BÁO CÁO THÍ NGHIỆM CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DƯỢC PHẨM: SẤY TẦNG SÔI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
☼☼☼☼☼☼☼

BÁO CÁO
THÍ NGHIỆM CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT DƯỢC PHẨM
BÀI: SẤY TẦNG SÔI
GVHD: Nguyễn Sỹ Xuân Ân
Sinh viên: Võ Như Sinh
MSSV: 61002738

TPHCM, 5/2014

0


I. T
1.1
S y l qu tr nh t h m r kh i v t li u tu th o t nh h t v
m
v t li u tu
th o yêu u v m
l m kh v t li u m h n t
th s
n
ht h m
kh nh u như: phư n ph p
h
phư n ph p ho l phư n ph p nhi t ron
qu tr nh s y t n s i t s

n phư n ph p nhi t - n nhi t n n
l m yh i
nư r kh i v t li u
1.2
ron qu tr nh s y t n s i t s
n kh n kh l m t nh n s y nên t s qu n t m
n
th n s s u
kh n kh
1.2.1. Đ
- h, kg/m3.
m tuy t i
kh n kh l lư n h i nư
h tron m t m3 kh n kh m
Đ
-
m tư n
i
kh n kh h y n i l m
o ho h i nư l t s i
3
lư n h i nư
h tron m kh n kh v i lư n nư
h tron m3 kh n kh
o ho h i nư
bh
n m t nhi t
v p su t


h
bh

m m
kh n kh m l lư n h i nư
h tron
hi u d; kg/kgkkk
N
Nhi t lư n riên
kh n kh m l t n nhi t lư n
nư
tron h n h p:

k kh n kh kh

kh n kh kh v

I  Ckkk .t  x.ih ; J/kg kkk

ron
:
I: nhi t lư n riên
kh n kh m h m m x , J/kgkkk
Ckkk: nhi t un riên
kh n kh kh
k
0
t: nhi t
kh n kh C
ih: nhi t lư n riên

h i nư
nhi t
t, J/kg
ih ư x
nh th o n th th n hi m:
ih  r0  Ch .t ; J/kg

y r0 – nhi t lư n riên
Ch – nhi t un riên
Đ

0

h i nư
h i nư

C
nhi t

1

t, J/(kg.K)

kkk k

h i


m l nh h n h p kh n kh m hư
o ho h i nư tron i u ki n x

onst th
nhi t
kh i kh i m n
m tư n
i
kh n kh t n
n n tr n th i
o ho h i nư
2 = 100%). N u ti p t
i m nhi t
kh th tron h n h p
kh
t u xu t hi n nh n i t sư n m o h i nư tron h n h p kh n ưn t
l i th h m m
h n h p kh t u i m Nhi t
h n h p kh tư n n v i
tr n th i o ho h i nư
i l nhi t
i m sư n k hi u l ts.
N
Nhi t
u ư t l m t th n s
trưn ho kh n n
p nhi t
kh n kh
l m y h i nư
ho n khi kh n kh o ho h i nư
T
h t h kh n kh m t nh th o k kh n kh kh ư t nh th o n th
V

RT
; m3 /kg kkk
P  . pbh

V i:
R: h n s kh
i v i kh n kh th R = 287 J/(kg.0K)
T: nhi t
kh n kh 0K
P: p su t hun
h n h p kh n kh m N m2
h i lư n riên
h n h p kh n kh m n t n kh i lư n riên
kh v kh i lư n riên
h i nư
n nhi t

kh n kh

  kkk  h ; kg/m3

Đ

–d
x
nh tr n
L.K.Ramdin).

th i

kh n kh

m n ư i t s

2

n

th

-

th


nhi u
h ph n lo i v t li u s y
h ph n lo i ư s
n nhi u tron k thu t
l
h ph n lo i
v o t nh h t v t l
v t th
V ư p h o
hn y
th
v t li u m ư
hi l m nh m: v t x p m o n v t k o v v t k o x p
m o n.

