Luận văn Thiết kế xưởng sản xuất supe phốt phát đơn

) = 1,16 (T/h) Trong đó: A: Cường độ sấy với máy sấy thùng quay và vạt liệu apatit chọn A=50 kg/m3h [XIII-346] Đường kính thùng quay xác định theo công thức Dt= Trong đó: W=1,2(m/s) tốc độ khí ra khỏi máy sấy hệ số chưa đầy của nguyên vật liệu sống Vs: Thể tích khí ra khỏi máy sống trong một giây. Vs=14905(m3/s) ở 1020. Trong đó: B là lượng than cần đốt B = 318,8 (kg) Vậy: D== 2,34(m) Chọn D = 2,4m Xác định L L= Chọn L = 9m Thời gian sấy: (phút) Với: Hệ số đầy 3 - Khối lượng riêng thể tích của apatit. W1=7,9% - Độ ẩm của vật liệu trước khi sấy W2=2,0% độ ẩm của vật liệu sau khi sấy. =21,9( phút ) Số vòng quay của máy sấy: n=(V/ phút) Trong đó: m=1: Hệ số phụ thuộc cánh đảo. K: hệ số phụ thuộc phương thức sấy (sấy xuôi chiều chọn K= 0,5) : góc nghiêng đặt thùng tgz=0,06. Vậy: n=(V/ phút) Công xuất động cơ: Nđ=0,0013.D2t..L. Trong đó: Dt: Đường kính thùng sấy(m) L: Chiều dài thùng sấy(m) n: Số vòng quay(V/ phút) : KLR thể tích của Apatit (kg/m3) : Hệ số công xuất phụ thuộc dạng cánh đảo chọn = 0,038 Vậy: Nđ = 0,0013.2,4.9.1500.1,43.0,06=8,67 2. Máy nghiền búa: Chọn 2 máy nghiền búa nhiệm vụ nghiền sơ bộ quặng apatit sau khi sấy từ kích thước 100¸200 mm đến kích thước < 30mm để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho máy bi được nhanh và tốt trước khi vào máy nghiền bi £ 15¸30 mm năng xuất của quặng khô sau khi sấy là 19,191t/h với quặng ẩm 2% ta có năng xuất là: 19,191/2=9,59 t/h. Năng xuất máy nghiền búa tính theo công thức: Q= (30 + 45).D.B (tấn/h) Trong đó: D: Là đường kính rôto: m B: chiều dài rôto chọn B = 0,5¸1,35D(m) Chọn L=1,33D D2 = 0,25; D = 0,5(m); L = 1,33D = 0,665(m) (30 ¸ 45) là hệ số phụ thuộc trục rôto ở đây lấy 30. Vậy: Q= 30.0,5.0,665= 9,75(t/h) Năng xuất này đạt tiêu chuẩn với năng xuất quặng ra khỏi máy sấy (2 máy sấy) Từ đó ta chọn được các kích thước của máy nghiền búa. Chiều dài cánh búa: 0,25m Chiều dày lá búa: 0,025m vật liệu chế tạo là gang pha niken. Trọng lượng mỗi búa là 5,4(kg) búa được đặt trong các ngăn của rôto. Rôto bao gồm nhiều tấm kim loại hình lục răng xếp song song với nhau gọi là đĩa búa. Đĩa búa dày 0,02m Khe hở giữa đĩa và búa là 0,05m Tổng khoảng cách giữa 2 đĩa búa: 0,02 + 0,025 + 0,05= 0.095 m Số đĩa lắp n = 0,0665: 0,095 = 7 đĩa; 0,065 là chiều dài trục rôto (m). Khoảng cách giữa các búa gọi là ngăn. Số ngăn để lắp búa: n'= n-1 = 7-1= 6 ngăn. Rôto có 6 trục treo búa, mỗi ngăn treo 2 lá búa Vậy số lá búa là : 2.6= 12(lá búa) Số lá búa là: 12,6= 72 (búa) Bên dưới máy búa có lắp ghi sàng, khe hở giữa 2 thanh ghi £ 30mm Vật liệu làm ghi là gang pha ni ken Công xuất động cơ N= (0,1+0,15).D.L.n=0,15.0,5.0,665.800= 39,9KW Trong đó: n: Số vòng quay của rôto thiết kế: n= 300¸800v/p L: là chiều dài rôto= 0,665m D: là đường kính rôto= 0 ,5m Chọn động cơ A0- 94 - 6 có. P= 40 KW; n= 900v/p; n=0,95; Cos= 0,89; G=650(kg) 3. Máy nghiền bi: Dùng để nghiền mịn và cực mịn các vật liệu, bộ phận làm việc của máy là thùng dỗng bên trong có chứa bi và vật liệu nghiền. Thùng quay dưới tác dụng của bi lực li tâm, các vật liệu nghiền và áp sát vào mặt trong của vỏ và được nâng lên chế độ cao nhất định, tại đó dưới tác dụng cuả trọng lực bi và vật liệu nghiền rời thành thùng tự do thực hiện sự va đập và chà sát vật liệu. Máy nghiền bi có thể phân loại theo: + Theo hình dáng thùng. + Theo phương thức làm việc. + Khi chọn còn dựa vào: mặt bằng phân xưởng, điện năng tiêu thụ giá thành sản phẩm, độ mịn yêu cầu sau nghiền. Vì yêu cầu của cỡ hạt apatit sau nghiền không cao chỉ đạt cỡ không lọt qua sàng 0,16mm là £ 5% là được vì vậy có thể chọn máy nghiền bi loại ngắn. Năng xuất yêu cầu 19,191 Tấn/h độ mịn £ 0,15mm Chọn sơ bộ kích thước máy nghiền bi. Dựa vào thực tế ở nhà máy Supe Lâm Thao đang làm việc. Tỷ lệ phối hợp bi như sau: Đường kính % Khối lượng Tấn 60 15 0,15.12 1,8 50 20 0,2.12 2,4 40 30 0,3.12 3,6 30 20 0,2.12 2,4 bi đạn (30´30) 15 0,15.12 1,8 Tổng 100 Tổng 12 Đường kính trong D = 2(m) Đường kính ngoài D1= 2,2(m) Chiều dài sử dụng 1 = 2,6(m) a Số vòng quay của máy nghiền bi: n= 32: (vòng/ phút) Trong đó: n là số vòng quay của máy nghiền, vòng/ phút D là đường kính trong của máy nghiền. b. Tính năng xuất của máy nghiền bi. Q= K.V.D0,6(Tấn/h) Trong đó: K là hệ số điều chỉnh = 1,2 V là thể tích sử dụng của thùng. V=8,16 D là đường kính trong của thùng 20,6= 1,52 Vậy Q= 1,2.8.16.1,52= 14,96 tấn/h Vậy với năng xuất 19,191 (T/h) Ta chọn 2 máy nghiền bi có năng xuất: Q'= 2.14,96= 29,92(T/h) Chọn 2 máy nghiền bi có đường kính D= 2m; chiều dài 2,6m. 4. Chọn thùng hỗn hợp: Tại đây phản ứng phân giải quặng xảy ra dưới tác dụng của H2SO4 68% và bột quặng apatit: Mỗi giờ axit H2SO4 68% vào thùng hỗn hợp là: G1= 19471,6 (kg/h) = 19,4716 (Tấn/h) Khối lượng riêng của axit H2SO4 68% là 1,53 tán/m3 Y1= 1,53. Tương ứng với thể tích: V1= =12,727(m3/h) Mỗi giờ bột apatit chuyển vào thùng hỗn hợp là: G2= 18036,2 kg/h= 18,0362 Tấn/h ứng với thể tích: V2=(m3/h) Tổng thể tích nguyên liệu vào: V= V1+V2= 12,727 + 13,874= 26,6(m3/h) Lượng bùn lưu lại trong thùng hỗn hợp từ 2¸4 phút sau đó vào phòng hoá thành, lấy thời gian lưu lại T = 4 phút sau đó vào phòng hoá thành. Thể tích bùn trong thùng là: V'= Thể tích thiết bị: VTB =(m3) Trong đó: = 0,65 lầ hệ số đầy dựa vào kinh nghiệm sản xuất thiết kế thùng là hình trụ ứng với 4 cánh khuấy thể tích mỗi phần trụ là: V= (m3) Chọn chiều cao thùng: 1,5(m) Đường kính mỗi phần trụ là: (m) Chiều dày vỏ thiết bị: 2 gạch + vừa đi bazơ + vỏ thép = 2.60 + 20 + 10 = 150(mm) Đường kính ngoài: ngoài = trong + 20,759 + 2.0,15 = 1,06(m) Chiều cao toàn phần: H= 1,5 + (2.0,15)=1,8(m) Chiều dày thiết bị: L= 4. trong + 2(4.0,759) + (2.0,15) = 3,34(m) Thiết kế cánh khuấy kiểu mái chèo gồm 2 mái làm bằng hợp kim đặc biệt chịu ăn mòn hoá học, phần trụ được bọc lót bằng cao su lưu hoá. 5- Bể hấp thụ: Các thông số ban đầu cần biết để chọn bể hấp thụ là: Lượng khí SiF4 vào bể hấp thụ: 339,6 (kg/h) Nồng độ SiF4 trong pha khí vào bể hấp thụ: (Tổng thể tích khí đi vào bể hấp thụ là: 20.000 m3 vì vậy nồng độ khí SiF4 ban đầu là: X = 339,6/20.000 = 16g SiF4/m3kk Mức độ hấp thụ SiF4 ở bể hấp thụ: 98% Nồng độ SiF4 trong pha khí sau hấp thụ. y = 16 (1 - 0,98) = 0,56 g SiF4/m3kk Từ đó tính được thể tích phòng hấp thụ khí Flo cần thiết là: V = Trong đó: G1 : là lượng SiF4 hấp thụ được ở phòng hấp thụ Trong một giờ: G1 = 339,6 . 