do an say quang pyrit pptx

Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập _Tự do _ Hạnh phúc
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ
Số 17
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Văn Hoàn
Sinh viên thực hiện: Cao Thị Loan
Lớp: ĐH Công Nghệ Hóa 1 – K3
Khoa: Công nghệ Hóa Học
NỘI DUNG
Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy
quặng pyrite với năng suất 13600 kg/giờ.
Các số liệu ban đầu
- Độ ẩm đầu của vật liệu: 10%
- Độ ẩm cuối của vật liệu: 1%
- Nhiệt độ khói vào: 750
0
C
- Nhiệt độ khói ra: 110
0
C
TT Tên bản vẽ Khổ giấy Số lượng
1 Vẽ dây chuyền sản xuất A4 01
2 Vẽ máy sấy thùng quay A0 01
PHẦN THUYẾT MINH
Ngày giao đề : 10/03/2011 Ngày hoàn thành:
TRƯỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
1

Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN


















Hà Nội, Ngày…. Tháng …. Năm 2011
Người nhận xét
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
2
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
Mục lục
2.1.TØ sè truyÒn cña toµn bé hÖ dÉn ®éng lµ: 49
TỔNG KẾT…………………………………………………………………………….79
TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………… 80
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3

3
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay ngành công nghiệp hóa chất đang được chú trọng xây dựng và
phát triển. Được ứng dụng trong nhiều ngành : Thực phẩm, vật liệu xây dựng,
sản xuất hóa chất,…Và trong ngành công nghiệp hóa chất và thực phẩm
không thể thiếu giai đoạn sấy. Đây là công đoạn sau thu hoạch.
Trong nguyên liệu sản xuất ngành công nghiệp thì Pyrit cũng là một
trong những nguyên liệu khá quan trọng và phổ biến, được ứng dụng nhiều
trong sản xuất phân lân và một số ngành khác. Thông thường Pyrit nguyên
liệu ban đầu thường có độ ẩm khá cao. Vì vậy yêu cầu đặt ra trước khi đi vào
sản xuất Pyrit cần qua giai đoạn sấy để tách bớt lượng ẩm đảm bảo yêu cầu kỹ
thuật trong quá trình sản xuất.
Trong quá trình sấy thì người ta có thể áp dụng nhiều phương thức sấy
khác nhau.Ở đồ án này em xin trình bày phương pháp sấy khô Pyrit bằng hệ
thống sấy thùng quay với tác nhân sấy là khói lò.
Phương thức sấy thùng quay với tác nhân sấy là khói lò là phương thức sấy
khá phổ biến, được ứng dụng nhiều trong thực tế sản xuất.
Được thấy giáo Nguyễn Văn Hoàn giao nhiệm vụ : “Tính toán và thiết
kế hệ thống sấy thùng quay để sấy quặng Pyrít với năng suất 13600 tấn/h”.
Dựa trên những kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn của thấy em đã hoàn
thành đồ án của mình.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Hoàn cùng với các thầy
cô trong khoa công nghệ Hóa đã chỉ bảo, giúp đỡ tận tình em trong thời gian
vừa qua.
Em xin chân thành cảm ơn
Sinh viên thực hiện:
Cao Thị Loan

GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3

4
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ SẤY CƠ BẢN
I. Vai trò của sấy trong kỹ thuật và đời sống :
Sấy là qúa trình tách pha lỏng ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt.
Ngày xưa người ta đã biết sử dụng phương pháp sấy tự nhiên rất đơn giản là
phơi nắng. Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn chế lớn là cần diện tích sân phơi rộng
và phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất lợi trong mùa mưa. Vì vậy, trong nhiều
lĩnh vực sản xuất người ta phải sấy nhân tạo.
- Kết quả của qúa trình sấy là hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng
lên. Điều đó có ý nghĩa quan trọng trên nhiều phương diện khác nhau.
Ví dụ: + đối với các nông sản và thực phẩm thì tăng cường tính bền
vững trong bảo quản
+ Đối với các nhiên liệu( củi, than) được nâng cao nhiệt lượng cháy, đối
với các gốm sứ thì làm tăng độ bền cơ học…
+ Và ngoài ra tất cả các vật liệu sau khi sấy đều được giảm giá thành vận
chuyển.
- Do các ý nghĩa đã nêu trên mà đối tượng của qúa trình sấy thật đa
dạng, bao gồm nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm trong các giai
đoạn khác nhau của qúa trình sản xuất và chế biến, thuộc nhiều lĩnh vực kinh
tế khác nhau. Nói cách khác, kỹ thuật sấy được ứng dụng rộng rãi trong các
nghành công nghiệp và nông nghiệp.
- Nguyên tắc của qúa trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi
trạng thái pha của lỏng trong vật liệu thành hơi. Hầu hết các vật liệu trong qúa
trình sản xuất đều chứa pha lỏng là nước và người ta thường gọi là ẩm. Như
vậy trong thực tế có thể xem sấy là qúa trình tách ẩm bằng phương pháp
nhiệt.
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
5

Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
- Việc cung cấp năng lượng cho vật liệu trong qúa trình sấy được tiến
hành theo các phương pháp truyền nhiệt đã biết.
Ví dụ : cấp nhiệt bằng đối lưu gọi là sấy đối lưu,
+ Cấp nhiệt bằng dẫn nhiệt gọi là sấy tiếp xúc,
+ Cấp nhiệt bằng bức xạ gọi là sấy bức xạ.
+ Ngoài ra, còn có các phương pháp sấy đặc biệt như sấy bằng dòng điện cao
tần, sấy thăng hoa, sấy chân không…
- Tóm lại, để bảo quản các loại sản phẩm trong thời gian dài, trong qui
trình công nghệ sản xuất của nhiều sản phẩm đều có công đoạn sấy khô.
- Để chất lượng sản phẩm ngày càng được nâng cao, công nghệ sấy
cũng được cải tiến và phát triển như trong nghành hải sản, rau quả và nhiều
loại thực phẩm khác. Các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt như lúa, ngô, đậu…
sau khi thu hoạch cần sấy khô kịp thời, nếu không sản phẩm sẽ bị giảm chất
lượng thậm chí bị hỏng dẫn đến tình trạng mất mùa sau thu hoạch.
Do nhu cầu sấy ngày càng đa dạng, có nhiều phương pháp và thiết bị
sấy để sấy các loại sản phẩm khác nhau. Ngoài ra, đôi khi cùng một loại sản
phẩm nhưng nếu yêu cầu về qui mô sấy khác nhau thì cũng đòi hỏi thiết bị
sấy phù hợp. Đối với từng loại sản phẩm đã được biết trước, nhằm đạt được
các yêu cầu của sản phẩm sấy với chi phí nhiên liệu và đầu tư thiết bị ban
đầu thấp nhất.
II. Phân loại máy sấy :
Có nhiều cách phân loại :
1.Dựa vào tác nhân sấy:
- Sấy bằng không khí hay khói lò.
- Sấy thăng hoa.
- Sấy bằng tia hồng ngoại hay bằng dòng điện cao tầng.
2.Dựa vào áp suất làm việc:
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
6

Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
- Sấy chân không.
- Sấy ở áp suất thường.
3.Dựa vào phương pháp làm việc:
- Máy sấy liên tục.
- Máy sấy gián đoạn.
4.Dựa vào phương pháp cung cấp nhiệt cho qúa trình sấy:
- Máy sấy tiếp xúc hoặc máy sấy đối lưu.
- Máy sấy bức xạ hoặc máy sấy bằng dòng điện cao tầng.
5. Dựa vào cấu tạo thiết bị:
Phòng sấy, hầm sấy, sấy băng tải, sấy trục, sấy thùng quay, sấy tầng sôi,
sấy phun…
6.Dựa và chuyển động tương hỗ của tác nhân sấy và vật liệu sấy :
Sấy xuôi chiều, ngược chiều, chéo dòng…
III. Khái quát về máy sấy thùng quay và thuyết minh dây truyền sản
xuất của thiết bị sấy thùng quay
Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng để
sấy vật hạt, cục nhỏ như : cát, than đá, các loại quặng, đường muối và các
loại hóa chất như: NaHCO
3
, BaCl
2
…
Máy sấy thùng quay là 1 thùng hình trụ đặt nghiêng 1- 6
o
, có 2 vành đai
đỡ vành đai này tỳ vào con lăn đỡ khi thùng quay. Vật liệu sấy vào phễu nạp
liệu.Vật liệu trong thùng không quá 20 – 25% thể tích thùng. Sau khi sấy
xong ,thành phẩm qua bộ phận tháo sản phẩm ra ngoài.
Bên trong thùng có lắp các cánh để xáo trộn vật liệu làm cho hiệu suất sấy