Nh n v t m tron
m liên k t v i v t li u h y u n m i liên k t m o n
ư
il v tx pm o n h n
kh n n h t m i h t l n
nh ư t kh n
ph thu v o th nh ph n ho h
h tl n
v t li u x y n th n i t
th h nh l nh n v
v v t li u x p m o n Nh n v t n y l m o n l n
h n r t nhi u so v i tr n lư n m h tron v t v quy t nh ho n to n s l n
truy n m tron v t ron trư n h p tr n lư n m n n v i l m o n h y
m o qu n trư n lên khi s y kh th o l i h n l n
v t x p m o n khi s y kh
th
n như nh m r u x nh
V t k o l nh n v t t nh o o u tr h t ron v t k o m liên k t
ph v th m th u V
k o n v t v t li u x nlul z tinh t
ts t
k o
i m hun l khi s y
o n t kh nhi u v v n i ư t nh o

3

n h p
v t

n i n n vi n hiên u v t nh to n tron kỹ thu t s y n ư i t kh o s t
v t k o như
v t i x p m o n hi
v t k o ư x m như v t x p
m o n
u tr m o qu n nh
1.3.
Nh n v t th m tron
t n t i m liên k t
tron
v tk ov v tx pm o n
th ư
il v tk ox pm o n
lo i v t n y như
th n
n
lo i
h t v m t s th ph m V
u tr
v t n y thu lo i x p m o n nhưn v
n h tl il
v tk o
n h l th nh m o n
hun
t nh o khi h t
m
m o qu n trư n lên khi s y kh th o l i
g
N ut

v t li u m ti p x v i kh n kh m th
th x y r m t tron h i qu
tr nh:
1) u tr nh t h m r kh i v t li u qu tr nh s y n u ph < pvl
y ph l p su t h i
riên ph n
kh n kh m n pvl l p su t h i riên ph n
kh n kh n y s t
trên m t
v t li u
2) u tr nh h t m t kh n kh m v o v t li u n u ph > pvl
ron qu tr nh s y th p su t h i trên
m t v t li u i m n ho n khi ph = pvl
hi
h
t tr n th i n n
n
m
v t li u t
m n n cb
m n n ph thu v o p su t h i riên ph n
kh n kh xun qu nh t l
ph thu v o
m tư n
i
kh n kh  n h l cb = f()
Nư tron v t li u m th hi l m nh m: nư t o v nư liên k t
- Nư t o n m
m t v t li u
p su t riên

n p su t h i nư
o ho n
v i nhi t
hi n t i
v t li u m Nư t o n m tron v t li u m l lư n nư
t o r trên
m t
v t m h i nư
p su t riên
t i tr
o ho
nhi t
hi n t i
v t m.
- Nư liên k t t o r trên v t m h i nư
p su t nh h n p p su t o ho v i
nhi t
hi n t i
v t m
o kh n n ph n n ho h v ho t n m nh
h t nên tron kh i v t li u m
kh n
nư n uyên h t m
ư i n un
h u n t h nư r kh i v t
li u m th n
n n lư n
n h y l n h n n n lư n liên k t nư v i v t li u
m o
t

n i t ư
n liên k t
v t li u m
a) Liên
iên k t ho h
v t h t v i nư r t n v n tron
ph n t nư
tr
th nh m t
ph n tron th nh ph n ho h
ph n t v t m o i n y h
th
ư t h r khi
ph n n ho h v h n
n n lư n r t o
i khi ph i
4


nun v t li u n nhi t
o S u khi t h m th t nh h t ho l
t s t h nư
m t tinh th n m nư :
CuSO4.5H2O  CuSO4 + 5H2O
u tr nh n y i l qu tr nh nun v n nhi t
r t o

v t th y

i

b)
ron liên k t ho l n ư i t hi l m h i lo i liên k t: liên k t h p ph v liên k t
th m th u
 iên k t h p ph : liên k t h p ph
nư
n li n v i
hi n tư n x y r trên
m t i i h n ph Nh t l tron
v tk o
ut o n h t
n k nh tư n
ư n nh kho n t
-0,1)m
u t o
n v t li u m n y
m t
riên kh l n nên n n lư n t o m nh hi ti p x v i m
xu hư n h t nư
v o m tt o
h t t o r liên k t h p ph i nư v
m t
F = U – T.S
ron
:
: n n lư n t o
ph n t
:n in n
: nhi t
tuy t i

