quy trình công nghệ và thiết kế thiết bị sấy thùng quay để sấy quặng mangandioxit nhân tạo với năng suất 13 tấngiờ có độ ẩm đầu vào là 8,5% và độ ẩm đầu ra là 0,5%

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
Mục Lục
Mục Lục 1
Lời mở đầu 3
PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG 4
I.Giới thiệu chung về vật liệu sấy 4
1. Tính chất của nguyên liệu 4
1.1. Tính chất vật lý 4
1.2 Tính chất hóa học 4
2. Ứng dụng của MnO2 4
II. Giới thiệu chung về máy sấy thùng quay 5
1.Định nghĩa, phạm vi ứng dụng và phân loại 5
2.Giới thiệu về dây chuyền thiết bị sấy thùng quay 7
3.Lựa chọn thiết bị 10
4.Thuyết minh quy trình công nghệ 10
PHẦN II : THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY 11
I.Các thông số ban đầu 11
II. Tính toán và lựa chọn nhiên liệu 12
1. Nhiệt dung riêng của than đá 12
2. Nhiệt trị cao của than 13
3.Nhiệt trị thấp của than 13
4. Lượng không khí lý thuyết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu 13
5. Entanpi của hơi nước trong hỗn hợp khói 13
6. Hệ số không khí dư ở buồng đốt và buồng trộn theo lý thuyết 14
III. Tính toán các thiết bị chính 14
1. Lượng ẩm bay hơi trong quá trình sấy 14
2. Lượng vật liệu khô tuyệt đối 15
3. Phương trình cân bằng nhiệt 15
4. Thể tích thùng sấy 15
5. Chiều dài của thùng 15
6. Thời gian sấy 16

7. Số vòng quay của thùng sấy 17
8. Công suất cần thiết để quay thiết bị 17
9. Cân bằng lò đốt than 18
9.1.Nhiệt lượng vào tính khi đốt 1kg than 18
a) Nhiệt lượng vào buồng đốt 18
b)Nhiệt lượng ra khỏi buồng trộn tính khi đốt 1 kg than 19
Qra = Q4 + Q5 + Qm (KJ) 19
9.2.Phương trình cân bằng nhiệt lò đốt than 21
Qvào = Qra 21
10. Tính hệ số truyền nhiệt 25
b) Xác định 27
11. Cân bằng nhiệt lượng trong thiết bị sấy 30
11.1. Nhiệt lượng vào 30
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
1
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
11.2. Nhiệt lượng ra khỏi máy sấy 31
11.3. Phương trình cân bằng nhiệt của thiết bị sấy 33
11.4. Trạng thái của khói lò vào máy sấy, đi ra khỏi máy sấy và lưu
lượng khí 33
PHẦN III : TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 37
I. Tính toán hệ thống bánh răng dẫn động 37
1. Chọn động cơ 37
2. Tỷ số truyền và số vòng quay 37
3. Công suất và momen xoắn trên trục của bánh răng nhỏ 38
4. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ, răng thẳng 38
a) Xác định khoảng cách trục 38
b) Xác định thông số ăn khớp 39
c) Tính răng và độ bền tiếp xúc 40
d) Kiểm tra độ bền uốn qua tải 42

Các thông số kích thước bộ truyền : 43
II. Xác định tải trọng 43
1. Trọng lượng vật liệu nằm trong thùng 43
2. Trọng lượng của thùng 44
3. Trọng lượng của vành đai 44
4. Trọng lượng của bánh răng vòng 45
5. Trọng lượng của lớp cách nhiệt 45
6. Trọng lượng của cánh múc nâng 45
III. Kiểm tra bền cho thùng quay 45
1. Khoảng cách giữa hai vành đai 45
2.Mômen uốn do tải trọng gây ra 46
3.Mômen uốn do bánh răng vòng gây ra 46
4.Tổng mômen uốn 46
5.Mômen chống uốn của thùng 46
IV.Tính vành đai 46
1. Tải trọng trên một vành đai 46
2.Phản lực con lăn 46
3.Bề rộng vành đai 47
V. Tính con lăn chặn, con lăn đỡ 48
1.Tính con lăn đỡ 48
2. Tính con lăn chặn 49
PHẦN IV : CÁC THIẾT BỊ PHỤ 50
I .Tính toán lò đốt 50
1.Thể tích buồng đốt 50
2.Diện tích ghi lò 50
II .Quạt thổi vào máy sấy 51
Kết Luận 53
Tài liệu tham khảo 54
Nhận xét của trưởng khoa: 55
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3

2
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
Lời mở đầu
Sấy là một trong những công đoạn quan trọng trong công nghệ sản xuất.
Thực tế ta thấy nếu không có quá trình sấy thì thành phẩm sau khi sản xuất xong có
độ ẩm rất cao, ảnh hưởng đến quá trình bảo quản và lưu trữ. Các quặng nhân tạo sau
khi sản xuất được thành phẩm nếu không qua công đoạn sấy dễ ảnh hưởng đến chất
lượng quặng do ảnh hưởng của điều kiện môi trường. Nước ta là một trong những
nước có điều kiện thời tiết khá ẩm, chính vì vậy công đoạn sấy là một công đoạn vô
cùng quan trọng trong giai đoạn sản xuất quặng, nông sản…. trong đồ án môn học
này, em sẽ trình bày về quy trình công nghệ và thiết kế thiết bị sấy thùng quay để
sấy quặng mangandioxit nhân tạo với năng suất 13 tấn/giờ có độ ẩm đầu vào là
8,5% và độ ẩm đầu ra là 0,5%.
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
3
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG
I.Giới thiệu chung về vật liệu sấy
1. Tính chất của nguyên liệu
1.1. Tính chất vật lý
Quặng MnO
2
là chất bột màu đen có thành phần không hợp thức, khi đun nóng sẽ bị
phân hủy thành oxit thấp hơn.
Ở điều kiện thường nó là oxit bền nhất trong các oxit của Mangan, không tan trong
nước, tương đối trơ.
Khối lượng riêng: 5030 Kg/m
3
.
1.2 Tính chất hóa học