đạt được cao hơn, phía cuối thùng có hộp tháo sản phẩm còn đầu thùng cắm
vào lò đốt hoặc nối với ống tạo tác nhấn sấy.Giữa thùng quay, hộp lò có cơ
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
7
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
cấu bịt kín để không khí nóng và khói lò thoát ra ngoài. Ngoài ra còn có
xyclone để thu hồi sản phẩm bay theo và thải khí sạch ra môi trường.
Khí nóng và vật liệu có thể đi cùng chiều hoặc ngược chiều ở bên trong
thùng. Phía đầu chỗ nạp liệu bên trong thùng sấy có lắp các cánh xoắn một
đoạn khoảng 700 – 1000mm, chiều dài của đoạn này phụ thuộc vào đường
kính của thùng.
Tốc độ khói lò hoặc không khí nóng đi trong thùng không được lớn hơn
3m/s để tránh vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thùng. Vận tốc quay của thùng là
5–8 vòng /phút.
Các đệm ngăn trong thùng vừa có tác dụng phân phối vừa có tác dụng
phân phối đều cho 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 cửa đệm ngăn
(Cánh trộn) Phụ thuộc vào kích thước vật liệu sấy và độ ẩm cửa nó.
Các loại đệm ngăn dung phổ biến là:
- Đệm ngăn mái chèo nâng và loại phối hợp: Dùng khi sấy những vật liệu cực
to, ẩm, có xu hướng đóng vón. Loại này có hệ số chất đầy vật liệu không quá
0.1
÷
0.2
- Đệm ngăn hình quạt có những khoảng thông với nhau.
- Đệm ngăn phân phối hình chữ nhật và kiểu vạt áo được xếp trên toàn bộ tiết
diện của thùng được dùng để sấy các vật liệu dạng cục nhỏ, xốp, khi thùng
quay vật liệu đảo trộn nhiều lần,bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân
sấy lớn.
- Đệm ngăn kiểu phân khu: Để sấy các vật liệu đã được đập nhỏ, bụi. Loại

này chỉ cho phép hệ số điền đầy khoảng 0,15
÷
0,25
- Nếu nhiệt độ sấy cần lớn hơn 200
o
C thì dùng khói lò nhưng không dùng cho
nhiệt độ >800
o
C.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
8
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
15
8
1
2
3
4
5
6
9
10
11
12
1
4
3
7
13

1.Thùng quay 2.Vành đai 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.Phễu tiếp liệu 14.Van diều chỉnh 15.Quạt gió
Máy sấy thùng quay gồm 1thùng hình trụ (1) đặt nghiêng 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 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
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
9
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
của khói lò hay không khí nóng đi trong máy sấy khoảng 2
÷
3 m/s,thùng quay
5
÷

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 (12). Khí sạch thải ra ngoài.
Sơ đồ dây chuyền
Quặng Pyrit
Bãi chứa
Băng tải
Lò cao

Bãi chứa Khói lò xỉ lò

GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
10
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
- Máy sấy thùng quay được sử dụng rộng rải trong công nghiệp hoá chất,
thực phẩm… để sấy một số hoá chất, quặng Pyrít, phân đạm, ngũ cốc
đường…
-Ưu điểm của máy sấy thùng quay:
+ Qúa trình sấy đều đặn và mãnh liệt, tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân
sấy tốt.
+ Cường độ làm việc tính theo lượng ẩm khá cao, có thể tới 100 kg/m
3
h
+ Thiết bị cấu tạo gọn, chiếm mặt bằng nhỏ.
- Nhược điểm: Vật liệu dễ bị vỡ vụn.
IV. Giới thiệu về vật liệu sấy là quặng pirit
Quặng pirit là vật liệu rất quan trong ngành công nghiệp nặng. Đặc biệt
trong ngành công nghiệp hóa chất, ngoài ra còn 1 số ngành khác như: Cơ khí,

sản xuất các đồ dùng trong đờì sống sinh hoạt hàng ngày…Trong quặng chủ
yếu chứa thành phần FeS
2
là chính, thành phần này rất quan trọng trong ngành
sản suất axit H
2
SO
4
, mà axit này không thể thiếu trong ngành hóa chất và
trong sản xuất phân bón. Vì vậy ta phải tuyển chọn quặng có chứa hàm lượng
FeS
2
đảm bảo trước khi sản xuất ra sản phẩm mà ta cần thì công đoạn tuyển
chọn, tinh chế và sấy khô là rất quan trọng không thể thiếu được. Vì độ ẩm
trước khi vào sản xuất rất lớn, nêu như không sấy thì sẽ khó khăn lớn cho các
công đoạn tiếp sau đó. Và máy sấy thùng quay để sấy vật liệu này được dùng
rất phổ biến và hiệu quả.
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
11
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN NHIÊN LIỆU
I. Các thông số ban đầu:
1.Kiểu thiết bị sấy thùng quay,phương thức sấy xuôi chiều
2.Tác nhân sấy: Khói lò
- Nhiệt độ khói vào thùng sấy : 750
o
C
- Nhiệt độ khói ra thùng sấy : 110
o
C

