Nghiên cứu tính toán thiết kế thiết bị rửa và tách nước trong dây chuyền sản xuất muối công nghiệp

cam đoan rằng những số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tơi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc tên tài liệu và tên tác giả. Tác giả Nguyễn Trường Thơ Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......ii LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập và nghiên cứu tại khoa Cơ điện và Viện đào tạo sau ðại học trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội. Tơi đã được các thầy giáo, cơ giáo trong nhà trường giảng dạy và giúp đỡ sự nhiệt tình . Nhân dịp này, tơi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới các thầy giáo, cơ giáo trong nhà trường, các thầy, cơ trong khoa Cơ điện, các thầy cơ trong bộ mơn Máy nơng nghiệp. Tơi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới PGS – TS Hồng ðức Liên, Giám đốc trung tâm thư viện, và các thầy, cơ giáo trong bộ mơn Máy Nơng nghiệp đã quan tâm, tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện giúp đỡ tơi về mọi mặt để tơi hồn thành đề tài nghiên cứu. Quá trình thực hiện đề tài khơng thể tránh khỏi những thiếu xĩt, rất mong tiếp tục nhận được sự đĩng gĩp ý kiến của các thầy giáo, cơ giáo và bạn bè đồng nghiệp để đề tài được hồn thiện hơn. Học viên Nguyễn Trường Thơ Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......iii MỤC LỤC Trang Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục các chữ viế@t tắt vàB kí@ hiệCu v Danh mục bảng vi Danh mục hình vii 1. MỞ ðẦU 0 1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 1.2 Mục đích, yêu cầu của đề tài: 4 2. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 5 2.1 Tình hình sản xuất và thu hoạch muối phơi nước trên Thế Giới. 5 2.1.1 Thu muối 5 2.1.2 Vận chuyển muối 9 2.1.3 Rửa muối và tách nước 10 2.1.4 ðánh đống muối 10 2.2 Tình hình sản xuất muối cơng nghiệp hiện nay ở Việt Nam 11 2.2.1 ðặc điểm sản xuất muối cơng nghiệp hiện nay ở Việt Nam 11 2.2.2 Cơ sở hạ tầng các đồng muối cơng nghiệp 13 3 ðỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 3.1. ðối tượng: 18 3.2 Phương pháp nghiên cứu: 18 4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ ðẠT ðƯỢC 19 4.1. Sơ đồ dây chuyền thiết bị thu gom, vận chuyển, đánh đống muối bằng phương pháp thuỷ lực 19 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......iv 4.2 Cơ sở lí thuyết của quá trình sàng 19 4.2.1 Các chỉ tiêu đánh giá quá trình phân loại, làm sạch 20 4.2.2 Cơ sở của quá trình sàng 22 4.3. Tính tốn thiết kế sàng lọc, tách nước 30 4.3.1 Chọn vật liệu chế tạo sàng 30 4.3.2 Chọn đường kính cho dây lưới sàng: 33 4.4 Chế tạo sàng 36 4.4.1 Chọn kích thước cho thanh giằng khung đỡ lưới 36 4.4.2 Tính tốn, khai triển tấm bên (Số lượng 02 tấm) 40 4.4.3 Tính tốn và khai triển ống cơn thu nước 42 4.4.4. Thiết kế cụm khung kẹp và đỡ lưới 44 4.4.5 Tính tốn, khai triển cụm ống dẫn 47 4.5. Một số hình ảnh khảo nghiệm của thiết bị 52 5.5 Nhận xét và đánh giá 54 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 55 5.1 Kết luận 55 5.2 Kiến nghị 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 PHỤ LỤC 57 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU d Kích thước cục vật liệu. (mm) l Kích thước lỗ lưới. (mm) α gĩc nghiêng. (độ) ν Vận tốc cục vật liệu. (m/s) g Gia tốc trọng trường. (m/s2) L chiều dài sàng. (mm) K Hệ số tính đến sự kẹt lỗ sàng B Chiều rộng sàng. (mm) h Chiều dày lớp vật liệu trên sàng. (mm) m Khối lượng cục vật liệu. (kG) G Lượng hỗn hợp vật liệu. (kG) µ Hệ số phụ thuộc quá trình sàng. f Hệ số ma sát. P tải trọng tập trung lên