Thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh, lò nung con thoi (Thuyết minh+bản vẽ)

đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

PHầN i : Mở ĐầU......................................................................................................2
Tên mỏ.......................................................................................................................3
Vĩnh phú................................................................................................................3
Trờng thạch:......................................................................................................3
Ngọc lập vĩnh phú.................................................................................................3
phần ii: lựa chọn địa điểm xây dựng.........................................................................4
1.Vị trí địa lí:.........................................................................................................4
2.Đặc điểm khí hậu:..............................................................................................4
3.Điều kiện kinh tế xã hội:..................................................................................4
4.Điều kiện giao thông vận tải:............................................................................5
5.Điều kiện cấp thoát nớc:...................................................................................5
6. Điều kiện chiếu sáng ,thông tin liên lạc:.........................................................5
7. ý nghĩa của việc chọn khu công nghiệp tiên sơn làm địa điểm xây dựng nhà
máy:.......................................................................................................................5
Phần III: cơ sở hoá lý khi nung sản phẩm................................................................6
THUYếT MINH DÂY CHUYềN CÔNG NGHệ.....................................................7
Phần IV : tính toán kỹ thuật......................................................................................9
1.Lựa chọn mặt hàng:............................................................................................9
Tên mặt hàng.............................................................................................................9
Tỷ lệ (%)....................................................................................................................9
Khối lợng (kg)...........................................................................................................9
Các chỉ tiêu................................................................................................................9
Giá trị.........................................................................................................................9
2.Lựa chọn nguyên liệu để sản xuất:...................................................................9
3.Tính toán phối liệu xơng:..................................................................................9
Phân tử.....................................................................................................................10
Nguyên liệu.............................................................................................................13

Q(%)........................................................................................................................13
F(%).........................................................................................................................13
Nguyên liệu.............................................................................................................14
4.Tính phối liệu men:..........................................................................................15
5. Tính cân bằng vật chất trong dây chuyền:.....................................................17
-6.) Tính toán quá trình sấy :..............................................................................19
7.) Tính toán lò nung:..........................................................................................36
Bông chịu nhiệt.......................................................................................................47
8.)Lựa chọn thiết bị trong dây chuyền:..............................................................87
phần v : xây dựng....................................................................................................89
Phần vi : điện- nớc...................................................................................................92
Phần VII: an toàn lao động và vệ sinh môi trờng...................................................96
Phần viii : kinh tế tổ chức.......................................................................................97
Phần ix: kết luận....................................................................................................104
Tài liệu tham khảo.................................................................................................106

sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

1

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

PHầN i : Mở ĐầU
Vật liệu xây dựng nói chung là một trong những nghành công nghiệp nhẹ mũi

nhọn , góp phần không nhỏ cho nền kinh tế của nớc ta.
Sản phẩm của nghành rất đa dạng nh : các loại gạch ốp lát ceramic,gạch granit,
gạch côttô..., các loại gốm mỹ nghệ,dân dụng dùng cho nhu cầu tiêu dùng. Các
loại sứ điện ,sứ kỹ thuật cao dùng trong công nghiệp điện , điện tử,sứ thông
tin...trong sự phong phú đó phải kể đến sản phẩm sứ vệ sinh, một trong những
sản phẩm quan trọng rất thiết yếu với sinh hoạt của con ngời ,tăng chất lợng sinh
hoạt của cuộc sống.
Thực tế nghành gốm sứ đã có ở nớc ta từ vài nghìn năm trớc, chủ yếu là sứ mỹ
nghệ dân dụng, và đã có giai đoạn cũng bị chậm phát triển,thậm chí một số sản
phẩm mỹ nghệ nổi tiếng đã bị mai một . Tuy nhiên vài thập niên trở lại đây
chúng ta lại thấy sự trở lại và phát triển đáng kể của nghành gốm sứ , đặc biệt là
sản phẩm sứ vệ sinh xây dựng ngày một nâng cao chất lợng, mẫu mã ,đợc ngời
tiêu dùng trong nớc và nớc ngoài công nhận về chất lợng tốt. Điều này đợc đánh
giá bằng chứng chỉ ISO 9002 của sản phẩm sứ vệ sinh Thanh Trì do trung tâm
chứng nhận phù hợp tiêu chuẩn Quacert và tổ chức chứng nhận BVQV Anh quốc
cấp tháng 07/2000.
Thị phần của tổng công ty thuỷ tinh và gốm xây dựng (VIGlACERA) không
ngừng đợc phát triển do đây là doanh nghiệp nhà nớc có bề dày kinh nghiệm
trong sản xuất và kinh doanh VLXD, với các thơng hiệu nổi tiếng nh : sứ Thanh
Thanh, Thiên Thanh, Thanh Trì, Cotec...với mạng lới bán hàng phủ kín các tỉnh
trong cả nớc. Theo dự báo nhu cầu tiêu thụ sản phẩm sứ vệ sinh năm 2005 là 2,46
triệu sản phẩm, đến năm 2010 tăng lên 2,99 triệu sản phẩm , thực tế hiện tại năng
lực sản xuất của nghành cha đáp ứng đủ nhu cầu đó.
Trớc tình hình đó , cùng với định hớng phát triển kinh tế trong văn kiện của đại
hội IX ban chấp hành TW đảng khoá IX u tiên phát triển khai thác đúng triệt để
các nghành vật liệu xây dựng. Thì đặt ra cho bộ xây dựng cần phải xây dựng
thêm các nhà máy sản xuất sứ vệ sinh để đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong nớc và
xuất khẩu, nhất là khi chúng ta hội nhập vào APTA.
Tuy vậy nghành VLXD của nớc ta còn đứng trớc nhiều khó khăn nh công
nghệ sản xuất còn lạc hậu ở nhiều cơ sở, nhiên liệu tốt vẫn phải nhập , nguyên

liệu làm men cũng nhập , những điều này ảnh hởng không nhỏ đến giá thành sản
phẩm, đó là những cản trở của sự phát triển của nghành .
Xong với nguồn nguyên liệu phong phú, đợc thiên nhiên ban tặng
phân bố khắp các khu vực trong cả nớc, nguồn nhân lực cần củ chăm chỉ, sáng
tạo khéo léo chắc chắn rằng nghành gốm sứ xây dựng của nớc ta sẽ đợc củng cố
sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

2

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

và phát triển mạnh trong vài năm tới đa công nghiệp gốm sứ vơn xa trong khu
vực và thế giới , góp phần vào sự phát triển chung của nền kinh tế nớc ta .