S: entropi
N n lư n t o trên m t n v
m t i i h n th h nh n s
n
m th t



iên k t th m th u: liên k t th m th u l liên k t m n t nh
li u

t nh k o – x p m o

v n m tron kh n
n uyên h t m
n ư

n Nh n v t li u n y

i n

ư i

khun

n

un

Nư

h Vi

n n

hi nư

th p s n
l p

m t

un

h

nư

tron s th m r n o i N ư

nư

th m qu m n n n

th m v o

ht

un

o

un

l i khi t

khun

v iv t

th m t n o i v o tron v t h y

n n

y h i th n n

u tr

nư

tron v t th n y kh n ph i l nư

l i t tron v t th r n o i i n như nư

h

h

h

t n lên v nư

t v t th v o tron nư

th nư

s u ên
s th m

v o ên tron
c)
n liên k t n y v i v t th
-

Nư
n v t

o

m

nư

trên

s n tron qu tr nh h nh th nh v t m v
t h

trư n h p liên k t n y
5

m t v nư

nư

tron

n l m ho nư

tron m o qu n
t

o th

v t

yh i n n pv t


h y ph v

u tr

v t S u khi t h nư

h t v th m h th y
-

Nhi u v t m
m o qu n
v t th

u tr

hi v t th n y

-

th

o

yh i

n th i

n nhi u

m o qu n như

v i

tron nư

tron kh n kh

nư

tron

th th y

i t nh

y h i ho
nh ư t lên

th t h

n

v t th n y

m th h i nư

y mr
m t v t th

n

v s

s th o m o qu n th m nh p v o

m o qu n th m nh p v o v t th

n l m ho m

iên k t

i n

tr n th i ph

v t th n y khi

m o qu n v th o
th t

i

v t

s n ưn t trên

u nt h

h t m lo i n y

p su t l n h n p su t m o
iên k t

m t

n n y ễt h

n

n
h

h l u h i th m th i ly t m

1

-

ron qu tr nh s y h t m ư
huy n t trun t m r
m tn o i
h t t
m th t m ư
h i v o m i trư n s y u tr nh trên h th hi n ư tron
i u ki n p su t h i riên ph n
h t l n h n p su t riên ph n
m i trư n
hi
m t
h t s kh i v s xu t hi n r i nt m i lõi v
m t
h t
v
y nên s
h huy n m t ph n trun t m
h tr
m t h t u tr nh s y
th t n ư n
n
h:
n p su t h i riên ph n
h t
i m p su t h i riên ph n
m i trư n

n th i h i i n ph p trên
Nhưn
i v i m i lo i h t t i m t h m m nh t nh n o
t h
th t n nhi t
t i m t nhi t
ho ph p nh t nh
i l nhi t
t n n ho ph p
h t N u
vư t qu i i h n
s
y nh hư n x u t i h t lư n l m i n ho l m lư n
th
h t như l m i m
n ym m t n t l
r n y o nư
h i trên
m t qu m nh
i m p su t
m i trư n
n
ht n ư n
i lưu t n t
t nh n
s y nhưn t
n h t n t
t nh n s y t i m t tr s nh t nh n u vư t tr
s
lư n kh n kh n n ho kh i l

s kh n t n n h t
l m kh h t
hi u su t s y s th p
h n kh n n ho h n h p kh n kh v i kh i l l m nhi m v huy n nhi t
tn n v
h i m
h t
n th i l m nhi m v huy n h i m r ên n o i
v h n ư
i l t nh n s y
1.5
1.5
6


Cho một lớp vật liệu dạng hạt lên l-ới nằm ngang nằm bên trong ống đặt thẳng đứng
,tiết diện ngang của ống có thể là hình trụ, hình vuông, hình chữ nhật. Hạt không lọt
l-ới. Thổi không khí qua lớp hạt từ d-ới lên trên, trạng thái của các hạt và cả lớp hạt
phụ thuộc vào vận tốc dòng khí đi xuyên qua lớp hạt và có thể có các trạng thái sau:
Khi tốc độ khí nhỏ, thì lớp hạt ở trang thái bất động (hình 5a), các đặc tr-ng của nó
nh- bề mặt riêng, độ xốp không thay đổi khi thay đổi vận tốc dòng khí. Lúc này dòng
khí đi qua lớp hạt tuân theo quá trình lọc, chiều cao lớp hạt không thay đổi (đoạn AB
trên hình 6a) và trở lực của lớp hạt tĩnh tăng lên cùng với sự tăng vận tốc dòng khí tuân
theo quy luật hàm số mũ :
P = f ( v n )

