THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY XI MĂNG

CHUYÊN ĐỀ CHẤT KẾT DÍNH
CHUYÊN ĐỀ 29:

THIEÁT BÒ
SAÁY THUØNG QUAY

SVTH: LÊ NGUYỄN ĐẠI VĨ


PHẦN I:




GIỚI THIỆU CHUNG

Thông thường trong quá trình sản xuất
hàm ẩm chứa trong phối liệu phải được
sấy trước khi nghiền. Độ ẩm của nguyên
liệu đem sấy từ 15 – 20% đá vôi khoảng
8 %, độ ẩm của xỉ lò cao cũng đến
35%.
Trong SX xi măng nguyên liệu được sấy
bởi những thiết bị như: sấy thùng quay,
sấy nghiền liên hợp, sấy va đập.


Phần II:

SẤY THÙNG QUAY

I. NGUYÊN TẮC SẤY VẬT LIỆU TRONG
SẤY THÙNG QUAY:

Tác dụng của biện pháp sấy thùng
quay: Tăng cường khả năng trao đổi
nhiệt ẩm trong quá trình sấy bằng cách
cho vật liệu thay đổi vị trí liên tục và
phân bố đều trong dòng chảy của tác
nhân sấy (khí nóng).

Dưới đây là một số thiết bị sấy thùng
quay dùng trong công nghiệp sản xuất
xi măng :


Hình 1 : Sấy thùng quay trong thực tế


Hình 2 : Sấy thùng quay trong sấy đất sét


II. CẤU TẠO CỦA THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY:
1. Thùng sấy:

1.Vành đai
2. Con lăn
3. Cánh nâng
4. Bánh răng

Hình 3: Thùng sấy và bộ truyền động

2. Thiết bị đi kèm:
Về cơ bản có hai loại thiết bị đi kèm trong
thùng sấy là : cánh nâng và cánh ngăn có
vòng chắn :

a. Cánh nâng:
Cánh nâng trong thùng quay : có tác
dụng phân tán vật liệu đều trong thùng
sấy , nó nâng vật liệu lên rồi đổ xuống
giúp cho sự tiếp xúc giữa tác nhân sấy
và vật liệu được kỹ lưỡng hơn.


Hình 4: Các loại cánh nâng thường dùng

trong sấy thùng quay

Cánh thẳng
Nghiêng 45o Nghiêng 90o
Khi sấy vật liệu dẻo cánh nâng có tác
dụng làm giảm sự đóng dính của vật liệu
trong thùng sấy. Nhưng nó lại gây ra nhiều
bụi


b. Cánh ngăn có vòng chắn:

Hình 5: Cánh ngăn có vòng

chắn trong sấy thùng quay

Cánh ngăn có vòng
chắn chia mặt cắt thùng
sấy thành nhiều vùng. Nó
có tác dụng ngăn cản sự
rơi tự do của vật liệu sấy
và thường xuyên luân
chuyển phối liệu đảm bảo
sự tiếp xúc kỹ lưỡng của
vật liệu với khí nóng.
Ngoài ra cánh ngăn có
vòng chắn có tác dụng
làm giảm bụi.


Hình 6 : Cấu tạo của sấy thùng quay ở áp
suất khí quyển

I.CẤU TẠO CỦA THIẾT BỊ SẤY THÙNG QUAY:


III. PHÂN LOẠI SẤY THÙNG QUAY:
Sấy thùng quay có 2 loại sấy ngược
dòng và sấy xuôi dòng

1. Sấy ngược dòng:
Sấy ngược dòng là sự chuyển động ngược
chiều giữa vật liệu và tác nhân sấy, khi luồng
khí nóng đi vào thì vật liệu sấy đi ra khỏi máy

sấy. Khi vật liệu sấy đi ra khỏi máy nó có thể
đạt đến nhiệt độ của dòng khí nóng nhờ sự
đốt nóng mạnh mẽ của tác nhân sấy.


2. Sấy xuôi dòng:
Sấy xuôi dòng là sự chuyển động cùng
chiều giữa vật liệu và khí nóng. Luồng khí
nóng đi vào sẽ kết hợp ngay với vật liệu ẩm,
do nhiệt độ cao của khí nóng mà một lượng
nước lớn được giải phóng ở phần đầu của
thùng sấy, sự bay hơi nước trong phần còn
lại thì thấp hơn. Phần đầu của máy sấy có
cường độ sấy cao hơn


IV. CHỌN LOẠI MÁY SẤY:
Khi chọn loại máy sấy phải căn cứ vào yếu
tố vật lý của vật liệu, cỡ hạt mà nó có xu
hướng chuyển đổi cấu trúc trong quá trình
sấy.
◊ Vật liệu dẻo như đất sét và tạp chất sét thì
dùng máy sấy xuôi dòng thì thích hợp hơn.
◊ Nếu sấy vật liệu dẻo trong máy sấy ngược
dòng thì sự chuyển động đi xuống của vật
liệu sẽ bị giảm vì vậy làm giảm khả năng
sấy.
◊

• Việc sấy vật liệu trong trong máy sấy
cùng dòng sinh ra nhiều bụi hơn so với
máy sấy ngược dòng.
• Việc sấy than đá trong máy sấy cùng
dòng làm giảm đáng kể sự nguy hiểm
hơn máy sấy ngược dòng. (Hình)


V. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA VẬT
LIỆU VÀ CỦA SẤY THÙNG QUAY :

1. Các loại hàm ẩm trong vật liệu:

•
•
•
•

Hà ẩm trong nguyên liệu xi măng tồn tại dưới các
dạng
Nước tự do.
Nước mao dẫn.
Nước hấp phụ.
Nước liên kết hóa học có trong đất sét, có trong
kaolinit không phải là hàm ẩm. Việc làm bay hơi
lượng nước này sẽ làm thay đổi cấu trúc thông
thường của khoáng.