sàng. (kN). q Tải trọng phân bố. ( kN/m) Qy Lực cắt. (kN) Mx Mơ men uốn. (kN.m) σ Giới hạn bền kéo. (kN/m2) Wx Mơ men chống uốn. (m 3) φ Hệ số uốn dọc của vật liệu Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......vi DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 3.1 Kí hiệu và thành phần hố học của một số loại mác thép INOX 31 3.2 Cơng dụng của từng loại Mác thép 33 3.3 Kích thước và hình dáng của thép L 37 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......vii DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 1 Rửa vít xoắn & Ly tâm muối 1 2 Tháp rửa ngược và ly tâm muối 2 3 Rửa muối trong máy ly tâm 2 4 Máy rửa muối kiểu vít kép (2 vít xoắn) 3 5 Dây chuyền rửa muối cơng nghiệp của hãng MIDI Pháp dùng thiết bị chính là bơm rắn lỏng, sàng tĩnh và máy ly tâm liên tục 3 1.1 Gom muối thành luống 6 1.2 Xúc muối lên xe chuyên dùng 7 1.3 Chuyển muối lên xe xe tải 7 1.4 Máy liên hợp thu hoạch muối và xe tải 8 1.5 Máy liên hợp thu hoạch muối và băng tải 8 1.6 Băng tải vận chuyển muối 9 1.7 Ơ tơ Tải chuyển muối 9 1.8 ðánh đống muối bằng băng tải 10 1.9 Thu muối đánh đống bằng thủ cơng tại ruộng đồng muối cơng nghiệp nước ta 14 1.10 Thu hoạch bán cơ giới kết hợp thủ cơng 14 1.11 Phay muối 15 1.12 Thu hoạch muối bằng cơ giới tại đồng muối Vĩnh Hảo 15 3.1 ðồ thị phân chia hỗn hợp thành 2 cấu tử. 21 3.2 Kích thước lỗ lưới 23 3.3 Kẹt lỗ sàng 26 3.4 Kích thước lưới 27 3.5 Dụng cụ đo ma sát 28 3.6 Biên dạng làm việc của lưới 29 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......viii 3.7 Sơ đồ cấu tạo Sàng 34 3.8 Mơ hình 1 35 3.9 Mơ 2 36 3.10 Sơ đồ chịu lực của thanh giằng 37 3.11 Mặt cắt ngang của thanh giằng 38 3.12 Vị trí của thanh giằng trên thân Sàng 39 3.13 Chế tạo thanh giằng 40 3.14 Tấm bên 41 3.15 Bản vẽ cơn thu nước 42 3.16 Bản vẽ khai triển cơn thu nước 43 3.17 Bản vẽ gia cơng 43 3.18 Khung đỡ lưới 44 3.19 Bu Lơng kẹp lưới 45 3.20 Khung kẹp lưới 46 3.21 Biên dạng lưới 46 3.22 Mặt cắt B - B 47 3.31 Bản vẽ phác Sàng 47 3.32 Cụm ống dẫn 48 3.33 Hình chiếu ống dẫn. 49 3.34 Bản vẽ khai triển ống dẫn 49 3.35 Bản vẽ chế tạo Bích ống dẫn 50 3.36 Cụm ống dẫn 51 3.37 Chạy thử thiết bị sau khi chế tạo xong 52 3.38 Lắp đăt thiết bị 52 3.39 Khảo nghiệm thiết bị tại Hịn Khĩi - Nha Trang- Khánh Hồ 53 3.40 Khảo nghiệm thiết bị tại Hịn Khĩi - Nha Trang- Khánh Hồ 53 Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......1 1.MỞ ðẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Việt Nam cĩ bờ biển dài 3000 km, điều kiện tự nhiên thuận lợi cho sản xuất muối. Diêm dân cần cù và cĩ nhiều kinh nghiệm trong sản xuất muối. Nhưng những lợi thế đĩ chưa được phát huy đầy đủ. Muối của chúng ta sản xuất ra chất lượng kém, sản lượng thấp và chưa đủ để cung cấp cho nhu cầu trong nước do vậy hàng năm chúng ta vẫn phải nhập khẩu muối cho sản xuất cơng nghiệp, đời sống của đại bộ phận diêm dân cịn gặp nhiều khĩ khăn. ðĩ là điều bất cập cho một đất nước cĩ cĩ nhiều tiềm năng để phát triển nghề muối như đất nước ta. Hiện nay trên thế giới cĩ rất nhiều phương pháp để rửa muối sau thu hoạch, thiết bị rửa phổ biến là: Vít xoắn; Sàng tĩnh; Xích cào; Xyclơn thuỷ; Tháp rửa ngược; Băng tải lưới, máy ly tâm liên tục,Sàng rung…vv...tuỳ theo cơng nghệ lựa chọn để áp dung thiết bị rửa và tách nước cho phù hợp song nhìn chung các phương pháp rửa muối phổ biến trên thế giới chỉ phù hợp với các đồng muối lớn sản lượng nhiều, quy mơ hàng ngàn héc ta. Hình 1. Rửa vít xoắn & Ly tâm muối Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......2 Hình 2. Tháp rửa ngược và ly tâm muối Hình 3. Rửa muối trong máy ly