0,965 = 327,7 (kg/h) K : Là hệ số chuyển khối: 2000. DCcp : Là nồng độ lực hấp thụ. DCcp = Với: DCH = CH - CPH DCK = CK - CPK CH : Nồng độ SiF4 trong hỗn hợp trước hấp thụ: CH = 16 g/m3kk CK: Nồng độ SiF4trong hỗn hợp khí saub hấp thụ: CK = 0,56 g/m3kk - CPH ; CPK là nồng độ cân bằng pha khí trên bề mặt dung dịch trước và sau hấp thụ. Sự hấp thụ ở đây xảy ra liên tục và nồng độ trong dung dịch thay đổi ít. - Nên ta coi như CPH - CPK nhiệt độ khí ở bể hấp thụ là 65oC thì độ bão hòa cân bằng của SiF4 trên bề mặt dung dịch axit H2SiF6 10% là: CPH = CPK = 0,069 g/m3 Vậy CH = 16 - 0,069 = 15,93 g/m3 kk DCK = 0,56 - 0,069 = 0,49 g/m3 kk Vậy: CPK = g/m3 kk Vậy: V= (m3) Từ thể tích lý thuyết của phòng suy ra chọn chiều dài của phòng: 8(m). Đường kính: 1,7 m. Trong phòng hấp thụ chia làm 4 ngăn. Trong mỗi ngăn có đặt guồng té nước. Đường kính guồng 0,28(m) guồng quay được như các động cơ điện quay đai truyền động. Guồng được nhúng vào dung dịch từ 3 ¸5cm thiết kế 2 gối đỡ của guồng té nước có thể nâng lên bảo đảm mức hấp thụ cao nhất. Bể hấp thụ chế tạo 3 lớp: Ngoài cùng là lớp vỏ thép dày 10mm, tiếp đến là lớp vữa điabazơ dày 20 mm. Trong cùng được xây bằng cao su lưu hóa 10. Tổng chiều dài của phòng: 8 + 2.0,04 = 8,08 (m) Tổng chiều cao của phòng kể cả 1 (m) nước. H = 1,7 + 1 + 2 . 0,04 = 2,78 (m) Động cơ cho guồng gồm 4 cái có tốc độ của guồng là 450v/phút chọn động cơ cho guồng loại: AO - 62 - 6 có. p = 2,8 kw ; n = 950v/phút ; n = 0,85 , sos = 0,78 G = 800C (kg) 6- Kho chứa Apatit. Trong các xí nghiệp sản xuất supe đơn có các kho chứa sau: Kho chứa apatit, than, supe tươi. Cách tính hoàn toàn gần như nhau ta chỉ tính một trong các loại trên. Ví dụ: Tính kho chứa apatit. Dùng để chứa và bảo quản quặng cho quá trình sản xuất liên tục. Đề phòng khó khăn trở ngại vận chuyển không kịp, tính toán kho dự trữ ít nhất đảm bảo sản xuất được 20 ngày. Thể tích quặng chứa trong kho. V = Trong đó: G: Là lượng quặng ẩm 7,9 % tiêu thụ, tấn/ ngày = 460,598 Tấn/ngày. : Là khối lượng riêng của quặng apatit, tấn/m3 = 1,5 (T/m3) Do hàm lượng P2O5 trong quặng không ổn định nên quặng chứa trong kho phải đổ thành đống và đảo trộn đều. Trong kho có đường ray đi ở giữa nên kho chia làm 2 phần, chiều rộng của kho là 30m, chiều rộng của đường ray là r =3 m. Mặt bằng của kho là: 30 - 3 = 27m, mặt bằng của một bên kho là 27 : 2 = 13,5. Quặng được đổ thành A = 7 đống mỗi bên cả hai bên là 14 đống. Thể tích mỗi đống là: V1 = 6141,3 : 14 = 438,66 m3. Để giảm kích thước và chiều cao của kho thiết kế đáy sâu 1,5 m, chiều vát của đáy kho là 600, độ cao của đống apatit so với mặt đất là 4 m, chiều ngang lớn nhất của đống apatit là 13,5m, góc tự nhiên của đống apatit là 400. Bề ngang nhỏ đáy trên của đống quặng apatit là: b1 = 13,5 - 2 . Bề ngang đáy đào sâu của kho là: b2 = 13,5 - 2 cotg600 . 1,5 = 11,77 m 13,5 600 b2 b1 h1 h2 x- 3,97 400 x 400 Chiều dài của một đống apatit (theo chiều dài kho) là x. Chiều dài cạnh nhỏ của đống apatit là X': X' = x - 2.4.cotg 400 = x - 9,53 (m) Thể tích của mộtđống apatit là: V1 = m3 x = 18,1 (m) Chiều dài của tổng số đống quặng là: L = 7.x= 7. 18,1 = 126,7 (m) Vì trong kho đặt 2 bunke, dự trữ quặng để chuyển lên lò sấy và một bunke chứa than để chuyển lên lò đốt. Lấy thêm: L/3 để bunke; L/3 để làm kho chứa than. Vậy tổng chiều dài kho là: L1 = L + L/3 + L/3 = 5L/3 = 5. 126,7/3 = 211,2 (m) Chọn nhịp nhà của nhà công nghiệp dài y = 6 (m) Quy chuẩn LT = 216 (m) Số gian cần thiết xây dựng là 216 : 6 = 36 gian Theo thiết kế kho là nơi đổ quặng nên số toa tàu mỗi lần vào kho là 216: 12 = 18 toa quy chuẩn là 18 toa (12 chiều dài của một toa tàu chở quặng). 7- Cầu trục chuyển quặng: Năng xuất máy sấy tiêu thụ quặng ẩm 7,9% là 460,598 tấn/ngày. Giả sử cầu trục làm việc mỗi ngày là 12 giờ chuyển quặng từ kho và bunke chứa để chuyển lên thùng sấy, còn lại thời gian để đảo trộn và múc quặng, múc than từ trên toa tàu xuống kho chứa. Vậy năng xuất vận chuyển của cầu trục là: N1 = 460,598 : 12 = 38,38 tấn/h * Chọn cầu trục: Chiều cao nâng thực tế: H = 10m (tối đa là 16m) Tốc độ nâng hạ gầu: 50 m/phút; Tốc độ xe con: 70m/phút: Tốc độ cầu trục: 100m/phút: Nhịp cầu 29m; Chiều rộng cầu: 6m. * Tính chu kỳ hoạt động của gầu, để đảm bảo chắc chắn tính cho trường hợp chậm nhất, quãng đường đi chuyển dài nhất: Thời gian xe con di chuyển cả đi lẫn về: T2 = 29.2/40 = 0,83 (phút) Thời gian nâng hạ gầu: T3 = 10.2/50 = 0,4 (phút) Thời gian múc và đổ: T4 = 1,0 (phút) Thời gian nghỉ: T5 = 0,5 (phút) Thời gian tổng cộng: T = T1 + T2 + T3 + T4 + T5 = 2,28 + 0,83 + 0,4 + 1,0 + 0,5 = 5,01(phút) Số lần múc trong một giờ: 60 : 5,01 = 11,98 lần/ giờ. Lấy tròn 12 lần . Năng xuất gầu múc: 38,38 : 12 = 3,19 (tấn/ gầu) Như vậy chọn gầu 4 tấn là thích hợp. * Công xuất động cơ. + Động cơ chạy cầu trục: N = Trong đó: M là tổng momen các lực tác dụng lên cầu trục (kg.cm) M = = 1,55 là hệ số phụ thuộc chiều rộng của gầu khi L/B = 29/6 = 0,85 là hệ số chuyển dẫn. GK: Là trọng lượng cầu trục = 34800 (kg) GT : Là trọng lượng xe con = 4000 (kg) F : Là hệ số ma sát lăn = 0,1 : Là hệ số lực cản của ổ bi = 0,1. d : Là đường kính trục = 9,5 cm Q = 4000 kg là trọng tải gầu nâng. M = 1,55(4000 + 34800 + 4000).