Nếu lớp hạt gồm các hạt nhỏ, cùng kích th-ớc, không bị dính kết vào nhau thì
trở lực tăng theo đ-ờng OA( hình 5b). Nếu

h t có kích th-ớc lớn, giữa các hạt có sự

kết dính thì để thắng lực kết dính này cần phải tiêu tốn thêm năng l-ợng, thì trở lực sẽ
tăng theo đường cong OA v có cực đại như đường 2 hoặc 3.
Tăng vận tốc khí đến một giá trị tới hạn nào đó thì lớp hạt bắt đầu trở nên linh
động, chiều cao lớp hạt bắt đầu tăng lên, các hạt dần dần chuyển động và đ-ợc khuấy
trộn với nhau, trở lực đạt đến một giá trị nhất định và giữ nguyên không đổi (đoạn BE
trên hình 5a, đoạn AB trên hình 6b ).Đó là trạng thái tầng sôi, các hạt rắn lơ lửng trong
pha khí và chuyển động hỗn loạn, độ xốp của hạt tăng lên theo sự tăng của vận tốc khí.
Trạng thái này duy trì trong giới hạn từ vận tốc bắt đầu sôi (còn gọi là vận tốc sôi tối
thiểu) vs tới vận tốc phụt (còn gọi là vận tốc kéo theo) vf .
Tiếp tục tăng vận tốc dòng khí cho đến khi v-ợt quá giá trị vf thì trạng thái sôi
chấm dứt, các hạt rắn bị dòng khí cuốn theo ra khỏi thiết bị. Lúc này xảy ra quá trình
vận chuyển hạt rắn bị dòng khí thổi, vf còn gọi là vận tốc treo tự do vì tại đây độ xốp
của lớp hạt rất lớn. Thực tế là các hạt bị treo lơ lửng trong không khí, t nh kh n trọng
l-ợng của hạt (có tính đến lực đẩy Acsimet) và sức cản của dòng khí chỉ cần tăng vận
tốc khí v-ợt quá vf một chút là các hạt rắn bị kéo theo ( hình I.1c, đoạn BC hình 6b )
7


a)

b)

c)

d)

Hình 5: nh h-ởng của vận tốc dòng khí đến trạng thái lớp hạt trên l-ới
a. Hạt đứng yên;
b. Thể tích khối hạt lớn lên;

c. Các hạt và khí chuyển động giống hiện t-ợng sôi, gọi là tầng sôi;
d. Phân lớp
Nếu vận tốc dòng khí giảm xuống vận tốc vs thì sự phụ thuộc của trở lực vào vận
tốc lớn hơn khi ch-a sôi ( hình I.2b).Sẽ không theo đ-ờng 1,2,3 nữa mà theo đ-ờng 4.
Còn chiều cao lớp hạt theo đ-ờng CD ( hình 5a) và lớn hơn khi ch-a sôi. Độ xốp của
lớp hạt lớn hơn ban đầu.
Nếu tác nhân gây lỏng giả là chất khí thì th-ờng xảy ra hiện t-ợng sôi không
đều, một phần khí trong lớp sôi d-ới dạng bọt khí, túi khí ( chứ không phải là dạng pha
liên tục ), các túi khí này khi lên bề mặt lớp sôi thì vỡ ra, làm cho chiều cao lớp sôi dao
động ( đ-ờng CE và CF trên hình 5a). Khi số tầng sôi ch-a lớn thì hiện t-ợng này
không gây ảnh h-ởng xấu đến quá trình mà chỉ làm tăng mức độ khuấy trộn cuả lớp
mà thôi.Tuy nhiên, nếu tăng số tầng sôi lên thi có bọt khí lớn xuất hiện nhiều trong lớp
sôi và làm các hạt bắn tung lên cao. Nếu tiếp tục tăng lên nữa thì các bọt khí lớn lên và

8


hòa tan vào nhau tạo thành hiện t-ợng phân tầng trong thiết bị, làm tăng l-ợng hạt bị
bắn tung lên và bị kéo theo khỏi thiết bị.
Hiện t-ợng này càng dễ xảy ra khi tăng kích th-ớc hạt, tăng vận tốc dòng khí,
giảm đ-ờng kính thiết bị. Chế độ sôi phân tầng có ảnh h-ởng xấu đến quá trình nh-:
Làm sự tiếp xúc của các hạt rắn và pha kém đi, trở lực của tầng sôi bị dao động. Vì
vậy,cần tránh không để hiện t-ợng này xảy ra.
Trong thực tế sản xuất, th-ờng gặp các hạt có kích th-ớc khác nhau, nh-ng hình
dạng thì nh- nhau hoặc cùng kích th-ớc và hình dạng nh-ng khối l-ợng riêng khác
nhau thì sẽ tạo nên sự phân lớp. Những hạt lớn hơn hoặc nặng hơn sẽ ở d-ới, còn
những hạt nhỏ hơn, nhẹ hơn sẽ ở lớp trên. Hạt càng nhỏ và càng nhẹ sẽ ở xa l-ới phân
khối khí.