tâm Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......3 Hình 4. Máy rửa muối kiểu vít kép (2 vít xoắn) Hình 5. Dây chuyền rửa muối cơng nghiệp của hãng MIDI Pháp dùng thiết bị chính là bơm rắn lỏng, sàng tĩnh và máy ly tâm liên tục Những dây chuyền thiết bị rửa, tách muối của các nước tiên tiến trên thế giới nêu trên chỉ áp dụng phù hợp với những cánh đồng muối cĩ qui mơ sản xuất muối lớn, trang bị cơ giới hố đồng bộ, hiện đại, mà chưa thể áp dụng được trong điều kiện sản xuất của nước ta. Thiết bị tách ly tâm (cĩ thêm động Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......4 cơ, treo cao nặng nề...) cịn tách nước kiểu Xyclon thuỷ: ðịi hỏi năng lượng tạo áp lực lớn , tách thốt nước kém... Từ những nhận xét đánh giá trên, để gĩp phần nâng cao năng suất, chất lượng muối sau thu hoạch đồng thời phù hợp với các đồng muối ở nước ta, vấn đề được đặt ra ở đây là cần thiết phải nghiên cứu tính tốn thiết kế thiết bị rửa, tách nước kiểu sàng tĩnh là cĩ cơ sở đáp ứng yêu cầu kinh tế và kỹ thuật đặt ra cho hệ thống thiết bị vận chuyển và đánh đống muối biển. Vì những lí do nêu trên, chúng tơi tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu tính tốn thiết kế thiết bị rửa và tách nước trong dây chuyền sản xuất muối cơng nghiệp“. ðề tài được thực hiện dưới sự hướng dẫn giúp đỡ trực tiếp của PGS -TS Hồng ðức Liên 1.2. Mục đích, yêu cầu của đề tài: - Mục đích: Tính tốn thiết kế thiết bị rửa tách nước (sàng tĩnh) làm mơ hình thử nghiệm. - Yêu cầu: Khi nghiên cứu, thiết kế sàng tĩnh phải đạt các yêu cầu sau: + Thiết bị tách được 60 tấn muối/giờ ra khỏi hỗn hợp muối và nước chạt; + Tạp chất khơng tan và muối bột tách ra theo nước rửa cĩ kích thước < 1,2 mm; + Kết cấu và hình dáng: Hình dạng, kết cấu sàng tĩnh phù hợp với việc lắp ghép với thiết bị đánh đống ở trên cao và di động. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......5 2.TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM 2.1 Tình hình sản xuất và thu hoạch muối phơi nước trên Thế Giới. Trong quy trình sản xuất muối phơi nước, cơng đoạn thu hoạch muối nặng nhọc và tốn nhiều nhân cơng nhất. Ở các nước cĩ nền cơng nghiệp phát triển, người ta nghiên cứu đưa thiết bị vào thu hoạch muối thay thế lao động thủ cơng. Các nước áp dụng cơ giới hĩa cao, thiết bị hiện đại phải kể đến: Úc, Pháp, Tây Ban Nha, ðức… Các nước cĩ sản xuất muối cơng nghiệp quy mơ lớn áp dụng cơ giới hĩa trong thu hoạch nhưng cịn sự dụng nhiều lao động thủ cơng phải kể đến là Trung Quốc, Ấn ðộ, Việt Nam… ðặc điểm cơng nghệ thu hoạch muối cơng nghiệp ở tất cả các nước trên thế giới đều trải qua các cơng đoạn sau: 2.1.1 Thu muối Tuỳ theo tiềm lực kinh tế, cơng nghệ sản xuất, sản lượng đồng muối để lựa chọn cơng nghệ & thiết bị thu hoạch sao cho phù hợp, chẳng hạn trong cơng đoạn thu muối chia ra hai loại: a. Thu muối nhiều bước. Do lớp muối kết tinh dày, sau khi tháo hết nước ĩt ra khỏi ơ kết tinh người ta dùng máy phay phá vỡ lớp muối kết tinh trên cùng, tiếp theo dùng máy vun luống, xe xúc đưa muối từ luống lên thùng xe chuyên dùng để chuyển muối đến đổ vào máng của băng tải nghiêng đưa muối lên cao rĩt xuống thùng ơ tơ tải chờ sẵn trên bờ để chuyển đến thiết bị rửa muối. Thu muối Vận chuyển Rửa, tách nước ðánh đống Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......6 Sau khi thu xong lớp muối trên cùng người ta lại tiếp tục phay, thu gom lớp muối tiếp theo tương tự như trên. Lớp muối (khoảng 3cm) sát đáy ơ thường được để lại tạo cho nền cứng và bảo đảm tạp chất (bùn, đất) ở đáy ơ khơng lẫn vào muối khi thu hoạch. Cơng nghệ này chỉ thích nghi với đồng