(0,1 + 0,1.9,5/2)= 38145,5 (kg/cm) nK là số vòng quay của bánh xe cần. Nk = vòng /phút DK là đường kính bánh xe cầu trục : Dk = 0,35m Wk là tốc độ bánh xe cầu: wk = 100 m/phút. Vậy công suất động cơ chạy cầu trục: N = Chọn động cơ kiểu: AO - 82- 6 P = 45kw ; n = 975 v/p ; = 0,89 ; cos = 0,88 ; G = 360 kg. Động cơ xe con: N = M = Trong đó: = 1,4 ; f = 0,1 ; d = 7 cm; DT chọn 0,25 m. nk = vòng /phút Vậy: N = Chọn động cơ kiểu: Ao - 61 - 6 : P = 7 kw ; n = 970 v/p ; = 0,85; cos = 0,81 ; G = 124 (kg) Động cơ cầu trục. Công xuất tiêu thụ: Ng = Chọn động cơ kiểu: Ao .52-4 có: p = 55 kw; n = 975 v/p; = 0,85, cos = 0,85 ; G = 200 kg Q = B = 8- Bunke chứa quặng: có 2 thùng sấy nên ta dùng 2 bunke chứa quặng: Có nhiều loại bunke: bunke chứa quặng, chứa than ; chứa bột quặng …; cách tính gần như nhau ta chỉ tính một trong các loại trên. Ví dụ: Bunke chứa quặng: Để băng tải chuyển dần vào máy sấy, đề phòng sự cố của cầu trục xảy ra thiết kế bunke dự trữ 2 giờ. Lượng quặng cần chứa trong bunke: V = Trong đó: 19,191: Là lượng quặng cần cung cấp cho thùng sấy (tấn/ giờ) 1,5: Là trọng lượng thể tích apatit đổ đống. Thể tích bunke phải thiết kế là: : Là hệ số dầy = 0,8 ; Chọn kích thước bunke. Lỗ thoát A = (400 x 400)mm Bề rộng miệng bunke B = (4000.4000)mm =470 h1 400 4000 h2 Góc nghiêng = 470 Tính thể tích phần hình chóp: Tính thể tích và chiều cao phần trên: V1 = Vo- V2 = 42,54 - 15,6 = 26,94 (m3) h1 = V1 : S1 = 26,94 : 16 = 1,7 (m) Tổng chiều cao của bunke. H = h1 + h2 = 1,93 + 1,7 = 3,63 (m) Trong đó: S1, S2 : Là diện tích phần miệng bunke và lỗ thoát. Trên mặt bunke có lưới sắt kích thước (200 x 200) mm . Đáy bunke có máy cung cấp quặng cho băng tải. Vật liệu làm bunke là thép CT3 dày 6mm. 9- Băng tải xích: Dùng 2 băng tải xích. Vì vật liệu có kích thước lớn nên càn được vận chuyển bằng tải xích để tránh đứt, hỏng, bảo đảm an toàn. Yêu cầu bảo đảm năng suất 19,191 tấn apatit/giờ để cung cấp cho máy sấy. Chiều rộng băng tải được xác định theo công thức. B = Trong đó: Qs: Là năng suất băng tải 150 tấn/giờ/máy. W : Là vận tốc băng tải xích 0,5 (m/s.) h: Là chiều cao của mép gờ 0,18 (m) : Là trọng lượng của thể tích apatit 1,5 tấn/m3 : Là hệ số đầy 0,7. Nghiệm lại công thức tính chiều rộng của băng tải phụ thuộc vào kích thước của vật liệu như sau: B a: Là kích thước lớn nhất cục vật liệu = 200 mm B Như vậy chiều rộng của băng tải xích trên là phù hợp. Công suất trên trục băng tải: N0 = 0,0024. q0.w.L0 + 0,003 Qs (0,11.L0 + H) Băng tải chuyển động ngang nên chiều cao nâng vật liệu H = 0 L0: Là chiều dài theo phương ngang = 4 (m) q0: Là trọng lượng 1m dài phần chuyển động của băng tải = 60.B + k k: Là hệ số phụ thuộc loại băng tải; Loại băng tải xích k = 100 q0 = 60.0,59 + 100 = 135,4 kg/m N0 = 0,0024. 135,4 . 0,5 .4 + 0,003 . 150 (0,11 .4 + 0) = 0,848 (kw) Công suất động cơ điện: N = 1,2 Là hệ số hữu ích = 0,85 Chọn động cơ kiểu: A0 - 42 - 4 có: p = 2,8kw; n = 1440v/p; = 0,83; cos = 0,85: Chọn băng tải xích Chiều dài L = 4m Chiều rộng B = 0,59 Trọng lượng một mét dài G = 135 kg 10- Băng tải cao su chuyển quặng vào máy sấy: Chọn 2 máy sấy năng xuất yêu cầu 19,191 tấn/giờ. Năng suất của một máy là: 9,5955 (T/h) Tính chiều rộng băng tải theo công thức: Q = B = Trong đó: B: Là chiều rộng của băng tải (m) Q: Là năng suất yêu cầu = 9,5955 T/h V: Là tốc độ băng tải = 1 m/s : Là khối lượng riêng của quặng = 1,5 tấn/ m3 : Là hệ số đối góc tự chảy 400 là 290 Chọn băng tại KC 500 có: B = 500 mm; V = 0,5m/s; Góc nâng = 180 ; chiều cao nâng H = 9(m) Chiều dài băng tải: L = H; sin= 9 ; sin 180 = 29,12 (m) Chiều dài của phương nằm ngang: Lg = L .cos 180 = 29.0,951 = 27,7 (m) Tính năng suất của băng tải: Q = . B2 V. . Q = 290 . 0,52 .0,5 . 0,8 . 1,5 = 43,5 tấn/h Trọng lượng quặng trên một mét băng tải theo chiều dài. q= Tính công suất động cơ : N = Trong đó: K7: Là hệ số dự trữ lấy bằng 1,2 V : Là vận tốc băng tải 0,5 m/s : Là hệ số chuyển dẫn 0,87 P: Là lực căng của băng tải P= m1.m2.m3.m4.m5 Trong đó: W : Là hệ số ma sát ở trục 0,04 q: Là trọng lượng quặng của băng tải dài 24,2 kg/m Ls: Là chiều dài băng tải theo phương ngang = 27,7 (m) Qs = 38 kg/m khi B = 500 mm H: Là chiều cao nâng 9 (m) m1 : Là hệ số chiếu với L = 27,7 ; m1 = 1,06 m2 : Là hệ số băng tải thẳng hay uốn cong = 1 . m3 : Là hệ số tang dẫn = 1,08 m4 : Là hệ số căng = 1 m5 : Là hệ số đổ vật liệu = 1 P = Vậy: N = Chọn động cơ kiểu: Ao - 51 - 6 p = 3 kw; n = 950 v/p ; = 0,825; cos = 0,82 ; G = 48 (kg) + Đường kính tang quay 500 mm + Chiều dài tang quay 600 mm + Đầu tang quay cuối băng tải là 1 puly từ, có nhiệm vụ loại bỏ các kim loại lẫn trong quặng, đảm bảo cho máy búa làm việc an toàn. 11- Hệ thống vận chuyển bằng khí lực (sơ đồ thực tế) Nhiệm vụ vận chuyển thành phẩm sau khi nghiền mịn vào hệ thống xyclon lắng. Chọn hệ thống vận chuyển kiểu hút với sơ đồ được thể hệ như hình dưới. Trong đó: A - Vòi hút ; B - Sàng phân ly ; C- ống dẫn ; A B C D E (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) D- Xyclon đơn ; E- Xyclon nhóm 6 ; G- Quạt hút. * Năng suất yêu cầu 19,191 tấn/giờ (bột apatit). a- Xác định vận tốc tới hạn (vận tốc lơ lửng của bột) Vth = k . Trong đó: k: Là hệ số với kích thước hạt 0,00001 0,07 mm thì k = 10 170. Hạt càng nhỏ thì k càng nhỏ. Ở đây lấy k = 10 a : Là khối lượng riêng của hạt quặng: 3190 kg/m3 a : Là khối lượng riêng của không khí ở hệ thống hút. k = 0,8 0,95, ở đây lấy k = 0,8 kg/m3 dn : Là đường kính hạt quặng apatit sau nghiền cực đại: 0,15 mm (0,00015m). Vth = 10 . b- Chọn nồng độ bụi hỗn hợp với không khí : (Chọn nồng độ bụi theo bảng) Theo bảng không có số liệu của apatit. Ta lấy số liệu tương ứng với quặng pirit tuyển nổi nồng độ = 1kg/kg không khí: c- Xác định lượng tiêu hao không khí: ở đây ta chọn hai hệ thống quạt. Vk = Trong đó: Vk : Là thể tích của không khí tiêu hao m3/s Q là lượng bột apatit cần vận chuyển 19,191 tấn/giờ : là nồng độ của bụi apatit : là khối lượng riêng của không khí ở đường ống hút Để đảm bảo năng suất của máy, lấy dư 10% với lượng không khí tiêu hao lý thuyết: Vktt = 3,3 . 1,1 = 3,63 m3/s Lượng không khí tiêu hao trong một giờ: Vk = 3,63 . 3600 = 13068 m3/giờ. d- Xác định tốc độ khí ở vòi hút. Vs = Trong đó: : Là hệ số tính đến độ lớn của hạt, lấy : Là khối lượng riêng của hạt, kg/m3 = 3,19 (T/M3) : Là hệ số thừa nhận, = (2 5 ). 10-5. Đối với dạng bột khô lấy giá trị nhỏ nhất; =1.10-5 Lnp Là chiều dài đường vận chuyển (m) . Theo thiết kế và dựa vào thực tế sản xuất tổng chiều dài hình học (các van khuỷu) Lnp = 100(m) Vậy vận tốc khí ở vòi hút là: Vs = 12 . + 2. 