LỜI NÓI ĐẦU

Bột nhẹ là chất phụ gia quan trọng của nhiều ngành công nghiệp khác nhau được sử dụng ở dạng tinh khiết và kém tinh khiết. Cùng với việc chế tạo loại vật liệu mới thì nhu cầu sử dụng và yêu cầu về chất lượng của sản phẩm bột nhẹn ngày càng tăng. Riêng ở nước ta hằng năm phải nhập một lượng lớn bột nhẹ từ nước ngoài, vì vậy việc nghiên cứu, cải tiến quy trình sản xuất để nâng cao số lượng và chất lượng sản phẩm bột nhẹ trong nước là việc làm chính đáng và rất thiết thực

Với mong muốn áp dụng những kiến thức đã học vào thực têsanr xuất, với sự nỗ lực của bản thân cùng sự tận tình giúp đỡ của các thầy hướng dẫn, mà sau hơn 3 tháng tìm hiểu nghiên cứu sách vở Tôi đã hoàn thành việc thiết kế nhà máy sản xuất bột nhẹ với năng suất 2 tấn/ngày. Tuy đã hết sức cố gắng, nhưng vì đây là lần đầu tiên thiết kế một nhà máy hoàn chỉnh và do thời gian có hạng cũng như sự hiểu biết còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót, vì vậy Tôi rất mong sự góp ý, nhận xét đánh giá của quí thầy cô.

Tôi xin chân thành cảm ơn sự nhiệt tình hướng dẫn của thầy PHAN ĐÌNH TUẤN, thầy HOÀNG MINH NAM đã giúp Tôi hoàn thành đồ án này.

Ngày 01 tháng 01 năm 2010

Sinh viên

Võ Mạnh Hoanh

MỤC LỤC

Phần 1: TỔNG QUAN VỀ BỘT NHẸ

1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘT NHẸ..Trang 11

1.1. Vai trò và ứng dụng.Trang 11

1.2. Tình hình tiêu thụ và sản xuất bột nhẹ trong nướcTrang 11

1.3. Tiêu chuẩn qui định chất lượng bột nhẹ..Trang 12

2. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BỘT NHẸ..Trang 13

2.1. Nguyên liệu chính :..Trang 13

a. Đá vôi hóa chất Thanh NghịTrang 13

b. Mỏ đá vôi hóa chất Kiện Khê..Trang 13

c. Mỏ đá vôi hóa chất Thanh Sơn..Trang 14

2.2. Các yêu cầu về đá vôi ..Trang 14

2.2.1. Yêu cầu về chất lượng.Trang 14

2.2.2. Yêu cầu về kích thước hình dángTrang 14

2.2.3. Chỉ tiêu tiêu hao đá..Trang 14

3. TÍNH CHẤT CỦA CÁC CHẤT THAM GIA PHẢN ỨNG.Trang 15

3.1. Carbonat canxi (đá vôi trong tự nhiên)Trang 15

3.2. Oxyt canxi (vôi sống)Trang 15

3.3. Hydroxyt canxi (vôi tôi)Trang 16

3.4. Anhydrit carbonicTrang 17

3.5. Ảnh hưởng của các tạp chất đến sản phẩm nung vôiTrang 19

4. GIỚI THIỆU NHIÊN LIỆUTrang 20

4.1. Thành phần nguyên tố và tính chấtTrang 20

4.1.1. Carbon (C )Trang 20

4.1.2. Hydro (H)Trang 20

4.1.3. Oxy (O)..Trang 20

4.1.4. Nitơ (N)Trang 21

4.1.5. Lưu huỳnh (S).Trang 21

4.1.6. Tro (A).Trang 21

4.1.7. Độ ẩm trong than (w).Trang 21

4.2. Thành phần chất bốc và cốcTrang 22

4.2.1. Chất bốc và tính chất của nó.Trang 22

4.2.2. Cốc và hàm lượng carbon cố địnhTrang 22

4.3. Bảo quản nhiên liệu.Trang 23

4.4. Một số loại than phổ biến ở Việt NamTrang 24

Phần 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUI TRÌNH SẢN XUẤT BỘT NHẸ