Khi đun nóng, nó tan trong axit và kiềm như một oxit lưỡng tính. Khi tan trong
dung dịch axit nó không tạo nên muối kém bền của Mn
+4
theo phản ứng trao đổi mà
tác dụng như chất oxi hóa.
Khi tan trong dung dịch KOH đặc tạo nên dung dịch xanh lam chứa các ion Mn
(III) và Mn (V) vì trong điều kiện này ion Mn (V) không tồn tại được.
Khi nấu chảy với kiềm hoặc oxit bazơ mạnh tạo thành muối Managanat.
Ở nhiệt độ cao, MnO
2
có thể bị khử bởi H
2
,CO
2
hoặc C tạo thành kim loại.
Khi nấu chảy với kiềm nếu có mặt chất oxi hóa ví dụ như:KNO
3

,KClO
3
,O
2
… MnO
2
bị oxi hóa thành Mn theo phương trình:
MnO
2
+ KNO
3
+K

2
CO
3
=K
2
MnO
4
+ KNO
2
+ CO
2
2. Ứng dụng của MnO2
MnO
2
tồn tại trong tự nhiên dưới dạng khoáng vật pirolusit là hợp chất của
Mangan có nhiều ứng dụng trong thực tế.
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
4
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
Ở dạng bột MnO
2
là xúc tác cho phản ứng phân hủy KClO
2
và H
2
O
2
,phản ứng oxi
hóa NH
3

thành NO và axit Axetic thành Axeton
Được đưa vào nguyên liệu nấu thủy tinh để làm mất màu lục của thủy tinh,cho thủy
tinh màu hồng hoặc đen (với lượng lớn).
Trong công nghiệp gốm MnO
2
tạo màu nâu đỏ,đen cho men.
Trong công nghiệp sản xuất pin MnO
2
được sử dụng làm một điện cực của pin.
Ví dụ như:
Mangan dioxit được xem là ứng viên có nhiều ưu điểm làm nguyên liệu chế tạo
điện cực cho pin sạc bởi vì chúng có nhiều trong thiên nhiên và tương hợp với môi
trường . Tận dụng những ưu điểm của mangan dioxit nhiều phương pháp có hiệu
quả đã được phát triển để cải thiện đặc tính của điện cực MnO
2
)C nhằm mục đích
sử dụng cho pin sơ cấp.
Điện cực hỗn hợp của MnO
2
/Cacbon đực chế tạo bằng cách cho trực tiếp bột
cacbon vào trong dung dịch Manganaxetat để cùng kết tủa với MnO
2
.nH
2
O trên bề
mặt nền cacbon . Hình thái học bề mặt và cấu trúc tinh thể được xác định bằng
phương pháp hiển vi điện tử quét ( SEM) và kĩ thuật nhiễu xạ tia X (XRD) . Quét
thể vòng tuần hoàn ( CV ) để đánh giá tính chất điện hóa của điện cực được chế
tạo.Kết quả đã chứng minh bột cacbon có hiệu quả làm tăng điện dung và cải thiện
tính chất điện hóa của điện cực Mangandioxit.

II. Giới thiệu chung về máy sấy thùng quay
1.Định nghĩa, phạm vi ứng dụng và phân loại
Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu.Quá
trình này có thể tiến hành bay hơi tự nhiên bằng năng lượng tự nhiên như năng
lượng mặt trời,năng lượng gió….(gọi là quá trình phơi hay sấy tự nhiên).Dùng
các phương pháp này chỉ đỡ tốn nhiệt năng nhưng không chủ động điều chỉnh
được vận tốc của quá trình theo yêu cầu kĩ thuật , năng suất thấp…bởi vậy trong
các ngành công nghiệp người ta thường tiến hành quá trình sấy nhân tạo ( nguồn
năng lượng do con người tạo ra ).
Tùy theo phương pháp truyền nhiệt trong kĩ thuật sấy cũng chia ra :
Sấy đối lưu phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu với không khí
nóng,khói lò….(gọi là tác nhân sấy).
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
5
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
Sấy tiếp tiếp xúc là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp
với vật liệu sấy mà tác nhân truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách
ngăn .
Sấy bằng tia hồng ngoại là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại
do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy.
Sấy bằng dòng điện cao tần là phương pháp sấy dùng năng lượng nhiệt trường
có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dài của lớp vật liệu.
Sấy thăng hoa là phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không chân rất
cao nhiệt độ rất thấp nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng
thái rắn không qua trạng thái lỏng.
Ba phương pháp cuối được sử dụng trong công nghiệp nên gọi chung là phương
pháp sấy đặc biệt.
Trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm, công nghệ và thiết bị sấy đối lưu và
tiếp xúc được dùng nhiều hơn cả, nhất là phương pháp sấy đối lưu. Nó có nhiều
dạng khác nhau và có thể sấy được hầu hết các dạng vật liệu sấy.

Theo kết cấu nhóm thiết bị sấy đối lưu có thể gặp ở các dạng sau:
Thiết bị sấy buồng( năng suất thấp, làm việc không thường xuyên)
Thiết bị sấy hầm( năng suất cao, làm việc bán liên tục)
Thiết bị sấy tháp( sấy vật liệu dạng hạt như thóc, ngô…)
Thiết bị sấy thùng quay( năng suất không cao, sấy vật liệu dạng cục, hạt và bột)
Thiết bị sấy phun( sấy vật liệu dạng huyền phù như cà phê tan, sữa bột)
Thiết bị sấy khí động( sấy vật liệu dạng bé, nhẹ và có chứa ẩm bề mặt)
Thiết bị sấy tầng sôi( năng suất cao)
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
6
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
2.Giới thiệu về dây chuyền thiết bị sấy thùng quay
Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng để sấy
vật liệu hạt, cục nhỏ như: cát, than đá, các loại quặng, muối và các hóa chất
NaHCO
3
, BaCl
2
, …
B
C
C
400
234.4
1
2
3
4
5
6

7
8
II
9
10
11
12
III
V
13
14
15
16
17
18
19
20
21
1.Thùng quay 2.Vành đi đỡ 3.Con Lăn đỡ
4.Bánh răng 5.Phễu hứng sản phẩm 6.Quạt hút
7.Thiết bị lọc bụi 8.Lò đốt 9.Con lăn chặn
10.Mô tơ quạt chuyển động 11.Bê tông 12.Băng tải
13.Phểu tiếp liệu 14.Van diều chỉnh 12.Băng tải
Máy sấy thùng quay gồm 1thùng hình trụ (1) đặt nghiêg với mặt phẳng nằm
ngang 1
÷
6
o
. Toàn bộ trọng lượng của thùng được đặt trên 2 bánh đai đỡ (2).
Bánh đai được đặt trên bốn con lăn đỡ (3), khoảng cách giữa 2 con lăn cùng