10-5 .1002 = 21,63 m/s e- Xác định đường kính làm việc của đường ống hút : Vk = Vs.F = Rút ra ta có: d = Trong đó : F Là diện tích mặt cắt ngang của ống m2 Vs Là tốc độ khí ở vòi hút (hay trong ống), m/s d: Là đường kính trong của ống, m f- Tính trở lực của quạt hút và công suất của động cơ. Trợ lực của quạt bao gồm: - Trở lực của đường ống, van, khuỷu: H2O Trong đó: : Là hệ số ma sát phụ thuộc vào nồng độ bụi trong ống, hay phụ thuộc vào Re. Tra bảng = 0,1 Lnp: Là chiều dài của ống theo thiết kế 100 m d : Là đường kính trong của ống : 0,46 m : Là hệ số trở lực cục bộ gồm đường ống, một van chắn mở 3/8 , theo sơ đồ thiết kế là 7 khuỷu . Tra bảng = 10 mm H2O : Là nồng độ bụi = 1 kg/ kgkk : Là khối lượng riêng của không khí ở đường ống hút: 0,8 kg/m3 Vs Là vận tốc khí ở đường ống hút = 21,63 m/s g: Là gia tốc trọng trường: 9,8 m/s2 g- Trở lực của xyclon đơn + Tính đường kính xyclon d = Trong đó: Vk : Là lượng không khí vào xyclon, m3 /giờ = 13068 (m3/h) Vb: Là tốc độ khí đi trong ống m/s + Chọn xyclon có: Chiều rộng cửa vào: b = Chiều cao cửa khí vào: 3.b =3.0,23 = 0,69 (m) Đường kính ống thoát khí ra : d1 = 2.b =2.0,23 = 0,46 (m) Chiều cao hình trụ của xyclon: H1 = 2,5 (m) Chiều cao đoạn hình nón: H2 = 2 (m) + Trở lực của xyclon đơn : (xét với một hệ thống) H2O Trong đó: Là hệ số trở lực: 12,5 d: Là đường kính của xyclon sử dụng : 1,64 m Vb : Là tốc độ khí đi vào xyclon. : Là khối lượng riêng của không khí ở đường ống hút: 0,8 kg/m3 h- Trở lực của xyclon nhóm 6 .(xét với một hệ thống) Thiết kế và chọn theo số liệu của nhà máy, theo kinh nghiệm sản xuất, ở đây thiết kế xyclon gồm 6 chiếc. Nồng độ bụi đi qua xyclon (cấp 2) nhóm 6 sẽ nhỏ hơn nhiều so với nồng độ bụi đi qua xyclon (cấp 1). Để tăng hiệu suất lắng chọn xyclon có đường kính xác định theo công thức sau: d = Lượng không khí đi qua 1 xyclon: Q = Vk ; n = 13068 : 6 = 2178 m3/giờ Chiều rộng cửa khí vào: d = Chiều cao cửa khí vào: h = 2.b = 2.0,14 = 0,28 (m) d = Chiều cao của khí vào h = 2.d = 2.0,09 = 0,18 Đường kính ống thoát khí ra: D1 = 1,2 . b = 1,2 . 0,09 = 0,11m Chiều cao của đoạn hình trụ: H1 = 1,2 Chiều cao đoạn hình nón: H2 = 0,8 m Trở lực của xyclon nhóm 6. H2O Trong đó: Là hệ số trở lực = 105 D Là đường kính của một xyclon = 0,19 m Vb: Là tốc độ khí vào một xyclon : 3,5 6,5 m/s, lấy Vb = 4,5 m/s i- Tính trở lực của thiết bị phân ly. Tính và chọn thiết bị phân ly: Để nhận được bụi có độ min 0,15 mm ta dùng thiết bị phân ly không khí loại đi qua. Tính thể tích thiết bị phân ly: Vcen = Trong đó : Vcen Là thể tích thiết bị phân ly , m3/h. Vk: Là lượng không khí qua thiết bị phân ly, m3 /h. Vk/Vcen = Là cường độ thể tích của thiết bị phân ly theo không khí hay phụ thuộc vào độ mịn của bụi nghiền = 2000 m3/m3. Xác định đường kính thiết bị theo đồ thị hình tra được Vcen= 6,53m3 thì Dc 2,7 m. Các kích thước của thiết bị phân ly theo Dc Đường kính ống hút vào sàng: 0,25 . Dc = 0,25 .2,7 = 0,68 (m) Chiều cao từ đầu ống hút đến hình nón bên trong: 0,5 .Dc = 0,5 . 2,7 = 1,35 (m) Chiều cao hình nón bên trong: 0,605 .Dc = 0,605 . 2,7 = 1,634 (m) Chiều rộng miệng hình nón: 0,79 .Dc = 0,79 . 2,7 = 2,133 (m) Chiều cao toàn bộ sàng: 1,316 . Dc = 1,316 . 2,7 = 3,55 (m) Chiều dài lắp cách: 0,92 . Dc = 0,92 . 2,7 = 2,484 (m) Tính trở lực của thiết bị phân ly: mmH2O Trong đó: Là trở lực của sàng = 15 Là nồng độ của bụi = 1 H là chiều cao của sàng = 3,55 Trở lực toàn phần. H= (mmH2O) k- Tính công suất của động cơ chạy quạt: N= Trong đó: Q : Là năng suất của quạt : 13068 m3/h H : Là trở lực toàn phần của hệ thống : 1323,4 mm H2O : Là hiệu suất tác dụng hữu ích: 0,7 Chọn quạt : BZ có: Năng xuất 18000m3 /h áp lực 180mm H2O Số vòng quay: n = 1450v/p ; = 0,8 Chọn động cơ cho quạt kiểu : A0 -94-6 Có: P = 75 kw ; n = 1450v/p ; = 0,89 ; cos = 0,85 ; G = 1250 (kg) PHẦN III: XÂY DỰNG THUYẾT MINH PHẦN XÂY DỰNG NHÀ MÁY: I- CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG: Việc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy là điều hết sức quan trọng nó đảm bảo cho sự tồn tại và phát triển của nhà máy. Các yêu cầu đối với xây dựng nhà máy. 1- Về quy hoạch: Điạ điểm xây dựng được chọn phải phù hợp với quy hoạch lãnh thổ, quy hoạch vùng, cụm kinh tế công nghiệp đã được các cấp có thẩm quyền phê duyệt. Tạo điều kiện phát huy tối đa công xuất của nhà máy và các vùng nhà máy lân cận. 2- Điều kiện tổ chức sản xuất: Địa điểm lựa chọn xây dựng phải thỏa mãn các điều kiện sau: - Phải gần nguồn cung cấp nguyên liệu cho sản xuất và gần nơi tiêu thụ sản phẩm góp phần thúc đẩy sự phát triển của nhà máy. 3- Điều kiện hạ tầng kỹ thuật: Địa điểm xây dựng phải bảo đảm được sự hoạt động liên tục của nhà máy. Do vậy cần chú ý các yếu tố sau: - Phù hợp và tận dụng tối đa hệ thống giao thông quốc gia bao gồm đường bộ, đường sắt, đường thủy và kể cả đường hàng không. - Phù hợp và vận dụng tối đa hệ thống mạng lưới cung cấp điện thông tin liên lạc và các mạng lưới kỹ thuật khác. - Nếu ở địa phương chưa có sẵn các điều kiện hạ tầng kỹ thuật trên thì phải xét đến khả năng xây dựng trước mắt cũng như trong tương lai. - Phải xét đến khả năng cung ứng nhân công trong quá trình xây dựng cũng như vận hành nhà máy sau này. Do vậy trong quá trình thiết kế cần xác định số công nhân của nhà máy và khả năng cung cấp công nhân ở địa phương. Ngoài ra còn phải tính tới khả năng cung cấp nhân công ở các địa phương lân cận. Địa điểm xây dựng phải có kích thước hình dạng thuận lợi cho việc xây dựng trước mắt cùng những việc mở rộng nhà máy trong tương lai. Khu đất phải cao dáo, tránh ngập lụt trong mùa mưa lũ, có mực nước ngần thấp tạo điều kiện tốt cho việc thoát nước thải và nước mặt dễ dàng. Khu đất tương đối bằng phẳng để hạn chế tối đa kinh phí mặt bằng. Xét về địa chất: Khu đất được lựa chọn phải chú ý các yêu cầu sau: + Không được nằm trên các vùng mỏ khoáng sản hoặc địa chất không ổn định như có hiện tượng động đất hay hiện tượng cát chảy. Cường độ khu đất xây dựng là 1,5 đến 2,5. Chọn địa điểm xây dựng phải xét đến mối quan hệ mật thiết giữa khu dân cư đô thị và khu công nghiệp phải đảm bảo về môi trường sinh thái và các vấn đề xã hội khác nói chung khó có thể mà chọn cho thích hợp