc. Để bôi trơn cơ cấu phun, ở phần trên của thiết bị có lắp cơ cấu cơ học và bộ lọc mỡ 14. Vô lăng điện 15 dùng để nâng cơ cấu phun.

Để tránh cháy sản phẩm trong máy sấy, người ta đặt các cơ cấu bảo hiểm 3 và 18.

Máy sấy có thể đặt trong phòng kín hay ngoài trời. Hệ thống sấy phun tổ hợp:

Bộ sấy gồm thùng chứa dung dịch chất lỏng canh trường 2, các bơm ly tâm 3 và 9, thiết bị lọc khí 1, phòng sấy 4, cơ cấu tháo dỡ để đẩy bột khô vào băng tải khí động 10, các bộ lọc vi khuẩn 7, quạt hai chiều 6, calorife 8, thùng chứa sản phẩm khô 12, các bộ lắng bằng xyclon 11, bộ tháo dỡ xyclon 13, bộ lọc không khí 5 để đẩy vào calorife 8.

Trang 51


Hình 1-39: Hình hệ thống sấy phun tổ hợp.Đối với dạng máy sấy này, nhiệt độ tác nhân sấy khi vào máy được điều chỉnh

trong giới hạn 135 3900C. Độ ẩm khi ra 60 1000C. Độ ẩm ban đầu của huyền phù 60 100%. Năng suất tính theo ẩm bốc hơi 500 1000kg/h.

Máy sấy phun kiểu trục quay:

Máy sấy kiểu trục quay được ứng dụng để sấy nguyên liệu dạng lỏng, dạng bột nhão (bột nhão rong biển, nấm men, kháng sinh, vitamin...) ở áp suất khí quyển hay trong chân không.

Độ kín của buồng sấy có ý nghĩa quan trọng khi sấy trong các máy sấy kiểu trục quay vì ngăn ngừa được sự nhiễm bẩn của sẩn phẩm.

Việc ứng dụng máy sấy kiểu thùng quay trong công nghiệp vi sinh rất tiện lợi, nhất là trong các xí nghiệp có năng suất nhỏ. Nhược điểm của loại này là nhiệt độ của trục quá cao (1401500C) ở cuối quá trình sấy làm cho protein và axit amin bị khử hoạt tính (đến 15%).

Thiết bị sấy một trục ở áp suất khí quyển (hình) có tang quay 2 với bộ dẫn động 3. Hơi được nạp vào bên trong tang quay. Một phần tang quay nằm trong thùng 7, dung dịch được cho vào đây qua ống nối 5. Bộ khuấy trộn 6 làm chuyển đảo dung dịch trong thùng và tráng lên tang quay một lớp có bề dày 0,1 1,0 mm. Khi tang quay một vòng thì lớp sản phẩm sẽ kịp khô và bóc khỏi bề mặt tang nhờ các dao cạo 4. Vít 8 tải sản phẩm khô ra khỏi máy. Hơi có áp suất đến 0,5 MPa được đưa vào qua cổ trục của tang quay, nước ngưng cũng được tháo ra qua chính cổ trục đó theo ống xifông 1.

Số vòng quay của trục được điều chỉnh theo chế độ của động cơ có bốn tốc đô.Đường kính của tang quay thường được sản xuất theo các cỡ 600, 800, 1000,

2000 mm. Nghiêm cấm sấy trong thiết bị này những vật liệu dễ nổ và bốc ra những loại hơi độc!

Trong hình dưới là máy sấy một trục ở áp suất thường.Năng suất của máy sấy tính theo ẩm bốc hơi phụ thuộc vào dạng sản phẩm sấy

khoảng 10 50 kg/(m2/h)

Trang 52


Hình 1-40: Máy sấy một trục ở áp suất thườngMáy sấy hai trục có áp suất thường (hình) gồm hai tang quay 2 với bề mặt

được mài nhẵn, quay ngược chiều nhau với vòng quay 2 10 vòng/phút trong vỏ khép kín 1. Một trong các tang quay được lắp trong các ổ cố định, điều đó cho phép điều chỉnh khe hở giữa các trục (tang quay) trong giới hạn 1 2 mm. Trên các trục có các cơ cấu phun và ô 5 để dùng quạt đẩy hơi được tách ra trong quá trình sấy.

Quá trình sấy và tháo sản phẩm sấy cũng được thực hiện như loại máy sấy một trục. Bộ dẫn động các trục 10 gồm động cơ, hộp giảm tốc và truyền động bánh răng. Sản phẩm được tách ra khỏi trục thường phải được sấy lại trong các máy sấy dạng vít tải 6 và 7, có áo ngoài và bộ khuấy trộn. Bộ dẫn động 9 làm cho vít tải quay. Sản phẩm khô được tháo ra qua khớp nối 8. Nước ngưng từ tang quay được tháo ra qua ống xifông 3, còn từ bộ đun nóng qua cổ trục rỗng của vít và ống xifông. Dùng dao 4 để tách sản phẩm ra khỏi bề mặt trục.

Để máy sấy hoạt động bình thường điều cần thiết là bề mặt trục phải nhẵn, các trục quay tự do, các ổ di động dễ dàng chuyển dịch nhờ các vít đặc biệt và không xuất hiện khe hở giữa trục và dao.

Lượng bốc hơi từ 1m2 diện tích bề mặt đun nóng trong một đơn vị thời gian nhỏ hơn ở máy một trục. Máy sấy hai trục được sản xuất có đường kính các trục (tang quay) 600, 800, 1000 mm.

Hình 1-41: Máy sấy hai trục ở áp suất thườngMáy sấy một trục và hai trục ở áp suất chân không có vỏ kín và được lắp các

thiết bị phụ để tạo và giữ trong thiết bị độ chân không (phân ly, bộ ngưng tụ, bơm

Trang 53


chân không). Để đun nóng các trục, ngoài hơi ra còn sử dụng nước nóng hay các chất tải nhiệt hữu cơ có nhiệt độ sôi cao.

Ưu điểm của các máy sấy trục là sấy liên tục với bề mặt bốc hơi tương đối lớn đến 70 kg/m2.h hiệu quả kinh tế cao do mất mát nhiệt ít.

Nhược điểm là độ ẩm sản phẩm tương đối cao, khả năng quá nhiệt của sản phẩm khi sấy dễ xảy ra.

Máy sấy kiểu tạo xoáy:

Thiết bị sấy tạo xoáy có năng suất cao đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các chế phẩm enzim. Trong thiết bị sấy tạo xoáy có kết hợp các quá trình sấy và nghiền sản phẩm.

Thiết bị (hình) gồm máy sấy theo phương pháp tầng sôi 5 có kết cấu phức tạp, các bộ lọc thô và lọc tinh không khí 1 và 2, bộ lọc khí thải 9, calorife 4 và 4 ’, các quạt 3 và 10, guồng tải 11 để vận chuyển các hạt dạng bụi từ các phễu của bộ lọc túi 8, xyclon 7 và đầu xoay 6.

Hình 1-42: Thiết bị sấy kiểu tạo xoáyTháo sản phẩm qua cửa sau. Không khí thải qua bộ lọc không khí 9 và 10 để

đẩy ra ngoài. Máy sấy được trang bị các dụng cụ kiểm tra tự động và điều chỉnh các thông số của quá trình.

Đặc tính kỹ thuật của máy sấy tạo xoáy:Năng suất, kg/h:- Theo sản phẩm ban đầu: 660- Theo ẩm bốc hơi: 330Độ ẩm của sản phẩm, %:- Ban đầu: đến 60.- Cuối: 10 12

Nhiệt độ cho phép để đun nóng canh trường nấm mốc, 0C: 35Đường kính buồng xoáy, mm: 1500Công suất động cơ, kW:- Các calorife:- Dạng: KΦБ - 6

Trang 54


- Diện tích bề mặt đun nóng, m2: 32,4- Tiêu hao hơi lớn nhất trong điều kiện mùa đông, kg/h: 1090- Áp suất hơi, MPa: 0,6Các quạt:- Loại: ВВД- 9 - Số lượng: 4 - Tổng công suất động cơ, kW: 117 Máy sấy băng tải:

Giới thiệu về máy sấy băng tải:

Máy sấy băng tải là máy sấy đa năng nhất được sử dụng để sấy nhiều loại sản phẩm với kích cỡ, cấu tạo và hình dạng khác nhau. Ví dụ: hạnh nhân, thức ăn gia súc, than, cao su…Việc hiểu sai về quá trình truyền nhiệt truyền khối trong máy sấy sẽ dẫn đến giảm năng suất, tiêu hao năng lượng và chất lượng sấy không đồng đều.

Cấu tạo máy sấy băng tải:

Nhìn chung loại máy sấy này thích hợp để sấy vật liệu dạng hạt có đường kính từ 1 – 50mm, không thích hợp để sấy vật liệu màng và huyền phù đặc.

Quá trình sấy lý tưởng khi các sản phẩm xếp chồng lên nhau nhưng không quá dính vào nhau. Sự xếp chồng lên nhau của sản phẩm sẽ giảm được kích thước thiết bị với một thời gian sấy cho trước.

Những sản phẩm nhỏ và nhẹ khó gia công có thể được sấy trong máy sấy băng tải nếu máy sấy được thiết kế đúng. Ví dụ: thiết kế một máy sấy băng tải có chiều dòng khí từ trên hướng xuống sẽ giữ được sản phẩm trên băng tải. Thời gian sấy mất khoảng 5 – 240 phút.