1 bệ đỡ (11) có thể thay đổi để điều chỉnh các góc nghiêng của thùng, nghĩa là điều
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
7
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
chỉnh thời gian thời lưu vật liệu trong thùng .Thùng quay được là nhờ có bánh răng
(4 ). Bánh răng (4) ăn khớp với với bánh răng dẫn động (12) nhận truyền động của
động cơ (10) qua bộ giảm tốc.
Vật liệu ướt được nạp liên tục vào đầu cao của thùng qua phễu chứa (14) và
được chuyển động dọc theo thùng nhờ các đệm ngăn. Các đệm ngăn vừa có tác
dụng phân bố đều theo tiết diện thùng, đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp
xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy. Cấu tạo của đệm ngăn phụ thuộc vào kích
thước của vật liệu sấy tính chất và độ ẩm của nó. Vận tốc của khói lò hay không khí
nóng đi trong máy sấy khoảng 2
÷
3 m/s,thùng quay 3
÷
8 vòng/phút. Vật liệu khô ở
cuối máy sấy đươc tháo qua cơ cấu tháo sản phẩm (5) rồi nhờ băng tải xích (13)vận
chuyển vào kho.
Khói lò hay không khí thải được quạt (7) hút vào hệ thống tách bụi,… để
tách những hạt bụi bị cuốn theo khí thải. Các hạt bụi thô được tách ra, hồi lưu trở lại
băng tải xích (13). Khí sạch thải ra ngoài.
Tốc độ khói lò hoặc không khí nóng đi trong thùng không được lớn hơn 3m/s bởi
nếu tốc độ lớn hơn 3m/s thì vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thùng.
Các đệm ngăn trong thùng vừa có tác dụng phân phối đều vật liệu theo tiết diện
thùng , đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân
sấy. Cấu tạo của đệm ngăn ( cánh đảo trộn ) phụ thuộc vào kích thước của vật liệu
sấy và độ ẩm của nó. Các loại đệm ngăn được dùng phổ biến trong máy sấy thùng
quay gồm các loại:
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3

8
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
e
b
d
c
b
a

Sơ đồ cấu tạo cánh trong thiết bị sấy thùng quay
a. Cánh nâng
b. Cánh nâng chia khoang
c. Cánh phân bố đều(cánh phân phối chữ thập)
d. Cánh hỗn hợp
e. Cánh phân vùng
Đối với vật liệu dạng cục to nhưng xốp, nhẹ trong thùng sấy có thể bố trí cánh nâng
( Hình a )
Ngược lại với vật liệu sấy dạng cục to,nặng thì nên bố trí cánh nâng có chia khoang
( hình b )
Khi sấy vật liệu dạng hạt hoặc cục nhỏ, nhẹ người ta thường dùng loại cánh phân
phối chữ thập(hình c)
Đối với vật liệu sấy có kích thước hạt quá bé có thể tạo thành bụi thì nên dùng cánh
loại chia thành khoang kín ( hình e )
Ưu điểm:
Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt giữa vật liệu sấy và tác nhân
sấy. Cường độ sấy lớn có thể đạt 100kg ẩm bay hơi/m
3
h.
Thiết bị gọn có thể cơ khí hóa và tự động hóa toàn bộ khâu sấy.
Nhược điểm:

Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn phải nên trong nhiều trường hợp
sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm.
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
9
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
3.Lựa chọn thiết bị
Theo số liệu độ ẩm ban đầu của quặng MnO
2
nhân tạo là W
1
= 8.5% , quá trình
cần phải thực hiện liên tục với năng suất 13 tấn/h ,vật liệu dạng bột, có thể tự chảy
được nên chọn cánh đảo trộn kiểu phân phối. Tác nhân khói lò ( vì nhiệt độ đầu của
tác nhân sấy 240
o
C) chuyển động của tác nhân sấy trong thiết bị sấy chọn xuôi
chiều.
4.Thuyết minh quy trình công nghệ
Vật liệu sấy là quặng MnO
2
nhân tạo và thùng sất bằng hệ thống gầu tải.
Quặng MnO
2
nhân tạo khi vào thùng sấy có độ ẩm 8,5% , chuyển động cùng chiều
với tác nhân sấy.
Tác nhân sấy sử dụng là khói lò, tạo ra từ nhiên liệu đốt than, sau khi qua
buồng hòa trộn với không khí bên ngoài để đạt nhiệt độ thích hợp cho quá trình sấy.
Dòng tác nhân sấy được gia tốc bằng quạt đẩy đặt ở trước thiết bị và quạt hút đặt ở
cuối thiết bị.
Trên đường ống dẫn khói lò vào buồng hòa trộn và đường ống dẫn không khí

từ môi trường vào buồng hòa trộn đều có các van, dùng để điều chỉnh lưu lượng các
dòng. Đặt nhiệt kế ở sau buồng hòa trộn để xác định nhiệt độ của tác nhân sấy trước
khi vào thùng sấy, nếu nhiệt độ quá cao ta sẽ mở van để tháo bớt khói lò ra, giảm
lượng khói lò vào buồng hòa trộn để giảm bớt nhiệt độ, ngược lại nếu nhiệt độ chưa
đủ, ta khóa bớt van dẫn không khí từ môi trường vào buồng hòa trộn.
Thùng sấy có dạng hình trụ đặt nằm nghiêng một góc 3
0
so với mặt phẳng ngang,
được đặt trên một hệ thống con lăn đỡ và con lăn chặn. Chuyển động quay của
thùng được thực hiện nhờ bộ truyền động từ động cơ sang hộp giảm tốc đến bánh
răng gắn trên thùng. Bên trong thùng có gắn các cánh kiểu phân phối, dùng để đảo
trộn vật liệu sấy mục đích là tăng diện tích tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân
sấy, do đó tăng bề mặt truyền nhiệt và tăng cường trao đổi nhiệt để quá trình sấy
diễn ra triệt để.
Trong thùng sấy hạt quặng MnO
2
được nâng lên đến độ cao nhất định sau đó
rơi xuống. Trong quá trình đó vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy, thực hiện các quá
trình truyền nhiệt và truyền khối là bay hơi ẩm. Nhờ độ nghiêng của thùng mà vật
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
10
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
liệu sẽ được vận chuyển đi dọc theo chiều dài thùng. Khi đi hết chiều dài thùng sấy,
vật liệu sẽ đạt được độ ẩm cần thiết cho quá trình bảo quản 0,5%.
Sản phẩm quặng MnO
2
nhân tạo sau khi sấy được đưa vào buồng tháo liệu, sau khi
qua cửa tháo liệu sẽ được bao gói để bảo quản hay dùng vào các mục đích sản xuất
khác.
Dòng tác nhân sấy khi qua buồng sấy chứa nhiều bụi do đó cần phải

