Đồ án: Tính toán thiết kế nhà máy sản xuất bột nhẹ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUỐC GIA T.P HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC
****************************
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ
Đề tài:
TÍNH TOÁN
THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT
BỘT NHẸ (CaCO
3
) NĂNG SUẤT TẤN/NGÀY
THẦY HD: PHAN ĐÌNH TUẤN
SVTH: VÕ MẠNH HOANH
LỚP: HC06MB
NGÀY NỘP:

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
Niên khóa: 2009
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 2

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Thành phố Hồ Chí Minh
Khoa : Kỹ Thuật Hóa Học
Bộ môn : Máy & Thiết Bị
ĐỒ ÁN
MÔN HỌC : ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ MÃ SỐ : 605040
Họ và tên sinh viên : VÕ MẠNH HOANH MSSV : 60301636
Lớp : HC06MB
Ngành : Máy Thiết Bị

1. Đầu đề đồ án : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ NHÀ MÁY SẢN XUẤT BỘT NHẸ
2. Nhiệm vụ (nội dung yêu cầu với số liệu ban đầu) :
1. Năng suất : 2000 kg/ngày theo sản phẩm khô
2. Thông số khác : tự chọn.
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán
1. Tổng quan
2. Cơ sở lý thuyết tính toán
3. Thuyết minh qui trình công nghệ
4. Tính cân bằng vật chất và năng lượng cho thiết bị chính, phụ
5. Tính kinh tế dự án và lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy
2. Các bản vẽ
Bản vẽ chi tiết thiết bị chính 1 bản A1
Bản vẽ qui trình công nghệ 1 bản A1
5. Ngày giao đồ án: 10 / 2009
6. Ngày hoàn thành đồ án: 12 / 2009
7. Ngày bảo vệ và chấm đồ án : 01/ 2010
Ngày…… tháng….năm 2009
HỘI ĐỒNG BẢO VỆ NGƯỜI HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 3

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
NHẬN XÉT ĐỒ ÁN
1. Cán bộ hướng dẫn. Nhận xét:
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………

Điểm : __________ Chữ ký : __________
2. Cán bộ chấm đồ án. Nhận xét:
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………....
Điểm : __________ Chữ ký : __________
Điểm tổng kết : __________
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 4

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
LỜI NÓI ĐẦU
Bột nhẹ là chất phụ gia quan trọng của nhiều ngành công nghiệp khác nhau được sử
dụng ở dạng tinh khiết và kém tinh khiết. Cùng với việc chế tạo loại vật liệu mới thì nhu cầu sử
dụng và yêu cầu về chất lượng của sản phẩm bột nhẹn ngày càng tăng. Riêng ở nước ta hằng
năm phải nhập một lượng lớn bột nhẹ từ nước ngoài, vì vậy việc nghiên cứu, cải tiến quy trình
sản xuất để nâng cao số lượng và chất lượng sản phẩm bột nhẹ trong nước là việc làm chính
đáng và rất thiết thực
Với mong muốn áp dụng những kiến thức đã học vào thực têsanr xuất, với sự nỗ lực của
bản thân cùng sự tận tình giúp đỡ của các thầy hướng dẫn, mà sau hơn 3 tháng tìm hiểu nghiên
cứu sách vở Tôi đã hoàn thành việc thiết kế nhà máy sản xuất bột nhẹ với năng suất 2 tấn/ngày.
Tuy đã hết sức cố gắng, nhưng vì đây là lần đầu tiên thiết kế một nhà máy hoàn chỉnh và do
thời gian có hạng cũng như sự hiểu biết còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót, vì
vậy Tôi rất mong sự góp ý, nhận xét đánh giá của quí thầy cô.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự nhiệt tình hướng dẫn của thầy PHAN ĐÌNH TUẤN, thầy
HOÀNG MINH NAM đã giúp Tôi hoàn thành đồ án này.
Ngày 01 tháng 01 năm 2010
Sinh viên

Võ Mạnh Hoanh
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 5

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
MỤC LỤC
Phần 1: TỔNG QUAN VỀ BỘT NHẸ
1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘT NHẸ…………………………………………..Trang 11
1.1. Vai trò và ứng dụng………………………………………………….............Trang 11
1.2. Tình hình tiêu thụ và sản xuất bột nhẹ trong nước……………………......Trang 11
1.3. Tiêu chuẩn qui định chất lượng bột nhẹ……………………………...........Trang 12
2. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BỘT NHẸ………………………………………..Trang 13
2.1. Nguyên liệu chính :…………………………………………………..............Trang 13
a. Đá vôi hóa chất Thanh Nghị........................................................................Trang 13
b. Mỏ đá vôi hóa chất Kiện Khê.......................................................................Trang 13
c. Mỏ đá vôi hóa chất Thanh Sơn....................................................................Trang 14
2.2. Các yêu cầu về đá vôi ......................................................................................Trang
14
2.2.1. Yêu cầu về chất lượng............................................................................Trang
14
2.2.2. Yêu cầu về kích thước hình dáng.........................................................Trang 14
2.2.3. Chỉ tiêu tiêu hao đá................................................................................Trang 14
3. TÍNH CHẤT CỦA CÁC CHẤT THAM GIA PHẢN ỨNG...............................Trang 15
3.1. Carbonat canxi (đá vôi trong tự nhiên).........................................................Trang 15
3.2. Oxyt canxi (vôi sống)………………………………………………………...Trang 15
3.3. Hydroxyt canxi (vôi tôi)……………………………………………………...Trang 16
3.4. Anhydrit carbonic……………………………………………………………Trang 17
3.5. Ảnh hưởng của các tạp chất đến sản phẩm nung vôi……………………...Trang 19
4. GIỚI THIỆU NHIÊN LIỆU……………………………………………………...Trang
20
4.1. Thành phần nguyên tố và tính chất………………………………………...Trang 20

4.1.1. Carbon (C ).............................................................................................Trang 20
4.1.2. Hydro (H)................................................................................................Trang
20
4.1.3. Oxy (O)..................................................................................................Trang 20
4.1.4. Nitơ (N)………………………………………………………………...Trang 21
4.1.5. Lưu huỳnh (S)………………………………………………………….Trang
21
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 6