Thời gian sấy có thể dài hơn đáng kể trong những máy sấy băng tải rất lớn. Các máy sấy băng tải có cấu hình dựa trên sự sắp xếp băng tải và chiều dòng khí.

Máy sấy dạng một chặng – một tầng:

Hình 1-43: Sơ đồ mấy sấy băng tải một chặng một tầngLà loại máy sấy băng tải đơn giản nhất chỉ có một băng tải đơn để vận chuyển

sản phẩm. Sản phẩm được phân phối trên băng tải ở phía cấp liệu và được băng tải vận chuyển qua suốt máy sấy. Trong khi đó, những quạt thổi khí gắn trên vỏ máy thổi không khí đi từ trên xuống xuyên qua nó được sử dụng như môi trường làm lạnh.

Trang 55


Buồng khí thường đặt bên cạnh băng tải có tác dụng cung cấp không khí nóng và thu khí thải ra khỏi máy sấy. Một số máy sấy loại này có đến hai buồng khí cho phép điều chỉnh dòng khí linh hoạt và sấy đều hơn.

Phía cuối máy sấy có bộ phận để làm lạnh những sản phẩm bị đặc lại trước khi đóng gói. Nếu nhiệt độ làm lạnh lớn hơn nhiệt độ môi trường xung quanh, thì không khí trong môi trường sẽ được đưa vào làm lạnh trực tiếp trong máy sấy, ngược lại thì phải được làm lạnh trước.

Hình 1-44: Quá trình dòng khí chuyển động trong máy sấy một chặng – một tầng với một buồng khí đơn.

- Ưu điểm:Máy sấy được chia thành nhiều khu vực sấy độc lập, ở đó có nguồn nhiệt và

quạt tuần hoàn riêng nên sấy đồng đều hơn.Nhiệt độ, tốc độ của dòng khí có thể được điều chỉnh khi vật liệu đi qua máy

sấy.Sự tuần hoàn của băng tải cho phép chải sạch băng khi sấy và tạo điều kiện

cho bộ phận làm sạch hoạt động dễ dàng.Máy sấy một chặng – một tầng thích hợp sấy những sản phẩm không dính với

nhau và không bám lên băng tải. Đặc biệt, đối với những vật liệu giòn không thể vận chuyển từ băng tải trên xuống băng tải dưới.

- Nhược điểm:Dòng khí phải xuyên qua hết chiều dày của lớp vật liệu quá trình sấy mới được

hoàn thành.Các sản phẩm có thể sấy trên loại máy sấy này: những sản phẩm bị giãn nở vì

nhiệt, hạnh nhân, gỗ, than, các sợi tổng hợp và các polyme siêu hấp phụ… Máy sấy dạng một chặng – nhiều tầng:

Khắc phục được nhược điểm của máy sấy một chặng – một tầng là dòng không khí không cần phải xuyên qua hết bề dày lớp vật liệu trên một băng.

Hình 1-45: Mô hình máy sấy băng tải dạng một chặng – ba tầng.

Trang 56


Nhiều sản phẩm có thể xếp chồng lên nhau dày hơn sau khi chúng được sấy riêng từng phần.

Máy sấy một chặng – nhiều tầng cho phép điều khiển những băng tải chạy với tốc độ khác nhau. Bằng cách cho tầng sau chạy chậm hơn tầng trước, người ta có thể tăng chiều dày của lớp vật liệu. Phương pháp này làm giảm kích thước thiết bị so với máy một chặng – một tầng với cùng một thời gian sấy xác định. Sự di chuyển của sản phẩm từ tầng trên xuống tầng dưới làm bẻ gãy những khối sản phẩm đã kết dính tạo điều kiện để sấy đồng đều.

Máy sấy một chặng – nhiều tầng là máy sấy đa năng nhất trong các loại máy sấy băng tải. Không chỉ điểu chỉnh được nhiệt độ và vận tốc dòng khí qua lớp sản phẩm mà còn đều chỉnh được bề dày của nó.

Hình 1-46: Sơ đồ máy sấy băng tải một chặng – hai tầngLoại máy sấy này có một hạn chế là giá thành cao và đòi hỏi không gian lắp

đặt lớn.Các sản phẩm có thể sấy bằng loại máy sấy này là: ngũ cốc, hạnh nhân, rau

quả, sợi tổng hợp… Máy sấy dạng nhiều chặng:

Có nhiều ưu điểm như máy sấy một chặng – nhiều tầng. Những băng tải được xếp chồng lên nhau và chuyển động ngược chiều nhau.

Vật liệu đưa vào máy ở băng trên cùng và di chuyển xuống những băng phía dưới. Cấu hình máy sấy kiểu này thường có 2 hoặc 3 chặng, số chặng nhiều hơn 3 hiếm thấy. Máy sấy loại này cho phép điều chỉnh bề dày sản phẩm một cách linh động. Nhưng do khó chia vùng sấy nên không điều chỉnh được nhiệt độ và tốc độ dòng khí. Để có thể chia vùng thì cần bố trí dòng khí liên hợp trong buồng khí và khu vực nguồn nhiệt.

Hình 1-47: Máy sấy băng tải loại ba chặng.

Trang 57


Việc bố trí nhiều lớp băng tải dạng này sẽ làm cho việc làm sạch băng tải gặp khó khăn hơn so với máy một chặng – nhiều tầng. Mặc dù có những nhược điểm đó nhưng máy sấy băng tải nhiều tầng là máy sấy băng tải thông dụng nhất trong nhiều ngành công nghiệp. Giá và không gian lắp tương đối nhỏ, khả năng điều chỉnh bề dày sản phẩm khiến nó trở thành máy sấy lý tưởng cho nhiều quá trình sấy.

Một số loại sản phẩm được sấy bằng máy sấy này: thức ăn gia súc, ngũ cốc, các vật liệu dạng paste…

Hình 1-48: Sơ đồ máy sấy băng tải ba chặng Các bộ phận máy sấy băng tải:

Hệ thống băng tải:

Hệ thống băng tải vận chuyển sản phẩm qua máy sấy. Chúng được lắp đặt chắc chắn để chịu sức nặng của sản phẩm và có thể vận chuyển sản phẩm liên tục hàng năm mà ít khi hư hỏng. Chúng thường được làm từ lưới kim loại hoặc tấm kim loại được đục lỗ, những lỗ đó thường có dạng lỗ tròn hay rãnh tròn, những rãnh tròn có khả năng giữ sản phẩm kém hơn lỗ tròn ngoại trừ sản phẩm dẹt.

Hình 1-49: Lưới băng tải có bản tựa tiếp hợp.Việc lựa chọn chính xác kích thước lỗ và phần trăm kích thước lỗ hoặc kích

thước lưới có tính quyết định đến hoạt động chính xác của máy sấy, nó phải đủ lớn để dòng khí có thể đi xuyên qua sấy sản phẩm nhưng phải đủ nhỏ để giữ sản phẩm không rớt xuống băng dưới. Nhưng lỗ nhỏ thường bị hút bởi sản phẩm nhỏ, mịn hay dạng vật liệu màng làm cho dòng khí không đi qua được nên tốc độ sấy và sự đồng đều bị giảm.

Băng tải được cố định bởi những con chạy hoặc bởi khung chịu lực di động nhằm chịu sức nặng của sản phẩm. Bản tựa để cố định tấm kim loại đục lỗ bao gồm toàn bộ gân chịu lực được thiết kế để chịu sức nặng của sản phẩm mà không cần

Trang 58


con chạy hoặc kết cấu chịu lực khác. Nó thường rộng 100 – 300 mm theo hướng chuyển động và 1 – 4m theo chiều ngang của máy.

Băng tải được truyền động trực tiếp bởi băng tải khác hoặc bởi dây đai được gắn liền với hai bên con chạy của băng. Truyền động bằng con chạy thường gặp hơn trong sản xuất.

Kết cấu của băng tải phụ thuộc vào vật liệu được sấy. Sản phẩm được tính toán trước mức tiêu thụ của con người hoặc có tính chất ăn mòn đòi hỏi băng tải bằng thép không gỉ, thường dùng AISI 300. Ví dụ như 304 hay 316 là thông dụng nhất. Tuy nhiên một số loại AISI 400 như 409 cũng được sử dụng. Những sản phẩm khác được sấy bằng thép cacbon. Miễn là sự đông dặc trên băng tải được tránh khi máy sấy ngừng hoạt động thì băng tải làm bằng thép cacbon cũng bền như băng tải làm bằng thép không gỉ.

Khi sản phẩm được xếp chồng lên từ 25mm đến 1m trên băng tải thì một số phương pháp giữ sản phẩm ở hai bên của băng phải được hợp nhất vào trong thiết kế. Việc này được hoàn thành bởi rãnh dẫn hướng ở hai bên. Rãnh động được nối liền với bản tựa để cố định phần dưới của băng tải và rãnh tĩnh được gắn với khung của máy sấy. Khe hở giữa thanh dẫn động và thanh dẫn tĩnh phải không rò rỉ sản phẩm và hạn chế tối đa sự chuyển dòng của không khí. Trong một số trường hợp thanh dẫn tĩnh có thể được đệm kín trực tiếp với băng tải để di chuyển mà không cần sử dụng thanh dẫn động.