9

Hình 6: Quan hệ giữa trở lực và chiều cao lớp hạt vào vận tốc khí
a. Sự phụ thuộc của chiều cao lơp sôi vào vận tốc khí
b. Sự thay đội trở lực của lớp sôi vào vận tốc khí
Qua nghiên cứu cho thấy, vật liệu dạng hạt có kích th-ớc trong dải 0,001ữ65
mm đều có thể tạo đ-ợc lớp sôi. Nh-ng để tạo đ-ợc lớp sôi đồng đều thì hạt có kích
th-ớc (0,010,20) mm là dễ có khả năng nhất. Những hạt lớn gây ra sự dao động chiều
cao lớp sôi rất lớn, còn những hạt nhỏ lại dễ dính với nhau và tạo nên hiện t-ợng vòi
rồng.
Trạng thái lỏng giá còn có thể tạo ra nhờ tác động cơ học, ví dụ nh- khuấy trộn
hoặc rung. Khi đó có hiện t-ợng giả lỏng cơ học ( phân biệt với tr-ờng hợp lỏng giả
khí động ).
Do trong tầng sôi các hạt đ-ợc khuấy trộn đều nên quá trình truyền nhiệt cũng
nh- truyền chất xảy ra rất mạnh mẽ
Để đặc tr-ng cho c-ờng độ khuấy trộn của hạt trong lớp sôi, ng-ời ta đ-a ra đại
l-ợng Ks (h số tầng sôi), là tỷ lệ giữa vận tốc làm việc ( Vlv) và vận tốc sôi tối thiểu:

Ks =

Vlv
Vs

1.5
a.Vận tốc sôi tối thiểu

10

(1)

Để xác định vận tốc tối thiểu ( vận tốc tới hạn d-ới ), ng-ời ta cho rằng, tại thời điểm
bắt đầu sôi, trở lực thủy lực của dòng khí bằng trọng l-ợng của lớp sôi. Nếu tiết diện
của thiết bị là không đổi theo chiều cao thì điều kiện trên có thể viết nh- sau:
(Độ chênh áp qua lớp sôi)x(tiết diện ngang của thiết bị)=(thể tích của lớp sôi)x(phần
hạt trong lớp sôi)x(trọng l-ợng riêng của hạt)
Kết hợp với ph-ơng trình mô tả sự chênh áp trên lớp hạt đơn phân tán ở trạng
thái tĩnh ergun rút ra đ-ợc công thức tính vận tốc sôi nh- sau:

Khi Re < 20:
Vs =

(F h .d)2 (r h - r k )
e
.
.g(
)
150
m
1- e

(2)

Vs2 =

F h. .d (r h - r k )
.
.g.e 3
1,75
rk

(3)

Khi Re > 1000

Đại l-ợng và h đ-ợc tính theo Wen và Yu:

1
1- e
= 14 và 2 3 = 11
3
F h .e
F h .e

(4)

Khi đó, (1) và (2) có dạng:

Vs =

d2 .(r h - r k ).g
với Re < 20
1650.m

11

(5)


d.(r h - r k ).g

với Re > 1000
24,5.r h

Vs2 =

(6)

Trong đó :
+ d là đ-ờng kính t-ơng đ-ơng của hạt, m
+ h , k là khối l-ợng riêng của hạt và khí, kg/m3
+ độ nhớt của khí, N.s/m2
+ độ xốp của lớp hạt ở trạng thái sôi
Trong giới hạn Re = 0,001 4000 các công thức có sai số 3,4%.
Để xác định vận tốc sôi tối thiểu ng-ời ta còn có thể dựa vào quan hệ giữa vận tốc sôi
tối thiểu và vận tốc treo Vs. Vận tốc treo là vận tốc mà tại đó, hạt ở trạng thái lơ lửng do
có sự cân bằng của ngoại lực ( ví dụ: trọng lực và thủy lực ) tác dụng lên nó.
Romancov và các cộng sự thì đ-a ra quan hệ sau:
Vs
0,1046
= 0,1175 Vl
1 + 0, 00373. Ar 0,6