muối cĩ sản lượng nhỏ (khoảng 300.000 tấn/năm) với năng suất suất thu hoạch, rửa, đánh đống khoảng 250 tấn/h là phù hợp (Như đồng muối Quán Thẻ ở Ninh Thuận, Việt Nam). Hình 1.1: Gom muối thành luống Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......7 Hình 1.2: Xúc muối lên xe chuyên dùng Hình 1.3: Chuyển muối lên xe xe tải b.Thu muối một bước. Với đồng muối cĩ quy mơ hàng nghìn héc ta, sản lượng trên 1 triệu tấn việc thu muối nhiều bước khơng cịn phù hợp. Người ta dùng máy thu hoạch Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......8 liên hợp bao gồm luơn cả ba thao tác: cắt lớp, thu và chuyển muối lên xe tải chạy song song hoặc lên băng tải di động đi theo. Với đồng muối cĩ sản lượng đến 4 triệu tấn người ta đã sử phải dùng đến máy thu hoạch liên hợp cĩ năng suất lên đến 1.500 tấn/h (Cơng ty Dampier- Australia). Hình 1.4: Máy liên hợp thu hoạch muối và xe tải Hình 1.5: Máy liên hợp thu hoạch muối và băng tải Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......9 2.1.2 Vận chuyển muối - Băng tải tuy cồng kềnh khơng cơ động nhưng cĩ ưu thế chế tạo đơn giản, năng suất vận chuyển lớn nên thường được dùng vận chuyển muối tại các đồng muối lớn. - Dùng ơ tơ vận chuyển muối rời rất phù hợp với mọi địa hình đồng muối, để đáp ứng cho vận chuyển muối sau thu hoạch về nhà máy rửa muối, ơ tơ tải thường dùng là xe ben tự đổ cĩ tải trọng lớn. Hình 1.6: Băng tải vận chuyển muối Hình 1.7: Ơ tơ Tải chuyển muối Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......10 2.1.3 Rửa muối và tách nước Trong sản xuất muối thì khâu rửa và tách nước quyết định đến chất lượng của hạt muối. Muối sau khi thu hoạch cĩ nhiều tạp chất tan (Ca+2, Mg+2, SO4 -2 ...), tạp chất khơng tan (thạch cao, bùn, đất, cát...) bám theo. ðối với khâu rửa muối, tách nước và làm sạch muối người ta dùng nước chạt (nước muối bão hồ) cĩ nồng độ từ 25÷27oBe’ để rửa. Bên cạnh đồng muối cơng nghiệp là nhà máy rửa muối tập trung. 2.1.4 ðánh đống muối Do sản lượng muối rất lớn nên việc dùng kho tập trung, đánh thành những đống muối cả triệu tấn, dài cả kilơmét ở ngồi trời (sau đĩ được che phủ bằng tấm màng nhựa PVC để bảo quản, che mưa như đồng muối ðồng Cơ, Hán Cổ ...Trung quốc) là hồn tồn phù hợp cho những đồng muối cơng nghiệp cĩ quy mơ lớn. Việc dùng băng tải đánh đống hình chĩp nĩn, đánh đống dài, vịng cung hay dùng máy xúc nâng kết hợp băng tải tuỳ thuộc địa hình đồng muối và cơng nghệ mỗi nước đưa vào áp dụng. Hình 1.8: ðánh đống muối bằng băng tải Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......11 2.2 Tình hình sản xuất muối cơng nghiệp hiện nay ở Việt Nam 2.2.1 ðặc điểm sản xuất muối cơng nghiệp hiện nay ở Việt Nam ðồng muối cơng nghiệp ở nước ta hiện đang sản xuất hầu hết thuộc loại quá nhỏ, tập trung ở 3 tỉnh Khánh Hồ, Ninh Thuận, Bình Thuận với 8 đồng muối: Cam Nghĩa 69,4ha; Cam Ranh 95ha; Hịn Khĩi 196ha; Cà Ná 392ha; ðầm Vua 314,5ha; Tri Hải 375 ha; Vĩnh Hảo 510ha; Thơng Thụân 300 ha. - Phần lớn các đồng muối đã được thiết kế hoặc cải tạo lại theo cơng nghệ kết tinh phân đoạn để thu được 3 sản phẩm là muối, thạch cao và nước ĩt. Phương pháp cơng nghệ này là phương pháp phơi nước đã được cơng nhận phù hợp với điều kiện tự nhiên được dùng để thiết kế các đồng muối phơi nước của nước ta. Phương pháp này cịn tạo được nguồn nước chạt nguyên bão hịa dùng cho cơng đoạn rửa muối tại đồng muối để loại trừ các tạp chất tan và khơng tan lẫn trong muối, là điều kiện cần thiết để sản xuất muối chất lượng cao cho cơng nghiệp. Tuy nhiên, do điều kiện thời tiết cĩ mưa xen kẽ trong vụ mùa sản xuất nên thường bố trí các ơ kết