1.1. Quá trình nung vôi..Trang 26

1.1.1. Quá trình nung vôi trong lò đứng thông thườngTrang 27

1.2. Quá trình làm sạch khí thải lò nungTrang 27

1.3. Quá trình hòa tan CaO vào H2OTrang 28

1.4. Quá trình lắng bột nhẹTrang 29

1.5. Quá trình sấy khô bột nhẹTrang 29

1.6. Quá trình phản ứng tạo sản phẩm.Trang 29

1.6.1. Lý thuyết tổng quátTrang 29

1.6.2. Cơ sở lý thuyết để tính toán cho công nghệTrang 31

1.6.3. Đặc điểm của phản ứngTrang 33

1.6.3.1. Định nghĩa thời gian phản ứng:.Trang 34

1.6.3.2. Thuyết thay đổi bề mặt mới của HigbieTrang 35

1.6.4. Giới thiệu các thiết bị phản ứng dùng

cho hệ khí – lỏng trong công nghiệpTrang 35

1.6.4.1. Thiết bị sủi bọt.Trang 35

1.6.4.2. Thiết bị khuấy trộn.Trang 36

1.6.4.3. Thiết bị phun tia..Trang 36

1.6.4.4. Tháp đĩaTrang 36

1.6.4.5. Tháp đệm.Trang 37

Phần 3: THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT BỘT NHẸ

1. QUI TRÌNH SẢN XUẤT BỘT NHẸTrang 38

1.1. Sơ đồ qui trình công nghệTrang 38

1.2. Thuyết minh qui trình công nghệTrang 39

CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

I. LÒ NUNG VÔITrang 40

1. GIÓI THIỆUTrang 40

1.1. Các loại lò nung vôi ..Trang 40

1.2. Hình dáng cấu tạo lò nung vôi công nghiệpTrang 40

1.3. Nguyên lý hoạt động của lò nung.Trang 40

1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến sản phẩm..Trang 41

1. THIẾT KẾ LÒ NUNG VÔITrang 41

2.1. Nguyên liệu..Trang 41

2.1.1. Thành phần ban đầu..Trang 41

2.2. CÂN BẰNG VẬT CHẤT - NĂNG LƯỢNG CHO LÒ NUNGTrang 42

2.2.1. Phương trình cân bằng năng lượng..Trang 42

a. Tính toán tổng lượng nhiệt thu vào..Trang 42

b. Tính toán tổng lượng nhiệt tỏa ra..Trang 43

c. Tính toán năng suất của không khí nhập liệu cho lò nung..Trang 44

2.2. 2. Phương trình cân bằng vật chất cho lò nungTrang 45

II. THIẾT BỊ HÒA TAN CaOTrang 48

1. GIỚI THIỆUTrang 48

1.1. Hình dáng và cấu tạo bồn khuấy..Trang 48

1.2. Nguyên tắt hoạt độngTrang 48

1.3. Các yếu tố ảnh hưởngTrang 49

2. THIẾT KẾ BỒN KHUẤY TRỘN..Trang 49

2.1. Nguyên liệuTrang 49

2.1.2. Thành phần nhập liệu..Trang 49

2.1.3. Thông số trạng thái..Trang 49

2.2. Cân bằng vật chất & năng lượng cho thiết bị.Trang 49

2.3. TÍNH TOÁN CƠ KHÍ..Trang 50

2.3.1. Các thông số của thiết bị bồn khuấyTrang 51

2.3.2. Cánh khuấyTrang 51

III. THIẾT BỊ LÀM SẠCH KHÍ LÒ VÔI.Trang 53

1. GIỚI THIỆUTrang 53

1.1. Hình dáng cấu tạo.Trang 53

1.2. Nguyên tắt hoạt độngTrang 53

2. THIẾT KẾ THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÓI LÒ.Trang 54

2.1. Nguyên liệuTrang 54

2.1.1. Thành phần nhập liệu..Trang 54

2.1.2 Thông số trạng tháiTrang 54

2.2. Cân bằng vật chất và năng lượngTrang 54

IV. THIẾT BỊ SẤY PHUN..Trang 56

1. GIỚI THIỆU.Trang 56

1.1. Hình dáng, cấu tạoTrang 56

1.2. Nguyên tắt hoạt động..Trang 56

2. TÍNH TOÁN BUỒNG SẤY.Trang 56

2.1. Nguyên liệuTrang 56

2.2. Thông số trạng thái..Trang 56