Bảng thống kê một số mỏ nguyên liệu sản xuất sứ vệ sinh
Tên mỏ
Cao lanh:
Vĩnh phú
Lao cai
Đồng hới
Lâm đồng
Sông bé
Quảng nam
Tấn mài

đơn
vị Trữ
tính
ợng
1000 tấn
_
_
_
_

_

đất sét dẻo:
Trúc thôn
Sông bé
Trờng thạch:
Lao cai
Vĩnh phú
Bôxit:
Lạng sơn
Vĩnh phú
Hoạt
thạch:

l- Thành phần hoátrung
bình

77.000
3000

15.000
5000
20.000
300
8000

Al2O3
20,8
24,5
18,0
37,55
20,0
22,0
37,5

Fe2O3
0,1-0,2
0,1-0,9
0,5-2,0
0,55-2,0
0,8
0,7
0,5

7000
8000
K2O Na2O
14,81 2,18
_
_

_

6100
3400

_

21.000
2800

_

10.000

Ngọc lập
vĩnh phú

sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

3

Fe2O3
_

_

K2O

Fe2O3

Al203

32

0,2-1,0

13

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

phần ii: lựa chọn địa điểm xây dựng
Căn cứ vào điều kiện để lựa chọn khu công nghiệp nh gần đờng giao
thông,gần nơi tiêu thụ, phân bố sản phẩm, điều kiện khí hậu , thổ nhỡng, căn cứ
vào sự ổn định chính trị của khu dân c, giá thuê đất, điêù kiện về thủ tục thuê đất,
sự khuyến khích đầu t của địa phơng vào sự quy hoạch của nhà nớc về các khu
công nghiệp phía bắc, dự kiến nên đặt nhà máy tại khu công nghiệp Phú Cát của
tỉnh Hà Tây.
1.Vị trí địa lí:
Khu công nghiệp
2.Đặc điểm khí hậu:
Thuộc vùng khí hậu nhiệt đới ẩm, mùa đông lạnh.Nhiệt độ trung bình trong
năm 24,50C , nhiệt độ tháng cao nhất trong năm 30,1 0C, nhiệt độ tháng thấp nhất
trong năm 16,30C, số giờ nắng cả năm là 1429 giờ, lợng ma cả năm1558 mm, tốc

độ gió mạnh nhất 34 m/s, độ ẩm trung bình trong một năm 79%.
3.Điều kiện kinh tế xã hội:
Bắc Ninh là một tỉnh nằm ở phía bắc thủ đô Hà Nội , là mảnh đất có truyền
thống văn hoá lâu đời, mảnh đất linh kiệt ,có truyền thống khoa bảng, tình hình
chính trị , dân c ổn định , năm trong khu vực tam giác phát triển kinh tế là Hà
Nội - Hải Phòng-Quảng Ninh.
Tốc độ phát triển hàng năm không ngừng gia tăng , năm sau cao hơn năm trớc.
sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

4

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

Dân số trong tỉnh tính đến tháng 06/ 2001 là 950.000 ngời. Trong đó số ngời
trong độ tuổi lao động là 620.944 ngời.
Đây là điều kiện rất thuận lợi để phát triển các nhà máy công nghiệp.
4.Điều kiện giao thông vận tải:
Khu công nghiệp Tiên Sơn có một vị trí giao thông hết sức thuận lợi: nằm giữa
quốc lộ 1A cũ và 1b mới, cách thủ đô Hà Nội về phía bắc là 16 km , cách sân
bay quốc tế nội bài theo quốc lộ 18 là 20 km, nằm cạnh tuyến đờng sắt đi các
tỉnh biên giới nh Lạng Sơn.
5.Điều kiện cấp thoát nớc:
Do đặc trng của ngành sản xuất gốm sứ nói chung và sứ vệ sinh nói riêng là sử
dụng lợng nớc tơng đối lớn so với các nghành sản xuất khác. Do đó nguồn để

cung cấp cho nhà máy lấy từ nguồn nớc ngầm, với nhà máy công suất 6500m 3/
ngày, cùng công trình điều hoà mạng lới cấp nớc khu công nghiệp bể 1000m 3, ở
độ cao 30 m. Hệ thống sử lý nớc thải đợc thiết kế có hệ thống kiểm tra hàm lợng
chất thải có trong nớc trớc khi thải ra đờng thoát công cộng, công suất 5360 m3/
ngày.
6. Điều kiện chiếu sáng ,thông tin liên lạc:
Nguồn cung cấp điện cho các nhà máy ở khu công nghiệp đợc thông qua mạng
lới điện 110/220 kv (2 nhà máyì 40MVA) với công suất toàn khu công nghiệp
là 30623kw.
Hệ thống giao thông trong toàn khu công nghiệp đợc bê tông nhựa hoá hoàn
toàn và đợc chiếu sáng bằng điện cao áp hiện đại.
Hệ thống thông tin liên lạc , đảm bảo mọi nhu cầu về thông tin liên lạc và dịch
vụ bu điện( bu điện , fax, internet, điện thoạ đờng dài , quốc tế) thông qua
mạng lới bu điện tỉnh và bu điện các thị trấn lân cận nh Lim, bu điện thị trấn Từ
Sơn ..
Có hệ thống phòng cháy chữa cháy trong khu công nghiệp đạt tiêu chuẩn cấp
nhà nớc về an toàn.
Có diện tích đất trồng cây xanh là 6,5 ha tạo quang cảnh đẹp và giữ cân bằng
môi trờng sinh thái trong khu công nghiệp.
7. ý nghĩa của việc chọn khu công nghiệp tiên sơn làm địa điểm xây dựng
nhà máy:
Việc chọn khu công nghiệp này làm địa điểm xây dựng nhà máy có ý nghĩa
hết sức quan trọng trong viêc giải quyết công ăn việc làm cho bộ phận không nhỏ
lao động trong khu vực tỉnh Bắc Ninh và các tỉnh lân cận, tăng thu nhập cho dân,
góp phần vào việc tăng trởng kinh tế của tỉnh nhà.
Ngoài ra còn tận dụng đợc nguồn nhân lực có trình độ đợc đào tạo từ các
Trờng đào tạo công nhân kỹ thuật của tỉnh và nguồn kỹ s từ thủ đô Hà Nội.
nguồn nguyên liệu nhập từ các tỉnh Hải Dơng, Phú Thọ... rất thuận lợi trong
việc vận chuyển qua đờng bộ , đờng sắt, ..

sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

5

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

Phần III: cơ sở hoá lý khi nung sản phẩm
Khi nung các sản phẩm sứ vệ sinh các quá trình hoá lý sảy ra rất phức tạp ,
tuỳ thuộc vào điều kiện nhiệt động học (nhiệt độ , môi trờng, chế độ khí động
học) ,và thành phần của phối liệu.Từ sự mất nớc, sự phân huỷ các cấu tử của phối
liệu và cháy các hợp chất hữu cơ để tách ra các sản phẩm dạng khí, các phản ứng
tơng tác giữa các cấu tử của phối liệu để hình thành các pha tinh thể mới ,sự nóng
chảy các hợp chất có điểm ơtecti dễ nóng chảy cùng các pha thuỷ tinh, các sự
biến đổi đa hình và các quá trình khác.
Caolinit, và các vật chất sét (Al2O3.2SiO2.2H2O):
Khi đốt nóng ở nhiệt độ > 4500C thì nó có sự biến đổi hết sức phức tạp, đặc trng bằng bốn hiệu ứng nhiệt :
Hiệu ứng thu nhiệt (450 630 0C): Là các quá trình mất nớc hoá học , chuyển
caolinit thành khoáng dạng mêtacaolinit (Al2O3.2SiO2).
Hiệu ứng toả nhiệt thứ nhất (900 1050 0C): Là chuyển mêtacaolinit
(Al2O3.2SiO2).thành dạng Spinel (Al2O3.SiO2).
Các hiệu ứng toả nhiệt sảy ra ở khỏang nhiệt độ > 1050 0C đều tạo thành chủ
yếu dạng khoáng mullit (3.Al2O3.2SiO2), và tăng cờng khoáng này.
Fenspat ( hoặc các chất thay thế nó):
Chúng có vai trò hoạt tính trong quá trình tạo thành các pha khi hình thành xơng sản phẩm ,nó là chất làm gầy trong phối liệu mộc, có một vai trò hết sức

quan trọng.
Thạch anh (quắc):
Khi nung, có sự biến đổi thù hình hết sức đa dạng và phức tạp , cùng với sự
thay đổi thể tích. Các thay đổi thể tích của thạch anh khi nung cần đợc tính toán
cụ thể, điều chỉnh bằng chế độ nung của sản phẩm.