đưa qua hệ thống lọc bụi để tránh thải bụi bẩn vào không khí gây ô nhiễm môi
trường. ở đây, ta sử dụng hệ thống lọc bụi bằng nhóm 4 xyclon. Khói lò sau
khi lọc bụi sẽ được thải vào môi trường. Phần bụi lắng sẽ được thu hồi qua
cửa thu bụi của xyclon và được xử lý riêng.
PHẦN II : THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY
I.Các thông số ban đầu
Kiểu thiết bị sấy thùng quay: phương thức sấy xuôi chiều
Tác nhân sấy: khói lò
Nhiệt độ khói lò vào thùng sấy : t
1
= 240
o
C
Nhiệt độ khói lò ra khỏi thùng sấy: t
2
= 80
o
C
Vật liệu là quặng MnO
2
nhân tạo dạng bột mịn.
Khối lượng riêng xốp của MnO
2
:
32,724=
x
ρ
( Kg/m
3
) được tính như sau:

βρρ
.
22
MnOMnO
tbx
=
( Kg/m
3
)
Trong đó:
β
: là hệ số điền đầy ( chọn
β
= 0,15 do chọn cánh khuấy kiểu phân phối )
2
21
2
ρρ
ρ
+
=MnO
tb
Với
1
ρ
: Khối lượng riêng của vật liệu trước khi sấy,
1
ρ
= 5030 ( Kg/m
3

)

2
ρ
: Khối lượng riêng của vật liệu sau khi sấy
12
ρρ
=
- lượng ẩm bay hơi trong 1 m
3
thể tích
( ) ( )
6,46275030.5,05,85030¦¦
12112
=−−=−−=
ρρρ
WW
( Kg/m
3
)
8,4828
2
6,46275030
2
21
2
=
+
=
+

=
ρρ
ρ
MnO
tb
( Kg/m
3
)
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
11
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
32,72415,0.8,4828.
22
===
βρρ
MnOMnO
tbx
( Kg/m
3
)
Độ ẩm đầu vào của vật liệu: 8,5%
Độ ẩm đầu ra của vật liệu: 0,5%
Nhiệt độ vật liệu vào máy sấy: t
o
= 25
o
C
Nhiệt độ vật liệu ra khỏi máy sấy: t
1
= 70

o
C
Nhiệt dung riêng của bán thành phẩm trước khi vào máy sấy:C
1
= 0,658(KJ/Kgđộ)
Nhiệt dung riêng của bán thành phẩm sau khi ra khỏi máy sấy: C
2
= 0,68(KJ/Kgđộ)
Các thông số không khí:
Nhiệt độ môi trường: t = 25
o
C
Độ ẩm tương đối:
o
ϕ
= 85%
Năng suất: 13 tấn/h = 13000 Kg/h
II. Tính toán và lựa chọn nhiên liệu
Vật liệu là than đá với các thành phần nhiên liệu như sau:
Nguyên tố C H O N S A W
Hàm lượng 85,32 4,56 4,07 1,8 4,25 7,87 3
Từ đây ta có các thông số làm việc như sau:
( ) ( )
( )
%04,76
100
87,73100
32,85
100
¦100

=
+−
=
+−
=
AW
CC
lv
( ) ( )
( )
%06,4
100
87,73100
56,4
100
¦100
=
+−
=
+−
=
AW
HH
lv
( ) ( )
( )
%63,3
100
87,73100
07,4

100
¦100
=
+−
=
+−
=
AW
OO
lv
( ) ( )
( )
%61,1
100
87,73100
8,1
100
¦100
=
+−
=
+−
=
AW
NN
lv
( ) ( )
( )
%79,3
100

87,73100
25,4
100
¦100
=
+−
=
+−
=
AW
SS
lv
1. Nhiệt dung riêng của than đá
Nhiệt dung riêng của than đá được xác định theo công thức:
C
t
= 837 + 3,7 t
o
+ 625x
Trong đó: t
o
: là nhiệt độ của than đá, chọn t
o
= 25
o
C
x: là hàm lượng của chất bốc, x = 2,78%
Suy ra: C
t
= 837 + 3,7.25 + 625.0,0278

= 946875 ( J/Kg độ) = 0.946875( KJ/Kgđộ)
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
12
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
2. Nhiệt trị cao của than
Theo công thức Mendeleep:
Q
c
lv
= 339.C
lv
+ 1256.H
lv
– 109.( O
lv
– S
lv
) ( VII.37/ 110 –STT2)
= 339.76,04 + 1256.4,06 + 109.( 3,63 – 3,79)
= 30894,36 ( KJ/Kg )
3.Nhiệt trị thấp của than
Q
lv
th
= Q
c
– 25( W + 9H
lv
) = 30894,36 – 25.( 3 + 9.4,06) = 29905,86( KJ/Kg)
4. Lượng không khí lý thuyết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu

Để cung cấp cho các phản ứng cháy, thành phần của oxi trong không khí là
21%
Các phản ứng cháy:
C + O
2

→
CO
2
2H
2
+ O
2
→

2H
2
O
S + O
2
→
SO
2
Áp dụng công thức: ( VII/ 111 –STT2)
L
o
= 0,115C
lv
+ 0,346H
lv

+ 0,043( S
lv
– O
lv
)
= 0,115. 76,04 + 0.346.4,06 + 0,043.(3,79 – 3,63)
= 10,16 (Kgkkk/Kg than)
5. Entanpi của hơi nước trong hỗn hợp khói
i
h
= r
o
+ C
h
.t ( QTTBT4 – 273)
Trong đó: r
o
: là nhiệt lượng riêng của hơi nước ở 0
o
C, r
o
= 2493 KJ/Kg
C
h
: là nhiệt dung riêng của hơi nước, C
h
= 1,97 KJ/Kg độ
t: là nhiệt độ của khói lò vào, t =240
o
C