tinh với diện tích 1 hecta trở xuống. Sản xuất muối ở Việt Nam hiện đang sử dụng cơng nghệ phơi nước, theo phương pháp phân đoạn kết tinh. Phương pháp này gồm cĩ các cơng đoạn sau: - Cấp nước biển: Nước biển (là một loại nước thiên nhiên chứa 49 loại nguyên tố hĩa học, trong đĩ cĩ NaCl tồn tại trong nước biển dưới dạng ion) được lấy từ ngồi biển, cấp vào kênh, mương thơng qua hệ thống trạm bơm cấp nước biển và được bơm tiếp đến kênh, mương dẫn; - Khu bốc hơi: Sau khi nước biển được dẫn qua các kênh cấp, đưa vào khu cĩ các ơ chứa (khu bốc hơi) để phơi bốc hơi, tách nước ra khỏi nước biển. Tại khu này nước biển nhận được nhiệt năng từ năng lượng mặt trời, sẽ dần mất nước, tăng nồng độ và các loại muối cĩ trong nĩ sẽ lần lượt tách ra. Thứ tự kết tinh trước hay sau của các loại muối phụ thuộc vào độ hịa tan và hàm lượng của mỗi loại muối cĩ trong nước biển. Do đĩ, giai đoạn này tách ra các khu kết tinh thạch cao, khu kết tinh muối thơ, nước ĩt. - Khu kết tinh: Nước biển sau khi qua khu bốc hơi đạt đến nồng độ nhất Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......12 định sẽ được đưa vào các ơ kết tinh để tiếp tục phơi cho bay hơi. Tại đây các hạt muối sẽ được hình thành, kết tinh thành từng lớp dưới đáy các ơ kết tinh, tùy theo yêu cầu muối sẽ được thu hoạch hoặc để lại dưới ruộng dài hay lâu hay sớm, thời gian cĩ thể dài dến hàng năm. Hiện nay, các đồng muối cơng nghiệp ở Việt Nam được sản xuất theo quy trình Cơng nghệ PHABA, sự bố trí nồng độ và tỷ lệ diện tích các khu bốc hơi; khu kết tinh thạch cao; khu kết tinh muối như sau: - Khu bốc hơi chế chạt, ở đây nồng độ nước biển được cơ đặc đến 14oBé. - Khu kết tinh thạch cao cĩ nồng độ từ 14oBé đến 25oBé. - Khu kết tinh muối cĩ nồng độ từ 25oBé đến 30oBé. QUY TRÌNH SẢN XUẤT MUỐI CƠNG NGHIỆP Nước biển Trạm bơm cấp nước biển Kênh, mương dẫn Khu bốc hơi (Từ nồng độ nước biển đến 14oBe) Khu kết tinh thạch cao (Từ 14 oBe đến 25 oBe) Khu kết tinh muối thơ (Từ 25 oBe đến 30 oBe) Thu hoạch muối thơ Muối thơ Nguyên liệu cho cơng nghiệp hĩa Nguyên liệu cho cơng nghiệp hĩa Thạch cao thơ Nước ĩt Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......13 2.2.2. Cơ sở hạ tầng các đồng muối cơng nghiệp Về cơ sở hạ tầng các đồng muối cơng nghiệp ở Việt Nam hiện cịn thơ sơ ít được chú trọng đầu tư nâng cấp. Phần lớn các cơng trình đầu mối đều xuống cấp, hầu hết nhà nước khơng đầu tư cải tạo nâng cấp cơ sở hạ tầng mà do vốn tự cĩ của doanh nghiệp. Trong đĩ khối lượng cần nâng cấp cải tạo đê mặn là nặng nhất chiếm trên 52%, cịn lại các cơng trình khác khối lượng cần sửa chữa chiếm khoảng 40%. Phần nội đồng nhìn chung hư hỏng ít hơn, cơng trình cần cải tạo chủ yếu là kênh cấp II với khối lượng cần sửa chữa trung bình khoảng 50%. Về trang thiết bị của đồng muối chủ yếu là sử dụng các trạm bơm để cấp nước biển, trong cơng đoạn thu hoạch muối thì sử dụng một số máy kéo, máy xúc, máy cào (chỉ áp dụng ở một số đồng muối) cịn đa phần là sử dụng sử dụng sức lao động thủ cơng trong cơng đoạn cào muối, đánh đống muối và vận chuyển muối. Việc hiện đại hĩa các đồng muối hiện chưa được quan tâm đúng mức, hầu hết các đồng muối chưa sử dụng cơ giới hĩa, tự động hĩa cao độ, liên hồn trong tất cả các khâu, mà chỉ tập trung vào một vài khâu nặng nhọc nhất. 2.2.2.1 Thu hoạch vận chuyển, đánh đống muối bằng thủ cơng Muối sau khi kết tinh 10÷15 ngày lớp muối dày 10-20 mm, nước ĩt được rút ra khỏi ơ kết tinh, dùng lao động phổ thơng cào lật phá vỡ lớp muối rồi vun thành luống hoặc đống nhỏ. Cơng đoạn tiếp theo xúc muối vào rổ, gánh lên bờ đánh thành đống lớn cao khoảng 3 mét với cơng khốn bình quân 2 tấn/người/ngày. Khi bán muối, tuỳ theo số lượng và yêu cầu muối hạt được đĩng bao thủ cơng (50kg/bao) vác lên xe tải, hoặc dùng xẻng, dùng máy xúc muối rời lên xe tải (hiện cơng đoạn này cịn được sử dụng ở trên 50 % các đồng muối cơng nghiệp ở nước ta. Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......14 Hình 1.9: Thu muối đánh đống bằng thủ cơng tại ruộng đồng muối cơng nghiệp nước ta a. Thu hoạch bằng cơ giới kết hợp thủ cơng Muối sau khi kết tinh 30÷35 ngày lớp muối dày 30-40 mm, khi thu hoạch nước ĩt được rút bỏ bớt để lại chiều cao 10÷40 mm trên bề mặt lớp muối. Dùng phay lưỡi thẳng hoặc cày khơng lật lắp trên máy kéo MTZ 50 hoặc Kubota 30hp để phá vỡ lớp muối kết tinh. Hình 1.10: Thu hoạch bán cơ giới kết hợp thủ cơng Sau khi phay, muối được cào vun thành luống chủ yếu bằng lao động phổ thơng với cơng khốn bình quân 0,257 cơng/tấn. Tiếp theo xúc muối vào rổ, gánh Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......15 lên bờ đánh thành đống lớn cao khoảng 3 mét với cơng khốn bình quân 2 tấn/người/ngày hoặc xúc muối lên băng tải di động gắn trên máy kéo nhỏ 4 bánh lốp Kubota L2022 với định mức 0,15 cơng/tấn, để chuyển muối lên xe tải ben, chuyển về đánh đống tại kho tập trung nhờ hệ thống băng tải đánh đống. b. Thu hoạch bằng cơ giới nhiều cơng đoạn Hình 1.11:Phay muối Máy xúc lật ðánh đống muối Hình 1.12: Thu hoạch muối bằng cơ giới tại đồng muối Vĩnh Hảo Muối sau khi kết tinh 30÷35 ngày lớp muối dày 30-40 mm, khi thu hoạch nước ĩt được rút bỏ bớt để lại chiều cao 10÷40 mm trên bề mặt lớp muối kết tinh. Dùng phay lưỡi thẳng hoặc cày khơng lật lắp trên MTZ 50 hoặc Kubota 30hp để phá vỡ lớp muối kết tinh. Muối được máy ủi thành luống và xúc lên xen tải ben cĩ trọng tải 5 tấn chở về kho sau khi đã tháo hết phần nước ĩt cịn lại. Muối được hệ thống băng tải nghiêng đánh thành đống muối cao 14 m (hiện phương pháp này chiếm tỷ lệ khơng cao trên các đồng muối cơng nghiệp ở Việt Nam). Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......16 Mức độ cơ giới này cịn quá thấp, mới chỉ đạt khoảng 20 %, và hầu hết chưa cĩ hệ thống rửa muối thơ ngay sau thu hoạch muối, nên chưa cĩ tác dụng ổn định và nâng chất lượng cũng như sản lượng muối. Mặt khác, do điều kiện khí hậu thời tiết, trong vụ sản xuất thường cĩ mưa đột xuất dạng dơng nhiệt, nên thời gian kết tinh thường ngắn ngày (10÷15 ngày hoặc 30÷35 ngày), chiều sâu nước chạt tại ơ kết tinh nơng (10cm÷15cm) nên muối kết tinh nhanh, chiều dày lớp muối kết tinh mới 30- 40 mm đã thu hoạch. Dẫn đến hạt muối xốp, độ ẩm cao (7% ÷ 8% nước) tạo điều kiện cho tạp chất tan và khơng tan trú ngụ ở bên trong và bám ở bên ngồi hạt muối. Khi thu hoạch thủ cơng hoặc cĩ kết hợp với cơ giới nhưng thiếu đồng bộ dẫn đến tăng thêm nhiều tạp chất (cát, bùn, đất ...) trong khi thu hoạch. c.. Tình hình đầu tư các đồng muối cơng nghiệp Trong những năm qua nhà nước đã chú trọng và cĩ những chính sách ưu đãi rất lớn đối với ngành muối như quyết định số 153/1999/Qð-TTg ngày 15/7/1999 về một số chính sách đầu tư phát triển sản xuất muối, quyết định số 161/Qð-TTg ngày 05/02/2007 về Quy hoạch phát triển sản xuất muối đến năm 2010 và 2020. Với các quyết định trên, Nhà nước đầu tư nâng cấp cơ sở hạ tầng cho các đồng muối đang sản xuất bị xuống cấp, đầu tư mới tồn cơ sở hạ tầng cho đồng muối cơng nghiệp mới xây dựng. Tuy nhiên, do nguồn kinh phí của Chính phủ cịn hạn hẹp, nên việc đầu tư cơ sở hạ tầng cho các đồng muối cịn rất khiêm tốn, việc đầu tư nâng cấp hạ tầng đồng muối cơng nghiệp chủ yếu do các doanh nghiệp tự bỏ vốn đầu tư nâng cấp. Trong vịng