Sơ đồ dây chuyền công nghệ sản xuất sứ vệ sinh
Nguyên liệu:fenspat, cao lanh ,đất sét, nớc, Na2SiO3, BaCO3

Định lợng
Bài phối liệu
Máy nghiền bi 1

đất sét còn lại
Cân định lợng

Phối liệu
sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

6

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh
Kiểm tra

Bể khuấy 4

Ra máy vào bể số 3

Kiểm tra

Bể khuấy 2

Bể ủ 1

Kiểm tra

Tạo hình đổ rót

Khuôn thạch cao

Sấy tự nhiên và cỡng bức
Sửa chữa kiểm tra
men

Phun men
Nung con thoi

Phế phẩm
nứt vỡ
Loại bỏ

Kiểm tra

Sấy tự nhiên

Sửa chữa
Khuyết tật bề mặt
men

Thành phẩm

THUYếT MINH DÂY CHUYềN CÔNG NGHệ
Nguyên liệu sản xuất sau khi đợc tính toán , phải đảm bảo các yêu cầu, tính
chất của hồ đổ rót, và nhận đợc các tính chất cơ lý của xơng sản phẩm, cho khả
năng tách khuôn hồ đúc rót trong thời gian ngắn , sản phẩm mộc đạt độ bền cơ
cao ( sau khi tách khuôn ) cho phép gia công nó, hệ số giãn nở nhiệt của xơng và
men phải tơng ứng nhau, độ co ngót của sản phẩm sau khi nung, hoặc sấy phải
nằm trong giới hạn cho phép.
Để đạt đợc những yêu cầu cơ bản đó , thì nguyên liệu : đất sét , cao lanh,
fenspat, chất điện giải nh Na2SiO3, BaCO3, H2O phải đợc định lợng chính xác
theo bài phối liệu trớc khi cho vào máy nghiền bi 1, ngoài ra ta còn cho thêm
N640A và lợng đất sét còn lại vào máy nghiền bi 1, sau thời gian nghiền ở máy
nghiền bi số 1 , hồ đợc kiểm tra các thông số cơ bản rồi bơm vào bể 3, ngoài ra
phần hồ thừa sau khi đổ rót và một phần phối liệu đem khuấy ở bể 4 rồi cũng
bơm vào bể 3. Nếu hồ ra máy nghiền bi số 1 cha đảm bảo thông số kỹ thuật tiếp
tục bơm hồi lại máy nghiền số1. Hồ đạt chỉ tiêu kỹ thuật lại tiếp tục đợc bơm từ
bể 3 xuống bể 2 (tại các bể thì hồ đợc khuấy trộn liên tục bằng các máy khuấy
chân vịt), trớc khi hồ đợc bơm từ bể 2 vào ba bể ra công 1 thì lại đợc kiểm tra lần
nữa , nếu cha đạt chỉ tiêu kỹ thuật thì lại bơm ngợc trở lại bể 2.Tại các bể gia
công 1 hồ cũng đợc khuấy trộn đồng đều bằng máy khuấy,đảm bảo thông số của
hồ đem đi đổ rót nh sau:
sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

7

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp
Lợng sót Độ
trên sàng %
1000
lỗ/cm2,%
1,8-2,2

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh
ẩm, Mật độ Độ nhớt
hồ g/cm3 0G

30-32,5

1.751,76

310-325

Độ bám Độ sánh Độ sánh
khuôn của sau 1phút sau 5 phút
0G
xơng mộc 0G
sau
2
giờ,mm
8,0-9,0
10 - 50

30 - 110

Sau khi đạt đợc độ dày tiêu chuẩn , đủ thời gian tháo khuôn , mộc đợc tháo
khỏi khuôn thạch cao, để sấy tự nhiên ,đến độ ẩm khoảng 14 % mộc đợc chuyển
xang phòng sấy cỡng bức để thoát kiệt ẩm đến khoảng 1% sau khi sấy. ở hầm
sấy nhiệt độ cao nhất lên đến 900C.
Mộc sau khi ra khỏi hầm sấy đợc mang đi kiểm tra , vệ sinh sạch trớc khi mang
xang bộ phận phun men. Men cũng đợc gia công theo phơng pháp nghiền ớt, theo
một bài phối liệu men ban đầu, đạt đợc các thông số sau:
Tỷ trọng D=1,77ữ 1,80 g/cm3.
Cỡ hạt10àm: 70 ữ80%.
Sót sàng41àm: 0,5 ữ 1,5%
Sau khi ủ , đồng nhất , men mang đi phun phải đạt đợc các thông số sau:
Tỷ trọng D=1,650 ữ1,675 g/cm3.
Độ nhớt V =280 ữ 300 0G.
Sản phẩm sau khi phun men đợc gắn tên mác sản phẩm, đợc đem đi sấy sơ bộ
rồi đợc chuyển xang lò nung con thoi, ở lò nung nhiệt độ đợc điều chỉnh theo đờng cong nung, nhiệt độ nung cao nhất khống chế ở 1200 0C, Và lu ở 2 giờ, sau
đó làm nguội theo đờng cong nung. Sau khi nung đủ thời gian, sản phẩm ra lò đợc kiểm tra phân loại, các sản phẩm khuyết men đợc sửa chữa lại và đem nung
lại. Các phế phẩm nứt vỡ sẽ loại bỏ.Sản phẩm đạt chỉ tiêu sẽ đợc đóng bao, nhập
vào kho trớc khi đa ra thị trờng.
Trên đây là tổng quát toàn bộ dây chuyền ,công nghệ sản xuất sứ vệ sinh.

sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

8

Lớp CNVL Silicát

đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

Phần IV : tính toán kỹ thuật
1.Lựa chọn mặt hàng:
Sứ vệ sinh là sản phẩm rất phong phú về thể loại , mẫu mã , màu sắc, rất
thuận tiện cho việc sử dụng , rất vệ sinh. Từ các loại nh chậu rửa mặt, các loại
tiểu treo, két nớc, xí bệt ,xí xổm đều rất thuận tiện cho việc sử dụng.
Trong dây chuyền công nghệ sản xuất này , chọn 6 loại sản phẩm chính sau:
Tên mặt hàng
Tỷ lệ (%)
Khối lợng (kg)
Chậu rửa mặt
20
8
Chân chậu
20
6
Két nớc
20
12
Xí bệt
20
19
Xí xổm
10
8
Tiểu treo
10