đối với nhà máy sản xuất supe phốt phát đơn. Tổng hợp các yêu cầu trên tôi chọn địa điểm tại huyện Phong Châu - tỉnh Phú Thọ . II- BỐ TRÍ TỔNG MẶT BẰNG: 1- Tổng mặt bằng của nhà máy bao gồm tất cả các phân xưởng sản xuất chính, phụ, nhà hành chính và các công trình sinh hoạt khác. Việc tính và chọn quy mô cơ cấu của các nhà máy sản xuất cũng như nhà sinh hoạt trước hết phụ thuộc vào tính chất ngôi nhà đó. Mặt bằng nhà máy thiết kế theo nguyên tắc phân vùng bao gồm: a- Vùng sản xuất gồm: - Các phân xưởng chính như phân xưởng supe, phân xưởng axit . - Các phân xưởng phụ : Phân ưởng gia công sơ bộ apatit - Các phân xưởng phụ trợ: phân xưởng điện, nước, cơ khí. b- Vùng năng lượng và vùng kho tàng: Trạm biến thế điện, trạm bơm, lắng lọc nước, kho vật liệu. c- Vùng giao thông: Gồm các công trình đường xá đường bộ và đường sắt. d- Vùng nhà sinh hoạt và các công trình phục vụ như: Nhà hành chính, phòng thí nghiệm, phòng y tế, trạm cứu hỏa, nhà ăn ca. Trong bốn vùng trên, vùng sản xuất là quan trọng nhất nó quan hệ mật thiết với các vùng khác. Các công trình khác phục vụ cho vùng sản xuất các công trình sản xuất lớn hơn các công trình khác cho nên khi bố trí mặt bằng phải ưu tiên trước. Vùng năng lượng bố trí bên cạnh nhà máy, vùng giao thông công chính bố trí để tiện lợi cho việc bốc dỡ, chuyển sản phẩm, đường đi lối lại của đường sắt và đường bộ phải an toàn. Vùng nhà các công trình sinh hoạt được bố trí ở đầu gió và ở phía trước nhà máy có cây xanh bao bọc. Như vậy nguyên tắc thiết kế trên đạt được các yêu cầu sau: Việc phân thành các vùng thuận lợi cho việc quản lý theo ngành theo xưởng, đảm bảo vệ sinh công nghiệp dễ xử lý những bộ phận độc, cháy nổ. Thích hợp với các nhà máy có những phân xưởng những công đoạn có các điều kiện và đặc điểm sản xuất khác nhau. - Việc mở rộng và phát triển thêm được dễ dàng. - Dễ bố trí nhà xưởng, đường giao thông trong từng vùng đã cố gắng hợp khối nhà để giảm giá thành xây dựng. - Phù hợp với các đặc điểm khí hậu nước ta. Tuy nhiên nó cũng có những nhược điểm sau: - Dây truyền sản xuất phải kéo dài. - Hệ thống đường ống và mạng lưới giao thông tăng. - Hệ số xây dựng và hệ số sử dụng thấp. III- THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT SUPE: 1- Đặc điểm sản xuất của phân xưởng. Phân xưởng sản xuất bố trí công nhân làm việc theo kiểu 3 ca, 4 kíp. Quá trình công nghệ của phân xưởng được tiến hành theo dây truyền liên tục, nguyên liệu ở dạng bột và lỏng được vận chuyển một cách tự động. Quá trình tiến hành hầu hết ở các thiết bị kín, máy móc làm việc tự động hóa cao, vì thế số lượng công nhân ít. Nhiệm vụ của công nhân chủ yếu là kiểm tra quan sát chế độ làm việc của thiết bị, chất lượng sản phẩm. Ở những bộ phận nóng, thải nhiều khí độc (như lượng khí độc HF bay ra từ kho ủ), ngoài thông gió tự nhiên còn có thêm thông gió nhân tạo bằng hệ thống hút bụi vệ sinh. Hệ thống dây truyền sản xuất rất phức tạp gồm nhiều quá trình khác nhau, thiết bị khác nhau nhưng có sự liên kết chặt chẽ. Vì thế trong thiết kế đã chú ý đến kết cấu công trình xây dựng cho hợp lý các công trình của nhà máy dùng vật liệu khó cháy chịu ăn mòn axit và bazơ. Trạm cứu hỏa được bố trí khi cần thiết. Do yêu cầu của sản xuất phức tạp nên ta dùng phương pháp đổ bê tông toàn khối mặc dù phương pháp này đòi hỏi kỹ thuật cao. Tuy nhiên phương pháp này có ưu điểm sau: - Khung ổn định, chịu lực tốt vì các kết cấu cột dầm sàn liên kết cứng với nhau. - Dễ tạo lỗ thủng xuyên sàn để bố trí thiết bị. - ít bị môi trường ăn mòn lại các nối kết cấu vì chúng được liên kết chùm bên trong. - Đỡ tốn vật liệu liên kết. * Nhược điểm: - Thi công chậm. - Tốn gỗ làm ván khuân, giàn dáo. - Tiêu chuẩn hóa, cơ giới hóa thi công thấp. 2- Chọn hướng nhà: - Chọn nhà xưởng quay về hướng nam đảm bảo cho mát về mùa hè và tránh rét về mùa đông các thiết bị toả nhiệt dễ gây ô nhiễm môi trường được bố trí về hướng bắc. 3- Chọn bước cột và nhịp nhà. Căn cứ vào các yêu cầu sau: - Thỏa mãn yêu cầu về công nghệ. - Đảm bảo điều kiện làm việc tốt. - Công nhân đi lại dễ dàng, an toàn. - Xác định kích thước mặt bằng, hệ thống bước cột chọn phương án kết cấu hợp lý. - Dự kiến điều kiện phát triển và thay đổi thiết bị để công trình dễ thay đổi theo. - Việc chọn là một bước quan trọng trong quá trình bố trí mặt bằng khi chọn đã căn cứ vào yêu cầu sản xuất, đặc tính của sản xuất mà bố trí thiết bị chọn kích thước cột cho hợp lý trên cơ sở so sánh về kinh tế kỹ thuật. Như vậy ta chọn bước cột là 6 x 6 m - Việc xác định nhịp nhà căn cứ vào kích thước thiết bị, yêu cầu vận chuyển không gian cần thiết cho thao tác, so sánh kinh tế kỹ thuật. 4- Chọn chiều cao nhà, tầng nhà. - Căn cứ chủ yếu vào. + Độ cao thiết bị. + Độ cao vận chuyển lắp ráp thiết bị. + Điều kiện thông gió và chiếu sáng tự nhiên. 5- Giải pháp của kết cấu phân xưởng. - Cột là bộ phận chịu lực chính của nhà, chịu tải trọng của mái, tường sàn, cầu trục. Cột bằng bê tông cốt thép kích thước 600 x 600 mm. - Móng cũng là bộ phận chịu lực chính của nhà nó chịu tải trọng của toàn bộ nhà đè xuống móng cột làm bằng bê tông cốt thép toàn khối. - Dầm móng: Hai đầu tựa trên vai cột đặt dưới tường ở mặt ngòai cột tác dụng để đỡ tường bao quanh chuyển tải trọng của tường xuống móng. Dầm móng có kích thước 250 x 500mm bằng bê tông cốt thép. - Kết cấu mái gồm: Hai lớp gạch, lá nem, hai lớp vữa xi măng một lớp bê tông chống thấm và một lớp panen mái. - Kết cấu nền: Nền chịu a xít, một lớp vữa xi măng cát vàng, một lớp bê tông gạch vỡ một lớp đất pha cát đầm chặt. - Kết cấu sàn. + Dầm chính sàn : 400 x 600 mm + Dầm phụ: 250 x 400 mm + Bản sàn dày: 50 đến 100 mm + Cột phụ đỡ dầm: 400 x 400 mm - Kết cấu bao che: Tường gạch bao che dày 250mm 6- Bảng thống kê các công trình xây dựng. TT Tên công trình Kích thước (m) Diện tích (m2) Dài Rộng 1 Phân xưởng axit 7500 2 Kho apatit + kho than 102 30 3060 3 Bãi thải rắn 40 20 800 4 Trạm bơm axit sunfuric 12 9 108 5 Nhà điều chế 36 30 480 6 Kho ủ Supe 90 30 2700 7 Cầu tải apatit sang nghiền 40 2,5 100 8 Trạm bơm nước 12 6 72 9 Bể lắng nước 30 9 270 10 Nhà cơ khí 