mười năm trở lại đây tồn ngành muối mới chỉ đầu tư được hai đồng muối cơng nghiệp mới với tổng kinh phí đầu tư khoảng 700 tỷ đồng cho 3.500 ha. Hiện mới cĩ một đồng muối 250 ha hồn chỉnh và đi vào hoạt động (đồng muối Thơng Thuận) cịn một đồng muối đang thi cơng mới đưa một phần vào sản xuất. Các đồng muối xây dựng mới hầu hết đều đầu tư đồng bộ với mức độ áp Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......17 dụng cơ giới hĩa cao từ khâu cấp nước biển, đến khâu thu gom, vận chuyển, và đánh đống, tuy vậy về phần đầu tư cơ giới hĩa đồng muối của những đồng muối mới cũng như các đồng muối cơng nghiệp cũ về cơ bản vẫn chưa cĩ bước đột phá mới về cơng nghệ, chất lượng muối thu hoạch vẫn khơng được nâng cao nếu khơng qua cơng đoạn rửa muối và phần vốn đầu tư ban đầu cịn địi hỏi rất lớn. d. ðánh giá chung Nhìn chung, vấn đề cịn tồn tại hiện nay trong sản xuất muối cơng nghiệp ở nước ta là đang sử dụng quá nhiều lao động thủ cơng cho cơng đoạn nặng nhọc nhất nên năng suất, chất lượng muối thấp so với các nước sử dụng cơng nghệ tiên tiến trên thế giới như Tây Ban Nha, Úc, Israel.. mặc dù là cơng nghệ tiên tiến so với cơng nghệ sản xuất muối phơi cát và phơi nước phân tán đang sử dụng tại Việt Nam. Mặt khác, những nơi cĩ điều kiện đưa máy vào hỗ trợ lao động thủ cơng nhưng khơng đồng bộ, thiếu sự gắn kết với nhau, và chưa tạo nên cơng nghệ hồn chỉnh phù hợp với đặc thù sản xuất muối cơng nghiệp ở nước ta. Hầu hết muối sau khi thu xong, khơng cĩ cơng đoạn làm sạch mà đánh đống ngay nên chất lượng muối khơng đạt yêu cầu. ðể khắc phục những tồn tại trên cũng là nhiệm vụ chính của chuyên đề là lựa chọn được “Cơng nghệ thu gom đánh đống muối tại ruộng phù hợp với vận chuyển đánh đống muối bằng thủy lực” Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......18 3. ðỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1.ðối tượng: ðối tượng nghiên cứu là sàng tĩnh, nguyên liệu là hỗn hợp muối và nước chạt 3.2. Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp lý thuyết: Ứng dụng các kiến thức về cơ lí thuyết và sức bền vật liệu để nghiên cứu lý thuyết xác định kích thước và độ bền cho thiết bị rửa, tách nước (sàng tĩnh) trong dây chuyền sản xuất muối cơng nghiệp, từ đĩ xác định kích thước, hình dáng và vật liệu cho thiết bị. Phương pháp thực nghiệm: - Chế tạo và thử nghiệm kiểm tra, đánh giá khả năng và chất lượng làm việc của thiết bị rửa, tách nước. - ðo năng suất để kiểm tra cơng suất làm việc của thiết bị - Lấy mẫu muối để đem phân tích để xác định độ sạch của muối sau rửa Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......19 4.NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ ðẠT ðƯỢC 4.1. Sơ đồ dây chuyền thiết bị thu gom, vận chuyển, đánh đống muối bằng phương pháp thuỷ lực TT Thiết bị Số lượng Ghi chú 1 Maý xúc nặng (KOMITSHU) 6 Cĩ sẵn 2 Bồn thuỷ lực (chứa muối và nước rửa) 1 Thiết kế ,chế tạo mới 3 Bơm thuỷ lực 40-60 t/h 1 Thiết kế ,chế tạo mới 4 ðường ống dẫn hỗn hợp muối nước 1 Thiết kế ,mua sắm 5 Thiết bị đánh đống muối 1 Thiết kế ,chế tạo mới 6 Thiết bị rửa và tách muối 1 Thiết kế ,chế tạo mới 7 ðống muối 1 8 ðường ống dẫn nước rửa hồi lưu 1 Thiết kế ,mua sắm 9 Hồ mương chứa nước rửa 1 Xây mới 10 Bơm nước rửa ≥ 120m3/h 1 Mua sắm 4.2 Cơ sở lí thuyết của quá trình sàng Sàng là bộ phận được lắp trên đường ra của hỗn hợp muối, nước cĩ nhiệm vụ lọc các chất bẩn như bùn, đất cát…vv..sàng phải cĩ đủ độ thống để cho các chất bẩn cĩ thể lọt xuống phía dưới. Tuy nhiên các ơ lưới cũng khơng được rộng quá vì nếu như thế thì muối sẽ lọt xuống phía dưới qua đĩ làm giảm năng suất