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
4.1.6. Tro (A)………………………………………………………………….Trang 21
4.1.7. Độ ẩm trong than (w)………………………………………………….Trang 21
4.2. Thành phần chất bốc và cốc…………………………………………………Trang 22
4.2.1. Chất bốc và tính chất của nó………………………………………….Trang 22
4.2.2. Cốc và hàm lượng carbon cố định……………………………………Trang 22
4.3. Bảo quản nhiên liệu………………………………………………………….Trang 23
4.4. Một số loại than phổ biến ở Việt Nam……………………………………...Trang 24
Phần 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUI TRÌNH SẢN XUẤT BỘT NHẸ
1.1. Quá trình nung vôi……………………………………………………………..Trang 26
1.1.1. Quá trình nung vôi trong lò đứng thông thường………………………...Trang 27
1.2. Quá trình làm sạch khí thải lò nung…………………………………………...Trang 27
1.3. Quá trình hòa tan CaO vào H
2
O………………………………………………Trang 28
1.4. Quá trình lắng bột nhẹ…………………………………………………………Trang 29
1.5. Quá trình sấy khô bột nhẹ……………………………………………………...Trang 29
1.6. Quá trình phản ứng tạo sản phẩm…………………………………………….Trang 29
1.6.1. Lý thuyết tổng quát………………………………………………………...Trang 29
1.6.2. Cơ sở lý thuyết để tính toán cho công nghệ………………………………Trang 31
1.6.3. Đặc điểm của phản ứng……………………………………………………Trang 33

1.6.3.1. Định nghĩa thời gian phản ứng:…………………………………….Trang 34
1.6.3.2. Thuyết thay đổi bề mặt mới của Higbie……………………………Trang 35
1.6.4. Giới thiệu các thiết bị phản ứng dùng
cho hệ khí – lỏng trong công nghiệp………………………………………...Trang 35
1.6.4.1. Thiết bị sủi bọt……………………………………………………….Trang 35
1.6.4.2. Thiết bị khuấy trộn………………………………………………….Trang 36
1.6.4.3. Thiết bị phun tia……………………………………………………..Trang 36
1.6.4.4. Tháp đĩa……………………………………………………………...Trang 36
1.6.4.5. Tháp đệm…………………………………………………………….Trang 37
Phần 3: THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT BỘT NHẸ
1. QUI TRÌNH SẢN XUẤT BỘT NHẸ……………………………………………Trang 38
1.1. Sơ đồ qui trình công nghệ…………………………………………………...Trang 38
1.2. Thuyết minh qui trình công nghệ…………………………………………...Trang 39
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 7

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ
I. LÒ NUNG VÔI……………………………………………………………………Trang 40
1. GIÓI THIỆU…………………………………………………………………...Trang 40
1.1. Các loại lò nung vôi ……………………………………………………..Trang 40
1.2. Hình dáng cấu tạo lò nung vôi công nghiệp……………………………Trang 40
1.3. Nguyên lý hoạt động của lò nung……………………………………….Trang 40
1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến sản phẩm…………………………………..Trang 41
1. THIẾT KẾ LÒ NUNG VÔI……………………………………………………...Trang 41
2.1. Nguyên liệu…………………………………………………………………..Trang 41
2.1.1. Thành phần ban đầu…………………………………………………..Trang 41
2.2. CÂN BẰNG VẬT CHẤT - NĂNG LƯỢNG CHO LÒ NUNG……………Trang
42
2.2.1. Phương trình cân bằng năng lượng…………………………………..Trang 42
a. Tính toán tổng lượng nhiệt thu vào........................................................Trang 42

b. Tính toán tổng lượng nhiệt tỏa ra……………………………………..Trang 43
c. Tính toán năng suất của không khí nhập liệu cho lò nung…………..Trang 44
2.2. 2. Phương trình cân bằng vật chất cho lò nung……………………......Trang
45
II. THIẾT BỊ HÒA TAN CaO……………………………………………………...Trang 48
1. GIỚI THIỆU…………………………………………………………………...Trang 48
1.1. Hình dáng và cấu tạo bồn khuấy…………………………………….....Trang 48
1.2. Nguyên tắt hoạt động……………………………………………………Trang 48
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng…………………………………………………...Trang 49
2. THIẾT KẾ BỒN KHUẤY TRỘN………………………………………….....Trang 49
2.1. Nguyên liệu………………………………………………………………Trang 49
2.1.2. Thành phần nhập liệu……………………………………………..Trang 49
2.1.3. Thông số trạng thái………………………………………………..Trang 49
2.2. Cân bằng vật chất & năng lượng cho thiết bị………………………….Trang
49
2.3. TÍNH TOÁN CƠ KHÍ…………………………………………………..Trang 50
2.3.1. Các thông số của thiết bị bồn khuấy……………………………...Trang 51
2.3.2. Cánh khuấy………………………………………………………...Trang 51
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 8

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
III. THIẾT BỊ LÀM SẠCH KHÍ LÒ VÔI………………………………………....Trang
53
1. GIỚI THIỆU…………………………………………………………………...Trang 53
1.1. Hình dáng cấu tạo……………………………………………………….Trang 53
1.2. Nguyên tắt hoạt động……………………………………………………Trang 53
2. THIẾT KẾ THIẾT BỊ XỬ LÝ KHÓI LÒ…………………………………....Trang 54
2.1. Nguyên liệu………………………………………………………………Trang 54
2.1.1. Thành phần nhập liệu……………………………………………..Trang 54
2.1.2 Thông số trạng thái………………………………………………...Trang 54