2.3. Cân bằng vật chất & năng lượng.Trang 57

V. THIẾT BỊ PHẢN ỨNG.Trang 59

1. GIỚI THIỆU.Trang 59

1.1. Hình dáng cấu tạo..Trang 59

1.2. Nguyên lý hoạt độngTrang 59

2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ.Trang 60

2.1. Nguyên liệuTrang 60

2.2. Thông số trạng thái nhập liệu..Trang 60

2.3. Cân bằng vật chất và năng lượngTrang 60

2.3.1. Tính toán đường kính tháp đệm.Trang 60

2.3.2. Tính chiều cao tháp đệm..Trang 61

2.3.3. Tính bền cho thiết bịTrang 63

2.3.3.1. Chọn vật liệu chế tạoTrang 63

2.3.3.2. Tính bền cho thân thiết bịTrang 64

2.3.3.3. Tính bền cho mối ghép bíchTrang 64

CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRONG QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ

1. Chọn bơm.Trang 65

2. Các thiết bị vận chuyển trong nhà máyTrang 65

3. Các tiện nghi hỗ trợ sản xuất.Trang 65

3.1. Hệ thống đường ống dẫn.Trang 65

3.2. Dụng cụ đo và kiểm soát quá trình.Trang 65

3.3. Các nguồn cung cấp năng lượng cho nhà máy..Trang 65

3.4. Hệ thống cấp thoát nước cho nhà máyTrang 66

PHẦN 4: TÍNH KINH TẾ CHO NHÀ MÁY

1. NGUỒN NHÂN LỰC CHO NHÀ MÁYTrang 67

1.1. Công nhân trực tiếp làm tại phân xưởng cho nhà máy.Trang 67

1.2. Nguồn lao động gián tiếp trong nhà máy.Trang 67

1.3. Tiền lương cho nguồn lao động trong nhà máy.Trang 68

2. VỐN DẦU TƯ.Trang 68

2.1. Vốn cho xây dựng nhà máy..Trang 68

2.2. Vốn đầu tư mua trang thiết bị.Trang 68

2.3. Chi phí nguyên nhiên liệu, năng lượng cho nhà máyTrang 68

2.4. Các khoản chi phí khác trong 1 năm.Trang 68

3. GIÁ THÀNH SẢN PHẨM.Trang 68

3.1. Tổng chi phíTrang 68

3.2. Tổng doanh thu.Trang 69

PHẦN 5 : XÂY DỰNG NHÀ MÁY

1. LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG..Trang 70

1.1. Cơ sở để xác định địa điểm xây dựng.Trang 70

1.2. Các yêu cầu đối với dịa điểm xây dựng..Trang 70

1.2.1. Các yêu cầu chung.Trang 70

1.2.2. Các yêu cầu về kĩ thuật xây dựng.Trang 71

1.2.3. Qui hoạch địa điểm xây dựngTrang 72

1.2.4. Các khối nhà chính trong nhà máy..Trang 73

2. XÂY DỰNG NHÀ MÁYTrang 74

1.1. Các yêu cầu khi xây dựngTrang 74

1.2. Các phương án xây dựng..Trang 74

1.2.1. Nhà một tầng..Trang 74

1.2.2. Nhà nhiều tầngTrang 74

1.2.3. Phân xuởng lộ thiên:Trang 74

1.2.4. Bố trí hành lang..Trang 74

1.2.5. Bố trí cầu thang..Trang 74

1.2.6. Bố trí cửa ra vào.Trang 74

1.2.7. Yêu cầu thông gióTrang 75

1.2.8. Yêu cầu chiếu sáng.Trang 75

1.2.9. Tiếng ồnTrang 75

1.3. Các công trình phụ.Trang 76

1.3.1. Cổng nhà máy..Trang 76

1.3.3. Đường giao thông nội bộTrang 76

a. Đường ôtôTrang 76

b. Đường ống, cáp treo, cẩu chạy..Trang 76

2.3.3. Bố trí mạng ống công nghiệpTrang 76

a. Các loại mạng ống công nghiệp.Trang 76

b. Cách bố trí..Trang 76

c. Nguyên tắc bố trí.Trang 77

2.3.4. Bố trí cây xanh trong nhà máy.Trang 77

a. Khu vực trồng cây..Trang 77

b. Yêu cầuTrang 77

Tài liệu tham khảo...Trang 78