7
Đặc tính cơ lí của xơng sản phẩm sứ vệ sinh:
Các chỉ tiêu
Đơn vị
Giá trị
Độ hút nớc
%
0,2ữ 0,5
Khối lợng thể tích
G/ cm3
2.25ữ2,35
Giới hạn bền:
Mpa
Khi nén
400ữ500
Khi uốn va đập
0.20ữ0,23
Khi uốn
70,0ữ80,0
Mô đuyn đàn hồi
mpa
500ữ600
Hệ số giãn nở trung bình
(5,5ữ6,5).10-6
khoảng 20ữ7600C
Các sản phẩm có màu sắc đa dạng tuỳ theo đơn đặt hàng, mà sản xuất , chúng có
các màu nh: trắng, hồng , xanh, đỏ thậm , ghi, ngà,mận
2.Lựa chọn nguyên liệu để sản xuất:
Nguyên liệu trong sản xuất sứ vệ sinh chủ yếu dùng 4 loại chính sau:
Đất sét

cao lanh
fenspat
thạch anh.
Trong đó đợc phân ra làm hai nhóm chính là:
nhóm nguyên liệu dẻo :cao lanh , đất sét.
nhóm nguyên liệu gầy: fenspat, thạch anh (quắc).
3.Tính toán phối liệu xơng:
Sứ vệ sinh là loại thuộc họ sứ mềm, nhiệt độ nung theo yêu cầu tơng đối thấp.
Nh theo yêu cầu kỹ thuật của đồ án này , nhiệt độ nung sản phẩm khống chế ở
12000C , do đó:
sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

9

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

nhiệt độ chảy T0C= 1200/0,8=15000C, ứng với điểm 18 trong biểu đồ T-Q-F.
Theo biểu đồ :
T=30%.
Q=20%.
F=50%.
Chọn nguyên liệu để sản xuất là:
Đất sét : Trúc Thôn.
Cao Lanh: La Phù.( Phú Thọ)

Fenspats: Phú Thọ .
Thạch Anh: Thanh Thuỷ. ( Phú Thọ).
Với thành phần hoá của các nguyên liệu nh sau:
Nguyên Thành phần hoá
SiO2
Al2O3 Fe2O3 CaO
MgO
liệu
Đất sét 68,40 19,46 1,20
0,56
0,48
Caolanh 47,78 33,70 0,80
0,84
1,20
Fenspat 67,00 17,32 0,40
0,56
0,20
Thạch
97,45 2,07
0,08
0,13
0,05
anh

K2O
2,70
0,71
6,13
_

Na2O
0,38
4,17
_

MKN
7,20
12,68
0,98
0,22

Đổi thành phần hoá của phối liệu sang thành phần khoáng:
a. T-Q-F của Đất sét:
Căn cứ vào hàm lợng của các khoáng K2O và Na2O, để xác định hàm lợng các
khoáng fenspat có trong đất sét.
Phân tử
Phân tử gam
Octoclaz( K2O.Al2O3.6SiO2)
556
Albit (Na2O.Al2O3.6SiO2)
524
Na2O
62
K2O
94
Caolinit( Al2O3..2SiO2.2H2O)
258
Lợng khoáng Octoclaz có trong 100 phần khối lợng (pkl) của đất sét:
94 2,7
556.2,7

=
a1 =
= 15,97 (pkl).
556 a1
94

Lợng khoáng albit có trong 100 phần khối lợng của đất sét, theo nh bảng thành
phần hoá của nguyên liệu thì lợng khoáng albit =0 .
Do vậy lợng Al2O3 có trong octoclaz của đất sét là:
556 15,97
102.15,97
=
a2 =
= 2,93 (pkl).
102
a2
556


lợng Al2O3còn lại trong khoáng Caolinit của đất sét là:

sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

10

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh
a3= 19,46- 2,93 =16,53 (pkl).

Lợng khoáng Caolinit (T) có trong đất sét là a4:
102 16,53
258.16,53
=
a4 =
= 41,81 (pkl).
258
a4
102

Lợng SiO2 có trong octoclaz là a5:
556 15,97
15,97.360
=
a5 =
= 10,34 (pkl).
360
a5
556

Lợng SiO2 có trong caolinit của đất sét là a6:
258 41,81
41,81.120
=
a6 =
= 19,45 (pkl).

2.60
a6
258

Tổng lợng SiO2 có trong caolinit và octoclaz là:
10,34 +19,45 =29,79 (pkl).
lợng SiO2 tự do còn lại trong quắc là a7:
a7=68,4 - 29,79 = 38,61 (pkl).
thành phần T-Q-F của đất sét là:
T=41,81%.
Q=38,61%.
F=15,97%.
b.T-Q-F của cao lanh:
Lợng khoáng Octoclaz có trong 100 (pkl) của Cao lanh là b1:
Ta có:

556
b1
0,71.556
=
b1 =
= 4,2 (pkl).
94 0,71
94

Lợng khoáng Albit có trong 100 (pkl) của Cao lanh là b2:
524
b2
0,38.524
=

b2 =
= 3,21 (pkl).
62 0,38
62

Vậy tổng lợng khoáng Fenspat có trong 100 (pkl) của cao lanh là:
F=4,2+3,21=7,41 (pkl).
Lợng Al2O3 có trong khoáng Octoclaz là b3:
556 4,2
4,2.102
=
b3 =
= 0,77 (pkl).
102 b3
556

Lợng Al2O3 có trong khoáng Albit là b4:

524 3,21
3,21.102
=
b4 =
= 0,62 (pkl).
102
b4
524

tổng lợng Al2O3 có trong Fenspat là b5:
b5=0,62+0,77 =1,39 (pkl).
sinh viên : Nguyễn đình Chi

K44

11

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

Lợng Al203 còn lại trong Caolinit là b6:
b6= 33,7-1,39= 32,31(pkl).
Lợng khoáng Caolinit có trong 100 (pkl) của Cao lanh là b7(T):
258 b7
258.32,31
=
b7 =
= 81,73 (pkl).
102 32,31
102
Lợng SiO2 có trong Octoclaz là b8:
556 4,2
4,2.360
=
b8 =
= 2,72 (pkl).
6.60 b8
556

Lợng SiO2 có trong Albit là b9:

524 3,21
3,21.360
=
b9 =
= 2,21 (pkl).
6.60
b9
524

Lợng SiO2 có trong Caolinit là b10:

258 81,73
81,73.120
=
b10 =
= 38,01 (pkl).
2.60
b10
258

Vậy lợng SiO2 còn lại trong Quắc của Cao lanh là:
Q=47,78 (2,72+2,21 +38,01) =4,84 (pkl).
Vậy thành phần T- Q F của Cao lanh là:
T=81,73%.
Q =4,84%.
F =7,41%.
c. Thành phần T-Q-F của Fenspat:
Lợng khoáng Octoclaz trong 100(pkl) của Fenspat là c1:

556
c1
6,13.556
=
c1 =
= 36,26 (pkl).
94 6,13
94

Lợng khoáng Albit có trong 100 phần khối lợng của Fenspat là c2:
524
c2
4,17.524
=
c2 =
= 35,24 (pkl).
62 4,17
62


Lợng khoáng Fenspat có trong 100(pkl) của Fenspat là F:
F=36,26+ 35,24 =71,5 ( pkl).
Lợng Al2O3 có trong Octoclaz là c3:
556 36,26
36,26.102
=
c3 =
= 6,65 (pkl)
102
c3