2.2. Cân bằng vật chất và năng lượng………………………………………Trang 54
IV. THIẾT BỊ SẤY PHUN.........................................................................................Trang 56
1. GIỚI THIỆU.......................................................................................................Trang 56
1.1. Hình dáng, cấu tạo....................................................................................Trang 56
1.2. Nguyên tắt hoạt động................................................................................Trang 56
2. TÍNH TOÁN BUỒNG SẤY...............................................................................Trang 56
2.1. Nguyên liệu................................................................................................Trang 56
2.2. Thông số trạng thái...................................................................................Trang 56
2.3. Cân bằng vật chất & năng lượng……………………………………….Trang 57
V. THIẾT BỊ PHẢN ỨNG………………………………………………………….Trang 59
1. GIỚI THIỆU……………………………………………………………….......Trang 59
1.1. Hình dáng cấu tạo…………………………………………………….....Trang 59
1.2. Nguyên lý hoạt động.................................................................................Trang 59
2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ………………………………………………….......Trang 60
2.1. Nguyên liệu………………………………………………………………Trang 60
2.2. Thông số trạng thái nhập liệu.………………………………………….Trang 60
2.3. Cân bằng vật chất và năng lượng………………………………………Trang 60
2.3.1. Tính toán đường kính tháp đệm………………………………….Trang 60
2.3.2. Tính chiều cao tháp đệm……………………………………….....Trang 61
2.3.3. Tính bền cho thiết bị………………………………………………Trang 63
2.3.3.1. Chọn vật liệu chế tạo………………………………………...Trang
63
2.3.3.2. Tính bền cho thân thiết bị…………………………………...Trang 64
2.3.3.3. Tính bền cho mối ghép bích…………………………………Trang 64
CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRONG QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 9

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
1. Chọn bơm………………………………………………………………………….Trang 65
2. Các thiết bị vận chuyển trong nhà máy…………………………………………Trang 65

3. Các tiện nghi hỗ trợ sản xuất…………………………………………………….Trang 65
3.1. Hệ thống đường ống dẫn…………………………………………………….Trang 65
3.2. Dụng cụ đo và kiểm soát quá trình………………………………………….Trang
65
3.3. Các nguồn cung cấp năng lượng cho nhà máy……………………………..Trang 65
3.4. Hệ thống cấp thoát nước cho nhà máy……………………………………...Trang 66
PHẦN 4: TÍNH KINH TẾ CHO NHÀ MÁY
1. NGUỒN NHÂN LỰC CHO NHÀ MÁY………………………………………...Trang 67
1.1. Công nhân trực tiếp làm tại phân xưởng cho nhà máy…………………....Trang 67
1.2. Nguồn lao động gián tiếp trong nhà máy……………………………….......Trang 67
1.3. Tiền lương cho nguồn lao động trong nhà máy…………………………....Trang 68
2. VỐN DẦU TƯ…………………………………………………………………….Trang 68
2.1. Vốn cho xây dựng nhà máy……………………………………………….....Trang 68
2.2. Vốn đầu tư mua trang thiết bị……………………………………………....Trang 68
2.3. Chi phí nguyên nhiên liệu, năng lượng cho nhà máy……………………...Trang 68
2.4. Các khoản chi phí khác trong 1 năm……………………………………….Trang 68
3. GIÁ THÀNH SẢN PHẨM……………………………………………………….Trang 68
3.1. Tổng chi phí………………………………………………………………......Trang 68
3.2. Tổng doanh thu……………………………………………………………....Trang 69
PHẦN 5 : XÂY DỰNG NHÀ MÁY
1. LỰA CHỌN ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG…………………………………………..Trang 70
1.1. Cơ sở để xác định địa điểm xây dựng……………………………………....Trang 70
1.2. Các yêu cầu đối với dịa điểm xây dựng………………………………….....Trang 70
1.2.1. Các yêu cầu chung…………………………………………………….Trang 70
1.2.2. Các yêu cầu về kĩ thuật xây dựng…………………………………….Trang 71
1.2.3. Qui hoạch địa điểm xây dựng………………………………………...Trang 72
1.2.4. Các khối nhà chính trong nhà máy…………………………………..Trang 73
2. XÂY DỰNG NHÀ MÁY…………………………………………………………Trang 74
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 10

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
1.1. Các yêu cầu khi xây dựng…………………………………………………...Trang 74
1.2. Các phương án xây dựng………………………………………………........Trang 74
1.2.1. Nhà một tầng…………………………………………………………..Trang 74
1.2.2. Nhà nhiều tầng.......................................................................................Trang 74
1.2.3. Phân xuởng lộ thiên:………………………………………………......Trang 74
1.2.4. Bố trí hành lang..………………………………………………………Trang 74
1.2.5. Bố trí cầu thang.……………………………………………………….Trang 74
1.2.6. Bố trí cửa ra vào……………………………………………………….Trang 74
1.2.7. Yêu cầu thông gió……………………………………………………...Trang 75
1.2.8. Yêu cầu chiếu sáng…………………………………………………….Trang 75
1.2.9. Tiếng ồn………………………………………………………………...Trang 75
1.3. Các công trình phụ……………………………………………………….......Trang
76
1.3.1. Cổng nhà máy……………………………………………………….....Trang 76
1.3.3. Đường giao thông nội bộ……………………………………………...Trang 76
a. Đường ôtô………………………………………………………………Trang 76
b. Đường ống, cáp treo, cẩu chạy………………………………………..Trang 76
2.3.3. Bố trí mạng ống công nghiệp…………………………………………Trang 76
a. Các loại mạng ống công nghiệp……………………………………….Trang 76
b. Cách bố trí……………………………………………………………..Trang 76
c. Nguyên tắc bố trí……………………………………………………….Trang 77
2.3.4. Bố trí cây xanh trong nhà máy……………………………………….Trang 77
a. Khu vực trồng cây……………………………………………………..Trang 77
b. Yêu cầu…………………………………………………………………Trang 77
Tài liệu tham khảo......................................................................................................Trang 78
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 11

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
Phần 1: TỔNG QUAN VỀ BỘT NHẸ

1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BỘT NHẸ
1.1. Vai trò và ứng dụng
Bột nhẹ (CaCO
3
kết tủa) là một chất phụ liệu quan trọng của nhiều ngành công nghiệp
khác nhau được sử dụng ở dạng tinh khiết và dạng kém tinh khiết tùy theo nhu cầu và mục
đích sử dụng cụ thể. Bột nhẹ là một tên gọi thông thường trên thị trường của hợp chất carbonat
caxi (CaCO
3
).
Trên thị trường nó được bán dưới dạng bột ở nhiều kích cỡ khác nhau. Được sử dụng
rộng rãi trong các ngành như: sơn, nhựa, bột trét tường, dượt phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm, sản
xuất thức ăn chăn nuôi và nuôi trồng thủy sản, cao su, giấy….
Ngoài ra trên thị trường còn có sản phẩm cùng loại giống như bột nhẹ cũng là bột
carbonat caxi (CaCO
3
) nhưng người ta gọi là bột nặng (bột đá nghiền CaCO
3
), nguyên nhân
dẫn đến sự khác nhau là do chúng được sản xuất theo phương án khác nhau, từ đó tính chất của
chúng cũng khác xa nhau cũng như lĩnh vực ứng dụng cũng khác nhau.
1.2. Tình hình tiêu thụ và sản xuất bột nhẹ trong nước
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 12