(7)

ở đây, vận tốc treo đ-ợc xác định bằng thực nghiệm.
b.Vận tốc phụt
Ng-ời ta coi vận tốc phụt xấp xỉ bằng vận tốc treo của hạt. Từ điều kịên trên,
Kunni và các cộng sự đã đ-a ra công thức tính vận tốc phụt nh- sau:

1

2
ổ4.g.d(r - r ) ử
h
k ữ
ỗỗ
ữ
Vf = ỗ
ữ
ữ
ố 3.C.r
ứ
k

12

( 8)


ở đây, C là hệ số, xác định bằng thực nghiệm.
Đối với dạng hình cầu, ng-ời ta xác định đ-ợc hệ số C nh- sau:
Với Re < 0,4

thì : C = 24/Re

Với 0,4 < Re < 500

thì : C = 10/Re0,5

Với Re > 500

thì : C = 0,43

Khi đó, công thức (7) sẽ có dạng:
Với Re < 0,4 thì :

Vf =

g.d 2 (r h - r k )
18m

(9)

Với 0,4 < Re < 500 thì:

1

3
ổ 4 ( r - r )2 g 2 ử
ữ
ữ
. h k
.d
Vf = ỗỗỗ
ữ
r m ữ
ố225
ứ

(10)

k

Với Re > 500 thì:

1

2
ổ3.1.g(r - r ).d ử
ữ
h
k
ữ
Vf = ỗỗỗ
ữ
ữ
r
ố
ứ

(11)

k

c. Trở lực của lớp sôi
Để lớp hạt tồn tại ở chế độ sôi, cần phải cung cấp một năng l-ợng cho lớp hạt
đó. Năng l-ợng này dùng để thắng các lực ma sát giữa các hạt với nhau, giữa hạt với
13

môi tr-ờng , giữa hạt với thành thiết bị và năng l-ợng cho sự biến đổi động l-ợng của
dòng khí. Ngoài ra, còn phải kể đến năng l-ợng để tăng thể tích lớp hạt, trong đó phần
lớn năng l-ợng dùng để thắng lực ma sát giữa môi tr-ờng và bề mặt hạt ( trở lực lớp hạt
).
Từ điều kiện cân bằng lực giữa áp suất thủy động của hạt và lực cản của dòng
khí, ta có:

Dp =

g

ũ s dM

(12)

Trong đó:
S Mặt cắt tiết diện sôi
M Khối l-ợng lớp sôi

dM = (r h - r k )(1 - e).S.dZ

(13)

Thay dM vào (12) ta có:

H

P=g( h- k). ũ (1 - e ).dz

(14)

0

Nếu nh- độ xốp của lớp hạt không đổi suốt thời gian làm việc, biểu thức trên có dạng:

P = (r h - r k )(1 - e).g.H

(15)

Biểu thức ( 15) đúng cả tr-ờng hợp khi lớp hạt ở trạng thái tĩnh chuyển sang trạng thái
sôi.
Nghĩa là:
14


P = (r h - r k )(1 - e0 ).g.H0

(16)

Khi áp dụng cho thiết bị có thành đứng hoặc hơi nghiêng, các công thức (15),
(16) cho kết quả sơ với thực nghiệm th-ờng lớn hơn (1015)%.

Hình 7: Mô tả một phân bố lớp hạt sôi
d. Tốc độ làm việc và giới hạn làm việc
Để đặc tr-ng cho giới hạn tồn tại của lớp sôi, ng-ời ta đ-a ra đại l-ợng:

Kmax =

Vf
Vs

(17)

Theo Kunni, khi :
Re < 0,4 thì Vf đ-ợc tính theo ph-ơng trình (9) và Vs đ-ợc tính theo ph-ơng trình (5
Re > 1000 thì Vs đ-ợc tính theo ph-ơng trình (16), Vf đ-ợc tính theo ph-ơng trình (7)
Theo Todex với mọi chế độ chuyển động và Vf đ-ợc tính theo ph-ơng trình (10), Vs
tính theo ph-ơng trình (6) thì:

15


Kmax =

1400 + 5, 22 Ar
18 + 0, 61 Ar

(18)