3. Vật liệu sấy là Quặng Pyrit, có các thông số:
- Nhiệt dung riêng của Pyrit : C
p
= 0,518 kJ/kg.độ
- Khối lượng riêng của Pyrit : ρ = 5000 kg/m
3
- Khối lượng riêng xốp của Pyrit : ρ
x
= 3300 kg/m
3

- Độ ẩm của VL trước khi sấy : W
1
= 10%
- Độ ẩm của VL sau khi sấy : W
2
= 1%
- Lượng VL vào máy sấy : 13600 kg/h
4. Điều kiện môi trường
+ Trạng thái không khí ngoài trời nơi đặt thiệt bị sấy :
Nhiệt độ : t
o

=

25
o
C suy ra p
o
= 23,76 mmHg = 0,0323 at

( Bảng PL.32 trang 365 Sách Tính toán QTTB tập 1 )
Độ ẩm tương đối của kk là: ϕ
o
= 85 %
p
kq
= p = 760 mmHg = 1,033at.
+ Hàm ẩm của không khí được tính theo công thức sau:
x
o
= 0,62 {sách QTTB tập 4 trang 273}
Thay số vào ta được :
x
o
= 0,622.
0,85.0,0323
1,033 0,85.0,0323−
= 0,017 (Kg/Kg kkk)
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
12
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
+ Nhiệt lượng riêng của không khí:
I
o
= C
kkk
.t
o
+x
o

.i
h
( J/Kg kkk ) {sách QTTB tập 4 trang 273}
Trong đó :
C
kkk
:

nhiệt dung riêng của không khí khô, C
kkk
=

10
3
j/kg.độ
t
o :
nhiệt độ của không khí t
o
=

25
o
C
i
h
: nhiệt lượng riêng của hơi nước ở nhiệt độ t
o
; (j/Kg)
i

h
= r
o
+ C
h
.t
o
r
o
= (2493+1,97t
o
)10
3
( j/Kg) (sách QTTB tập 4 trang 273 )
Trong đó: r
o
= 2493.10
3
,
nhiệt lượng riêng của hơi nước ở 0
o
C
C
h
= 1,97.10
3
, nhiệt dung riêng của hơi nước, ( j/Kg.độ)
Vậy :
I
o

= 10
3
.25 + 0,017.(2493+1,97.25)10
3
= 68218,25 (J/Kg kkk)
= 68,218 (KJ/Kg kkk)
II. Tính toán các thông số của khói lò.
Khói lò là một tác nhân sấy ( TNS ) phổ biến. Khói lò có thể tạo ra nhờ
đốt nhiên liệu mà chủ yếu là than đá. Khói lò được sử dụng trong các thiết bị
sấy ( TBS ) có thể với vai trò là nguồn cung cấp nhiệt trực tiếp hoặc gián tiếp
( ở đây là trực tiếp )
Vì trong khói lò cũng gồm 2 thành phần : Khói khô và hơi nước.Vì thế
với vai trò là TNS ta có thể xem khói lò là một dạng nào đó của không khí
ẩm. Nên có thể áp dụng các công thức để tính không khí ẩm áp dụng vào với
khói lò.
1.Tính toán quá trình cháy
Nhiên liệu là than đá bao gồm thành phần sau:
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
13
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
Thành phần C H S O N A W x
Phần trăm (%) 84 4,56 4,25 4 1,5 7,2 4 2,79
Trong đó C,H,S,O,N là các nguyên tố hóa học chứa trong than dùng làm
nhiên liệu.
Thành phần tro của than : A
Thành phần ẩm của than : W
Hàm bốc của than : x
Vì C + H + S + O + N + A + W =109,51 % > 100
Vì vậy ta phải quy đổi về 100 %
Các thành phần của than ở chế độ làm việc

A
lv
= A.
100 W
100
−
= 7,2.
100 4
100
−
= 6,912 %
C
lv
= C.
100
100
lv
AW −−
= 84.
100 4 6,912
100
− −
= 74,834%
H
lv
= H.
100
100
lv
AW −−

= 4,56.
100 4 6,912
100
− −
= 4,062%
S
lv
= S.
100
100
lv
AW −−
= 4,25.
100 4 6,912
100
− −
= 3,786%
O
lv
= O.
100
100
lv
AW −−
= 3,44.
100 4 6,912
100
− −
= 3,564%
N

lv
= N.
100
100
lv
AW −−
= 1,5.
100 4 6,912
100
− −
= 1,336%
Vậy ta được bảng sau
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
14
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
Thành phần C
lv
H
lv
S
lv
O
lv
N
lv
A
lv
W
lv
Phần trăm (%) 74,834 4,062 3,786 3,564 1,336 6,912 4