Suy ra : i
h
= 2493 + 1,97. 240 = 2965,8 (KJ/Kgđộ)
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
13
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
6. Hệ số không khí dư ở buồng đốt và buồng trộn theo lý thuyết
Áp dụng công thức:
( ) ( )
[ ]
( ) ( )
[ ]
opkhohoo
pk
lv
h
lv
tt
lv
c
ttCiixL
tCWAHiWHCtQ
−+−
++−−+−+
=
1
1
¦91.¦9
η
α

Trong đó:
Q
c
lv
: là nhiệt trị cao của than, Q
c
lv
= 30894,36 KJ/Kg

η
: Hiệu suất, chọn = 0,9
t
t
: là nhiệt trị của than đá, t
t
= 25
o
C
C
t
: là nhiệt dung riêng của than, C
t
= 0,946875 KJ/Kgđộ
C
pk
: là nhiệt dung riêng của không khí, C
pk
= 1,004 KJ/Kgđộ
i
h

: là entanpi của hơi nước ở nhiệt độ t
1
= 240
o
C
i
ho
: là entanpi của hơi nước ở nhiệt độ môi trường, t
o
=25
o
C
i
ho
= r
o
+ C
h
.t
o
Với: r
o
: nhiệt lượng riêng của hơi nước ở nhiệt độ 0
o
C, r
o
=2493 (KJ/Kg)
C
h
: nhiệt dung riêng của hơi nước, C

h
= 1,97 KJ/Kg
t
o
: nhiệt độ của môi trường, t
o
= 25
o
C
Nên: i
ho
= 2493 + 1,97. 25 = 2542,25 ( KJ/Kgđộ )
t
1
: nhiệt độ của khói lò, t
1
= 240
o
C
L
o
: lượng không khí lý thuyết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu, L
o
= 10,16 Kgkkk/Kg
than
x
o
: hàm ẩm của không khí ở điều kiện t =25
o
C.Tra đồ thị I-x [ 255 – 4] ta được :

x
o
= 0,0166( Kg ẩm/ Kg kk )
I
o
= 16,33 Kcal/ Kgkkk = 68,37 ( KJ/Kgkkk )
( ) ( )
[ ]
( ) ( )
[ ]
25240004,125,25428,29650166,0.16,10
240.004,1.03,00787,00406,0.918,296503,00406,0.9946875,0.259,0.36,30894
−+−
++−−+−+
=
α
82,11=
α
III. Tính toán các thiết bị chính
1. Lượng ẩm bay hơi trong quá trình sấy
Lượng ẩm bay hơi được tính theo công thức :
W = G
1

2
21
100 W
WW
−
−

(QTTBT2/165)
Trong đó : G
1
: là lượng vật liệu vào máy sấy: G
1
= 13000 Kg/h
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
14
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
W
1
, W
2
: Độ ẩm đầu và độ ẩm cuối của vật liệu
W
1
= 8,5%; W
2
= 0,5%
Suy ra: W = 13000.
5,0100
5,05,8
−
−
= 1045,226 (Kg/h)
2. Lượng vật liệu khô tuyệt đối
Áp dụng công thức :
G
k
= G

1
100
100
1
W
−
= 13000.
100
5,8100
−
= 11895 ( Kg/h )
3. Phương trình cân bằng nhiệt
G
1
=G
2
+ W
Suy ra : G
2
=G
1
– W
Trong đó: G
2
: lượng vật liệu khô ra khỏi thiết bị sấy
G
2
= 13000 – 1045,226 = 11954,774 ( Kg/h )
4. Thể tích thùng sấy
V

th
=
A
W
Trong đó: A: cường độ bay hơi ẩm, chọn A = 30 Kg/m
3
h
W: lượng ẩm bay hơi, W = 1045,226 Kg/h
Suy ra: V
th =
)(84,34
30
226,1045
3
m=
5. Chiều dài của thùng
L
t
=
2
4
t
th
D
V
π
Trong đó: V
th
: là thể tích của thùng, V
th

= 34,84 ( m
3
)
D
t
: là đường kính thùng sấy
Thường tỷ số giữa chiều dài thùng sấy và đường kính thùng sấy là:
L
t
/ D
t
= 3,5 – 7. Chọn L
t
/ D
t
= 6
Suy ra: L
t
= 6D
t

⇒
6D
t
=
ππ
6
44
3
2

th
t
t
th
V
D
D
V
=⇒
Nên đường kính thùng là:
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
15
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
D
t
=
)(95,1
14,3.6
84,34.4
6
4
3
3
m
V
th
==
π
. Lấy D
t

= 2 m
Suy ra: Chiều dài thùng là:
L
t
=
)(096,11
2.14,3
84,34.44
22
m
D
V
t
th
==
π
. Chọn chiều dài thùng là L
t
= 12 m
Tính lại thể tích thùng và cường độ bay hơi ẩm
Thể tích thùng :
V
tt
=
)(68,37
4
12.2.14,3
4
3
22

m
LD
tt
==
π
Cường độ bay hơi ẩm :
A =
)/(74,27
68,37
226,1045
3
hmKg
V
W
tt
==
. Lấy A = 28 Kg/m
3
h
6. Thời gian sấy
Thời gian sấy của vật liệu trong thùng( Thời gian lưu của vật liệu trong
thùng) :
Đối với máy sấy thùng quay thời gian sấy được xác định theo CT :

)(200[
)(120
21
21
WWA
WW

x
s
+−
−
=
βρ
τ
(Sổ tay -tập2-trang123)
Trong đó:
+ ρ
x
: Khối lượng riêng xốp trung bình của vật liệu trong thùng quay, với ρ
x
=724,32 kg/m
3

+ W
1
,W
2
: Độ ẩm đầu và cuối của vật liệu, tính bằng % khối lượng chung:
w
1
= 8.5 % , w
2
= 0,5 %
+ β : Hệ số chứa vật liệu của thùng (0,1-0,25),chọn β = 0,15
+ A : Cường độ bay hơi ẩm, A = 28(kg ẩm/
3
m

h)

⇒

=
s
τ
=
+−⋅
−⋅⋅⋅
)]5,05,8(200[28
)5,05,8(32,72415,0120
19,503 (phút)
Kiểm tra lại thời gian sấy: (Theo 408- máy và thiết bị sản xuất hoá chất)
Thời gian sấy thực tế sẽ là:
τ
=
1
60
G
fV
xtt
β
=
13000
32,724.15,0.68,37.60
= 18,89 (phút)
V
tt
: Thể tích thực của thùng sấy = 37,68 m