sàng. ðồng thời do đặc thù của thiết bị cho nên sàng cần thiết kế phải là loại sàng tĩnh. Hỗn hợp muối và nước sau khi được bơm vận chuyển đến bề mặt sàng thì chúng phải tự trượt trên bề mặt sàng, qua sự Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......20 chuyển động tương đối của muối và mặt sàng thì các chất bẩn sẽ lọt qua bề mặt sàng và ta sẽ cĩ sản phẩm muối chất lượng hơn. ðể làm được như vậy thì cần phải thiết kế các gĩc ma sát hợp lí để hỗn hợp muối cĩ thể trượt trên bề mặt sàng mà khơng bị tắc. ðồng thời kích thước lỗ sàng ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng lọc chất bẩn. Tuy nhiên vấn đề cần quan tâm là kích thước lưới sàng cần bao nhiêu để đủ và kịp thời cho các chất bẩn đủ nhỏ theo quy định lọt qua mà khơng ảnh hưởng đến chất lượng và năng suất của sản phẩm. 4.2.1 Các chỉ tiêu đánh giá quá trình phân loại, làm sạch a. Khả năng phân loại của hỗn hợp: Cơ sở để chọn phương pháp làm việc cho máy phân loại, làm sạch là dựa vào các tính chất vật lí của các cấu tử trong hỗn hợp muối và nước chạt. Kết quả nghiên cứu tính chất cơ lí cho phép chọn được cách tách hỗn hợp đã cho theo một trong những thơng số vật lí đã nêu sao cho cấu tử được tách ra đảm bảo tính đồng nhất, nghĩa là xác định khả năng phân chia của hỗn hợp. Hình 6 biễu diễn đồ thị phân chia hỗn hợp hai cấu tử. Trục hồnh biểu diễn tính chất cơ lí x chọn làm phương pháp phân loại . Trục y biểu diễn tần suất. Khi phân loại hỗn hợp cĩ 3 trường hợp xảy ra như sau: Khi ∆ < 0 khi hai cấu tử cĩ chung một số phần tử tính chất cơ lí x. Hỗn hợp này khĩ phân loại. Khi ∆ = 0 khi hai cấu tử theo tính chất cơ lí x khác nhau hồn tồn. Hỗn hợp này dễ phân loại. Khi ∆ = ∆0 khi hai cấu tử cĩ tính 1 2 D Y x 0 ∆o Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......21 chất cơ lí x hồn tồn giống nhau. Hỗn hợp này khơng thể phân loại. Khả năng phân loại của 2 cấu tử đặc trưng bởi hệ số λ: 0 0 0 1λ ∆ − ∆ ∆ = = − ∆ ∆ b. Hiệu suất làm sạch và phân loại: Hiệu suất làm sạch và phân loại được đánh giá theo các chỉ tiêu sau: - Hiệu suất làm sạch tương đối ηtd: .100(% )td A B A η − = - Hiệu suất làm sạch tuyệt đối η: 1 2 1 . . .100, (% ) . Q A Q B Q A η − = Trong đĩ: Hình 3.1: ðồ thị phân chia hỗn hợp thành 2 cấu tử. ∆: ðộ chập nhau tính chất cơ lí x của 2 cấu tử ∆o: khoảng tính chất cơ lí x của 2 cấu tử. A - tỷ lệ tạp chất trong hỗn hợp muối,. nước ban đầu [%] B- tỷ lệ tạp chất trong hỗn hợp muối đã được làm sạch [%] Q1- lượng hỗn hợp muối nước được đưa vào sàng,[ kg/h]. Q2- lượng muối được làm sạch,[ kg/h]. - Hiệu suất phân loại ηpl: ðược đánh giá qua hai chỉ tiêu chất lượng α và số lượng β. 0 x Y D 2 1 ∆o ∆ 1 2 Y x 0 ∆o Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật.......... .......22 + Chỉ tiêu chất lượng α tính bằng cách lấy 100g muối đã được phân loại đưa vào sàng thí nghiệm để kiểm tra 1 .100, (% )o o q q q α − = Trong đĩ: qo - lượng muối đem phân tích, thường qo = 100g; q1 - lượng đất cát bị loại ra trong thí nghiệm [ g]. + Chỉ tiêu số lượng β cũng được tính thơng qua đo đạc bằng sàng kiểm tra: 1 2 .100, (% ) Q Q β = Trong đĩ: Q1 - tỷ lệ bùn đất lọt qua sàng trong thực tế [ %]. Q2 - tỷ lệ bùn đất lọt qua sàng xác định bằng sàng kiểm tra [ %]. + Hiệu suất phân loại ηpl: ηpl = α - β (%) Nếu ηpl > 95 % là đạt yêu cầu. 4.2.2 Cơ sở của quá trình sàng a. Lựa chọn bề mặt làm việc của sàng: Bề mặt làm việc của sàng là bộ phận chính để phân loại sản phẩm. Hiện nay người ta thường sử dụng 3 loại sàng chủ yếu đĩ là: lưới đan, tấm đục và thanh ghi. Do đặc điểm của quá trình sàng tách muối biển cần sử dụng bề mặt sàng phải cĩ độ._.