Nhiệt dung riêng của than đá:
Áp dụng công thức tính nhiệt dung riêng của than đá:
C
n
= 837+3,7.t
n
+625.x ( Công thức I.48 - STT 1 trang 153)
Trong đó : t
n
: Nhiệt độ của than trước khi vào lò đốt t
n
= 25
o
C
x: Hàm lượng chất bốc x = 2,79%
⇒ C
n
= 837 + 3,7.25 + 625.0,0279 = 946,938 (J/kg
o
C)
2.Nhiệt trị của nhiên liệu:
Trên cơ sở nhiệt lượng tỏa ra trong các phản ứng cháy, Menđêlêep đã đưa ra
công thức tính nhiệt trị cao của nhiên liệu
Công thức 2.3 – Tr 83 –QTTB T3
Q
c
lv
=[339C
lv
+1256H

lv
-109(O
lv
-S
lv
)].10
3
(J/Kg),

⇒
Q
c
lv
=[339.74,834+1256.4,062 – 109(3,564-3,786)].10

= 30494,796 (kJ/kg than)
Nhiệt trị thấp của than:
Q
th

lv
= Q
c

lv
- 25100.(9H
lv
+ W)
(Công thức 2.4 – Tr 83 - QTTB T3)
= 28884,2 – 25,1( 9.3,918 + 7 )

= 29476,75 (kJ/kg)
3.Lượng không khí khô lý thuyết cho quá trình cháy
Lượng không khí khô lý thyết để đốt cháy 1kg nhiên liệu là lượng
không khí khô vừa đủ cung cấp O
2
cho các phản ứng cháy. Với thành phần
khối lượng O
2
chứa trong không khí khô lấy làm tròn 23%, từ các phản ứng
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
15
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
cháy ta tính được lượng không khí khô lý thuyết cần thiết để đốt cháy 1kg
nhiên liệu
L
0
=0,115C
lv
+0,346H
lv
+0,043(S
lv
-O
lv
)
( Công thức VII.38_Tr 111_S.tay T
2
)
L
0

= 0,115.74,834+0,346.4,062+0,043(3,786-3,564)
= 10,021 (kg không khí khô/kg than )
4.Hệ số không khí thừa sau quá trình hoà trộn:
Do nhiệt độ khói sau buồng đốt rất lớn so với yêu cầu, vì thế trong thiết
bị sấy thùng quay dùng khói lò làm TNS người ta phải tổ chức hoà trộn với
không khí ngoài trời để cho một hỗn hợp có nhiệt độ thích hợp. Vì vậy, trong
hệ thống sấy thùng quay người ta xem hệ số không khí thừa là tỷ số giữa
không khí khô cần cung cấp thực tế cho buồng đốt cộng với
lượng không khí khô đưa vào buồng hoà trộn với lượng không khí khô lý
thuyết cần cho quá trình cháy.
Để tính hệ số không khí thừa không khí ở buồng đốt và trộn người ta
sử dụng phương pháp cân bằng nhiêt lò đốt than
4.1.Nhiệt lượng vào khi đốt 1 kg than
Q
vào
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
Trong đó : Q
1
:nhiệt lượng than mang vào ( tính cho 1kg than )
Q
2
: Là nhiệt lượng do không khí mang vào
Q
3
: Là nhiệt do đốt 1 kg than

+ Q
1
= C
n
.t
n
Trong đó C
n
: Nhiệt dung của than ; C
n
= 0,947 (kJ/kg
o
C)
t
n
: nhiệt độ của than ( nhiệt độ môi trường ) t
n
= 25
o
C
Q
1
= 0,947.25 = 23,675 (kJ)
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
16
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
+ Q
2
= L
o

.I
o
.α
Trong đó L
o
: Lượng không khí lý thuyết cho quá trình cháy
I
o
: Hàm nhiệt của không khí
α : Hệ số thừa không khí
Q
2
= 10,021.68,218.α = 687,621α (kJ)
+ Q
3
= Q
c
.η
Trong đó : η là hiệu suất buồng đốt η = 0,9
Q
c
: Nhiệt trị cao của than
Q
3
= 30494,796.0,9 = 27445,316 (kJ)
=> Tổng nhiệt lượng vào buồng đốt là
Q
vào
= Q
1