2
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
16
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
7. Số vòng quay của thùng sấy
Số vòng quay của thùng xác định theo công thức:

,


ατ
tgD
Lkm
n
t
t
=
(Sổ tay -tập2-trang122).
Trong đó :
+ L
t
, D
t
: Chiều dài và đường kính của thùng sấy (m)
L
t
= 12 m, D
t
= 2 m
+ α : Góc nghiêng của thùng quay, Thường góc nghiêng của thùng dài là

1÷6
o
, chọn α = 3
o
. Suy ra: tg
052,03
==
o
tg
α
+ m : Hệ số phụ thuộc vào cấu tạo cánh trong thùng ; lựa chọn cánh phân
phối , m = 1
+ k : Hệ số phụ thuộc vào phương thức sấy và tính chất của vật liệu,k=0,7.
Vì đây là phương thức sấy xuôi chiều
+ τ : Thời gian lưu lại của vật liệu trong thùng quay hay cũng chính là thời
gian sấy, phút
n=
=
⋅⋅
052,0.2.89,18
127,01
4,28 (Vòng/phút )
8. Công suất cần thiết để quay thiết bị
Ta có:
xtt
naLDN
ρ
⋅⋅⋅⋅⋅=
3
0013,0

(VII.54-trang123-STT2)
Trong đó:
+ n : Số vòng quay của thùng, vòng /phút
+ a : Hệ số phụ thuộc vào dạng cánh, a = 0,026 (theo bảng VII.54-123)
+ ρ
x
: Khối lượng riêng xốp trung bình, ρ
x
= 724,32 kg/m
3
+ D
t
,L
t
: Đường kính và chiều dài của thùng (m)
D
t
= 2 m, L
t
= 12 m
N=0,0013.2
3
.12.0,026.4,28 724,32=10,059 (Kw)
Công suất chọn động cơ:
N
dc
=1,1.N = 1,1.10,059= 11,0649 (kw)
Chọn chiều dày thùng: Theo công thức thực nghiệm ta có:
S = ( 0,007- 0,011 )D
t

. Lấy: S = 14mm = 0,014 m
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
17
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
9. Cân bằng lò đốt than
9.1.Nhiệt lượng vào tính khi đốt 1kg than
a) Nhiệt lượng vào buồng đốt
Q
vào
= Q
1
+Q
2
+ Q
3
(KJ)
Trong đó:
Q
1
:Nhiệt lượng do than mang vào(tính theo 1kg than) ( KJ )
Q
2
:Nhiêt lượng do không khí mang vào buồng đốt ( KJ )
Q
3
:Nhiệt lượng do đốt cháy 1kg than ( KJ )
Ta có:
• Q
1
= G

t
C
t
t
o
=1. 0,946875.25= 23,67 (KJ)
Với:
C
t
: Nhiệt dung riêng của than đá C
t
= 0,946875 KJ /kg độ
t
o
: Nhiệt độ của than đá vào lò đốt t
o
= 25
C
°
G
t
: Khối lượng của than, G
t
= 1 Kg
• Q
2
= L
o
.
α

.I
o
(KJ)
Trong đó :
L
o
: Là lượng khí khô lý thuyết mang đi để đốt cháy hết 1kg than
L
o
= 10,16 (kg k
3
/kg than)
I
o
:Hàm nhiệt không khí trước khi vào máy sấy
Tính I
o
:
Nội suy theo đồ thị I-x (QTTBT2-255) ở:
t
o
: Nhiệt độ của môi trường : t
o
= 25
o
C

o
ϕ
: Độ ẩm tương đối của không khí :

o
ϕ
= 85%

⇒
x
o
= 0.0166 ( Kg ẩm/ Kg kkk )
=> I
o
= 16,33 (kcal/kgk
3
)
I
o
= 68,37 (KJ /kgk
3
)

⇒
Q
2
= 10,16.68,37
α
= 694,64
α
( KJ )
• Q
3
= Q

c
lv
Trong đó: Q
3
: Nhiệt lượng do đốt cháy 1 kg than
Q
3
= 30894,36 (KJ )
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
18
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
Tổng nhiệt lượng vào buồng đốt là:
Q
vào
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3

= 23,67 + 694,64
α
+ 30894,36 = 694,64
α
+ 30918,03 (KJ)
b)Nhiệt lượng ra khỏi buồng trộn tính khi đốt 1 kg than
Q
ra
= Q

4
+ Q
5
+ Q
m
(KJ)
Trong đó:
Q
4
: Nhiệt do xỉ mang ra ( KJ )
Q
5
:Nhiệt do không khí mang ra khỏi buồng đốt.( KJ )
Q
m
:Nhiệt mất mát ra môi trường. ( KJ )
Ta có:
• Q
4
= G
xỉ
.C
xỉ
.t
xỉ
(KJ)
G
xỉ
: Khối lượng xỉ khi đốt 1kg than
G

xỉ
= A = 7,87 %
C
xỉ
: Nhiệt dung riêng của xỉ: C
xỉ
= 0,754 ( KJ /kgđộ ) (Tra sổ tay T1- 162)
t
xỉ :
Nhiệt do xỉ mang ra t
xỉ
= 260
o
C
Thay số :
Q
4
=
43,15260.754,0
100
87,7
=
( KJ )
• Q
5
= G
k
.C
k
.t

1
Với:
t
1
: Nhiệt độ khói lò vào buồng trộn t
1
=240
o
C
G
k
: Khối lượng của chất khí trong lò
C
k
: Nhiệt dung riêng của khói lò
C
k
=
K
OHOHONNCOCOSOSO
G
CGCGCGCGCG
2222222222
0
.
++++
(KJ /kg
o
C)
(Sổ tay T2- VII.42-112)

⇒
Q
5
= (G
SO
2

.C
SO
2
+G
CO
2

.C
CO
2
+G
N
2
.
C
N
2
+G
O
2
.C
O
2

+G
H
2
O
.C
H
2
O
)t
1
Thành phần khối lượng của các cấu tử khí khi đốt 1 kg nhiên liệu ở 240
o
C:
Khối lượng SO
2
:
G
SO
2
=
=
100
.2
lv
S
0,02.S
lv
= 0,02.3,79= 0,076 ( kg/kgthan )
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
19

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
Khối lượng CO
2

G
CO
2
= 0,0367C
lv
= 0,0367.76,04 = 2,79 ( kg/kgthan )
Khối lượng N
2
G
N
2
= 0,769.
α
.L
0
+ 0,01N
lv