Vỏ máy sấy:

Vỏ máy sấy được thiết kế bằng một khung thép với bản cách âm và cửa giữ nhiệt. Vỏ máy phải chứa được không khí nóng và chống lại sự ăn mòn. Những máy sấy dùng để sấy thực phẩm, sấy những sản phẩm ăn mòn hoặc được vệ sinh bằng nước thì có vỏ được làm bằng thép không gỉ. Vỏ máy được thiết kế đúng sẽ dễ dàng vệ sinh, kiểm tra và bảo dưỡng.

Quạt khí:

Quạt sử dụng trong máy sấy có thể được gắn trong hoặc ngoài máy. Có hai loại: quạt tuần hoàn không khí qua các băng tải và quạt xả khí ra từ máy sấy. Quạt tuần hoàn được gắn vào trong vỏ máy là quạt ly tâm, cánh quạt không nằm trong “scroll fan”, nó làm tăng áp lực ở ngăn mà nó được gắn. Quạt được thiết kế đúng và đặc điểm của quạt quyết định đến hoạt động của băng tải. Hầu hết máy sấy băng tải có thể sấy được nhiều loại sản phẩm ở nhiều lưu lượng khác nhau. Nên quạt được chọn không nhạy với sự thay đổi về sản phẩm sấy hay lưu lượng sấy. Đa số quạt được sử dụng là loại quạt ly tâm có cánh nghiêng về phía sau. Quạt này được chọn vì lưu lượng lớn, hiệu suất cao, ít tiếng ồn và giá tương đối thấp.

. Hình 1-50: Quạt khí

Trang 59


Nguồn nhiệt

Nhiệt trong máy sấy băng tải thường được cung cấp trực tiếp do đốt cháy khí thiên nhiên hoặc gián tiếp do hơi nóng trong óng xoắn. Tuy nhiên một số nguồn nhiệt khác cũng được sử dụng như: khí LB, dầu mazut, nhiên liệu lỏng hoặc lò nung điện. Nguồn nhiệt được lắp đặt ngay sau quạt tuần hoàn.

Trong một số trường hợp như: khi sử dụng dầu mazut với thực phẩm cho người hoặc khi một lượng bụi lớn bị lôi cuốn theo dòng khí nhiệt được truyền không trực tiếp qua thiết bị trao đổi nhiệt gió – gió.

Một số trường hợp khác như tận dụng nguồn khí thải có độ ẩm thấp nhưng nhiệt độ cao từ những quá trình khác hoặc việc đốt nóng trực tiếp trong quá trình tuần hoàn khí không thực hiện được, người ta có thể sử dụng không khí nóng để bổ sung một phần nhiệt lượng cho máy sấy.

Tiếp liệu:

Máy tiếp liệu là một trong những bộ phận quan trọng nhất của máy sấy băng tải. Trong các hệ thống sấy đối lưu bắt buộc dòng khí qua sản phẩm phải đồng đều. Quá trình truyền nhiệt và truyền khối trong hệ thống này tỉ lệ với vận tốc dòng khí qua vật liệu.

Hình 1-51: Mô tả sự quan trọng của máy tiếp liệu.Dòng khí sẽ ưu tiên qua những khu vực có lớp vật liệu mỏng hơn do trở lực

nhỏ hơn. Nên lớp vật liệu khô hơn phần còn lại. Sản phẩm có thể được tải lên băng tải theo một số cách. Người ta có thể sử dụng loại máy tiếp liệu có máng rung hoặc băng tải rung để rải đều sản phẩm trên băng tải.

Các bộ phận khác:

Những sản phẩm như ngũ cốc có khung hướng dính lại với nhau hoặc bám lên băng tải. Khối sản phẩm bám lên băng tải là một vấn đề trong quá trình sấy khi không khí không xuyên qua được. Sự dính của sản phẩm lên băng tải cũng là một vấn đề làm cho sản phẩm không di chuyển xuống băng tải kế tiếp hoặc đổ ra ngoài. Một số phụ kiện có thể giúp giải quyết vấn đề này.

Máy ghè đục hoặc máy khoan, bao gồm một trục quay có những đinh lớn. Những cái đinh này xuyên qua và bẻ gãy khối sản phẩm hoặc giúp gỡ bỏ chúng ra khỏi băng tải.

Những phụ kiện này phải được đặt vào đúng vị trí cần thiết, nếu đặt sai vị trí các sản phẩm sẽ dính lại với nhau hoặc sẽ gây hư hỏng sản phẩm. Những bàn chải cũng có thể được sử dụng để làm sạch băng tải.

Trang 60


Hình 1-52: Một loại chải băng tải.Những phụ kiện khác có thể được thêm vào máy sấy băng tải như hệ thống

CIP (Clean – In – Place), hệ thống thu hồi nhiệt, hệ thống xả khí thải, hệ thống điều khiển tự động.

Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt:Hiện nay bộ sấy không khí thu nhiệt thường được chế tạo kiểu ống, có thể là

ống thép hoặc ống gang. Sơ đồ cấu tạo bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt ống bằng thép được biểu diễn trên hình.

Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt bằng ống thép gồm các ống thép có đường kính 25 - 51mm. Các ống của bộ sấy không chịu áp lực nên có chiều dày nhỏ, thường từ 1,5 - 2 mm và đư ợc liên kết với nhau bởi mặt sàng có chiều dày 15-25mm. ở đây khói đi trong ống còn không khí sẽ đi căt ngang phía ngoài ống.

Hình 1-53: Bộ sấy không khí kiểu thu nhiệt

Trang 61


Bộ sấy không khí thường được chế tạo thành nhiều cụm (khối) để vận và lắp ráp được dễ dàng, đồng thời khi lắp thành bộ sấy thì các mặt sàng sẽ tạo thành từng luồng không khí đi ngang qua ống. Số lần cắt nhau của không khí và khói phụ thuộc vào lưu lượng không khí cần thiết và kết cấu phần đuôi

- Ưu điểm của bộ sấy không khí kiểu ống: + Đơn giản khi chế tạo, lắp ráp.+ Khói chuyển động dọc ống do đó tro ít bám trong ống, nếu bám cũng dễ

làm sạch+ Ít bị lọt không khí vào trong đường khói. + Lượng tiêu hao kim loại ít. - Nhược điểm:+ Vì là ống thép nên chịu được nhiệt độ không cao lắm.+ Khả năng chịu ăn mòn và mài mòn kém Để khắc phục 2 nhược điểm này, người ta chế tạo bộ sấy không khí kiểu ống

bằng gang, nhưng bộ sấy không khí bằng gang có nhược điểm là nặng nề, tốn kim loại vì ống gang phải đúc dày hơn, gang có độ dẫn nhiệt độ kém nên phải làm cánh ở phía ngoài để tăng cường truyền nhiệt

Bộ sấy không khí bằng gang thường được dùng làm phần đầu vào của không khí (phần có nhiệt độ thấp của bộ sấy cấp một) ở các lò đốt nhiên liệu nhiều lưu huỳnh, hoặc làm phần đầu ra (phần có nhiệt độ cao của bộ sấy cấp hai) ở các lò đốt nhiên liệu có độ ẩm lớn, khó cháy, cần không khí nóng có nhiệt độ cao.

- Công dụng:Để tăng cường hiệu quả quá trình cháy, đảm bảo quá trình bốc cháy nhanh và

cháy ổn định, không khí cấp vào lò cần được sấy nóng đến một nhiệt độ nhất định. Nhiệt độ không khí nóng yêu cầu tùy thuộc vào loai nhiên liệu đốt. Nhiên liệu lỏng đã được sấy nóng bằng hơi đến khoảng 1000C và là loại nhiên liệu dễ bốc cháy, do đó không khí nóng không cần phải có nhiệt độ cao lắm, thường khoảng 1500C. Đối với các lò hơi đốt than, không khí nóng còn có nhiệm vụ bốc ẩm trong than và sấy than do đó yêu cầu nhiệt độ khá cao, khoảng từ 250 đến 4000 C

Lò đốt than trên ghi, do ghi lò tiếp xúc trực tiếp với các hạt than đang cháy đỏ có nhiệt độ cao, do đó không khí đi qua ghi ngoài nhiệm vụ cung cấp oxy cho quá trình cháy còn có nhiệm vụ làm mát ghi lò. Thông thường nhiệt độ không khí nóng qua ghi khoảng 1500C

Bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt: Bộ phận chính của bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt là một rotor quay quanh 1

trục thẳng đứng với tốc độ khoảng 2-5 vòng/phút. Trên roto gắn các cánh bằng loại để nhận nhiệt. Khi Rotor quay, các cánh kim loại lần lượt khi thì tiếp xúc với khói, khi thì tiếp xúc với không khí lạnh. Đường khói và đường không khí được bố trí về hai phía cố định của bộ sấy và được ngăn cách bởi vách ngăn

Khi các cánh của rotor tiếp xúc với khói sẽ bị khói đốt nóng lên và lúc quay sang phần không khí lạnh sẽ nhả nhiệt làm cho không khí nóng lên.

Do nhiệt độ không khí nóng không cao lắm nên loại này thường dùng cho lò hơi đốt dầu.

Trang 62


Hình 1-54: Bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt- Ưu điểm của bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt:Không bị ăn mòn bởi nhiệt độ thấp do ở nhiệt độ thấp nó tiếp xúc với không

khí không phải là môi trư ờng ăn mòn. - Nhược điểm của bộ sấy không khí kiểu hồi nhiệt.+ Nhiệt độ không khí sẽ không cao lắm.+ Do cơ cấu quay nên tuổi thọ không cao.+ Có sự lọt khói qua đường không khí tương đối lớn.