+ Q
2
+ Q
3
= 23,675 + 27445,316 + 687,621α (kJ)
= 27468,991 + 687,621. α (kJ)
4.2.Nhiệt lượng ra
Q
ra
= Q
4
+ Q
5
+ Q
6
Trong đó : Q
4
: Nhiêt do xỉ mang ra
Q
5
: Nhiệt do không khí mang ra khỏi buồng đốt
Q
6
: Nhiệt mất mát ra môi trường
+ Q
4
= G
xỉ
.C
xỉ

.T
xỉ
Trong đó : G
xỉ
: Khối lượng xỉ tạo thành khi đốt 1 kg than
G
xỉ
= A
lv
= 0.06912
C
xỉ
: Nhiệt dung riêng của xỉ C
xỉ
= 0,75 kJ/kg
o
C (Tra sổ tay T1- 162)
T
xỉ
: Nhiệt độ của xỉ T
xỉ
= 250
o
C
=> Q
4
= 0,06912.0,75.250 = 12,96 (kJ)
+ Q
5
= G

khí
.C
khí
.T
khí

GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
17
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
Trong đó : G
khí
: Khối lượng của chất khí trong lò
C
khí
: Nhiệt dung riêng của khói lò
Ta có :
C
khí
=
K
OHOHONNCOCOSOSO
G
CGCGCGCGCG
2222222222
0
. ++++


J/kg
o

C
(Công thức VII.42-Tr 112_S.tay QTTB và CNHC T
2
)
=> Q
5
= (
OHOHONNCOCOSOSO
CGCGCGCGCG
2222222222
0
. ++++
).750 (kJ)
* Thành phần khối lượng các khí khi đốt 1 kg nhiên liệu
( Các công thức Tr 112_S.tay QTTB và CNHC T
2
)
G
CO
2
= 3,67.C = 3,67.0,74834 = 2,746 (kg/kg than)
G
H
2
O
= 9H
lv
+ W + α.L
o
.x

o

= 9.0,04062 + 0,04 + α.10,021.0,017
= 0,406 + 0,17.α (kg/kg than)
G
SO
2

= 2. S
lv
= 2.0,03652 = 0,076( kg/kg than )
G
N
2

= 0,769.α.L
o
+ 0,01. N
lv
= 0,769.10,021.α + 0,01.01336 = 7,706α + 1,336.10
-4
(kg/kg than)
G
O
2

= 0,231.( α -1 ).L
o
= 0,231.10,021.( α -1)
= 2,315.(α-1) (kg/kg than)

* Nhiệt dung riêng các khí ở nhiệt độ 750
o
C
( Áp dụng công thức Tính toán QTTB T
2
_ Trang 313 )
C
CO
2

= 0,222 + 43.10
-6
.t
1
= 0,222 +43.10
-6
.750
= 0,25425 kcal/kg
o
C = 1,064 kJ/kg
o
C
C
H
2
O
= 0,436 + 119.10
-6
.t
1

= 0,436 +119.10
-6
.750
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
18
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
= 0,52525 kcal/kg
o
C = 2,199 kJ/kg
o
C
C
O
2

= 0,216 + 166.10
-7
.t
1
= 0,216 + 166.10
-7
.750
= 0,22845 kcal/kg
o
C = 0,956 kJ/kg
o
C
C
N
2

= 0,246 +189.10
-7
.t
1
= 0,246 + 189.10
-7
.750
= 0,26 kcal/kg
o
C = 1,089 kJ/kg
o
C
C
SO
2

= 0,2 kcal/kg
o
C = 0,837 kJ/kg
o
C
Thay các giá trị trên vào ta được
Q
5
= (
OHOHONNCOCOSOSO
CGCGCGCGCG
2222222222
0

. ++++
).750
=[0,076.0,837+2,746.1,064+(7,706.α+1,336.10
-4
).1,089
+2,315(α-1).0,956+(0,406+0,17α ).2,199].750
= 1248,867 + 8235,75α (kJ/kg than)
+ Q
6
= Q
mm
= 5%Q
vào
=> Q
ra
= Q
4
+ Q
5
+ Q
6
=12,96 + 1248,867 + 8235,75α + 0,05Q
vào
=1261,7 + 8235,75α + 0,05Q
vào
(kJ/kg than)
4.3.Cân bằng nhiệt lượng lò đốt
Q
vào
= Q

ra
⇔ 0,95.(27468,991+ 687,621α) = 1261,71 + 8235,75α
⇔ α = 3,276
* Kiểm tra lại α theo công thức sau :
α =
d 0
0 0 0 0
. . (9. ). 1 (9. W) . .
. .( ) .( )
lv lv lv lv
c b nl a pk
a pk
Q C t H A i H A C t
L x i i C t t
η
 