556

Lợng Al2O3 có trong Albit là c4:

524 35,24
102.35,24
=
c4 =
= 6,86 (pkl).
102
c4
524

Tổng lợng Al2O3 có trong Fenspat là c5:
C5=6,65+6,86=13,51(pkl).
lợng Al2O3 có trong Caolinit của Fenspat là c6:
c6=17,32- 13,51 = 3,81 (pkl).
sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

12

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

lợng khoáng Caolinit có trong 100 (pkl) của Fenspat là c7(T):

258
c7
258.3,81
=
c7 =
= 9,64 (pkl) (T).
102 3,81
102

Lợng SiO2 có trong khoáng Octoclaz là c8:

556 36,26
36,26.360
=
c8 =
= 23,48 (pkl).
360
c8
556

Lợng SiO2 có trong khoáng Albit là c9:

524 35,24
35,24.360
=
c9 =
= 24,21 (pkl).
360
c9
524

Lợng SiO2 có trong khoáng Caolinit là c10:

258 9,64
9,64.120
=
c10 =
= 4,48 (pkl).
120 c10
258

Lợng SiO2 có trong Quắc là Q:
Q= 67- (23,48 +24,21 +4,48) =14,83 (pkl).
Vậy thành phần T Q F của Fenspat là:
T=9,64%.
Q= 14,83%.
F= 71,50 %.
d. Thành phần T - Q -F của Thạch anh:
Theo thành phần hoá của thạch anh lợng oxit kiềm R2O chỉ là vết . Do đó lợng
khoáng Fenspat =0.
Lợng khoáng Caolinit có trong 100 (pkl) của thạch anh là d1:


102 2,07
2,07.258
=
d1 =
= 5,24 (pkl).
258
d1

102

Lợng SiO2 có trong Caolinit là d2:

258 5,24
120.5,24
=
d2 =
= 2,44 (pkl).
120
d2
258

Vậy lợng SiO2 còn lại trong Quắc là Q:
Q=97,45 2,44 = 95,01 (pkl).
Vậy thành phần T- Q-F của thạch anh là:
T=5,24%.
Q=95,01%.

F= 0%.
Ta có bảng tổng kết thành phần khoáng của nguyên liệu nh sau:
Nguyên
T(%)
Q(%)
F(%)
liệu
Đất sét
41,81
38,61
15,97

Cao lanh

81,73

sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

4,84
13

7,41
Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

Fenspat

9,64

14,83

71,50

Thạch anh

5,24

95,01

0,00

Tính bài phối liệu khi biết thành phần khoáng:
ở đây , sản phẩm sứ vệ sinh tạo hình băng phơng pháp đổ rót, do đó để đảm
bảo thông số của hồ đổ rót ta chọn cố định hàm lợng của đất sét là 30% trong bài
phối liệu.
Nên thành phần T- Q F do đất sét mang vào là:
T = 41,81.0,3 =12,543 %.
Q= 38,61 .0,3 = 11,583 %.
F = 15,97. 0,3 = 4,791 %.

T Q- F còn lại do Caolanh, Fenspat, Thạch anh mang vào phối liệu là :
T= 30 - 12,543 = 17,45
Q = 20 - 11,583 =8,42
F = 50 - 4,791 =45,20
Gọi : x là % khối lợng của Caolanh mang vào phối liệu,
y là % khối lợng của Fenspat mang vào phối liệu,
z là % khối lợng của Thạch anh mang vào phối liệu,

Ta có hệ phơng trình sau:
81,73.x + 9,64. y + 5,24.z = 17,457

4,84.x + 14,83. y + 95,01.z = 8,417
7,41.x + 71,50. y + 0,00.z = 45,029


giải hệ phơng trình trên ta có :

x = 0,142 = 14,2%

y = 0,615 = 61,5%
z = 0,014 = 1,4%


kiểm tra lại T-Q-F của phối liệu:
Do z= -1,4% <0 nên trong bài phối liệu thực tế để đảm bảo nhiệt độ nung sản
phẩm là 12000Cthì không cần thêm thạch anh trong phối liệu vì lợng SiO2 của
thạch anh thì đã đợc đất sét , cao lanh, fenspat bổ xung đủ.
Bảng quy chuẩn thành phần của bài phối liệu:
Nguyên
%khối lợng
T%
Q%
F%
liệu
Đất sét
30
12,54
11,58
4,79
Cao lanh
13,13
10,73
0,64
0,97
Fenspat
56.87
5,48

8,43
40,66
Tính toán
100
30
21,55
48,45
Chọn trớc
100
30
20
50
sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

14

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

Đổi thành phần phối liệu xang thành phần hoá của phối liệu:
Hàm lợng các ôxit đa vào phối liệu theo các cấu tử là A:
A=

X *a
100

Trong đó: X là % các cấu tử trong phối liệu.
a là % các ôxit trong cấu tử.
Ta có bảng tổng kết sau:
Nguyên %
Thành phần hoá (%)
liệu
khối SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O
lợng
Đất sét 30
20,52 5,84 0,36 0,17 0,14 0,81 Cao
13,13 6,27 4,42 0,11
0,11 0,16 0,09 0,05
lanh
Fenspat 56,87 38,1 9,58 0,23 0,32 0,11 3,49 2,37
Cha
100
64,89 20,11 0,70 0,60 0,41 4,39 2,42
nung
Đã
100
69,39 21,50 0,75 0,64 0,44 4,69 2,59
nung
4.Tính phối liệu men:
Bảng nguyên liệu để sản xuất men:
Nguyên liệu
Nơi nhập
Tỷ lệ, %
Fenspat KM 200
Malayxia

52
Cao lanh
La phù (phú thọ)
7
Thạch anh
Thanh thuỷ ( phú thọ)
8
CaCO3
Hải phòng
10
ZnO
Trung quốc
5
BaCO3(kt)
Hải phòng
8
ZnSiO4
Nhật bản
10

MKN
2,16
1,66
0,56
4,38
0,00

Bảng thành phần hoá của phối liệu:
Nguyên
Thành phần hoá

liệu SiO2 Al203 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O ZnO ZrO2 BaO MKN
Fenspat 66,90 18,23 - 0,33 0,08 10,96 3,19 - 0,33
Cao lanh 47,78 33,70 0,80
Thạch
anh
CaCO3
ZnO
BaCO3
ZnSiO4