I.3.2.Nguyên lý hoạt động của máy sấy khô khí:Nguyên lý hoạt động chung của máy sấy khô khí:

Khi sấy không khí nóng có hàm ẩm thấp tiếp xúc với bề mặt vật liệu ẩm và cung cấp năng lượng để bốc hơi trong vật liệu ẩm vào dòng khí, hỗn hợp không khí ẩm sẽ tăng hàm ẩm và đi ra ngoài.

Hình 1-55: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của thiết bị sấy.Vật liệu sấy ban đầu có độ ẩm cao được đưa vào thiết bị sấy, được sấy khô

trong phòng sấy rồi đi ra ngoài. Không khí bên ngoài được dưa qua bộ phận đốt nóng để gia nhiệt lên tới nhiệt độ sấy cần thiết, sau đó vào phòng sấy để tiếp xúc với vật liệu sấy, cấp nhiệt cho nước trong vật liệu để bốc hơi. Trong quá trình sấy, nếu cần thiết sẽ có thêm bộ phận đốt nóng bổ sung trong phòng sấy.

Cân bằng vật chất: mG + mW + mL(1 + X1) = mG + mL(1 + X3)Cân bằng năng lượng: mG.iGv + mW.iWv + mL.i1 + Q + Qbs = mG.iGr + mL.i3 + Qtt

Trang 63


Nguyên lý hoạt động của máy sấy băng tải:

Nhiệt độ dòng khí:

Sự biến đổi nhiệt độ của không khí trong máy sấy thường được sử dụng để điều khiển tốc độ sấy. Nếu nhiệt độ không khí tăng, tốc độ sấy tăng và ngược lại. Nếu sản phẩm ra khỏi máy sấy quá ẩm, người ta cần tăng nhiệt độ dòng khí để giảm độ ẩm của sản phẩm đến giá trị cần thiết.

Đa số sản phẩm có giới hạn nhiệt độ cao nhất hoặc thấp nhất. Mặc dù, nhiệt độ của sản phẩm trong máy sấy được quyết định bởi nhiệt độ dòng khí, nhưng phải hiểu rằng nhiệt độ của sản phẩm trong máy sấy lúc nào cũng nhỏ hơn nhiệt độ của dòng khí do sự tự bay hơi làm mát. Tuy nhiên, nếu sản phẩm được sấy đến độ ẩm quá thấp, gần như là khô hoàn toàn thì tốc độ bay hơi giảm và nhiệt độ của sản phẩm gần như bằng nhiệt độ dòng khí.

Trong một số quá trình, nhiệt độ của dòng khí có thể được điều chỉnh một cách tự động. Nếu máy đo độ ẩm được gắn trong máy sấy thì nó có thể được sử dụng trong hệ thống điều khiển để điều chỉnh tự động nhiệt độ dòng không khí. Bởi vì thời gian sản phẩm qua máy sấy rất dài, kiểu điều chỉnh độ ẩm này sẽ hiệu quả nếu độ ẩm của vật liệu đưa vào máy sấy được đo và vòng điều khiển nhập liệu để thiết lập nhiệt độ dòng khí.

Những phương pháp điều chỉnh độ ẩm khác sử dụng một bộ cảm biến nhiệt để lắp vào máy sấy băng tải. Độ giảm nhiệt độ qua lớp sản phẩm có thể được sử dụng để tính lượng nhiệt trao đổi trong quá trình sấy. Ví dụ: nếu độ ẩm của sản phẩm trong máy sấy giảm thì lượng nhiệt trao đổi sẽ giảm. Một bộ cảm biến nhiệt sẽ nhận ra điều này qua sự tăng nhiệt độ dòng khí khi ra khỏi máy sấy và điều chỉnh lại cho đúng.

Thời gian lưu và chiều dày lớp vật liệu trên băng tải:

Thời gian lưu của sản phẩm trong máy sấy là một thông số quan trọng được sử dụng để điều chỉnh quá trình sấy. Đại lượng này phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của băng tải. Nếu băng tải chuyển động chậm, sản phẩm sẽ được sấy lâu hơn nhưng chiều dày sản phẩm sẽ tăng. Để quá trình sản xuất tốt nhất tại một nhiệt độ khí thấp nhất có thể, băng tải phải chuyển động thật chậm và lớp vật liệu không được quá dày, nếu quá dày thì dòng không khí khó thể xuyên qua lớp vật liệu.Với một số sản phẩm khác nếu chúng quá dày sẽ gây ra hiện tượng sản phẩm kết lại thành khối hoặc gây hại cho sản phẩm. Đối với mỗi loại sản phẩm và mỗi loại băng tải có một chiều dày tối ưu riêng. Đối với băng tải đầu tiên trong máy sấy băng tải nhiều chặng hoặc máy sấy băng tải một chặng – nhiều tầng, lớp vật liệu thường mỏng hơn so với các băng tải tiếp theo. Một khi bề mặt của lớp vật liệu được sấy từng phần, các vật liệu có thể được xếp chồng lên nhau mà không dính vào nhau hoặc bị biến dạng.

Tốc độ dòng khí:

Tốc độ dòng khí qua băng tải thường được cài đặt trong giai đoạn thiết kế và không phải là một thông số có thể được điều chỉnh. Trong một số trường hợp khi mà máy sấy băng tải được dùng để sấy những sản phẩm có mật độ thể tích lớn thì những phương pháp điều chỉnh tốc độ dòng khí cũng được thiết kế tương ứng. Người ta đặt một bộ giảm tốc vào trong quạt tuần hoàn hoặc điều khiển tốc độ của quạt. Bộ phận này có thể giảm tốc độ dòng khí đối với sản phẩm nhỏ và nhẹ để giảm sự lôi cuốn sản phẩm theo dòng khí.

Trang 64


Độ ẩm của dòng khí:

Độ ẩm của dòng khí vào trong máy sấy là một thông số quan trọng. Nếu độ ẩm cùa không khí quá cao sẽ làm giảm khả năng sấy và ăn mòn kim loại, ngược lại sẽ tiêu hao nhiều năng lượng và đối với một số sản phẩm bề mặt sẽ bị cứng lại. Chính vì sự quan trọng đó nên hầu hết các máy sấy sử dụng bộ cảm biến ẩm đặt trong những khu vực sấy. Bộ phần này thường được gắn với bộ phận điều chỉnh khí xả hoặc gắn với quạt xả khí để điều chỉnh lượng khí xả dựa trên lượng ẩm trong máy sấy.

Sự thu hồi nhiệt:

Mặc dù phần lớn năng lượng tiêu hao cho việc bốc hơi nước nhưng vẫn có một phần đáng kể năng lượng bị mất mát. Cách đơn giản nhất để giảm mất mát là sử dụng khí bổ sung đã được làm nóng sơ bộ. Phương pháp này làm lượng nhiệt được sử dụng trong máy sấy đạt giá trị nhỏ nhất. Trong nhiều trường hợp một máy sấy băng tải được lắp nối tiếp với máy làm lạnh, nếu máy làm lạnh sử dụng không khí trong môi trường làm môi chất lạnh thì nó có thể sử dụng làm khí bổ sung cho máy sấy.

Nếu không có nguồn nhiệt đun nóng không khí trước thì entanpi của khí thải có thể được sử dụng để đun nóng khi bổ sung qua một thiết bị trao đổi nhiệt. Thiết bị trao đổi nhiệt gió – gió thường được sử dụng. Mặc dù hệ thống thu hồi nhiệt có thể giảm nhiệt độ tiêu hao xuống khoảng 10%, nhưng chi phí tiết kiệm được phải lớn hơn chi phí cho sự hoạt động của thiết bị trao đổi nhiệt. Hệ thống này nên được kiểm tra và làm sạch định kỳ.II. BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA THIẾT BỊ TÁCH, LỌC KHÍ, SẤY KHÔ KHÍ:II.1. Các phương pháp kiểm tra:

Vận hành ban đầu:

Sau khi thiết bị đã được lắp đặt và thử nghiệm hoàn chỉnh, phải theo đúng quy trình vận hành khi bắt đầu vận hành hệ thống.

Chú ý: Trước khi vận hành phải đọc kỹ quy trình này và quy trình vận hành hệ thống, đặc biệt lưu ý phần an toàn.

- Thời gian khởi động phải được tính trước để không bị thừa hơi và nước dễ gây quá tải cho các thiết bị hiện hữu như bơm, động cơ, heater, vv.

- Thổi sạch toàn bộ hệ thống ống, bồn chứa đến khi không còn tạp chất và cặn rĩ. Các van phun và nozzles phải được súc rửa sạch mọi tạp chất.

- Kiểm tra bằng tay các bộ phận điều khiển xem có vận hành tốt không, xử lý những trở ngại có thể gây ngừng các bộ phận điều khiển. Xem kỹ những hướng dẫn vận hành để điều chỉnh các bộ phận điều khiển, thiết bị đo và các thiết bị đặc biệt.

- Các thiết bị đo phải vận hành và chỉ thị đúng.- Mở các vent valve và orifice bypass. Nếu các tấm orifice không có bypass

thì tháo các tấm này để thông ra không khí.- Đóng outlet valve giữa bồn chứa (Storage tank) và bơm cấp. Tuân thủ theo

hướng dẫn vận hành hệ thống.- Khởi động cho dòng nguyên liệu vào và từ từ tăng 15% đến 30% mức

lượng nguyên liệu đầu vào theo thiết kế.Trang 65


- Khởi động khi nguyên liệu nguội ở mức nguyên liệu đầu vào cao có thể yêu cầu lượng hơi vượt quá giới hạn thiết kế. Điều này có thể gây nên sự thay đổi áp suất mạnh và có thể làm hỏng bên trong.