+ − + − − + +
 
 
− + −
 
( Công thức VII.39_Tr 111_S.tay QT và TBCNHC T
2
)
Trong đó :
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
19
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
bd
η

: Hiệu suất buồng đốt ở đây chúng ta chọn
bd
η
= 90% = 0,9
C
nl
, t
nl
: Nhiệt dung riêng và nhiệt độ của nhiên liệu tương ứng
Với C
nl
= 0,947 kJ/kg
o
C, t
nl
= 25
0
C
C
pk
: Nhiệt dung riêng của khói. C
pk
= 1,004 kJ/kg
o
C
i
a
và i
0
: Entanpy của hơi nước chứa trong khói sau buồng hoà trộn và

trong không khí ngoài trời, tính theo công thức:
i = 2500 + 1,842t
i
(kJ/kg)
x
0
: Lượng chứa ẩm của không khí ứng với nhiệt độ t
0
.
t : Nhiệt độ của khói sau buồng hoà trộn
(cũng chính là nhiệt độ khói vào thùng sấy)
Với nhiệt độ t =750
o
C , ta tính được:
Entanpy của hơi nước chứa trong khói sau buồng hoà trộn
i
a
= 2500 + 1,842.750 = 3881,5 (kJ/kg)
i
0
= 2500 + 1.842.25 = 2546.05 (kJ/kg)
Thay các giá trị vào biểu thức ta được:
α =
[ ]
[ ]
30494,796.0,9 0,947.25 (9.0,04062 0,06912).3881,5 1 (9.0,04062 0,06912 0,04) .1,004.750
10,021. 0,017.(3881,5 2546,05) 1,004.(750 25)
+ − + − − + +
− + −
= 3,375

=> Từ 2 kết quả trên,thấy kết quả xấp xỉ nhau chọn α = 3,276
Từ đó ta tính được khối lượng các khí có trong khói khi đốt 1 kg than:
G
CO
2

= 2,746 kg/kg than
G
H
2
O
= 9 H
lv
+ W + α.L
o
.x
o
= 9.0,04062 + 0,04 + 3,276.10,021.0,017
=0,964 (kg/kg than)
G
N
2

= 0,769.α.L
o
+ 0,01.
lv
N
= 0,796.3,276.10,021 + 0,01.0,01336
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3

20
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
= 26,132 (kg/kg than)
G
SO
2
= 0,076 (kg/kg than)
G
O
2

= 0,231.( α -1 ).L
o
= 0,231.(3,276-1).10,021 (kg/kg than)
= 5,269 (kg/kg than)
5.Thông số khói lò sau buồng hoà trộn hay trước khi vào các thùng sấy:
+ Khối lượng khói khô sau buồng hòa trộn
L
k
= (α.L
0
+1) - [A
lv
+9 H
lv
+W] ( Công thức 3.8_Tr 85_QTTB T3)
= (3,276.10,021+1)-(0,06912+9.0,04062+0,04)
= 33,354 (kg)
+ Lượng chứa ẩm x
1

của khói lò sau buồng trộn
x
1


=
0 0
0
(9. ) . .
. 1 (9. )
lv
lv
H W L x
L H A W
α
α
+ +
 
+ − + +
 
Thay số vào ta được :
x
1
=
[ ]
(9.0,04062 0,04) 3,276.10,021.0,017
3,276.10,021 1 (9.0,04062 0,06912 0,04)
+ +
+ − + +
= 0,0289 (kg ẩm/ kg kk)

+ Xác định Entanpi của khói sau buồng trộn
I
1
=

d 0 0
. . . .
c b nl nl
k
Q C t L I
L
η α
+ +

( Công thức VII.36_Tr 110_S.tay QT và TBCNHC T
2
)
Thay các đại lượng cụ thể vào công thức trên ta tính được :
I
1
=
30494,796.0,9 0,947.25 3,276.10,021.68,218
33,354
+ +
=890,703 (kJ/kg kk)
Độ ẩm tương đối
ϕ
i
:
Để tính

ϕ
l
được xác định theo công thức:
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
21
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
1i
ϕ
=
)x621,0.(p
B.x
ib
l
+
( Công thức Tr 43_Tính toán và thiết kế hệ thống sấy )
Trong đó: p
b
: là phân áp suất bão hoà của hơi nước theo nhiệt độ t
i
được
xác định theo công thức: p
b
=