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
Từ hơn 40 năm nay, bột nhẹ được sản xuất tại Việt Nam với công nghệ do chúng ta tự
thiết kế, chế tạo và lắp đặt. Tuy nhiên do mức độ cơ khí hóa thấp, các thiết bị như sấy, nghiền
còn thô sơ nên chất lượng sản phẩm chưa cao, chưa đáp ứng được nhu cầu trong nước. Năm
2001 công ty Đất Đèn và Hóa Chất Tràng Kênh đã đưa công trình sản suất bột nhẹ chất lượng
cao đi vào hoạt động, sản phẩm đạt chất lượng tốt, đặc biệt là độ mịn. Tuy nhiên giá thành lại

cao nên khó tiêu thụ sản phẩm.
Trong khi đó, hàng năm nước ta sản xuất hàng trăm nghìn tấn bột (CaCO
3
) bao gồm cả
bột nặng và bột nhẹ. Năm 2001 nhà máy Công Ty Hóa Chât Minh Đức với năng xuất và tiêu
thụ 6000 tấn bột nhẹ thông dụng, sản lượng bột nhẹ của Công ty Trung Đức 3000 tấn, Công ty
Đất Đèn và Hóa Chất Tràng Kênh là 1.200 tấn.
Hiện nay nhu cầu trong nước vẫn rất cao, sản xuất trong nước chưa đáp ứng đủ nên
hàng năm nước ta vẫn phải nhập khẩu bột nhẹ. Theo thống kê có luợng sản phẩm đựoc sử dụng
trong các lĩnh vực như sau
45 % được sử dụng cho công nghệ luyện kim
30 % nguyên liệu cho ngành công nghệ hóa học
10 % sử dụng trong chất dẻo, bảo vệ môi trường
5 % sử dụng chế tạo vật liệu chịu lửa
1.3. Tiêu chuẩn qui định chất lượng bột nhẹ
Bảng 1: Tiêu chuẩn đánh giá chất luợng sản phẩm
CTPT CaCO
3
tên gọi carbonat canxi
tên gọi khác bột nhẹ
biểu hiện bột màu trắng
phân tử gam 100 g/mol
tổng hàm lượng CaCO
3
98
≥
%
Độ kèm tính theo CaO
0,15≤
%

Độ ẩm
0,5≤
%
Hàm lượng chất không tan trong HCl
0,25≤
%
Độ mịn qua sàng 0.125 mm
0,98≥
%
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 13

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
2. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BỘT NHẸ
2.1. Nguyên liệu chính : là từ núi đá vôi (CaCO
3
) thiên nhiên
Thành phần chủ yếu của đá là CaCO
3
ngoài ra còn pha lẫn một ít tạp chất như MgCO
3
,
SiO
2
, Al
2
O
3
, Fe
2
O

3
...
Phân loại : gồm 2 loại chính là loại dùng cho công nghiệp hoá chất và loại cho công
nghiệp sản xuất ximăng, tùy thuộc vào độ cứng của đá, thành phần các chất, màu sắc mà người
ta sử dụng trong từng lĩnh vực cụ thể.
Ví dụ :
a. Đá vôi hóa chất Thanh Nghị
Đá vôi hóa chất Thanh Nghị ở huyện Thanh Liêm, tỉnh Hà Nam là khu mỏ nằm sát bờ
phải sông Đáy, cách quốc lộ 1A gần 1,5km. Đá vôi lộ ra từ độ cao 7,5- đến 180 m tạo ra những
núi vách dốc, kéo dài theo phương kinh tuyến. Đá vôi ở đây thuộc hệ Đồng Giao, chia thành 3
tầng đá vôi công nghiệp:
Đá vôi hóa chất (đá vôi sạch):
Calcit(CaCO
3
) 90-98%)
đôlômít (CaCO
3
.MgCO3) 0-3%
CaO 55,04- 55,33%
MgO 0,41- 0,80%
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 14

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
SiO
2
0,05-0,16%…
Đá vôi xi măng:
Calcit (CaCO
3
) 90-95%

đôlômít (carbonat magie) 3- 5%
các khoáng vật khác nhỏ hơn 5%
CaO 53,89- 54,94%
MgO 1,16- 1,43%
SiO
2
0,09- 0,20%,…
Đá vôi xây dựng có tỷ lệ nhỏ hơn gồm các đá đôlômít, đôlômít- vôi màu xám tro, xám
đen; kiến trúc hạt mịn nhỏ; cấu tạo phân lớp hoặc dạng thấu kính.
Mỏ có trữ lượng tiềm năng 154,610 triệu tấn (công nghiệp hóa chất); 59,725 triệu tấn
(công nghiệp xi măng); 0,337 triệu tấn (đá xây dựng). Đây là một mỏ đá vôi lớn.
b. Mỏ đá vôi hóa chất Kiện Khê
Mỏ đá vôi hóa chất Kiện Khê ở huyện Thanh Liêm là mỏ đá vôi lộ trong vùng đồng
bằng. Diện tích đã thăm dò dài khoảng 500m, rộng 100m. Đây là mỏ đá vôi công nghiệp (đá
vôi sạch), màu xám, màu xanh, hoặc xám trắng có hàm lượng Calcit > 95%.
Thành phần gồm
CaO: 54,23- 54,25%
MgO: 0,61- 0,55%
Trữ lượng tiềm năng của mỏ khoảng 2,222 triệu tấn.
c. Mỏ đá vôi hóa chất Thanh Sơn
Mỏ đá vôi hóa chất Thanh Sơn ở huyện Kim Bảng là khu mỏ nằm gần rìa tây Công ty
Xi măng Bút Sơn, với tổng diện tích 3km
2
. Mỏ là dải núi đá cacbonat kéo dài theo phương bắc
– nam, phân bố ở độ cao 70- 326m, nằm trong hạ tầng Đồng Giao.
Thành phần đá vôi gồm:
CaO 54,30- 55,19%
MgO 0,57- 0,85%
SiO
2