- Công thức sau thể hiện sự tương quan giữa các thành phần:

- Sau khi đã kiểm tra chắc chắn rằng áp suất hơi đã phù hợp, mở van nạp hơi, kiểm tra đồng hồ áp suất bộ tách khí để bảo đảm việc duy trì áp suất dương trong bồn (vessel). Khi áp suất hơi không phù hợp thì không thể khởi động đúng được.

- Chú ý: Không được cho hơi vào đầy bộ tách khí sau đó đột ngột mở nước. Điều này có thể gây nên ồn và rung có thể làm hỏng các bộ phận bên trong bộ tách khí. Nếu các bộ tách khí không được thiết kế chân không tuyệt đối sẽ bị phá huỷ từng phần.

Điều kiện tương tự có thể xảy ra khi bộ tách khí không hoạt động một thời gian có áp suất ở trong bồn (vessel) nhưng không có nước vào condensate inlet. Vì các van phun (spray valves) không kín nước. Các đầu phun (spray header) xả hết nước và có hơi thay vào.

Khi gặp trường hợp này sắp xảy ra, chuẩn bị thổi hơi từ đường hơi condensate và hộp nước (water box) cùng với nước từ bồn chứa bộ tách khí (deaerator storage tank) hoặc từ nguồn khác (ở nhiệt độ bảo hoà) trước khi condensate trở lại. Nếu không có sẵn nước nóng thì phải shut down máy và khởi động lại theo các bước 5, 6 và 7 trên.

- Vì nước sẽ dâng lên và sẽ đạt đến mức vận hành, kiểm tra việc vân hành của các công tắc giới hạn (limit switches) và inlet controler. Tiếp tục kiểm tra lưu lượng nước và các bộ điều khiển quá mực cao.

- Khi thấy lượng hơi xả ra mạnh tại các lỗ xả (vents) thì giảm bớt các vent valves và kiểm tra nhiệt độ bồn chứa. Đồng hồ nhiệt độ phải chỉ thị tối thiểu là phải thấp hơn nhiệt độ bảo hoà từ 1.1oC (2oF) đến 1.6oC (3oF) ở áp suất hiện hữu.

- Bây giờ thì hơi sẽ được cấp đầy đủ vì vậy bộ điều khiển áp suất hơi đang vận hành.

- Điều chỉnh các vent valves sang vị trí vận hành. Lắp lại tấm orifice nếu đã tháo ra. Vị trí vent valve cuối cùng hoặc kích thước tấm orifice phải được xác định liên quan đến việc oxygen test trong quá trình vận hành.

- Bộ tách khí (deaerator) hiện nay đã sẵn sàng cho vận hành. Mở outlet đến bơm nước cấp.

Áp suất nước.

Phải cung cấp áp suất nước đầy đủ tại các đầu vào (inlet) của bộ gia nhiệt (deaerating heater) cho tất cả nước cấp vào; áp suất này phải cao đủ để vượt qua bất kỳ sự tổn thất nhiệt nào do ma sát với đường ống, control valves và spray valves. Đồng thời nó phải vượt qua áp suất hơi bên trong. Thông thường thì áp suất thấp nhất cho quá trình ngưng không đi qua được các bộ điều khiển (controllers), vv.. mà áp suất đó phải bằng áp suất hơi trong vessel cộng thêm khoảng (3psi) 0.21 kg/cm3 tại chổ nối của heater nơi sử dụng các spray valves.

Inlet control valves đã được lựa chọn để vận hành trong phạm vi của áp suất. Nếu áp suất quá nhỏ thì sẽ không đủ nước vào bộ gia nhiệt. Nếu áp suất quá lớn,

Trang 66


control valve sẽ khó vận hành. Một áp suất lớn sẽ rơi qua control valves sẽ gây tiếng ồn, giảm hiệu suất của nhà máy. Trường hợp này phải lắp thêm một van giảm áp lực nước và bộ điều áp.

Lượng hơi cần thiết:

Cần có hơi để hâm nóng và tách khí trong nước trong bộ gia nhiệt, lượng hơi này không phụ thuộc vào thiết kế bộ gia nhiệt mà chỉ phụ thuộc vào định luật nhiệt động lực. Để xác định chính xác lượng hơi cần thiết thì phải thực hiện tính toán cân bằng nhiệt.

Lượng hơi tiêu thụ bởi bất kỳ bộ gia nhiệt nào là lượng hơi được xác định bởi sự cân bằng nhiệt cần thiết để hâm nóng tất cả nước vào bằng với nhiệt độ hơi bảo hoà trong bộ gia nhiệt cộng thêm một lượng hơi nhỏ được xả cùng với khí ít hơn từ hơi nóng ngưng tụ hoặc từ bẩy hơi trở về. Việc tính toán này phải được thực hiện với nước vào ở nhiệt độ thấp nhất.

Nếu thiếu khói thoát hoặc bị rò hơi thì phải thêm hơi phụ tại áp suất yêu cầu. Có thể sử dụng quy trình sau, hai phương pháp đầu là "a" và "b" là ước tính, phương pháp thứ ba "c" là chính xác. Có thể thực hiện hoàn tất chu trình cân bằng nhiệt theo những quy trình khác nhau.

Nếu áp suất của hệ thống đang vận hành từ 1 đến 5 psi (0.35 kg/cm2), và nếu nhiệt độ nước inlet tối đa dưới 100oF (38oC), thì lượng hơi cần thiết là một phần bảy của lượng nước ra (outlet flow):

(1) Q (outlet)/ 7 = Lượng hơi cần thiết Lbs /hrThí dụ: Công suất nước ra là 60.000 lb /hr (27.200 kg/hr) với nhiệt độ là 60oF

(16oC) và áp suất đang vận hành của bộ gia nhiệt là 2psi, thì lượng hơi cần thiết là:60.000 / 7 = 8.570 lb/hr (3.890 kg/hr)(Lượng hơi cần thiết là 3.890 kg /h) Nếu áp suất của hệ thống đang vận hành từ 1 đến 5 psi (0.35 kg/cm2), và

nếu nhiệt độ nước inlet từ 100oF (38oC) đến 150oF (66oC), thì lượng hơi cần thiết là một phần mười của lượng nước ra (outlet flow):

(1) Q (outlet)/ 10 = Lượng hơi cần thiết Lbs /hrThí dụ: Công suất nước ra là 60.000 lb /hr (27.200 kg/hr) với nhiệt độ là 140oF và áp

suất đang vận hành của bộ gia nhiệt là 2psi, thì lượng hơi cần thiết là:60.000 / 10 = 6.000 lb/hr (2.720 kg/hr)(Lượng hơi cần thiết là 2.720 kg /h) Phương pháp chính xác:

Q = Tổng công suất nước ra của bộ tách khí (lb/h)Qm = Nước vào (Inlet water) (lb/h)P = áp suất hơi (psi)T1 = Nhiệt độ hơi (Nhiệt độ bảo hoà tại áp suất hơi vào) oFT2 = Nhiệt độ nước (oF)hf và hfg = Enthalpy (tại áp suất hơi, xem các bảng hơi) (BTU/lb)Hơi phụ (Make up)

Trang 67


(3) Qm(T1 - T2) / hfg = lb/h lượng hơi cần thiếtNước ngưng (không tăng nhiệt độ) (Not flashing)(4) Như (3) dùng nhiệt độ áp dụngNước ngưng (tăng nhiệt độ)(5) % tăng nhiệt độ = [hf (higher) - hf(lower)] / hfg(lower)

(% Flash x Qm) / 100 = lb steam flashedViệc tách khí có thể đạt kết quả tốt khi lượng hơi cung cấp đầy đủ để duy trì

áp suất dương tối thiểu là 0, 5psi trên vỏ của bộ gia nhiệt, ngoại trừ các trường họp đặc biệt cho việc vận hành chân không.

Nguyên nhân duy nhất cho bộ tách khí vận hành ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ hơi bảo hoà là do thiếu hơi vì van hơi phụ (make-up valve) quá nhỏ, cấp hơi thiếu hoặc van thông gió bị sai. Việc cung cấp hơi ở áp suất quá thấp hoặc bị nghẽn tại các đường hơi trong bộ gia nhiệt có thể gây nên rung, đập dữ dội.

Khuyến cáo để thực hiện tốt việc thay đổi nhiệt độ:

Bộ tách khí là một bộ trao đổi nhiệt tiếp xúc trực tiếp. Loại thiết bị này phải làm việc trong điều kiện áp suất và nhiệt độ khắc nghiệt có thể gây nên hỏng vessel do nguyên nhân bị ăn mòn do ứng suất, ăn mòn do giảm sức chịu đựng của kim loại và các hiện tượng tương tự. Ngoài ra, việc vận hành tuần hoàn cũng góp phần làm hỏng thiết bị. Hướng dẫn sau áp dụng cho cả thiết bị tuần hoàn và không tuần hoàn, để bảo đảm việc kéo dài tuổi thọ cho thiết bị, cần đọc kỹ hướng dẫn sau:

- Việc thay đổi nước lạnh hoặc nước nóng vào ngăn chứa nước phải được kiểm tra. Việc kiểm tra phải bảo đảm rằng mực thay đổi nhiệt độ của vỏ kim loại hoặc ngăn chứa nước không được vượt quá 204oC/giờ và việc thay đổi nhiệt độ tức thời không vượt quá 28oC/phút.