48 18 864 11 Kho thiết bị 48 18 864 12 Nhà phân tích 48 18 864 13 Trạm biến thế 12 12 144 14 Nhà ăn ca 18 6 108 15 Nhà sửa chữa điện 30 12 360 16 Nhà hành chính 24 12 288 17 Nhà để xe đạp 18 6 108 18 Nhà y tế 24 12 288 19 Kho ngoài trời 30 18 540 20 Nhà vệ sinh 24 6 144 21 Hội trường 36 12 423 22 Trạm cứu hỏa 12 6 72 23 Ga ra ô tô 30 9 270 24 Nhà bảo vệ 6 4 48 25 sấy nghiền sơ bộ 42 18 756 26 Nghiền mịn 30 18 540 27 Nhà tắm 24 12 288 28 Khu giới thiệu sản phẩm 30 18 540 29 Khu sản xuất Na2SiF6 36 18 648 30 Tổng diện tích xây dựng 22324 - Tổng diện tích khu đất: 87500 m2 - Diện tích xây dựng: 22434 m2 - Diện tích sử dụng: Ssd = 2.22434 = 44868 m2 Vậy: KXD = KSD = PHẦN IV- ĐIỆN KỸ THUẬT Xí nghiệp Supe Phốt phát thiết kế là phân xưởng sản xuất với quy mô lớn, các khâu sản xuất được cơ khí hoá và tự động hoá nên vấn đề tiêu thụ điện là rất quan trọng. Điện là nguồn năng lượng rẻ tiền, vấn đề đặt ra là làm sao nâng cao được hệ số sử dụng công xuất và tiết kiệm điện năng hợp lý góp phần hạ giá thành sản phẩm. Phân xưởng dùng nguồn điện 35KV nên cần có trạm biến thế hạ nguồn xuống 220V/380V dùng cho thắp sáng và chạy máy. I - ĐIỆN DÙNG CHO THẮP SÁNG: Được dùng ở nhà sản xuất, kho chứa, nhà làm việc, đèn bảo vệ. Mạng điện thắp sáng phân xưởng được cung cấp với hai hệ thống biến thế đề phòng sự cố một máy hỏng. 1- Số đèn thắp sáng ở nhà chứa quặng: Số đèn chiếu sáng ở kho chứa: n 1 = Trong đó: S Là diện tích được chiếu sáng w Là công suất riêng (w/m2) phụ thuộc vào độ chiếu sáng và chiều cao từ bề mặt lao động đến đèn. W = 7 w/m2 P = 200w/220v: công suất bóng đèn Thay số: n 1 = đèn. 2- Số đèn ở nhà nghiền sấy và gia công công quặng: n2 = 10 đèn có P = 200w/220v. 3- Số đèn ở phòng thí nghiệm phân xưởng: n3 = 5 đèn với P = 200w/220v 4- Số đèn ở phòng quản đốc, trưởng ca, phòng nghỉ: n4 = 8 đèn với P = 100w/220v 5- Số đèn ở bộ phận chế hoá, nghiền mịn: n5 = 16 đèn với P = 200w/220v 6- Số đèn ở đường băng tải. n6 = 18 đèn với P = 100w/220v 7- Số đèn bảo vệ: n7 = 30 đèn với P = 100w/220v 8- Số đèn ở nhà tắm, nhà sinh hoạt. n8 = 10 đèn với P = 100w/220v 9- Số đèn ở kho ủ supe: n9 = 60 đèn với P = 200w/220v Thời gian sử dụng điện chiếu sáng trong một năm. t = 12.365 = 4380 giờ Trong đó: 365 là số ngày trong một năm. 12 là số giờ thắp sáng trong một ngày. Như vậy: Số đèn 100w = n4 + n7 + n6 + n8 = 8 + 30 + 18 + 10 = 66 cái Số đèn 200w = n1 + n2 + n3 + n5 + n9 = 100 + 10 + 5 + 16 + 40 = 171 (cái). Số đèn (cái) Công suất 100 W/H Công suất 200 W/H Năng lượng (kw) 66 100w 28,9.103 171 200w 1498.103 Tổng 178,7.103 II- ĐIỆN NĂNG TIÊU HAO CHO DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT S TT Thiết bị dùng động cơ Số lượng C.suất (kw) cos G (kg) Số giờ chạy Tiêu thụ 1 Cầu trục 10T 2 Động cơ chạy cầu 4 40,0 0,90 0,89 495 4800 7,7.105 Động cơ xe con 2 5,0 0,90 0,89 100 4800 96000 Động cơ gầu múc 4 40,0 0,90 0,89 495 4800 7,7.105 2 Băng tải xích 2 4,0 0,80 0,85 400 7200 57600 4 Băng tải C.su Q 2 3,0 0,80 0,85 70 7200 43200 5 Băng tải C.su T 1 3,0 0,80 0,85 80 7200 21600 6 Quạt lò đốt than 2 9,0 0,80 0,82 150 7200 57600 7 Máy sấy 1 10,0 0,90 0,89 180 7200 72000 8 Máy đập búa 1 20,0 0,90 0,89 310 72000 1,5.105 9 Quạt vệ sinh 1 4,0 0,80 0,85 80 7200 28800 10 Quạt hút khí sấy 2 7,0 0,80 0,85 150 7200 50400 11 Băng tải quặng khô 1 4,0 0,80 0,82 100 7200 28800 12 Máy nghiền Bi 1 7200 1,3.105 13 Quạt hút cao áp 1 75,0 0,85 0,85 80 7200 5,4.105 14 Vít tải bột 1 1,0 0,85 0,85 80 7200 7200 15 Băng tải bột 1 4,0 0,80 0,85 80 7200 28800 16 Vít T bột V.thùng 1 1,0 7200 7200 17 Thùng hỗn hợp 1 Que trộn 1 1 7,0 7200 50400 Que trộn 2 1 7,0 7200 50400 Que trộn 3 1 3,0 7200 21600 18 Bơm axit 1 2,0 7200 14400 19 Phòng hoá thành 1 4,5 7200 32400 20 Dao cắt 1 10,0 7200 72000 21 B.tải Supe tươi 1 7200 32400 22 Tang đánh tơi 1 7200 1.105 23 Buồng hấp thụ F 4 7200 80640 24 Bơm axit H2SiF6 1 7200 18000 25 Quạt hút khí F 1 7200 2,9.105 Tổng 2,8.106 Tổng điện năng tiêu tốn trong năm cho sản xuất: 2763210 + 178700 = 2941910 (KW). PHẦN V - KINH TẾ KỸ THUẬT I- HỆ THỐNG TỔ CHỨC QUẢN LÝ SẢN XUẤT TRONG XÍ NGHIỆP . 1- Sơ đồ hệ thống tổ chức quản lý trong phân xưởng. GIÁM ĐỐC Thí nghiệm Phó GĐ Trưởng ca Cơ khí trưởng Đốc công điện LĐTL Thủ kho 2- Số ngày làm việc trong năm là 295 ngày. Có 70 ngày cho việc nghỉ tết, lễ, chủ nhật, sửa chữa bảo dưỡng máy móc. 3- Tổ chức bộ máy làm việc của công nhân: Nhà máy làm việc theo 3 ca, 4 kíp để đảm bảo cho công nhân làm việc điều độ, sản xuất liên tục. a- Bố trí công nhân trực tiếp sản xuất. TT Vị trí sản xuất Số người trong một ca Tổng số 1 Trưởng ca 1 4 2 Cầu trục kho apatit 1 1 4 3 Công nhân dỡ hàng 3 12 4 Bunke chứa quặng 1 1 4 5 Băng tải apatit lên sấy 1 4 6 Băng tải than 1 4 7 Lò đốt 2 8 8 Máy búa + thùng sấy 1 4 9 Băng tải sang nghiền bi 1 4 10 Máy nghiền bi 1 4 11 Gầu nâng vít tải 1 4 12 Hỗn hợp hoá thành 3 12 13 Băng tải máy đánh tung 2 8 14 Gầu nâng đưa bột lên bunke 1 4 15 Công nhân xuất sản phẩm 3 12 16 Cơ điện trực nhật 2 8 17 Hấp thụ khí flo 1 4 Tổng 104 b- Công nhân phục vụ sửa chữa và thí nghiệm. TT Các tổ Số người trong tổ Tổng số 1 Điện 10 10 2 Cơ khí 20 20 3 Thí nghiệm 10 10 Tổng 40 40 Tổng số công nhân cần tuyển dụng cho xí nghiệp: 104 + 40 = 144 người. c- Công nhân sản xuất gián tiếp: TT Chức vụ Số lượng người 1 Giám đốc 1 2 Phó giám đốc 1 3 Kỹ thuật cơ khí 1 4 Kỹ thuật điện 1 5 Trưởng phòng thí nghiệm 1 6 Kế toán và lao động tiền lương 2 7 Tạp vụ + Thủ kho 4 Cộng 11 - Tổng số cán bộ công nhân trong phân xưởng: 144 + 11 = 155 người. II- VỐN ĐẦU TƯ: T1 TT Tên công trình Diện tích Đơn giá Thành tiền 1 Kho chứa apatit 3600 400.103 1440.000.103 2 Kho ủ Supe 2700 500.103 1350000.103 3 Kho điều chế 480 500.103 240000.103 4 Khu nghiền sấy 150 500.103 75000.103 5 Đường băng tải 100 300.103 30000.103 Tổng 313,50000.103 - Tiền xây dựng nhà gián tiếp T2 gồm nhà hành chính, nhà chuyên môn quản trị bồi dưỡng căng tin. T2 = (0,2 ¸0,25) . T1 Lấy T2 = 0,25; T1 = 0,25.313,5.107 = 78,375.107(đồng) - Tiền xây dựng đường xá công trình phụ T3 gồm: T3 = 0,25 ; T1 = 0,25.313,5.107 = 78,375.107(đồng) - Tổng số vốn đầu tư vào xây dựng. ST = T1 + T2 + T3= 0,25.313,5.107 = 78,375.107(đồng) - Khấu hao xây dựng gồm khấu hao cơ bản 2% Khấu hao sửa chữa lớn 1% Tổng cộng là 3%. TKHXD = 0,03 . 