0,13- 0,71%
Trữ lượng tiềm năng của mỏ khoảng 163,084 triệu tấn đá cho công nghiệp hóa chất,
414,428 triệu tấn cho công nghiệp xi măng và khoảng 12,463 triệu tấn đá cho xây dựng.
2.2. Các yêu cầu về đá vôi
2.2.1. Yêu cầu về chất lượng
Yêu cầu nguồn nguyên liệu đá vôi sử dụng cho ngành hóa chất là phải sạch, ít pha lẫn
tạp chất cơ học, có hàm lượng CaO cao, do vậy để xác định thành phần của mẫu đá vôi,
phương pháp chính là phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm.
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 15

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
2.2.2. Yêu cầu về kích thước hình dáng
Căn cứ vào kiểu lò và nguyên liệu đốt lò để quyết định kích thước và hình dạng cho đá
thích hợp, như vậy mới đảm bảo lò hoạt động tốt và tạo được sản phẩm chín điều. Hình dạng
viên đá phải có diện tích tiếp xúc nhiệt lớn để CO
2
thoát ra nhanh và đá chóng chín. Kích thước
các viên đá phải đồng điều nhằm tránh hiện tượng khi xếp đá tạo ra khe hở lớn làm cho ngọn
lửa cháy nhanh gây ra hiện tượng cháy lưới, ngoài ra khe hở lớn còn làm cho than vụn bị dồn
xuống đáy lò gây ra hiện tượng vôi ở phần dưới lò bị quá lửa và vôi ở phần trên lò bị sống.
Do vậy trong thực tế để thuận tiện cho quá trình vận hành và thu sản phẩm, người ta ta
thường dùng kích thước hạt của nguyên liệu khá lớn (60 đến 200 mm), tỉ lệ giữa đá vôi và
nhiên liệu là 9:1, do vậy mà nhiệt độ của lò để phân hủy CaCO
3
khá cao (từ 900 đến 1200
o
C)
2.2.3. Chỉ tiêu tiêu hao đá
Năng suất của nhà máy là 2000 Kg/ngày sản phẩm khô bột nhẹ. Tương ứng với 83,33
Kg/h, nếu hiệu suất sấy là 91,67 %, thì lượng bột nhẹ vào thiết bị tháp phun là 90,9 Kg/h, xem

thiết bị phản ứng hiệu suất là 100% CO
2
được phản ứng, lượng Ca(OH)
2
dùng dư 20% khối
lượng so với lượng Ca(OH)
2
tham gia phản ứng thì lượng Ca(OH)
2
dùng cho thiết bị phản ứng
là 80,72 Kg/h. Giả sử hiệu suất hòa tan CaO vào H
2
O ở 25
o
C là 80% thì lượng CaO cần là
76,34 Kg/h. Giả sử hiệu suất lò nung đạt 90 % thì lượng đá vôi cần là 151,11 Kg/h. Như vậy để
sản xuất 1 tấn sản phẩm cần 1,81 m
3
đá vôi
3. TÍNH CHẤT CỦA CÁC CHẤT THAM GIA PHẢN ỨNG
3.1. Carbonat canxi (đá vôi trong tự nhiên)
Phương trình phân hủy vôi ở 25
o
C (phản ứng thu nhiệt)
CaCO
3

→
¬ 
CaO + CO

2
– 42.50 kcal/mol
Bảng 2: Tính chất vật lý của CaCO
3
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 16
CTPT CaCO
3
tên gọi theo IUPAC carbonat caxi
phân tử gam 100 g/mol
tỷ trọng, pha 2.83 g/cm
3
, rắn
độ hòa tan trong nước không tan
điểm nóng chảy 825
o
C (phân hủy)
biểu hiện bột màu trắng

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
(số liệu của bản ở điều kiện 25
o
C, 100 Kpa)
Là một chất thường được sử dụng trong y tế như một chất bổ sung canxi hay một chất
khử chua. Chất này thường được tìm thấy dưới dạng đá ở khắp nơi trên thế giới, là thành phần
chính trong mai, vỏ của các loài sò, ốc hoặc vỏ của ốc sên. Nó là nguyên nhân chính gây ra
hiện tượng nước cứng.
3.2. Oxyt canxi (vôi sống)
Phương trình hòa tan ở 25
o
C

CaO + H
2
O --> Ca(OH)
2
+ 15.6 kcal/mol
Bảng 3: Tính chất vật lý của CaO
CTPT CaO
tên gọi oxyt canxi
biểu hiện chất rắn màu trắng
phân tử gam 56 g/mol
điểm nóng chảy 2572
o
C
điểm sôi 2850
o
C
tỷ trọng riêng (3.3-3.4).103 kg/cm
3
độ hòa tan phản ứng với nước
hút ẩm mạnh tạo Ca(OH)
2
hoặc CaCO
3
(số liệu của bản ở điều kiện 25
o
C, 100 Kpa)
Nó là chất rắn có dạng tinh thể màu trắng và là một chất ăn da và có tính kiềm. Như là
một sản phẩm thương mại thì vôi sống có chứa lẫn cả oxyt magie (MgO), oxyt silic (SiO
2
)và

một lượng nhỏ oxyt nhôm (Al
2
O
3
)và các oxyt sắt.
Oxyt canxi thông thường được sản xuất bằng cách phân hủy bởi nhiệt (nung nóng) các loại vật
liệu tự nhiên như đá vôi là khoáng chất chứa cacbonat canxi (CaCO
3
). Nó diễn ra khi vật liệu
này bị nung nóng tới nhiệt độ khoảng 900°C
Ứng dụng
Khi cho tác dụng với nước nó trở thành vôi tôi (Ca(OH)
2
), được sử dụng trong các loại
vữa để làm tăng độ liên kết và độ cứng. Phản ứng này diễn ra rất mãnh liệt và tỏa nhiều nhiệt.
Nó cũng được sử dụng trong xử lý nước và nước thải để làm giảm độ chua, được sử dụng trong
công nghiệp sản xuất đồ gốm, xi măng, sơn và công nghiệp thực phẩm, trong đó nó đôi khi
được sử dụng (kết hợp với nước) để làm nóng các mặt hàng như đồ ăn nhanh và cà phê.
Bảng 4: Độ hòa tan của CaO trong H
2
O theo nhiệt độ (S, g chất khan trên 100 g
dung dịch, % khối lượng)
Nhiệt độ (
o
C) Hàm lượng (%)
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 17