Trong vùng chảy dòng thì Kmax = 77,7
Trong vùng chảy xoáy thì Kmax = 8,56
Th-ờng Kmax nằm giữa 10 và 90
Đối với hệ số tầng sôi:

Ks =

Vlv
Vs

(19)

Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng, mức độ khuấy trộn mãnh liệt nhất
ứng với số tầng sôi bằng 2 ( Ks = 2). Giá trị tối -u Ks của mỗi quá trình công nghệ tiến
hành ở trạng thái tầng sôi dao động rất lớn.
Khi tính toán chế độ sấy tầng sôi có thể chọn tốc độ làm việc theo công thức sau:

Re = 0,19Fe1,560,28Fe1,56

(20)

Re = 0,22ar0,520,33 ar0,52

(21)

Fe Chuẩn số Phêđôrốp, thực hiện lực nâng giữa không khí và vật liệu sấy, đ-ợc tính
theo công thức:

Fe= 3

4.d3 (r h - r k ).g
n 2 .r k

e. Trở lực của lớp l-ới phân phối khí

16

(22)


Kết cấu của lớp phân phối gió có ảnh h-ởng rất lớn đến chế độ thủy động của

lớp sôi. Trong thực tế, rất nhiều loại l-ới khác nhau, song chúng cần phải thỏa mãn các
yêu cầu sau:
-

Phân phối đều dòng khí qua lớp sôi.

-

Có trở lực thủy lực nhỏ.

-

Dễ chế tạo và lắp ráp, bền trong sử dụng.
Groshe đã nghiên cứu ảnh h-ởng của ba dạng l-ới phân phối khí đến cấu trúc
lớp sôi, đó là dạng tấm mỏng đột lỗ, l-ới đan và l-ới xốp. Kết quả cho thấy: Lớp xốp
cho lớp sôi có cấu trúc đều nhất ( độ xốp của lớp thực tế hầu nh- không thay đổi trong
toàn lớp), còn l-ới đan thì cho kết quả tồi nhất. Dạng tấm mỏng đột lỗ cũng cho kết
quả khá tốt. Trừ lớp gần sát l-ới thì không có độ giãn nở (độ xốp rất nhỏ ) khi vận tốc
khí nhỏ.
L-ới xốp tuy đảm bảo phân phối đều dòng khí trong lớp hạt, nh-ng trong sản
xuất công nghiệp nó lại rất ít đ-ợc sử dụng vì nó đòi hỏi làm sạch khí ( tách bụi ) hết
sức nghiêm ngặt. Khá phổ biến trong thực tế là l-ới phân phối dạng lỗ. Chúng có thể
chia làm 3 loại:

(a)

(b)

17

(c)


(a)L-ới lỗ h-ớng thẳng đứng; (b)L-ới lỗ h-ớng nghiêng;

(c)L-ới kết

hợp
Hình 8: Cấu tạo l-ới phân phối khí dạng d-ới lỗ
* L-ới lỗ hứớng thẳng đứng:
Đ-ờng tâm các lỗ vuông góc với mặt phẳng l-ới và trùng với h-ớng thẳng đứng
của dòng khí. L-ới dạng này khi tỷ số H0/D không lớn (H0 là chiều cao lớp hạt ở trạng
thái tĩnh, D là đ-ờng kính thiết bị). Nh-ợc điểm cơ bản của loại này là vùng chết giữa
các lỗ ngay phía trên l-ới.
* L-ới lỗ nghiêng:
Các lỗ đ-ợc bố trí nghiêng một góc so với mặt phẳng l-ới. Do đó, dòng khí
không chỉ đi lên và chuyển động xoáy, làm cho lớp sôi đều hơn. L-ới này thích hợp khi
tỷ số H0/D khá lớn.
* L-ới kết hợp:
Là dạng trung gian của 2 loại l-ới trên. Kích th-ớc lỗ trên l-ới phụ thuộc vào
kích th-ớc của hạt rắn, dạng l-ới và loại vật liệu chế tạo l-ới. Tỷ lệ tiết diện tự do của
lỗ l-ới thông th-ờng từ (0,710)% ( lớn hơn 10% thì không ảnh h-ởng lơn tới trở lực
của l-ới).
Ckoblo và các cộng sự đã đ-a ra công thức để xác định trở lực của l-ới phân
phân phối khí dạng d-ới lỗ nh- sau:

P1 = 0,5
Trong đó:

18

V12 r k (1 - V)
x2

(23)


Vl - Vận tốc khí qua l-ới đ-ợc tính nh- sau: Vl =

V



:

Hệ số phụ thuộc vào đ-ờng kính lỗ và chiều dày của l-ới. Giá trị của nó đ-ợc xác

định bằng thực nghiệm.
: Tỷ số tiết diện của l-ới phân phối khí.