470,25.107 = 14,1075.107 2- Đầu tư vào thiết bị: TT Tên thiết bị Số lượng Đơn giá Thành tiền (đ) 1 Cầu trục 10 tấn 4 80000.103 320000.103 2 Bunke chứa quặng 2 5000.103 10000.103 3 Băng tải than 1 1308.103 1308.103 4 Băng tải quặng 2 1308.103 75864.103 5 Băng tải xích 2 12520.103 25040.103 6 Bunke chứa than 1 4000.103 4000.103 7 Lò đốt 2 500.000.103 1000.000.103 8 Thùng sấy 2 130200.103 260400.103 9 Quạng thổi khí vào lò 2 11100.103 22200.103 10 Quạt hút khí nóng 2 100000.103 200000.103 11 Quạt hút vệ sinh 1 8000.103 8000.103 12 Máy nghiền búa 2 75600.103 16200.103 13 Tổ xyclon nhóm 2 2 100000.103 20000.103 14 Tổ xyclon nhóm 4 4 100000.103 400000.103 15 Băng tải sang nghiền 1 64.103 64.103 16 Cung cấp đĩa 1 65.103 65.103 17 Máy nghiền bi 1 10.108 10.108 18 Sàng phân ly 1 40.106 40.106 19 Xy clon đơn 1 28.106 28.106 20 Xy clon nhóm 6 6 104,2106 625,2106 21 Xy clon màng nước 1 30000.103 30000.103 22 Vít vào gầu nâng 1 12000.103 12000.103 23 Một số vít ngắn 5 1000.103 5000.103 24 Bun ke trung gian 1 6000.103 6000.103 25 Cân định lượng 1 5160.103 5160.103 26 Bể dự trữ a xit H2SO4 76% 2 14.000.103 14.000.103 27 Thùng cao vị chứa a xit 1 16.000.103 16.000.103 28 Thùng cao vị chứa nước 1 10.000.103 10.000.103 29 Thùng hỗn hợp 1 21000.103 21000.103 30 Phòng hoá thành 1 1182000.103 1182000.103 31 Bunke cân định lượng 1 2160.103 2160.103 32 Thùng làm lạnh a xit 1 50.000.103 50.000.103 33 Băng tải Supe 1 138,96.106 138,96.106 34 Quạt mát cho công nhân 3 1,5.106 4,5.106 35 Bunke chứa Supe xuất kho 1 78,5.105 78,5.105 36 Băng tải chuyển sản phẩm 1 27792.106 27792.106 37 Phòng hấp thụ 1 24000.103 24000.103 38 Tháp hấp thụ 1 24000.103 24000.103 39 Tháp tách giọt 1 5700.103 5700.103 40 Bể chứa H2SiF610% 1 10,8.103 10,8.103 41 Quạt phòng không 1 118800.103 118800.103 42 Bơm axit H2SO4 76% 2 48,12.105 96,24.105 43 Bơm a xit H2SiF6 2 48,12.105 96,24.105 44 Bơm nước 2 48,12.105 96,24.105 Tổng 52,66904000.106 Tiền mua động cơ: TT Loại động cơ Ph Đơn giá (đ/kw) Số lượng Thành tiền 1 AO - 61 - 6 141 10.000.000 6 141.105 2 AO - 52 - 4 36 10.000.000 2 36.105 3 AO - 51 - 4 12 10.000.000 3 12.105 4 AO - 24 - 4 6 10.000.000 2 6.105 5 AO - 51 - 6 35 10.000.000 6 35.105 6 AO - 62 - 6 380 10.000.000 15 38.106 7 AO - 63 - 6 40 10.000.000 5 40000.103 8 AO - 82 - 6 180 10.000.000 7 180000.103 9 AO - 52 - 6 100 10.000.000 4 10000.103 10 AO - 41 - 6 12 10.000.000 5 12000.103 11 AO - 62 - 4 8 5 8000.106 Tổng 95.106 - Tiền thiết bị chủ yếu. T1 = 5266,904.106 + 95.106 = 5361,904.106(đồng) - Tiền thiết bị phụ: 5% T2 = 5% T1 = 0,05 .5361,904.106 = 268,0952.106(đồng) - Tiền thiết bị đo lường 10%. T3 = 10% T1 = 0,1. 5361,904.106 = 536,1904.106(đồng) - Tiền đầu tư vào lắp giáp thiết bị. T4 = 20% T1 = 0,2. 6531,904.106 = 1072,3808.106(đồng) - Tiền đầu tư vào vệ sinh công nghiệp 5% T5 = 5% T1 = 0,05. 5361,904.106 = 268,0952.106(đồng) - Tiền đầu tư vào các thiết bị khác 10%. T6 = 10% T1 = 0,1.5361,904.106 = 653,1904.106(đồng) + Tổng tiền đầu tư vào các thiết bị. ST = T1 + T2 + T3+ T4 + T5+ T6 = 563,1904.106(đồng) + Khấu hao thiết bị bình quân bằng 10% tổng đầu tư vào thiết bị: a = Tkh + tkh = 14,1075.107 + 804,2856.106 = 818,3931.107 tkh = 0,1 . 8042,856.106 = 804,2856.106(đồng) 3- Tổng số vốn đầu tư vào tài sản cố định gồm đầu tư xây dựng và thiết bị: A = T + t = 470,25.107 + 8042,856.107 = 1274,5356.107(đồng) Khấu hao tài sản cố định hàng năm. III- GIÁ THÀNH SẢN PHẨM: A- CÁC CHI PHÍ CHỦ YẾU: 1- Chi phí về nguyên liệu: (kể cả vận chuyển ) TT Nguyên liệu Tiêu hao (t/năm) Đơn giá (đ) Thành tiền (đ) 1 Apatit (tấn) ẩm 7,9% 135876 340.103 46197840.103 2 Axit H2SO476% 937,44.103 1500.103 29704520,4.103 3 Than 1466 230.103 337180.103 4 Nước sạch 4400 500.103 2200.103 5 Điện 2941910kw 550.103 5633557.103 Tổng 81875,2974.106 2- Tiền lương chính cho công nhân viên trực tiếp sản xuất là 1000.000 đồng /tháng/người. 1.000.000 x 155 x 12 = 1860.106 3- Tiền phụ cấp ngoài lương - Phụ cấp ốm, sinh đẻ, con ốm bằng 5% lương chính 0,05 . 1860 .106 = 93.106 - Phụ cấp độc hại bằng 7% lương chính. 0,07 . 1860 .106 = 130,2.106 - Thưởng sáng kiến, khen thưởng 3% lương chính 0,03 . 1860 .106 = 55,8.106 - Bồi dưỡng độc hại 3% lương chính 0,03 . 1860 .106 = 55,8.106 * Tổng cộng lương + phụ cấp bằng 2194,8.106 TT Nguyên liệu + năng lượng + nước Thành tiền (đ) 1 Nguyên liệu + năng lượng + nước 81875,2974.106 2 Lương chính + Phụ cấp 2194,8.106 3 Khấu hao tài sản cố định 857,42576.106 Tổng 84927,5231618. 106 B - CÁC CHI PHÍ KHÁC: 1- Kinh phí phân xưởng 10% chi phí chủ yếu 0,1 GTB 2- Quản lý xí nghiệp 5% GTB 3- Chi phí ngoài sản xuất 4% GTB Tổng cộng 19% GTB C- CÁC LOẠI GIÁ THÀNH. 1- Giá thành toàn bộ GTB GTB = Tổng kinh phí chủ yếu. 84927,5231618/(100-19).100=104848,794026.106 2- Kinh phí phân xưởng 10% GTB = 0,1 . 104848,794026. 106 = 10484,879.106 3- Giá thành phân xưởng GPX GPX = 10484,879.106 + 84927,5231618.106 = 95412,4.106 4- Quản lý xí nghiệp 5% GTB 0,05 . 10484,879.106 = 5242,44.106 5- Giá thành xí nghiệp GXN GXN = GPX + GQL = 95412,4.106 + 5242,44.106 = 100654,8.106 6- Kinh phí ngoài sản xuất 4% GTB 0,04 . 10484,879.106 = 4193,95.106 BẢNG ƯỚC TÍNH GIÁ THÀNH SẢN PHẨM TT Khoản mục chi Thành tiền (đ) 1 Chi phí chủ yếu 84927,5231618.106 2 Chi phí phân xưởng 10484,8794026.106 3 Giá thành xí nghiệp 100654,8.106 4 Chi phí ngoài sản xuất 4193,95.106 Tổng 200261,152564. 