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
0 0,13
10 -

20 0,123
30 0,113
40 0,104
50 0,096
60 0,086
80 0,067
100 -
(tra sổ tay Quá Trình & Thiết Bị tập 1, trang 265)
3.3. Hydroxyt canxi (vôi tôi)
Phương trình phản ứng tạo ra bột nhẹ
Ca(OH)
2
+ CO
2
--> CaCO
3

(kết tủa)
+ H
2
O
Dung dịch chứa hyđroxyt canxi gọi chung là vôi nước và có tính bazơ trung bình-mạnh, có
phản ứng mạnh với các axít và ăn mòn nhiều kim loại khi có mặt nước. Nó trở thành dạng sữa
nếu điôxít cacbon đi qua đó, do sự kết tủa của cacbonat canxi mới tạo ra.
Bảng 5: Tính chất vật lý của Ca(OH)
2
(số liệu của bản ở điều kiện 25
o
C, 100 Kpa)
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 18

CTPT Ca(OH)
2
tên gọi theo IUPAC hydroxyt canxi
phân tử gam 74 g/mol
tỷ trọng, pha 2.211 g/cm
3
, rắn
Độ hòa tan trong nước 0.185 g/cm
3
điểm nóng chảy 580
o
C (phân hủy)
biểu hiện bột mềm màu trắng

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
Là một chất ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp như
Chất kết bông trong xử lý nước, nước thải và cải tạo độ chua của đất.
Trong công nghiệp thuộc da để trung hòa lượng axít dư thừa.
Để làm sạch nước biển khỏi các cacbonat của canxi và magiê trong sản xuất muối dành cho
thực phẩm và dược phẩm….
Ngoài không khí nó hút ẩm tạo thành CaCO
3
, tan khá nhiều trong nước với T = 4,68.10
-6
ở 25
o
C, ở 20
o
C là 1.65 g trong 1 l nước, do vậy nó thường được dùng dưới dạng huyền phù (sữa
vôi) . Là một bazo mạnh, dung dịch Hydroxyt canxi là chất lỏng trong suốt, không màu, không

mùi, hấp thụ mạnh CO
2
trong không khí đồng thời cho kết tủa trắng CaCO
3
, tan trong nước
nóng ít hơn trong nước lạnh.
3.4. Anhydrit carbonic
Bảng 6: Tính chất vật lý của CO
2
CTPT CO
2
tên gọi theo IUPAC carbon dioxyt
phân tử gam 44 g/mol
tỷ trọng, pha 1.98 k g/m
3
, khí
độ hòa tan trong nước 1.45 kg/m
3
điểm nóng chảy - 57
o
C
điểm sôi - 78
o
C
Tan rất nhiều trong nước tạo axit H
2
CO
3
, hằng số phân li pKa
1

= 6.35 và pKa
2
= 10.33 ở
25
o
C, Trong dạng rắn, nó được gọi là băng khô.
Ứng dụng:
Đioxyt cacbon lỏng và rắn là chất làm lạnh quan trọng, đặc biệt là trong công nghiệp
thực phẩm, trong đó chúng tham gia vào quá trình lưu trữ và vận chuyển các loại kem và các
thực phẩm đông lạnh.
Đioxyt cacbon được sử dụng để sản xuất nước giải khát cacbonat hóa và nước sôđa.
Bột nở sử dụng trong các loại bánh nướng tạo ra khí cacbonic làm cho khối bột bị phình to ra,
do tạo ra các lỗ xốp chứa bọt khí. Men bánh mì tạo ra khí cacbonic bằng sự lên men trong khối
bột, trong khi các loại bột nở hóa học giải phóng ra khí cacbonic khi bị nung nóng hoặc bị tác
dụng với các axít.
Đioxyt cacbon dập tắt lửa, và một số bình cứu hỏa, đặc biệt là các loại được thiết kế để dập
cháy do điện, có chứa đioxyt cacbon lỏng bị nén.
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 19

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
Điôxít cacbon lỏng là một dung môi tốt cho nhiều hợp chất hữu cơ, và được dùng để loại bỏ
cafêin từ cà phê…..
Bảng 7: Độ hòa tan của khí CO
2
vào H
2
O theo nhiệt độ
Nhiệt độ oC Thể tích CO
2
/thể

tích nước
Thể tích CO
2
/100
g nước
0 1,731 0,3347
1 1,646 0,3214
2 1,584 0,3091
3 1,527 0,2979
4 1,473 0,2872
5 1,424 0,2774
6 1,377 0,2681
7 1,331 0,2590
8 1,282 0,2494
9 1,237 0,2404
10 1,194 0,2319
15 1,019 0,1917
20 0,878 0,1689
25 0,759 0,1450
30 0,665 0,1259
35 0,592 0,1106
40 0,530 0,0974
45 0,479 0,0862
50 0,436 0,0762
60 0,359 0,0577
3.5. Ảnh hưởng của các tạp chất đến sản phẩm nung vôi
Do nung ở nhiệt độ cao, trong nguyên liệu thường có tạp chất là silic và các nguyên tố khác dễ
nóng chảy, sẽ tạo thành hợp chất nóng chảy (ít nhất cũng là lớp màng bọc bên ngoài khối CaO)
và làm mất hoặc giảm khả năng hợp nước của vôi sống gọi là vôi chết
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 20

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
4. GIỚI THIỆU NHIÊN LIỆU
Chúng ta có thể sử dụng nhiều loại nhiên liệu khác nhau như:
• Nhiên liệu rắn: than, củi, rơm rạ …
• Nhiên liệu lỏng: dầu mazut, dầu DO, dầu FO …
• Nhiên liệu khí: khí thiên nhiên, khí lò cao, khí lò cốc
Ở các nước khoa học tiên tiến thì cả ba loại nhiên liệu trên đều được sử dụng, còn ở nước ta
chưa có nơi nào dùng nhiên liệu khí và lỏng, chủ yếu là than vì đây là nguồn nguyên liệu rẻ tiền
và được khai thác trong nước
4.1. Thành phần nguyên tố và tính chất
Các loại nhiên liệu rắn, lỏng, khí có giá trị khác nhau tùy theo nhiệt lượng khi cháy phát
ra. Đặc trưng cho giá trị nhiệt là phần cháy được của nó, còn phần không cháy được ở dạng rắn
(tro), dạng lỏng (nước), dạng khí (trơ). Nói chung phần cháy chiếm một khối lượng khá lớn,
tùy theo từng loại.
Thành phần chủ yếu của phần cháy là hydrocarbon, oxyt carbon, lưu huỳnh, còn phần
không cháy được gọi là alumosilicat, một vài loại oxyt vô cơ (rắn), nước (lỏng), và các khí trơ
như N
2