- Áp suất trong bộ (gia nhiệt) heater phải được thay đổi từ từ. áp suất thay đổi là do thay đổi nhiệt độ. Việc thay đổi nhiệt độ không được vượt quá giới hạn trên.

- Việc khởi động nguội có thể gây nên ứng suất mạnh cho bộ tách khí. Thường là không khởi động hơi với nhiệt độ 316oC trở lên. Để tránh shock nhiệt mạnh nên warm up trước khi khởi động nguội. Việc warm up bao gồm việc từ từ đưa hơi khởi động vào, mở các vents thông gió và không cho nước vào ngăn chứa nước và hơi khởi động còn lại sẽ được xả theo quy trình sau: Lượng hơi phải được điều chỉnh sao cho vỏ thép của thiết bị được gia nhiệt ở mức 28oC/phút đến khoảng 93oC. Nước trong bồn dự trữ (storage tank) cũng phải được gia nhiệt đến giá trị tương tự. Lưu ý rằng việc gia nhiệt cho bồn dự trữ và nước chứa trong đó phải được thực hiện theo quy trình start up của hệ thống nước cấp.

- Làm nguội nhanh thường ứng dụng cho việc sửa chữa và bảo trì. Tuy nhiên, việc làm nguội nhanh bằng nước lạnh có thể gây shock nhiệt và làm hỏng thiết bị. Việc làm nguội có thể dùng nước nguội có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ kim loại từ 56oC đến 86oC cho đến khi kim loại giảm đến khoảng 121oC. Mức thay đổi nhiệt độ của kim loại thay đổi phải ở trong phạm vi 56oC/h. Khi kim loại từ 121oC trở xuống, thì có thể dùng nước làm mát từ 16oC đến 21oC.

Giảm thiểu rò rỉ:

Như đã giải thích ở phần trước, rò rỉ khí nén sẽ gây lãng phí điện đáng kể. Vì rất khó thấy các ròrỉ không khí, cần phải sử dụng các biện pháp khác để xác định

Trang 68


các chỗ rò. Cách tốt nhất để tìm ravết rò là sử dụng bộ dò âm thanh siêu âm (xem hình), để tìm ra những âm thanh xì hơi tần sốcao do rò khí.

Phát hiện rò rỉ bằng siêu âm là phương pháp tìm rò rỉ phổ biến nhất. Có thể sử dụng phươngpháp này cho nhiều dạng phát hiện rò rỉ khác nhau.

Rò rỉ thường hay xảy ra ở các mối nối. Có thể xử lý bằng cách rất đơn giản là xiết chặt mối nối hoặc rất phức tạp như là thay các thiết bị hỏng, gồm khớp nối, ống ghép, các đọan ống, ống mềm, gioăng, các điểm xả ngưng và bẫy ngưng. Trong rất nhiều trường hợp, rò rỉ có thể do làm sạch các đoạn ren không đúng cách hoặc lắp vòng đệm làm kín không chuẩn. Chọn các ống ghép, ống ngắt, ống mềm và ống cứng có chất lượng cao và lắp đặt đúng cách, sử dụng ren làm kín phù hợp để tránh rò rỉ về sau.

Hình 2-1: Bộ phát hiện rò rỉ siêu âm (Tashian)Xả nước ngưng:

Sau khi khí nén rời buồng nén, bộ làm mát sau của máy nén sẽ giảm nhiệt độ khí xả xuống dưới điểm sương (với hầu hết các điều kiện môi trường xung quanh) và do đó, một lượng hơi nước đáng kể sẽ ngưng tụ. Để xả nước ngưng, các máy nén có lắp sẵn bộ làm mát sau được trang bị thêm một thiết bị tách nước ngưng hoặc bẫy ngưng.

Trong trường hợp trên, nên lắp một van khóa gần cửa đẩy của máy nén. Đồng thời, nên nối một đường xả ngưng với lỗ xả ngưng ở bình tích. Để vận hành tốt, đường xả ngưng phải có độ dốc từ bình chứa ra ngoài.

Có thể sẽ có nước ngưng thêm nếu đường ống phân phối làm khí lạnh đi và do vậy, tại những điểm thấp trên đường ống phân phối nên có bẫy ngưng và đường xả nước ngưng.

Ống dẫn khí nén sau cửa đẩy phải có cùng kích thước với đầu ống nối trên cửa đẩy của máy nén sau bộ tiêu âm. Tất cả đường ống và ống nối phải phù hợp với áp suất khí nén.

Cần xem xét kỹ kích thước ống từ đầu ống nối trên máy nén. Nghiên cứu kỹ chiều dài, kích thước ống, số lượng và kiểu của ống nối và van để máy nén có thể đạt hiệu suất tối ưu.

Kiểm soát sử dụng khí nén:

Khi hệ thống khí nén đã sẵn có, các kỹ sư của nhà máy thường có xu hướng muốn sử dụng khí nén để cung cấp cho các thiết bị cần áp suất thấp như cánh khuấy, vận tải bằng khí nén hoặc cấp khí cho buồng đốt. Tuy nhiên, các ứng dụng

Trang 69


này nên lấy khí cấp từ quạt thổi, là thiết bị được thiết kế chuyên dụng cho áp suất thấp. Như vậy sẽ giảm rất nhiều chi phí và năng lượng so với sử dụng khí nén.

Điều khiển máy nén:

Máy nén khí sẽ không hiệu quả nếu chúng được vận hành ở mức thấp hơn nhiều so với sản lượng cfm theo định mức.

Để tránh trường hợp chạy thêm các máy nén khi không cần thiết, nên lắp đặt một bộ điều khiển để tự động bật và tắt máy nén, tuỳ theo nhu cầu. Và nếu giữ áp suất của hệ thống khí nén được ở mức càng thấp càng tốt, hiệu suất sẽ được cải thiện và giảm được rò rỉ khí nén. II.2. Các nguyên nhân hư hỏng và biện pháp khắc phục:

Các dạng hư hỏng thường gặp của thiết bị tách:

Các bất thường (Trouble shootting):

+ Việc gia nhiệt bị thiếu (sai biệt 3oF trở lên so với nhiệt nhiệt độ bảo hoà, đáp ứng với áp suất hơi trong unit và nhiệt độ nước ra). Do ảnh hưởng của lượng ôxy quá cao.

+ Mực nước cao và mực nước thấp.+ Áp suất cao.+ Áp suất thấp.+ Hơi bị tổn thất quá nhiều qua bộ tách khí Nứt.

- Phần có khuyết tật: mối hàn, phần hàn…- Hình dạng khuyết tật: Nứt đường tinh thể, nứt giữa tinh thể bao gồm nứt

do ứng suất, ăn mòn, mỏi nhiệt….Các dạng hư hỏng thường gặp của thiết bị lọc:

- Nghẹt lọc.- Rách lọc…- Xì, bể…- Sụt áp trong bộ lọc khí: Các dạng hư hỏng thường gặp của thiết bị sấy:

Hư hỏng phần điện:

- Mất nguồn điện…- Lỗi mạch điều khiển… Hư hỏng phần cơ;

Các rò rỉ có thể xảy ra ở mọi vị trí của hệ thống, những khu vực hay bị rò rỉ nhất bao gồm: Mối nối:

- Ống cứng;- Ống mềm;- Các khớp nối;- Thiết bị điều chỉnh áp suất ;- Các bẫy ngưng mở và các van đóng - Các mối nối, Điểm ngắt, vòng đệm.

Trang 70


II.3. Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị tách: Các bất thường (Trouble shootting):

- Triệu chứng:+ Việc gia nhiệt bị thiếu (sai biệt 3oF trở lên so với nhiệt nhiệt độ bảo hoà,

đáp ứng với áp suất hơi trong unit và nhiệt độ nước ra). Do ảnh hưởng của lượng ôxy quá cao.

+ Mực nước cao và mực nước thấp.+ Áp suất cao.+ Áp suất thấp.+ Hơi bị tổn thất quá nhiều qua bộ tách khí- Nguyên nhân và biện pháp xử lý:+ Xả thông gió ít. Mở thêm độ mở của van xả gió+ Van giảm áp suất hơi vận hành không đúng hoặc bị kẹt. Kiểm tra việc vận

hành và control line. + Các vòi phun không đúng hoặc gảy lò xo. Kiểm tra, vệ sinh vòi phun, xử

lý lò xo. + Hệ thống cung cấp hơi vận hành sai. Điều chỉnh nếu cần thiết.+ Kiểm tra lỗi của việc vận hành van giảm áp suất hơi. Kiểm tra relief

valves trên bộ tách khí trên hệ thống cấp hơi chính phải vận hành đúng.+ Kiểm tra việc vận hành sai của van giảm áp suất hơi.+ Kiểm tra các khay xem có bị đóng cặn bẩn. Vệ sing nếu cần thiết. Nứt.