-

0,84 1,20 0,71 0,38

-

-

-

12,68

-

0,13 0,05

-

-

-

-

-

0,22

- 54,62 0,39
0,32 -

-

-

97,45 2,07 0,08
1,74 1,04 32,4 1,67
4

-

sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

15

98,26 - 66,15

- 42,69
0.5

77 33
- 0,63

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

Quy đổi thành phần % của phối liệu men sang thành phần hoá của nguyên liệu
men:
Nguyên
Thành phần hoá
liệu
% SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O ZnO ZrO2 BaO MKN
Fenspat 52 34,78 9,48 - 0,17 0,04 5,70 1,66 - 0,17
Cao lanh 7 3,34 2,56 0,05 - 0,06 0,08 0,049 0,026 - 0,89
Thạch 8 7,79 0,16 0,006 - 0,01 0,004 - 0,02
anh
CaCO3 10 0,17 - 5,46 0,039 0,058 0,039 - 4,29
ZnO
5 0,05 - 4,86 - 0,02
BaCo3(kt) 8
- 6,16 0,06
ZrSiO4 10 3,24 - 0,03 - 6,55 - 2,64
Tổng 100 48,86 12,24 0,06 0,03 5,64 0,16 5,75 1,73 4,86 6,55 6,10 8,02

tính hệ số dãn nở nhiệt của men:
) theo Ghêm - Tôn và Ingơlisơ - Terơme:

hệ số dãn nở nhiệt của men có dạng: = pi.xi
[ 1-240].
pi: hàm lợng các ôxit trong men , theo % trọng lợng.
xi: hệ số thực nghiệm đặc trng cho sự dãn nở của các ôxit.
( xi tra theo bảng [ 1- 240] ).
*) Theo Ghêm - tôn:
=(48,86.0,005+12,24.0,07+5,64.0,163+0,16.0,003+5,75.0,342+1,73.0,4
32+4,86.0,098+0,117.6,1).10-6
=5,92.10-6.
*) Theo Ingơlisơ và Terơme:
=(4,86.0,005+0,442.1,73+0,39.5,75+0,163.5,64+0,045.0,16+0,066.
4,86+0,173.6,55).10-6.
= 5,59.106.
Tính nhiệt độ nóng chảy của men:
Theo công thức thực nghiệm để xác định nhiệt độ nóng chảy của men:
K=

a1 * n1 + a 2 * n 2 + ... + ai * ni
b1 * m1 + b2 * m2 + ... + bi * mi

[1-219].

Trong đó : a1,a2,..,ai là hằng số chảy đối với các ôxit dễ chảy theo bảng

[1-249].

: n1,n2,..,ni là hàm lợng các ôxit dễ chảy theo % trọng lợng.
: b1,b2,.,bi là hằng số nóng chảy của các ôxit khó chảy theo bảng
[1-249].
sinh viên : Nguyễn đình Chi

K44

16

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

: m1,m2,.,mi là hàm lợng các ôxit khó chảy theo % trọng lợng.
Tra theo bảng [1-249] ta có kết quả sau:
(ở đây ta lấy hằng số nóng chảy của ZrO2theo nh của Al2O3 =1,2 )
K=

0,06.0,8 + 5,64.0,5 + 0,16.0,6 + 5,75.1 + 1,73.1 + 4,86.1 + 6,1.1
48,86.1 + 12,24.1,2 + 6,55.1,2

K=0,3.
Từ hệ số K=0,3 này , theo bảng [1-250] ta có nhiệt độ nóng chảy của men là
Tnc=12000C ,phù hợp với nhiệt độ nung của xơng sản phẩm là Tnung=12000C.
Bài men này là thoả mãn đợc với yêu cầu sản xuất.
5. Tính cân bằng vật chất trong dây chuyền:
Trong dây chuyền sản xuất lựa chọn các mặt hàng tơng ứng nh sau:
Tên mặt hàng
Tỷ lệ
Khối lợng
Số lợng
Tổng khối l(%)

sản phẩm
(chiếc)
ợng (kg)
Chậu rửa mặt
20
8
30.000
240.000
Chân chậu
20
6
30.000
180.000
Két nớc
20
12
30.000
360.000
Xí bệt
20
19
30.000
570.000
Xí xổm
10
8
15.000
120.000
Tiểu treo
10

7
15.000
105.000
Tổng
100
150.000
1.575.000
Vậy năng suất 150.000 sản phẩm/ năm tơng ứng với 1.575.000 kg sản phẩm (hay
1575 tấn).
Coi nh khối lợng của men chiếm 5% khối lợng sản phẩm thì khối lợng của xơng là 95%. Tức là khối lơng xơng bằng:
95.1575
= 1496,25 (tấn /năm).
100

khối lợng men là 1575 1496,25 =78,75 (tấn / năm).

a.) Cân bằng vật chất cho xơng:
các công đoạn chính trong dây chuyền sản xuất:
Khâu sản xuất
Tỷ lệ hao hụt
độ ẩm ,(%)
Tỷ lệ hồi lu (%)
(%)
nung
10
1
Vận chuyển vào lò
0,5
1
Tráng men

0,5
2
Sấy ở hầm
5
14
90
Sấy tự nhiên
3
18
90
Tạo hình
6
30
90
Nghiền bi
0,5
35
Khối lợng xơng mộc trong từng giai đoạn sản xuất:
Khâu sản
Tỷ lệ phế Trọng lợng nguyên
độ ẩm
Trọng lợng ứng với
xuất
phẩm (%) liệu khô tuyệt đối làm việc
độ ẩm làm việc
(tấn)
W (%)
(tấn)
sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

17

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

Nung

10

Vận chuyển
vào lò
Tráng men

0,5

Sấy ở hầm

5

Sấy tự nhiên

3

Tạo hình

6

Nghiền bi

0,5

0,5

1496,25.100
= 1662,50
100 10
1662,5.100
= 1670,85
100 0,5
1670,85.100
= 1679,25
100 0,5
1679,25.100
= 1767,63
100 5
1767,63.100
= 1822,29
100 3
1822,29.100
= 1938,61
100 6
1938,61.100
= 1948,35
100 0,5

*)Lợng nguyên liệu hồi lu:
Khâu sản xuất
Phế phẩm
(%)
Sấy trong hầm
5

Hồi lu (%)
90

Sấy tự nhiên

3

90

Tạo hình

6

90

1
1
2
14
18
30
36

1662,5.100
= 1679,29
100 1
1670,85.100
= 1687,73
100 1
1679,25.100
= 1713,52
100 2
1767,63.100
= 2055,38
100 14
1822,29.100
= 2222,30
100 18
1938,61.100
= 2769,44
100 30
1948,35.100
= 3044,29
100 36

Trọng lợng nguyên liệu hồi
lu khô tuyệt đối (tấn) .
1767,63.5.90
= 79,54
100.100
1822,29.3.90
= 49,20
100.100

1938,61.6.90
= 104,68
100.100

Tổng
14
90
233,42
Vậy nguyên liệu ở kho ủ ứng với độ ẩm ( W= O%) là:
1948,35 233,42 = 1714,93 (tấn).
Khối lợng quy đổi theo độ ẩm ban đầu của nguyên liệu ở kho:
Nguyên liệu
Độ ẩm (W%)
Khối lợng làm việc (tấn)
đất sét
8
514,48.100
Cao lanh

5

Fenspat

6

= 559,22
100 3
225,17.100
= 237,02
100 5

975,28.100
= 1037,53
100 6

b.) Cân bằng vật chất cho men:
Công đoạn
Hao hụt (%)
nung
10
Vận chuyển
0,5
vào lò
sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

độ ẩm
1
1
18

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

Tráng men
0,5
Nghiền men

0,5
) Lợng men hồi lu:
Khâu sản xuất
Hao hụt
Tráng men
0,5
) Bảng cân bằng vật chất cho men:
Công đoạn
Tỷ lệ hao
Khối lợng
hụt
nguyên liệu khô
(%)
tuyệt đối (tấn)
nung

10

Vận chuyển
vào lò
Tráng men

0,5

Nghiền men

0,5

35
35

Tỷ lệ hồi lu
95
độ ẩm

1

78,95 x100
= 87,72
100 10
87,72 x100
= 88,16
100 0,5
88,16 x100
= 88,60
100 0,5
88,6 x100
= 89,04
100 0,5

0,5

1
35
35

) Lợng men hồi lu:
Công đoạn

Hao hụt ,%

Tỷ lệ hồi lu ,%

Tráng men

0,5

95

Khối lợng ứng
với độ ẩm làm
việc
(tấn)
87,72 x100
= 88,61
100 1
88,16 x100
= 89,05
100 1
88,60 x100
= 136,31
100 35
89,04 x100
= 136,98
100 35

Trọng lợng khô
tuyệt đối ,tấn.
88,6 x95 x 0,5
= 0,42
100 x100

Vậy lợng nguyên liệu sản xuất men khô tuyệt đối cần có ở kho ủ là:
89,04 - 0,42 = 88,62 ( tấn ).