= 0,769.
α
.10,16 + 0,01.1,61
= 7,81.
α
+ 0,0161 ( kg/kgthan )
Khối lượng ẩm:
G

H
2
O
= m
H
2
O
+
α
.L
o
x
o
=
100
9 WH
LV
+
+
α
.L
o
x
o
=
0166,0.16,10.
100
306,4.9
α
+

+
=0,395
α
+0,17 (Kg/kg than)
Khối lượng O
2
:
G
O
2
= 0,231(
α
- 1).L
o
= 0,231(
α
- 1 ).10,16
= 2,35.
α
- 2,35 (kg/kgthan)
Tính nhiệt dung riêng của các khí ở 240
o
C:
C
SO
2

= 0,18 (kcal/kgđộ) = 0,754 (KJ /kgđộ)
C
CO

2
= 0,222 + 43.10
6
−
t
1

=0,222 + 43.10
6
−
.240
= 0,2323 (kcal/kgđộ) = 0,973 (KJ /kgđộ)
C
N
2

= 0,246 + 189.10
-7
.t
1
= 0,246 + 189.10
7
−
.240
= 0,251 (kcal/kgđộ) = 1,049 (KJ /kgđộ)
C
O
2

= 0,216 + 166.10

-7
.t
1
= 0,216 + 166.10
7
−
.240
=0,22(kcal/kgđộ) = 0,921 (KJ /kgđộ)
C
H
2
O
= 0,436 + 119.10
-6
.t
1
= 0,436 + 119.10
6
−
.240
=0,465(kcal/kgđộ) =1,945 (KJ /kgđộ)
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
20
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
Thay số vào Q
5
ta có:
Q
5
={0,076.0,754 + 2,79.0,973 + [(7,81.

α
+0,0161).1,049 + [(2,35.
α
-2,35).0,921 ]
+ [(0,17+0,395.
α
).1,945]} 240 = 229,24 + 2670,08
α
(KJ)
Có : Q
m
=10%Q
vào
= 0,1( 30918,03 + 694,64
α
)
= 3091,803 + 69,464
α
(kj)

⇒
Q
ra
= Q
4
+ Q
5
+ Q
m
= 15,43 + 229,24 + 2670,08

α
+ 3091,803 + 69,464
α

= 3336,473 + 2739,544.
α
( KJ )
9.2.Phương trình cân bằng nhiệt lò đốt than
Phương trình cân bằng lò đốt
Q
vào
= Q
ra
30918,03 + 694,64
α
= 3336,473 + 2739,544.
α

27581,557 = 2044,904
α

α
⇒
= 13,49

α
: Hệ số không khí dư thực tế
Vậy lượng không khí thực tế cần cung cấp cho lò đốt là:
L =
α

.L
o

= 13,49.10,16 = 137,06 ( kg k
3
/kg than)
Khối lượng các khí khi đốt 1 kg than:
Khối lượng SO
2
: G
SO
2
= 0,076 ( Kg/ Kg than )
Khối lượng CO
2
: G
CO
2
= 2,79 ( Kg/ Kg than )
Khối lượng N
2
: G
N
2
= 7,81
α
+ 0,0161
= 7,81.13,49 + 0,0161 = 105,373 ( Kg/ Kg than )
Khối lượng của O
2

: G
O
2
= 2,35
α
- 2,35
= 2,35.13,49 – 2,35 = 29,35 ( Kg/Kg than )
Khối lượng của H
2
O: G
H
2
O
= 0,395
α
+ 0,17
= 0,395.13,49 + 0,17 = 5,499 (Kg/Kg than)
Quá trình sấy
Với các thông số:
Chọn nhiệt độ của không khí : t
o
= 25
C°

SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
21
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
Độ ẩm tương đối của không khí :
o
ϕ

= 85%
Nội suy theo đồ thị I-x (QTTBT2-255) ở:

⇒
x
o
= 0.0166 (kg ẩm/kgk
3
)
=> I
o
= 16,33 (kcal/kgk
3
)
I
o
= 68,37 (kj/kgk
3
)
Nhiệt độ của khói lò vào thùng sấy t
1
= 240
o
C
Nhiệt độ của khói lò ra khỏi thùng sấy t
2
= 80
o
C
A. Quá trình sấy lý thuyết

*. Các thông số đi vào thiết bị sấy
a) Hàm ẩm của khói lò
x
1
=
kk
hn
G
G
(kg/kg k
3
)
+ G
hn
: Là lượng hơi nước trong khói
G
H
2
O
= 0,433 + 0,0638
α
= 0,433 + 0,0638.13,49 = 1,29 ( Kg/Kg than )
Trong đó :

α
: Hệ số không khí dư
α
=13,49
+ G
kk

: Lượng không khí khô sau buồng trộn được xác định :
G
kk
= 1 +
α
.L
o
- G
H
2
O
= 1 + 13,49.10,16 – 1,29 = 136,77 ( kg/kgthan )
Hàm ẩm của khói lò là:
x
1
=
77,136
29,1
= 0,009 (kg/kg k
3
)
b) Entanpi của khói lò sau buồng trộn :
I
1
=
kk
nnooot
lv
c
G

iGILtCQ
+++

αη
[IV – 304]
Trong đó:
Q
c
lv
: Nhiệt trị cao của than :Q
c
lv

= 30894,36 (kj/kg than)

η
: Hiệu suất buồng đốt :
η
= 0,9
I
o
: Entanpi của hơi nước : I
o
= 68,37 (kj/kg độ)
C
t
: Nhiệt dung riêng của than : C
t
= 0,946875 (kJ/kg
C

°
)
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
22
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
t
o
: Nhiệt độ của than khi vào lò : t
o
= 25
o
C

α
: Hệ số không khí dư
α
= 13,49
L
o
: Là lượng khí lý thuyết mang để đốt cháy hết 1kg than:
L
o
= 10,16 kg k
3
/kg than
G
kk
: Lượng không khí khô sau buông trộn :G
kk
= 132,56 kg/kgthan

G
n
: Lượng hơi nước trong khói, G
n
= 1,29 Kg/Kg than
i
n
: Entanpi của hơi nước ở nhiệt độ môi trường
i
n
= r
o
+ C
h
.t
o
= 2493 + 1,97.25 = 2542,25 ( KJ/Kgđộ )
Với: r
o
: Nhiệt lượng riêng của hơi nước ở 0
o
C, r
o
= 2493 ( KJ/Kg )
C
h
: Nhiệt dung riêng của hơi nước, C
h
= 1,97 ( KJ/Kg )
Suy ra: I