+

−
i
t5,235
4026,42
12exp
( Công thức Tr 44_Tính toán và thiết kế hệ thống sấy )
B : áp suất khí trời nơi ta xác định độ ẩm tương đối
ϕ
+ Tính : p
B
=






+
−
i
t5,235
4026,42
12exp
Thay các giá trị vào ta tính được p
B
như sau:
P
B
=
2

4026,42
exp 12
235,5 t
 
−
 
+
 
=
4026,42
exp 12
235,5 750
 
−
 
+
 
= 2736,234 (bar)
Do đó:
ϕ
1
=
2
2 2
B.x
P .(0,621 x )
b
+
=
745

.0,0289
750
2736,234.(0,621 0,0289)+
= 1,6.10
-3
%
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
22
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
Ta có thông số khói lò sau buồng hòa trộn trước khi vào thùng sấy
STT Các trạng thái của khói Giá trị
1
Khối lượng khói khô sau buồng hòa
trộn
L
k
= 33,354kg
2
Lượng chứa ẩm của khói lò sau
buồng trộn
x
1
= 0,0289 kg ẩm/ kg kk
3
Entanpi của khói sau buồng trộn
I
1
=890,703 kJ/kg kk
4
Độ ẩm tương đối của khói

ϕ
1
= 1,6.10
-3
%

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
23
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
I. Tính toán sơ bộ thùng sấy
1.Tính toán lượng ẩm bốc hơi
Có : G
1
= 13600 kg/h
W
1
= 10% :
W
2
= 1%
⇒ Độ ẩm vật liệu bay hơi
W = G
1
.


1 2
2
100

W W
W
−
−
(QTTB T2_Tr 165)
= 13600.
10 1
100 1
−
−
= 1236,364 (kg/h)
+ Lượng vật liệu ra khỏi thùng sấy
G
2
= G
1
- W = 13600 – 1236,364= 12363,636 kg/h
2.Các thông số cơ bàn của thùng sấy
Cường độ bay hơi ẩm của quặng pyrit là A= 20 ÷ 60 kg/m
3
.h ,Chọn A=60
kg/m
3
.h
⇒ Thể tích của thùng sấy
V=
W
A
=
1236,364

60
= 20,606(m
3
)
(Công thức VII.50_Tr 121_S.tay T2)
Chọn đường kính thùng D= 1,8 m
⇒ Chiều dài thùng sấy
L=
2
4.
.
V
D
π
=
2
4.20,606
3,14.1,8
= 8,102 (m) (Công thức VII.51_S.tay_T2)
Ta có
L
D
= 3,5 ÷ 7,Quy chuẩn ta có L= 8m
+ Vậy thể tích thực của thùng
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
24
Trường đại học công nghiệp Hà Nội Khoa công nghệ hóa
V
t
=

2
. .
4
D L
π
=
2
3,14.1,8 .8
4
=20,347(m
3
)
+ Thời gian lưu vật liệu trong thùng
Ta có:
)(200[
)(120
21
21
WWA
WW
+−
−
=
βρ
τ
(S.tay T2_Trang 123)
Trong đó:
+ ρ : Khối lượng riêng xốp trung bình của vật liệu trong thùng, ρ = 3300
kg/m
3

(Bảng 1.1_Tr 9_S.Tay QT và TB CNHC T1)
+ W
1
, W
2
: Độ ẩm đầu và cuối của vật liệu, tính bằng % khối lượng chung
+ β : Hệ số chứa đầy, chọn β = 0,15
+ A : Cường độ bay hơi ẩm, A = 60(kg ẩm/
3
m
h)

⇒

[ ]
120.0,15.3300.(10 1)
60 200 (10 1)
τ
−
=
− +
= 47,143(phút)
* Kiểm tra lại bằng công thức
τ =
.
t
n
V
V
β

Với V
n
=
1
.60
G
ρ

(Tr 408- Máy và thiết bị sản xuất hoá chất)
=> τ=
20,418.0,15.3300.60
13600
= 44,589 (phút)
Vậy thời gian sấy hợp lý là :
τ
= 47,143 (Phút)
+ Xác định số vòng quay của thùng
Ta có:
,


ατ
tgD
Lkm
n
t
=
(Sổ tay T
2
- Tr 122).

Trong đó :
+ α : Góc nghiêng của thùng quay, độ. Thường góc nghiêng của thùng dài
là 2,5÷3
0
, còn thùng ngắn đến 6
0
, chọn α = 2,5
0
⇒ tgα = 0,0436
GVHD : Nguyễn Văn Hoàn SVTH : Cao Thị Loan – Lớp hoa 1-K3
25