- Phần có khuyết tật: mối hàn, phần hàn…- Hình dạng khuyết tật: Nứt đường tinh thể, nứt giữa tinh thể bao gồm nứt

do ứng suất, ăn mòn, mỏi nhiệt…. Khuyết tật do hàn:

+ Phần bị khuyết tật+ Dạng khuyết tật do cắt, Giáp mối, chỗ rò, tạp chất mảnh kim loại, nứt

đường hàn, dạng hố, chưa ngấu… Sự dát mỏng:

Ăn mòn

Lổ hổng

Đánh giá khuyết tật:

- Ghi nhận khuyết tật kiểu kích thước, độ sâu, độ rộng hướng và hình dạng…

- Khuyết tật do mở rông vết nứt.- Phải cẩn thận quyết định cách khắc phục để tránh làm hư hỏng vùng, lân

cận.- Đo độ sâu bàng dụng cu đo, siêu âm…- Phân loại các kiểu vết nứt, để đánh giá nguyên nhân và xửa lý. Cách khắc phục:

- Khắc phục vết nứtTrang 71


- Khắc phục khuyết tật hàn- Khắc phục sự tách lớp, ăn mòn, lỗ hổng.

II.4. Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị lọc khí: Bộ lọc khí bị tắc nghẽn:

Bộ lọc khí vào dễ bị tắc nghẽn, nhất là ở những môi trường nhiều bụi. Cần định kỳ kiểm tra và thay thế các bộ lọc.

Sụt áp trong bộ lọc khí:

- Việc lắp đặt một bộ lọc khí vào máy nén là cần thiết, nếu không thì phải lấy khí vào từ vị trí sạch và mát.

- Các nhà sản xuất máy nén thường cung cấp hoặc đề xuất một loại bộ lọc chuyên dụng cho khí vào để bảo vệ máy nén. Việc lọc không khí vào máy nén càng tốt thì khối lượng bảo dưỡng càng giảm.

- Tuy nhiên, cần giảm thiểu sự sụt áp qua bộ lọc khí vào (bằng cách chọn đúng công suất bộ lọc và bảo dưỡng tốt bộ lọc) để ngăn ngừa hiệu ứng thắt hẹp làm giảm công suất máy nén.

- Một trong những cách tốt nhất là lắp một đồng hồ đo chênh áp để giám sát tình trạng của bộ lọc khí vào. Sụt áp qua một bộ lọc khí vào còn mới không được vượt quá 3 pound/ inch2(psi). Bảng sau nêu rõ ảnh hưởng của sụt áp qua bộ lọc khí vào đối với mức tiêu thụ điện.

Sụt áp suấtqua bộ lọc khí (mm cột nước)

Tăng mức tiêu thụ điện (%)

0 0200 1,6400 3,2600 4,7800 7,0

Bảng 2-1: Tác động của sự sụt áp suất qua bộ lọc khí vào đối với mức tiêu thụ điện. (Confederation of Indian Industries)

Theo quy tắc chung: “Cứ mỗi mức sụt áp suất hút 250mm cột nước do tắc bộ lọc, vv... mức tiêu thụ năng lượng của máy nén sẽ tăng thêm khoảng 2% với cùng một năng suất”

Vì vậy, nên định kỳ làm sạch bộ lọc khí vào để giảm thiểu sụt áp. Có thể sử dụng áp kế hoặc đồng hồ chênh áp đo mức sụt áp qua bộ lọc nhằm phục vụ cho việc lên lịch vệ sinh bộ lọc. II.5. Bảo dưỡng, sửa chữa thiết bị sấy không khí:

Danh sách các giải pháp bảo dưỡng:

- Tìm và xử lý các rò rỉ khí nén và ngăn ngừa sự lặp lại. Thường xuyên kiểm tra các vết rò và tổn thất áp suất ở toàn bộ hệ thống (hàng tháng).

- Tránh sử dụng các ống xả ngưng bị nứt để đảm bảo không có độ ẩm ở hộ tiêu thụ

- Điều chỉnh các hoạt động ở hộ tiêu thụ tại áp suất thấp nhất có thể - Không nên sử dụng các máy nâng dùng khí nén và động cơ khí nén.

Trang 72


- Đóng tất cả nguồn cấp khí tới các thiết bị không vận hành. - Tách riêng các thiết bị đơn lẻ sử dụng khí nén áp suất cao. - Giám mức sụt áp trong hệ thống ống phân phối. - Đánh giá nhu cầu về điều biến máy nén. - Sử dụng các động cơ hiệu suất cao thay cho các động cơ tiêu chuẩn. - Xem xét việc dùng máy nén đa cấp. - Giảm áp suất ra càng thấp càng tốt. - Sử dụng nhiệt thải từ máy nén cho các bộ phận khác trong dây chuyền để

tiết kiệm năng lượng. - Tránh đưa khí nén áp suất cao hơn tới toàn bộ dây chuyền chỉ để đáp ứng

nhu cầu của một thiết bị cao áp. - Nắm vững cách điều khiển hệ thống nhiều máy nén. - Sử dụng bộ điều khiển trung gian/bộ giãn nở/bộ điều tiết áp suất dội chất

lượng cao. - Nắm rõ các yêu cầu vệ sinh thiết bị. - Sử dụng công nghệ làm khô có điểm sương áp suất cho phép tối đa. - Chọn các sản phẩm có chất lượng tốt nhất khi phải thay thế các bộ phận của

máy nén. - Giám sát chênh áp qua bộ lọc khí. Sụt áp quá mức ở các bộ lọc gây lãng phí

năng lượng. - Sử dụng không khí mát bên ngoài cho đầu vào của máy nén. - Áp dụng chiến lược bảo dưỡng phòng ngừa một cách hệ thống cho máy

nén. - Đào tạo và nâng cao nhận thức của nhân viên để vận hành và bảo dưỡng

hiệu quả cho hệ thống máy nén. - Đảm bảo toàn bộ hệ thống được quản lý bằng các hoạt động quản lý nội vi

tốt. - Đảm bảo rằng nước ngưng phải được loai bỏ khỏi hệ thống phân phối ngay

hoặc không có nước ngưng. - Kiểm tra các xem kích thước bình tích có thể chứa đủ khí nén cho các nhu

cầu lớn trong thời gian ngắn không.- Kiểm tra sửa chữa các phần hàn của trụ ro to.- Kiểm tra sửa chữa phần truyền động của ro to.- Bánh răng chốt thanh răng.- Kiểm tra sửa chữa tấm chèn không khí rò.- Kiểm tra sửa chữa phần tử đôt nóng.- Kiểm tra sử chữa nguyên nhân gây tổn thất gió.- Kiểm tra mức độ ăn mòn của vòi tổi bụi.Kiểm tra sửa chữa:

Thực hiện bảo dưỡng:

Trang 73


Việc thực hiện bảo dưỡng hiệu quả sẽ cải thiện rất nhiều hiệu suất hoạt động của hệ thống máy nén. Dưới đây là một số gợi ý cho việc bảo dưỡng và vận hành hiệu quả hệ thống khí nén công nghiệp:

- Bôi trơn: Cần kiểm tra áp suất dầu của máy nén bằng mắt thường hàng ngày, và thay bộ

lọc dầu hàng tháng. - Bẫy ngưng: Rất nhiều hệ thống có bẫy ngưng để gom và (với những bẫy có van phao) xả

nước ngưng của hệ thống. Cần định kỳ mở các bẫy ngưng vận hành bằng tay để xả chất lỏng tích tụ sau đó đóng lại; cần kiểm tra định kỳ những bẫy tự động để đảm bảo chúng không bị rò rỉ khí.

- Bộ làm khô khí: Làm khô khí sử dụng rất nhiều năng lượng. Với những bộ làm khô được làm

lạnh, thường xuyên kiểm tra và thay các bộ lọc sơ bộ vì bộ làm khô khí thường có các đường thông bên trong nhỏ, các đường này có thể bị tắc bởi các chất bẩn.

Các bộ làm khô hoàn lưu cần có bộ lọc tách dầu hiệu quả ở bộ phận vào vì các thiết bị này không hoạt động tốt nếu dầu bôi trơn từ máy nén phủ trên các chất làm khô. Nhiệt độ bộ làm khô phải được giữ ở mức dưới 100°F để tránh tăng tiêu thụ các chất làm khô, các chất này phải được nạp đầy lại sau mỗi 3-4 tháng, tuỳ theo mức độ tiêu thụ.

Kiểm tra rò rỉ ở hệ thống khí nén:

Quy trình rò rỉ ở hệ thống khí nén:

- Tiến hành kiểm tra rò rỉ khi toàn bộ dây chuyền đã ngừng hoạt động hoặc khi tất cả các thiết bị sử dụng khí nén đang ngừng hoạt động. Sẽ rất tốt nếu có thể tách riêng các bộ phận bằng các van cách ly.

- Bật một máy nén lên để cung cấp cho mạng lưới khí nén. - Do không còn thiết bị sử dụng khí nén, máy nén sẽ tiếp tục chạy không tải,

đến thời điểm áp suất của hệ thống đạt mức đặt (chẳng hạn, 8 kg/cm2.g). - Nếu hệ thống không bị rò rỉ, máy nén sẽ vẫn không có tải. - Tuy nhiên, do có rò rỉ của hệ thống, áp suất trong bình tích bắt đầu giảm

dần, đến khi xuống đến điểm thấp nhất đã đặt, tại đó, máy nén khí lại bắt đầu đóng tải (khởi động lại) và cấp khí nén.

- Sử dụng đồng hồ bấm giờ để đo thời gian tải và không tải trong 5-6 chu kỳ, rồi tính thời gian tải và không tải trung bình.