1
=
56,132
25,2542.29,137,68.16,10.49,1325.946875,09,0.36,30894
+++

= 386,08 (kj/kgkkk)
c) Áp suất hơi bão hòa tại t
1
= 240
0
C
P
bh
= exp{
1
1
59,233
17
t
t
+
- 5,093} = exp{
24059,233
240.17
+
- 5,093} = 33,85 (bar)
d) Độ ẩm tương đối
1
ϕ

tại x
1
.
1
ϕ
=
)622,0(
.
1
1
xP
xP
bh
+
=
009,0.
)009,0622,0(85,33
750
745
+
= 4,19.10
-4
(%)
*. Các thông số đi ra khỏi thiết bị sấy
a) Hàm nhiệt của khói lò:
Do quá trình sấy lý thuyết nên : I
1
= I
2
= 386,08 (kj/kg k

3
)
b) Hàm ẩm của khói lò :
Lượng ẩm của khói thải ra sau quá trình sấy lý thuyết :
x
2
=
2
21
842,1 tr
tCI
kk
+
−

Trong đó : C
kk
Nhiệt dung riêng của không khí C
kk
=1,004 (kj/độ)
r : Nhiệt hóa hơi của nước ở 80
o
C
r = 542,5(kcal/kg) = 2271,339 ( KJ/Kg)
x
2
=
80.842,1339,2271
80.004,108,386
+

−
= 0,12 (kg ẩm/kg k
3
)
c) Áp suất hơi bão hòa tại t
2
= 80
o
C
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
23
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
P
bh
= exp{
2
2
59,233
17
t
t
+
- 5,093} = exp{
8059,233
80.17
+
- 5,093}=0,47(bar)
d) Độ ẩm tương đối
2
ϕ

tại d
2
.
2
ϕ
=
)622,0(
.
2
2
xP
xP
bh
+
=
12,0.
)12,0622,0(47,0
750
745
+
= 0,34 (%)
*. Phương trình cân bằng nhiệt lượng.
Phương trình cân bằng nhiệt lượng trong quá trình sấy lý thuyết :
l
o
I
o
+ q = l
o
I

1
= l
o
I
2
Với l
o
: Lượng không khí khô tiêu hao cần thiết để bay hơi 1 kg ẩm
l
o
=
o
xx
−
2
1
=
0166,012,0
1
−
= 9,67 (kg k
3
/kg ẩm)
Lượng khí tiêu hao trong 1h là :
L
o
= l
o
.W =9,67. 1045,226 = 10108,57 (kg k
3

/h)
Nhiệt lượng riêng :
q
o
= l
o
(I
1
- I
o
) =9,67.(386,08 – 68,37) = 3072,26 (kj/kg ẩm)
Nhiệt lượng cung cấp cho W kg hơi ẩm :
Q
o
= q
o
.W = 3072,26.1045,226 = 3211206,031 (kj/h) = 892,0017 (kw)
*) Lưu lượng thể tích không khí trước khi quá trình sấy được xác định theo công
thức : V
1
=
1
υ
.L
o
1
υ
: Là thể tích không khí ẩm (m
3
/kg)

Tra bảng (318-I.255 ST1) t = 240
o
C =>
1
ρ
= 0,685 (kg/m
3
)
=>
1
υ
=
1
1
ρ
=
685,0
1
= 1,46 (m
3
/kgkk)
Vậy V
1
=
1
υ
.L
o
= 1,46.10108,57= 14758,51 (m
3

/h)
*) Lưu lượng thể tích không khí sau khi quá trình sấy được xác định theo công thức
V
2
=
2
υ
.L
o
2
υ
: Là thể tích không khí ẩm (m
3
/kg)
Tra bảng (318-I.255 ST1) t = 80
o
C =>
1
ρ
= 1,000 (kg/m
3
)
=>
2
υ
=
2
1
ρ
=

000,1
1
= 1 (m
3
/kg)
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
24
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Khoa: Công nghệ hoá học
Vậy V
2
=
2
υ
.L
o
= 1.10108,57= 10108,57 (m
3
/h)
*) Lưu lượng trung bình là:
V
tb
=
2
21
VV
+
=
2
57,1010851,14758
+

= 12433,54 (m
3
/h)
Diện tích tự do của thùng sấy
F
t
= 0,785D
t
2
( 1 -
β
) ,m
2

= 0,785.2
2
.( 1 – 0,15 ) = 2,669 ( m
2
)
Tốc độ trung bình của dòng khí trong thiết bị sấy là:
W
tb
=
669,2
54,12433
=
t
tb
F
V

= 4658,5 ( m
3
/h ) = 1,29 ( m
3
/h )
10. Tính hệ số truyền nhiệt
21
11
1
αλ
δ
α
+∑+
=K
( sổ tay quá trình và thiết bị T1 )
Trong đó :

1
α
:Hệ số cấp nhiệt đối lưu của tác nhân sấy đến thành thiết bị (W/
2
m
C
0
)

2
α
:Hệ số cấp nhiệt từ thành ngoài thiết bị sấy đến môi trường (W/
2

m
C
0
)

λ
: Hệ số dẫn nhiệt của thành thiết bị (W/ m
C
0
)

δ
: Chiều dày của thành thiết bị (m)
a) Xác định
1
α
:
Theo công thức :
1
α
=k
)(
//
1
/
1
αα
+
(W/
2

m
C
0
)
k: Hệ số độ nhám k=(1,2
÷
1,3) chọn k = 1,25

/
1
α
: Hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành thiết bị sấy do đối lưu cưỡng
bức,phụ thuộc vào chế độ chuyển động của dòng khí. (W/ m
2

C
0
)
//
1
α
: Hệ số cấp nhiệt từ không khí đến thành thiết bị do đối lưu tự nhiên. (W/ m
2
C
0
)
* Tính
/
1
α

:
Tốc độ của dòng khí vào W
tb
= 1,29 m/s
Chế độ chuyển động được đặc trưng bởi chuẩn số Reynon :
Re =
υ
ttb
DW .
(359-ST1)

υ
: hệ số độ nhớt động của khí (m
2
/s)
SV: Lê Thị Nhung Lớp: LT CĐ-ĐH Hoá 1- K3
25