Để đánh giá chất lượng của nhiên liệu cần phân tích thành phần hóa học của nhiên liệu.
ở đây sử dụng nhiên liệu rắn là than, nên thành phần chính của than gồm, C, H, O, S, A (tro), w
(độ ẩm).
4.1.1. Carbon (C )
Là thành phần cơ bản của nhiên liệu, khi cháy C kết với O tỏa ra một nhiệt lượng nhiệt
theo các phản ứng.
Phản ứng cháy hoàn toàn
C + O
2
= CO

2
+ 90.052 Kcal/mol
Phản ứng cháy không hoàn toàn
C +
1
2
O
2
= CO + 26.416 kcal/mol
Vì vậy lượng cacbon trong nhiên liệu càng nhiều thì nhiệt trị (nhiệt lượng phát ra khi cháy của
1 kg cacbon gọi là nhiệt trị của cacbon) của nhiên liệu càng cao. Tuổi hình thành nhiên liệu
càng già thì thành phần cacbon càng cao, song khi ấy độ liên kết của than càng lớn nên than
càng khó cháy.
4.1.2. Hydro (H)
Hydro chiếm một lượng nhỏ không đáng kể trong nhiên liệu rắn (từ 1 đến 3%). Cháy
theo phản ứng ở 25
o
C
2H
2
+ O
2
= 2H
2
O + 136.634 kcal/mol
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 21

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
4.1.3. Oxy (O)
Nhiên liệu chứa càng nhiều oxi thì hàm lượng các chất có trong nhiên liệu càng giảm vì một

phần chất cháy bị oxi hóa nên mất tác dụng cháy, do đó oxi là thành phần có hại trong nhiên
liệu
4.1.4. Nitơ (N)
Là chất trơ trong nhiên liệu, trong quá trình nhiên liệu cháy N
2
hoàn toàn chuyển vào sản
phẩm cháy (khói thải).
4.1.5. Lưu huỳnh (S)
Lưu huỳnh là thành phần cháy trong nhiên liệu. Trong than lưu huỳnh tồn tại dưới ba
dạng: liên kết hữu cơ S
hc
, khoáng chất S
k
, liên kết sunfat S
s
. Lưu huỳnh hữu cơ và khoáng chất
có thể tham gia quá trình cháy gọi là lưu huỳnh cháy S
c
. Còn lưu huỳnh sunfat thường nằm
dưới dạng CaSO
4
, MgSO
4
, FeSO
4
.., những liên kết này không tham gia quá trình cháy mà
chuyển thành tro của nhiên liệu.
Khi cháy tỏa theo phản ứng
S + O
2

= SO
2
+ 70.96 kcal/mol
Lưu huỳnh nằm trong nhiên liệu rắn ít hơn trong nhiên liệu lỏng.
Nhiệt trị của lưu huỳnh bằng khoảng 1/3 nhiệt trị của cacbon. Khi cháy lưu huỳnh sẽ tạo ra khí
SO
2
, hoặc SO
3
. Lúc gặp hơi nước SO
3
dễ hoà tan tạo ra axit H
2
SO
4
gây ăn mòn kim loại.
Khi cháy tỏa ra nhiệt lượng nhưng vì SO
2
là một chất độc hại cho con người và môi trường
sống, nên hàm lượng S càng ít càng tốt.
4.1.6. Tro (A)
Là những chất trơ nhiên liệu có thành phần hóa học gồm: SiO
2
, Al
2
O
3
, Fe
2
O

3
, CaO,
SO
3
…
Tro trong nhiên liệu là thành phần có hại, hàm lượng tro càng nhiều thì nhiệt năng càng giảm.
Thành phần của tro gần giống đất sét nên khi khai thác nhiên liệu có lẫn đất đá vào nhiều cũng
làm tăng hàm lượng tro. Có tác hại giống các tạp chất của vôi trong quá trình nung vôi.
4.1.7. Độ ẩm trong than (w)
Lượng nước có trong nhiên liệu tạo thành ẩm của nhiên liệu. thường thì độ ẩm cao làm
giảm nhiệt cháy của nhiên liệu, nhưng cũng có trường hợp lại làm tăng sự cháy vì hơi ẩm gặp
nhiệt cao đột ngột thí sẽ phân hủy thành H
2
và O
2
2H
2
O = H
2
+O
2

Ngoài ra kèm theo một số phản ứng tỏa nhiệt trong quá trình, đồng thời cũng có một số phản
ứng hấp thu nhiệt
C+ H
2
O = CO + H
2
C+ 2H
2

O = CO
2
+ 2H
2
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 22

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
CO + H
2
O = CO
2
+H
2
+ 9,838 kcal/mol
C+ CO
2
= CO
2CO + O
2
= 2 CO
2
+ 135.276 kcal/mol
Các phản ứng xảy ra ở nhiệt độ 1000 đến 1200
o
C nên lúc nhóm lò phải dùng than thật
khô. Sau khi nhiệt độ trên 700
o
C mới dùng than ẩm, điều này rất có lợi vì than ẩm cháy là thực
hiện phản ứng thu nhiệt làm nhiệt độ lúc đó giảm, nhưng ngay sau đó CO và H
2