- Đánh giá mức rò rỉ khí nén (%) và lượng rò rỉ.Bảng 2-2: Bảng tính kiểm tra rò rỉ ở hệ thống khí nén

Particulars Đơn vị Nhận xétThiết bị sử dụng khí nén Số Khu vực trong dây chuyềnThời gian đóng tải (t1) Giây Đo được Thời gian ngừng tải (t2) Giây Đo được Năng suất máy nén Nm3/phút Theo định mứcRò rỉ = [t1/(t1+t2)] x 100 % Ước tính

Trang 74


Mức rò rỉ cfm = % Rò rỉ x Năng suất của máy nén

Ước tính

Kiểm tra năng suất của máy nén:Bảng 2-3: Bảng kiểm tra năng suất của máy nén:

Tham khảo về máy nén khí Đơn vị 1 2 3 4Thể tích của bình tích cộng với thể tích của đường ống giữa bình tích đến máy nén

m3

Nhiệt độ bình tích °C

Áp suât bình tích ban đầu (P1 kg/cm2.a

Áp suất bình tích cuối cùng (P2) kg/cm2.a

Thời gian cần để đưa bình tích từ P1 lên tới P2 (t)

phút

Áp suất khí quyển (Po) kg/cm2.a

Năng suất máy nén (cung cấp không khí) Q Nm3/phút

Lưu ý: Mỗi máy nén phải có bình chứa riêng. Quy trình kiểm tra:

- Tách riêng máy nén khí cần kiểm tra năng suất khỏi hệ thống, bằng cách đóng van khóa.

- Tắt động cơ máy nén. - Xả sạch bình tích nối với máy nén khí. - Khởi động lại động cơ. - Áp suất ở bình tích bắt đầu tăng. Chẳng hạn áp suất ban đầu đo được là 2

kg/cm2. Bật đồng hồ bấm giờ. - Ngừng đồng hồ bấm giờ khi áp suất bình tích lên tới, chẳng hạn, 9 kg/cm2. - Ghi lại thời gian trôi qua - Năng suất máy nén được tính như sau:

(Nm3/phút) =

Kiểm tra những bộ phận rò rỉ và hậu quả của việc rò rỉ:

Một hệ thống đường ống phân phối và tiết lưu dẫn khí nén từ hệ thống máy nén trung tâm tới các hộ tiêu thụ.

Hệ thống này bao gồm các van cách ly, bẫy chất lỏng, các bình chứa trung gian và phần tản nhiệt đều trên ống để tránh hiện tượng ngưng tụ hoặc đông lạnh trên đường ống ở ngoài trời. Tổn thất áp suất trong quá trình phân phối thường được bù bằng áp suất cao hơn ở bộ phận đẩy của máy nén.

Tại những điểm cấp khí dự kiến có một ống cấp kèm theo van khóa, bộ lọc và bộ điều tiết cấp khí nén cho các ống dẫn đến các hộ tiêu thụ.

Rò rỉ có thể gây ra tổn thất rất lớn ở hệ thống khí nén công nghiệp, có khi lên tới 20- 30% năng suất của máy nén.

Trang 75


Một dây chuyền điển hình không được bảo dưỡng tốt có thể có tỷ lệ rò rỉ lên tới khoảng 20% tổng công suất sản xuất khí nén.

Ngược lại, nếu phát hiện và khắc phục tốt, có thể giảm được rò rỉ xuống khoảng 10 % sản lượng khí nén.

Ngoài các tổn thất về năng lượng, rò rỉ còn gây ra các tổn thất vận hành khác. Rò rỉ làm sụt áp suất hệ thống, làm các thiết bị dùng khí nén hoạt động kém hiệu quả, ảnh hưởng đến quy trình sản xuất.

Hơn nữa, rò rỉ khiến hệ thống phải vận hành lâu hơn, làm giảm tuổi thọ của hầu hết tất cả các thiết bị trong hệ thống (bao gồm cả cụm máy nén khí). Tăng thời gian vận hành cũng dẫn đến việc phải bảo dưỡng bổ sung và tăng thời gian ngừng sản xuất ngoài trong lịch trình. Cuối cùng, rò rỉ gây ra tăng công suất máy nén không cần thiết.

Các rò rỉ có thể xảy ra ở mọi vị trí của hệ thống, những khu vực hay bị rò rỉ nhất bao gồm:

Mối nối:- Ống cứng;- Ống mềm;- Các khớp nối - Thiết bị điều chỉnh áp suất - Các bẫy ngưng mở và các van đóng - Các mối nối, Điểm ngắt, vòng đệm. Lượng rò rỉ là hàm số của áp suất cấp ở một hệ thống không được kiểm soát

và tăng khi áp suất tăng. Tỷ lệ rò rỉ được tính bằng feet3 / phút (cfm) và cũng tỷ lệ với bình phương

đường kính của lỗ rò. Bảng 2-4: Bảng lượng rò rỉ

Lượng rò rỉ * (cfm)

Áp suất(psig)

Đường kính của lỗ rò (inches)

1/64 1/32 1/16 1/8 1/4 3/8

70 0,29 1,16 4,66 18,62 74,40 167,80

80 0,32 1,26 5,24 20,76 83,10 187,20

90 0,36 1,46 5,72 23,10 92,00 206,60

100 0,40 1,55 6,31 25,22 100,90 227,00

125 0,48 1,94 7,66 30,65 122,20 275,50* Cần nhân giá trị trên với 0,97 cho những lỗ rò tròn và với 0,611 cho những vòi

phun dẹt.

Định lượng rò rỉ:

Với những máy nén có thiết bị điều khiển tắt/bật hoặc đóng/ngắt tải, cách ước tính khối lượng rò rỉ trong hệ thống rất dễ. Phương pháp này liên quan đến khởi động máy nén khi không tải (khi tất cả các thiết bị vận hành bằng khí nén, hộ tiêu thụ khí nén đã được tắt). Thực hiện một số đo đạc để xác định thời gian vận hành

Trang 76


trung bình đóng và ngắt tải trên nguyên lý máy nén bật và tắt theo chu kỳ do sự rò rỉ gây sụt áp hệ thống.

Tổng lượng rò rỉ (%) được tính như sau: Rò rỉ (%) = [(Tx100)/(T+t)] Trong đó: T = thời gian đóng tải (thời gian máy chạy, phút) t = thời gian ngừng tải (thời gian máy dừng, phút) Lượng rò rỉ được xem như là phần trăm của tổn thất của máy nén. Ở những hệ

thống được bảo dưỡng tốt, lượng tổn thất do rò rỉ ít hơn 10%. Ở những hệ thống bảo dưỡng kém con số này có thể lên tới 20-30% công suất.

Các bước định lượng rò rỉ tại chỗ đơn giản:

Các bước đơn giản giúp định lượng rò rỉ tại chỗ ở hệ thống khí nén như sau: Ngắt tất cả các thiết bị dùng khí nén (hoặc tiến hành kiểm tra khi không có

thiết bị nào đang sử dụng khí nén). Chạy máy nén để nâng áp suất hệ thống lên bằng áp suất vận hành. Ghi lại thời gian dùng cho chu trình “đóng tải” và “ngắt tải” của máy nén. Để

chính xác, lấy thời gian BẬT & TẮT của 8-10 chu trình liên tục. Sau đó tính toán tổng Thời gian “BẬT” (T) và tổng thời gian “TẮT” (t).

Sử dụng cách trên để xác định lượng rò rỉ của hệ thống. Nếu Q là không khí bên ngoài được cấp vào trong thời gian kiểm tra (m3/phút), thì lượng rò rỉ của hệ thống (m3/phút) sẽ là:

Mức rò rỉ của hệ thống (m3/phút) = Q × T / (T + t) (Năng lượng hiệu quả trong ngành công nghiệp Châu Á – www.energy

©UNEP) Vệ sinh máy sấy:

Việc thiết kế bộ phận vệ sinh cho máy sấy băng tải rất quan trọng, đặc biệt là trong lĩnh vật thực phẩm. Phải vệ sinh máy thường xuyên để ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật trong máy sấy. Những vết nứt trên vỏ máy sấy là nơi có nhiều hạt nhỏ, bột thực phẩm, nó thì rất khó để làm sạch nên tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển. Ở những nơi rửa bằng nước càng làm tăng khả năng phát triển của vi sinh vật. Nếu bột ẩm còn lại trong khe nứt không được gia nhiệt đến nhiệt độ cần thiết để giết chết vi sinh vật thì một tình trạng nguy hiểm có thể xảy ra. Tất cả các hệ thống xử lý thực phẩm đều có khả năng giải quyết mối nguy hại đến từ vi sinh vật.

Việc thiết kế hệ thống vệ sinh máy sấy bao gồm ba bước. Đầu tiên sản phẩm phải được giữ lại tốt trên băng tải. Phương pháp này không chỉ loại trừ những khu vực sản phẩm có thể rò rỉ qua băng tải mà còn điều khiển đúng tốc độ dòng khí trong máy sấy để hạn chế tối đa sự lôi cuốn những vật liệu nhỏ theo dòng khí. Những khu vực này có khuynh hướng chứa nhiều hạt vật liệu nhỏ bị lôi cuốn bởi dòng khí. Cuối cùng, việc thiết kế được xem là thành công khi máy sấy cho phép vệ sinh dễ dàng tất cả mọi vị trí bên trong.

Trang 77

13. bdsc thiết bị tách, lọc khí, sấy khô khí - 67.5

Documents