-6.) Tính toán quá trình sấy :
Trong dây chuyền ta lựa chọn thiết bị sấy phòng , để sấy sản phẩm mộc .
a.) Lợng ẩm cần bốc hơi:
Mộc đem vào phòng sấy có độ ẩm W1= 14 %, khối lợng tơng ứng là:
G1= 2055,38 (tấn/ năm).
Khi ra khỏi phòng sấy , đạt độ ẩm W2= 1% , khối lợng tơng ứng là G2:
G2=G1x

1 w1
1 0,14
= 2055,38 x
= 1785,48 (tấn)
1 w2
1 0,01

[5-127].

Lợng ẩm cần bốc hơi trong phòng sấy trong một năm là:
W0=G1- G2 =2055,38 1785,48 =269,9 (tấn).
Hay :
W0=269900 kg ẩm / năm.
Giả thiết rằng trong một năm phòng sấy làm việc 11 tháng (334 ngày), làm việc
liên tục trong một ngày. Vậy số giờ làm việc của phòng sấy trong một năm là :
334x24 =8016 ( giờ.)
sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

19

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

lợng ẩm trung bình cần bốc hơi trong một giờ là:
w=

Wo
269900
=
= 33,67 ( kg ẩm/ giờ).
8016
8016

b) Tính toán quá trình cháy của nhiên liệu:
Riêng đối với khâu sấy , ta sử dụng nhiên liệu đốt là dầu DIEZEN (DO). Thành
phần làm việc nh sau:
Thành phần
C
H
S
O
W
A

%
85,2
11,5
0,5
0,5
2,0
0,1
b.1.) Nhiệt sinh của nhiên liệu.
Theo công thức Mendêlêép:
Qlt = 81.C + 246.H - 26. (O - S) - 6.W
(kcal/kg).
[ 1 - 293 ].
Qt = 81.85,2 + 246.11,5 - 26.(0,5 - 0,5) - 6.2,0
Qt = 9718,2 (kcal/kg).
b.2.) Tính toán quá trình cháy của nhiên liệu.
Lợng lhông khí lý thuyết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu là:
Theo công thức:
L0 = 0,115.C + 0,345.H - 0,043.(O - S) (kg/kg nhiên liệu).
L0 = 0,115.85,2 + 0345.11,5 - 0,043.(0,5 - 0,5)
L0 = 13,77 (kg/kg nl).
Lợng không khí thực tế:
Để đốt cháy nhiên liệu một cách tối u thì lợng không khí thực tế cần cho
buồng đốt bằng (1 ữ 1,3) lợng không khí lý thuyết chọn / = 1,2.
/ = { Qc.T + CT.tT - (9.H + W).in/100 - (1 - (A + 9.H + W)/100).C k.tk} /L0.
( x0.in/100 0 - I0 + Ck.tk ).
[ 4 - 17 ]
Trong đó:
Qc là nhiệt trị cao của nhiên liệu.
Qc = 81.C + 300.H - 26.(O - S)
Qc = 81.85,2 + 300.11,5 - 26.(0,5 - 0,5)

Qc = 10351,2 (kcal/kg).
CT, tT : là nhiệt dung riêng và nhiệt độ của nhiên liệu.
Nhiệt độ của nhiên liệu: Chọn tT = 20 C.
Nhiệt dung riêng của nhiên liệu: CT = 2,2 (kj/kg.độ)
[4 31 ]
CT = 0,53 (kcal/kg.độ).
in : là entanpi của hơi nớc trong hỗn hợp khói:
in = 595 + 0,47.tk.
x0, I0 : là lợng chứa ẩm và entanpi của hơi nớc chứa trong không
khí ở t = 20 C. Độ ẩm tơng đối của không khí: = 85 %.
Tra đồ thị I x của Ram-Sin ta đợc:
I0 = 12,8 (kcal/kg kk).
sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

20

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

x0 = 12,5 (g/kg kk).
Ck, tk : nhiệt dung riêng và nhiệt độ của khói.
Ck = Ckk = 0,245 (kcal/kg.độ)
[ 4 50 ]
: hiệu suất buồng đốt , chọn = 0,9.
Thay số vào ta đợc:

1,2 = [10351,2.0,9 + 0,53.20 - 1,055.(595 + 0,47.t k) - (1 - 1,056).0,245.t k] /
13,77.[12,5.10-3.(595 + 0,47.tk) - 12,8 + 0,245.tk ]
tk =

8850,865
= 1913 C.
4,6275

Lợng ẩm chứa trong khói lò là:
Gn = (9.H + W)/100 + /.L0.x0/1000
(kg/kg)
[4
17]
Gn = (9.11,5 + 2)/100 + 1,2.13,77.12,5/1000
Gn = 1,262 (kg ẩm/kg).
Lợng chứa ẩm của khói lò là:
xk = Gn/Lk (kg/kg kk).
[4 17]
Trong đó: Lk là khối lợng khói khô.
Lk = /.L0 + 1 - (9.H + A + W)/100 (kg/kg nl)
[4 17]
Lk = 1,2.13,77 + 1 - (9.11,5 + 0,1 + 2)/100
Lk = 16,468 (kg/kg nl).
xk = 1,262/16,468 = 76,63 (g/kg kk)
Entanpi của khói lò là:
Ik = (Qc.T + CT.tT + /.L0.I0)/Lk (kcal/kg kk)
[4
17]
Ik = (10351,2.0,9 + 0,53.20 + 1,2.13,77.12,8)/16,468
Ik = 579,2 (kcal/kg kk).