cháy làm nhiệt
độ tăng, hiện tượng thu hồi nhiệt và tỏa nhiệt lặp lại nhiều lần kéo dài quá trình cháy trong lò
mà nhiệt độ vẫn cao, đồng thời giảm được lượng than dùng, và tránh được hiện tượng cháy
lướt thường gặp khi than quá khô ở các lò đứng.
4.2. Thành phần chất bốc và cốc
4.2.1. Chất bốc và tính chất của nó
Khi đem đốt nóng nhiên liệu trong điều kiện môi trường không có Oxy thì mối liên kết
các phân tử hữu cơ bị phân huỷ. Quá trình đó gọi là quá trình phân huỷ nhiệt. Sản phẩm của
phân huỷ nhiệt là những chất khí được gọi là "Chất bốc" và kí hiệu là V %, bao gồm những khí
Hydro, Cacbuahydro, Cacbonoxit, Cacbonic.
Những liên kết có nhiều Oxy là những liên kết ít bền vững dễ bị phá vỡ ở nhiệt độ cao, vì vậy
than càng non tuổi bao nhiêu thì chất bốc càng nhiều bấy nhiêu, than bùn (V=70%), than đá
(V=10 ÷ 45)%, than antraxit (V=2-9) %.
Nhiệt độ bắt đầu sinh ra chất bốc phụ thuộc vào tuổi hình thành của than, than càng non
tuổi thì nhiệt độ bắt đầu sinh chất bốc càng thấp. Lượng chất bốc sinh ra còn phụ thuộc vào
thời gian phân huỷ nhiệt.
Theo tiêu chuẩn ASTMD388 thì Chất bốc của than thành phần bay hơi của than đã trừ
đi độ ẩm khi mẫu than được đốt nóng trong chén có nắp đậy kín (không đưa không khí vào) ,ở
nhiệt độ 800 ÷ 820
O
C trong thời gian 7 phút, và được kí hiệu là V (%).
Chất bốc của than có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình cháy than, chất bốc càng nhiều bao nhiêu
thì than càng xốp, dễ bắt lửa và cháy kiệt bấy nhiêu. Vì vậy khi cháy than ít chất bốc như than
Antraxit của Việt nam thì cần phải có biện pháp kĩ thuật thích hợp.
Nhiên liệu chứa càng nhiều chất bốc thì khi cháy ngọn lửa càng dài, cháy càng nhanh,
nhiệt năng càng thấp và ngược lại khi cháy ngọn lửa ngắn thì quá trình cháy tuy lâu nhưng thu
được nhiệt năng cao. Đây là một đặc điểm quan trọng để chọn vật liệu khi nung.
4.2.2. Cốc và hàm lượng carbon cố định
Chất rắn còn lại (đã trừ đi độ tro) của than sau khi bốc hết chất bốc thì được gọi là cốc
của than. Cốc là thành phần chất cháy chủ yếu của than. Tính chất của cốc phụ thuộc vào tính

chất của các mối liên hệ hữu cơ có trong các thành phần cháy. Nếu cốc ở dạng cục thì gọi là
than thiêu kết ( than mỡ, than béo ), nếu cốc ở dạng bột thì gọi là than không thiêu kết (than đá,
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 23

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
than antraxit ). Than có nhiều chất bốc thì cốc càng xốp, than càng có khả năng phản ứng cao,
Carbon không những dễ bị Oxy hoá mà còn dễ bị hoàn nguyên khí CO
2
thành khí CO. Than gầy
và than Antrxit không không cho cốc xốp khi cháy, cho nên chúng là loại than khó cháy. Tuỳ
thuộc khả năng thiêu kết của than mà than có màu sắc khác nhau. Than không thiêu kết có màu
xám, than ít thiêu kết có màu ánh kim loại.
Độ cứng của than phụ thuộc vào độ xốp của cốc, than càng xốp thì độ bền càng bé than càng dễ
nghiền.
Nhiên liệu trừ đi chất bốc, phần rắn còn lại là cốc. Trong đó có hai thành phần gồm tro và
carbon.
Ta lấy cốc trừ đi tro còn lại là phần carbon cố định, hàm lượng carbon cố định trong các
than từ 27% đến 80 %, than được tạo thành lâu đời thì hàm lượng này càng lớn, do đó nhiệt
năng càng cao. Do vậy khi đánh giá chất lượng than ta dùng tỉ lệ giữa hàm lượng C cố định và
hàm lượng chất bốc.
C
R
V
=
R : tỉ số nhiên liệu
C : hàm lượng carbon cố định
V : hàm lượng chất bốc
Tỉ số R càng lớn thì chứng tỏ hàm lượng C cố định càng cao và hàm lượng chất bốc
càng bé.
4.3. Bảo quản nhiên liệu

Than để ngoài trời sẽ tác dụng với không khí tạo ra sự phân hủy than bao gồm: phong
hóa, đốt nóng, tự bốc cháy. Hiện tượng than tự đốt nóng là do quá trình oxi hóa các hữu cơ của
nó.
Quá trình phong hóa, than tự đổi màu sắc. Trong thành phần, hàm lượng carbon và
hydro giảm còn hàm lượng oxi và A thì tăng lên. Đó là nguyên nhân than để lâu ngày ngoài bãi,
nhiệt lượng của than giảm đi, than sẽ vỡ vụn và trở thành than cám.
Than có tính hấp thụ ở bề mặt ngoài, quá trình kèm theo hiện tượng tỏa nhiệt. Than hấp
thụ các khí như CO
2
, O
2
, N
2
, lượng nhiệt tỏa ra làm tăng phản ứng giữa than và oxi. Nếu nhiệt
lượng tăng quá cao có thể tạo điều kiện cho than tự bốc cháy. Than mới khai thác dễ bốc cháy
hơn than để lâu trong không khí. Thường sau cơn mưa than hay tự bốc cháy vì từ than ướt trở
thành than khô than dễ bị vỡ vụn làm tăng bề mặt tiếp xúc với không khí. Do vậy để hạn chế
than tự bốc cháy chúng ta cần hạn chế bề mặt tiếp xúc của than với không khí.
Muốn ngăn ngừa hiện tượng này và hạn chế khả năng nhiệt giảm cần có những biện
pháp sau
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 24

SVTH: VÕ MẠNH HOANH GVHD: PHAN ĐÌNH TUẤN
Tránh cho đống than không bị mưa gió tác động nhiều
Tránh bất cứ luồng hơi nóng của bất cứ nguồn nhiệt nào lùa vào đống than
Luôn luôn tạo điều kiện cho đống than thoáng nhiệt.
4.4. Một số loại than phổ biến ở Việt Nam
Bảng 8: Thông số vật lý của than Hòn Gai - Cẩm Phả
Bảng 10: Thông số vật lý của than Núi Hồng
ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Trang 25