Đối với l-ới h-ớng lỗ thẳng đứng có tỷ số tiết diện khoảng 7% thì vận tốc khí sau:

Vl (m/s)

0,44

1,06

2,04

3,06

3,53

3,9

Pl(mmH2O)

1

2

5

11

25

27

1.6
nhi u lo i thi t s y t n s i kh nh u tu thu v o qu tr nh h t l n s n
ph m n to n v n h nh yờu u m i tr n ti t ki m n n l n
hi t

h n s o ho qu tr nh s n xu t t hi u qu
o v ti t ki m hi ph s n xu t
iờu hu n
o i thi t s y
h

nh p li u v th o li u

s i n o n
qu tr nh

s n liờn t
FBDs liờn t
h
n h yh t

s ho tr n t t w ll mixed)
FBDs th o n plu low

s tu n ho n

s ph i h p i ph n ph p trờn
hydrid)
p su t l m vi

s p su t th p

s p su t kh quy n ph i n
nh t

s p su t o
h
n h y
t nh n s y
iờn t

h o hu k puls
s
Nhi t
t nh n s y

h n
i
h thu th i i n s y
h un
p nhi t

i lu
19



n nhi t

i n kh

i n ph n l
y j t low

tr n
 Paste/slurry

h n n kh th i kh
t tr ti p

n h i qu nhi t

ht ol pt n s i
V t li u t n s i
nh n t o t n s i

20


. (a)

:

; (b)

. (a)

; (b)

21


; (b)

22


II.
2.1.

9

1.
u t
2. Caloriphe
3. V i phun
4.
il
5.
u n s y
6.
n tho t t nh n s y
7.
h n h v t li u s y
8.
h n hư h t k t nh
9.
m ph n ph i kh
2.2.
N
h n kh ư qu t h t h t v o loriph
nhi t
ư x
inh trư S u
kh n n
23

9

i y kh n kh ư
tn n

n
i v o u n s y qu t m ph n ph i


kh
i u n s y kh n n ti p x v i v t li u s y v th i v t li u s y lờn trờn t o
th nh m t l p i l n V i phun phun h t k t nh v o u n s y
h t nh
k t nh v i nh u
t o h t l n, qu tr nh s y v t o h t in r ho n khi v t li u
s y t
m mon mu n v h t t k h th th o yờu u r khi
kh n n tho t r n o i n s qu
t il
l
h t v t li u
u n th o
n kh s u
tho t r n o i qu n tho t kh
III.
-
: v t li u s y l
t p
n
m n m y o
mh n n o i
-
: i m tr h th n s y x m x t u o
n t
t kn h t

l h
tron thi t s y
-
: Nh p li u v ki m tr m t l n n x m
l h kh h tron thi t s y

t k n h y h
-
: hi t l p
th n s thi t s y: nhi t
t nh n s y v n t
n kh
th n qu
n i u khi n
-
: t n t
h nh kh i n qu tr nh s y
-
: t v i phun phun n v o t o h t
-
: ym uv o
m N u t
m v k h th h t mon mu n th
n n qu tr nh s y
-
: h o li u v v sinh thi t
IV. N
- nh h-ởng của vận tốc tác nhân sấy lên quá trình sấy là không đồng đều ở từng
vùng. Đối với giai đoạn đầu của quá trình sấy, khi độ ẩm cao thì tốc độ gió tăng làm
tăng tốc độ sấy. Về cuối của quá trình sấy khi độ ẩm vật liệu nhỏ thì ảnh h-ởng của nó

không rõ ràng.
- Chiều cao lớp hạt chỉ ảnh h-ởng lớn trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, khi độ
ẩm và vận tốc sấy lớn .Chiều cao lớp hạt càng lớn thì tốc độ sấy càng nhỏ. Càng về sau
quá trình sấy khi độ ẩm nhỏ đi thì sự ảnh h-ởng này không đáng kể .

24