Hệ số không khí d cho buồng đốt và buồng trộn là:
= [ Qc.T + CT.tT - (9.H + W).in/100 - (1 - (A + 9.H + W)/100).Ck.tk ]/
/L0.[ x0.in/100 - I0 + Ck.tk ].
[4 17]
Trong đó: tk là nhiệt độ của không khí nóng đi vào phòng sấy; tk = 90 C.
Thay số vào ta đợc:
= {10351,2.0,9 + 0,53.20 - 1,055.637,3 - (1 - 1,056).0,245.90 }/
/13,77.(12,5.10-3.637,3 - 12,8 + 0,245.90 )

= 36,51
in=595 + 0,47x90 =637,3 ( kcal/kg).
Vậy ta có: Lợng không khí nóng khô là:
LN = .L0 + 1 - (9.H + A + W)/100 (kg/kg nl)
[4 - 17]
LN = 36,51.13,77 + 1 - (9.11,5 + 0,1 + 2)/100
sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

21

Lớp CNVL Silicát


®å ¸n tèt nghiÖp

thiÕt kÕ nhµ m¸y s¶n xuÊt sø vÖ sinh

LN =.503 (kg/kg nl)
Lîng Èm chøa trong kh«ng khÝ nãng lµ:
GN = (9.H + W)/100 + α.L0.x0/1000

(kg/kg)
17]
GN = (9.11,5 + 2)/100 + 36,51.13,77.12,5/1000
GN = 7,3 (kg/kg)
Lîng chøa Èm cña kh«ng khÝ nãng lµ:
XN = 1000.GN/LN (g/kg kk).
XN = 1000.7,3/503 = 14,51 (g/kgkkn)
Entanpi cña kh«ng khÝ nãng :
IN = (Qc.ηT + CT.tT + α.L0.I0)/LN (kcal/kg kk)
17]
IN = (10351,2.0,9 + 0,53.20 + 36,51.13,77.12,8)/503
IN=31,33 (kcal/kgkkn)
C¸c th«ng sè t¸c nh©n sÊy vµo phßng sÊy lµ:
IN = 31,33 (kcal/ kgkkn)
XN =14,51 ( g/ kgkkn).
TN=900C.
ϕN= 3,2%
c.)TÝnh to¸n qu¸ tr×nh sÊy lý thuyÕt:
®å thÞ minh ho¹ qu¸ tr×nh sÊy lý thuyÕt:
I
(kcal/kg)

IK K

N
IN
I0

[4 –

[4 – 17]
[4 –

tk=19130C
TN=900C

t0C = 40 °C

C
φ = 100 %

T0
A

X (g/kgkkk)

Trong ®ã :
+ §iÓm C : lµ tr¹ng th¸i khÝ th¶i khái phßng sÊy.
X0 A :xlµn tr¹ng th¸ixkh«ng
+ §iÓm
khÝ ngoµi trêi.
c
+ §iÓm N: lµ tr¹ng th¸i kh«ng khÝ sau buång hoµ trén.
+ §iÓm K : lµ tr¹ng th¸i khãi sau buång ®èt.

sinh viªn : NguyÔn ®×nh Chi
K44

22

Líp CNVL Silic¸t –


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

Chọn nhiệt độ khí thải ra phòng sấy là t c=400C, quá trình sấy lý thuyết là quá
trình đẳng entanpy ,không có tổn thất nhiệt ra môi trờng trừ tổn thất từ tác nhân
sấy, nên ta có :
IN = IC = 31,33 kcal/ kg.
Ta có:
IC = ( 0,24 + 0,47.XC).tc +595.XC
[5-60].
31,33 = (0,24+ 0,47.XC).40 + 595.XC
XC= 0,0354 (kgẩm/kgkkk)
Hay
XC= 35,4 (g ẩm/kgkkk).
tra theo đồ thị I-X theo hai thông số ( I=31,13 kcal/kg,X = 35,4 g ẩm
/kgkkk), ta đợc độ ẩm khí thải sau quá trình sấy lý thuyết là =72 %).
Vậy lợng không khí khô cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm là:
l0 = 1/(xC - xN)
[5-131]
l0 = 1000/(35,4 - 14,51) = 47,87 (kgkkk/kgkkẩm)
Vậy lợng không khí khô cần thiết để bố hơi 1 kg ẩm là:
L = l.W = 47,87.33,67 = 1612(kgkkk/h)
Suy ra lợng không khí ẩm ở N là:
LN = (1 + xN).L = (1 + 14,51.10-3).1612
LN = 1635,39(kgkkk/h)
Lợng không khí ẩm ở C là:

LC = (1 + xC).L = (1 +35,4.10-3).1612
LC = 1669,06 (kgkkk/h)
Vậy lợng nhiệt tiêu hao riêng cho quá trình sấy lý thuyết là:
q = l.(IC - I0) (kcal/h)

[4-28]
[4-28]

q = 47,87.(31,33 - 12,8)
q = 887,03 (kcal/h)
nhiệt lợng tiêu hao để bốc hơi ẩm trong 1 giờ là:
Q= Wxq =33,67x887,03 =29866,3 ( kcal / giờ).
Thể tích của tac nhân sấy ở N và C là:
VN = LN/ N (m3/h)
VC = LC/ C (m3/h)
N = 90 độ = 0,972 (kg/m3)
Trong đó:
C = 40 độ = 1,128 (kg/m3)
[2 - 382]
3
Suy ra:
VN = 1635,39/0,946 = 1682,5(m /h)
VC = 1669,06/1,128 = 1479,67(m3/h)
d.) Xác định kích thớc phòng sấy:
Lợng mộc đem vào sấy trong một năm , tính theo bảng cân bằng bảng vật
chất là : 2055380 kg/ năm. Cũng theo bảng cân bằng vật chất , ta tính khối lợng
trung bình của sản phẩm là:
M1SP=

19 + 12 + 8 + 8 + 7 + 6

= 10 (kg).
6

Số sản phẩm trung bình đem sấy trong một năm là :
sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

23

Lớp CNVL Silicát


đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh
N=

2055380
= 205538 (sản phẩm).
10

Thời gian sấy một mẻ là = 8,5 giờ, giả thiết phòng sấy làm việc trong một
năm là 11 tháng hay 8016 giờ (334 ngày). Vậy số sản phẩm càn sấy trong 1 giờ
là:
N1=

205538
= 26 (sản phẩm/ h) =260 (kg/h)
8016

Số sản phẩm sấy đợc trong một mẻ là:
N2 = N1x =26 x8,5 = 221 (sản phẩm)
Giả thiết rằng , một tầng giá xếp sản phẩm, xếp đợc 6 sản phẩm , hớng thiết kế
một giá sấy là 3 tầng. Vậy một giá xếp đợc :3x6 =18 sản phẩm
Số giá sấy trong một phòng sấy là:
N3=

221
= 12 (giá).
18

Kích thớc giá sấy chọn nh sau , theo mô hình sau:
600
600

600
200

250
250

sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

2400

24

Lớp CNVL Silicát

đồ án tốt nghiệp

thiết kế nhà máy sản xuất sứ vệ sinh

Các thanh thép đều là thép chống gỉ , chiu nhiệt độ , có =7850 kg/ m3, ký hiệu
là 30XGCA [3-314].
40
Tiết diện nh hình vẽ:
5
30
5
Có tiết diện S = (0,04) (0,03) =7.10 m .
kích thớc phòng sấy:
Trong phòng sấy các giá sấy đợc xếp thành 4 hàng dọc, ( hớng theo cửa buồng
sấy) , khoảng cách giữa các giá là 0,3 m , giá cách tờng phòng sấy 0,3m , nên:
Chiều dài phòng sấy là :L = 2,4x4 +4x0,3 = 8,4 m.
Chiều rộng phòng sấy là : R =0,5x4 +5x0,3 =3,5 m.
Chiều cao phòng sấy là : H = Hgiá+ 0,5 = 2 +0,5 =2,5 m.
2

2

-4

2

kênh hút khí thải

Cấu tạo sơ bộ của phòng sấy :

sinh viên : Nguyễn đình Chi
K44

cửa thổi khí nóng

25

Lớp CNVL Silicát