106 7- Giá thành một đơn vị sản phẩm: Gsp = đồng/kg Trong đó : SL = 230.000 T/năm: sản lượng hàng năm: D- LÃI VÀ THU HỒI VỐN ĐẦU TƯ 1- Lãi hàng năm. L = SL (B - Gsp) đồng B - Giá bán một đơn vị sản phẩm B = 875,7 (đồng) Gsp - Giá thành một đơn vị sản phẩm Vậy L = 230000 (875,7 - 870,7) = 1150000.103 2- Tỷ suất lãi 3- Thời gian thu hồi vốn: T = năm. PHẦN VI - AN TOÀN LAO ĐỘNG I- MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA: Xuất phát từ quan điểm con người là vốn quí nhất, từ mục đích cuối cùng của sản xuất là phục vụ nhu cầu, lợi ích của con người. Công tác bảo hộ lao động trong các nhà máy, xí nghiệp XHCN có một tầm quan trọng đặc biệt. An toàn lao động là một mặt quan trọng của kỹ thuật bảo hộ lao động, nó nghiên cứu kỹ thuật sản xuất, các biện pháp tổ chức sản xuất nhằm bảo đảm an toàn nhất cho công nhân sản xuất. Trong các nhà máy sản xuất hoá chất, phần lớn đều sinh bụi, khí độc và tiếng máy. Nhiều quá trình có hại cho sức khoẻ của con người không biểu hiện ngay lập tức nên công tác an toàn lao động cần tuân thủ một cách chặt chẽ, chấp hành một cách tự giác. II- NỘI DUNG KỸ THUẬT AN TOÀN: 1- Các đặc điểm của nhà máy: - Rất nhiều bụi do sử dụng apatit dưới dạng bột - Ăn mòn, gây hỏng do axit sunfuric dễ xảy ra - Độc hại cho công nhân do sinh ra khí Flo - Ồn do các máy nghiền hoạt động . - Do sử dụng điện rộng rãi nên các tai nạn về điện cũng dễ xảy ra - Có nhiều máy vận chuyển, gây tai nạn trong vận chuyển, vận hành. 2- Các biện pháp kỹ thuật đảm bảo an toàn lao động. a- Trong xây dựng nhà máy. Như phần xây dựng đã chỉ rõ việc chọn địa điểm, bố trí tổng mặt bằng, chọn hướng nhà đã thoả mãn các yêu cầu cơ bản nhất về nhiều mặt. Trong đó mặt vệ sinh công nghiệp, giao thông thuận tiện và phòng chống cháy. Các giải pháp đó thể hiện dưới đây. - Các nhà sản xuất chính quay hướng đông nam là hướng tốt nhất với địa điểm xây dựng (Lâm Thao - Phú Thọ) . Đảm bảo chiếu sáng thông gió tự nhiên tốt. - Các phân xưởng sinh bụi nhiều, sinh khí độc đặt ở cuối hướng gió chủ đạo. - Các giải pháp xây dựng như kết cấu chịu lực, bao che đã chú ý đến yêu cầu vệ sinh công nghiệp. b- An toàn đối với các thiết bị làm việc dưới áp suất: Nhà máy sử dụng khí nén để tháo liệu ở các bunke chứa bột apatit . Để an toàn cho sản xuất, cần tuân theo những quy định sau: - Sử dụng các dụng cụ kiểm tra và bảo hiểm - Sử dụng màng an toàn - Thường xuyên kiểm tra độ kín của hệ thống. c- An toàn đối với các thiết bị nhiệt. Phân xưởng bao gồm các thiết bị nhiệt: lò đốt, thùng sấy và cả tháp hấp thụ. Cần thực hiện các biện pháp an toàn sau: - Chú ý bảo đảm làm lạnh đối với lò nung - Cách li với sản phẩm dễ cháy, với nhiên liệu. - Đảm bảo dụng cụ bảo hộ lao động cho công nhân như quần áo, mũ, giày, găng tay, quạt mát. d- An toàn về vận chuyển: Trong phân xưởng dùng nhiều phương tiện vận chuyển như gầu nâng, vít tải băng tải, cầu trục. Cần thực hiện những biện pháp sau: - Che chắn các bộ phận chuyển động. - Bố trí nút ngắt ở nơi thuận tiện cho dễ sử dụng. - Các cầu trục phải lắp đủ phanh, không được đứng dưới cầu trục khi đang làm việc. - Đầu tóc gọn gàng khi làm việc. e- An toàn về điện: Phân xưởng sử dụng điện rất rộng rãi nên an toàn về điện là một vấn đề quan trọng. - Dùng dòng điện an toàn, cách li bao bọc dây dẫn. - Tiếp đất bảo vệ. - Hệ thống cầu dao, công tắc phải có hộp bảo vệ và đặt ở những nơi thuận tiện. - Dùng các bộ phận tự động ngắt mạch khi sự cố xảy ra. - Trang bị các dụng cụ đồng hồ cách điện … g- An toàn đối với bỏng axit. - Bảo vệ chống ăn mòn cho thiết bị và các chi tiết xây dựng ở nơi có axit . - Dùng các thiết bị bảo hộ như giầy cao su, gănh tay cao su. III- PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ: - Đảm bảo kín các thiết bị nhiệt, khí nén - Cách li thiết bị, vật dễ cháy nổ với xung quanh - Tránh phát sinh tia lửa tại những nơi dễ gây cháy… - Dùng các vật liệu chịu nhiệt, chịu lực ở những nơi cần thiết (bao cát, bể nước, bình chữa cháy…) - Có phương tiện cứu hoả - Phòng chống cháy nổ và huấn luyện cho công nhân biết cách khi sử dụng. KẾT LUẬN Qua thời gian làm việc cố gắng và khẩn trương, được sự giúp đỡ tận tình của thầy hướng dẫn Bùi Song Châu, cũng như các thầy cô giáo trong bộ môn, công việc thiết kế phân xưởng sản xuất supe phốt phát đơn năng suất 230.000 T/năm đã được hoàn thành. Quá trình thiết kế tốt nghiệp này là dịp thực tập bổ ích giúp em biết được trình tự, cách thức tiến hành các phương pháp thiết kế nhà máy để sau này trong quá trình làm việc có thể đảm nhận được công tác của một kỹ sư và có thể hoàn thành được các bản thiết kế các xí nghiệp hóa chất khi được giao nhiệm vụ. TÀI LIỆU THAM KHẢO STT Tên sách Tác giả 1 Giáo trình kỹ thuật phân khoáng Nguyễn An 2 Sổ tay kỹ sư hoá chất Vương Đình Nhân 3 Sổ tay hoá học; Hà Nội 1972 Hoàng Nhâm 4 Cơ sở quá trình và thiết bị công nghê hoá học T1 ĐHBK 1974 5 Cơ sở quá trình và thiết bị công nghệ hoá học T2 ĐHBK 1974 6 Giáo trình nhiệt kỹ thuật ĐHBK 1968 7 Những ví dụ và bài tập môn hoá công T1 1962 Nhà suất bản giáo dục 8 Thông tin kinh tế kỹ thuật 1976 Tổng cục hoá chất 9 Máy và thiết bị sản xuất hoá chất 1971 Hồ Lê Viên dịch 10 Sổ tay điện trẻ Tiến Thanh 11 Lò Silicat 1969 Nhà suất bản KHKT 12 Tính và lựa chọn thiết bị Silicat ĐHBK 1970 13 Thiết kế xây dựng nhà máy hoá chất 1974 14 Sổ tay tóm tắt các đại cương hoá lý 15 Tính toán công nghệ sản xuất các hợp chất vô cơ NXBKHKT - 1967 16 Tạp chí giản đồ hòa tan công nghệ các hợp chất vô cơ 1982 17 Tính toán bằng đồ thị các muối vô cơ NXBKT - 1973 18 Tuyển tập hòa tan hệ muối nước nhà an ninh Tập1 ¸ 4 NXBKHKT 1953 - 1963 MỤC LỤC Nội dung Trang Lời nói đầu 1 Phần I: Lý thuyết 2 A- Đặc điểm nguên liệu ban đầu sản phẩm thu được 2 I- Thành phần nguyên liệu sản xuất supe đơn. 2 B- Lý thuyết của quá trình sản xuất supe đơn. 4 I- Cơ sở hóa lý của quá trình sản xuất supe đơn 4 II- Hấp thụ khí Flo chế tạo axit H2SiF6 15 Phần II: Tính toán 20 A- Cân bằng chất và cân bằng nhiệt 20 I- Tính toán cân bằng chất sản xuất supe 20 II- Tính toán cân bằng nhiệt sản xuất supe 45 B- Tính toán và chọn thiết bị 60 I- Tnh tóan và chọn thiết bị chính 60 II- Tính toán một số thiết bị khác 67 Phần III: Xây dựng 91 I- Chọn điạ điểm xây dựng 91 II- Bố chí tổng mặt bằng 92 III- Thiết kế phân xưởng sản xuất supe 93 Phần IV: Điện kỹ thuật 97 I- Điện dùng cho thắp sáng 97 II- Điện năng tiêu hao cho dây truyền sản xuất 99 Phần V: Kinh tế kỹ thuật 100 I- Hệ thống tổ chức quản lý sản xuất trong xí nghiệp 100 II- Vốn đầu tư 102 III- Giá thành sản phẩm 106 Phần VI- An toàn lao động 109 I- Mục đích và ý nghĩa 109 II- Nội dung kỹ thuật an toàn 109 Kết luận 112 Tham khảo 113