2. Sự trao đổi nhiệt giữa khí

nóng và vật liệu:
• Sự trao đổi nhiệt đối lưu (trực tiếp) là hình
thức mà vật liệu sấy tiếp xúc trực tiếp với khí
nóng. Để an toàn khi tận dụng tối đa nguyên lý
truyền nhiệt đối lưu, bên trong thùng sấy thường
sử dụng cánh nâng hay cánh ngăn có vòng chắn,
ngoài ra nó có tác dụng làm cho vật liệu thay đổi
vị trí liên tục và phân bố đều trong dòng chảy
của khí nóng.


• Những yếu tố ảnh hưởng đến sự truyền nhiệt
trong sấy thùng quay :
* Tốc độ quay của thùng quay .
* Nhiệt độ của khí nóng khi vào thùng sấy.
* Vận tốc của dòng khí trong máy sấy.
* Loại, kích thước và bề mặt của cánh nâng.
• Nhiệt độ của luồng khí đi vào nên cao đến mức
có thể, tức nhiệt độ cao nhất mà không làm thay
đổi cấu trúc của vật liệu khi sấy.
• Vận tốc của khí nóng phải hợp lý để sự truyền
nhiệt đạt hiệu quả cao nhất.


Kh
ín

ón
g

Vật liệu

Chiều dài thùng sấy

• Sấy ngược
dòng
Nhiệt độ

Nhiệt độ

• Sấy xuôi
• dòng

Kh
ín
Vật
liệu

ón
g

Chiều dài thùng sấy

Hình 8: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ
giữa nhiệt độ của khí nóng và vật liệu
trong q trình sấy xi dòng và sấy
ngược dòng


3. Nhiệt độ trong thùng quay:




o

C
Khi sấy trực tiếp, nhiệt độ cao nhất của dòng
khí đi vào sấy thùng quay thường là 650 oC
Trong quá trình sấy không được làm thay đổi
tính chất hoá học của vật liệu. Đá vôi bị phân
hủy ở nhiệt độ khoảng 800-900 oC theo phương
trình:
CaCO3 = CaO + CO2 .

Vì vậy trong quá trình sấy nhiệt độ phải
được giữ thấp hơn.


Ngoài ra, caolinit trong đất sét sẽ mất nước
liên kết hoá học ở nhiệt độ 400 - 450 oC:
Al2O3.2SiO2.2H2O=Al2O3.2SiO2.0,5H2O+1,5H2O.


Trường hợp này cũng cần được xem xét
khi sấy


Nhiệt độ của dòng khí vào thùng quay được
điều chỉnh bằng cách thêm không khí lạnh
vào. Việc này được tiến hành trong máy trộn

đặc biệt, máy này được đặt ở giữa sấy thùng
quay và lò quay.


• Để tránh hiện tượng ngưng tụ
o
của hơi nước dòng khí rời sấy thùng
C
quay phải có nhiệt độ 120 đến 125
o
C.
•
Để luồng khí ẩm sau khi sấy,
thoát hoàn toàn khỏi thùng sấy thì
ở các máy sấy luôn được trang bị
các quạt hút.


4. Ứng suất rơi :

• Ứng suất rơi của vật liệu trong thùng sấy phụ thuộc
vào chiều dài và đường kính của thùng sấy, loại cánh lắp
đặt, tốc độ nâng của cánh nâng, tốc độ quay của thùng
quay… Chẳng hạn như áp lực rơi do thùng quay gây ra
từ 35 – 75 mm cột nước.
• Sau đây là số liệu thống kê áp lực rơi của vật liệu
trong một số thiết bị sấy:
- Sấy thùng quay: 50 mm cột nước
- Hệ thống cyclon lọc bụi: 75 mm cột nước
- Ống dẫn, các thiết bị phụ trợ : 15 mm cột nước

5. Sức nâng vật liệu :
Thông thường thì sức nâng
vật liệu trong thùng sấy do
cánh nâng thực hiện từ 1215%; với cánh ngăn có vòng
chắn thì sức câng cao hơn là
25-30%. Với máy sấy có cánh
nâng thì năng suất sấy cao hơn
từ 30 - 50% so với máy cùng
kích cỡ, cùng loại mà không sử
dụng cánh nâng.


6. Nhiệt lượng tiêu thụ:
Bảng 1 : Bảng nhiệt lượng tiêu tốn để sấy
phối liệu khi nhiệt độ của dòng khí đi ra
khỏi sấy thùng quay trên 100 oC.

Độ ẩm chứa
nguyên liệu W

trong

%

5

10

20

30

Độ ẩm có trong 1000 kg
kg
vật liệu 1000 %W

53

111

250

429

100 − %W

Nhiệt lượng cần để làm
100
kcal 1480 1200 1060
bốc hơi nước
0
Hiệu suất

%

40

49,6

56,5

59


7. Cân bằng nhiệt trong máy sấy
thùng quay: Nhiệt lượng tổng cộng cung cấp
cho máy sấy thùng quay được phân bố như sau:
• Lượng nhiệt tiêu tốn để làm bay hơi ẩm( nhiệt lượng
hữu ích ) : 50%
• Nhiệt lượng cần thiết để đốt nóng hơi nước đến nhiệt
độ bốc hơi : 5%
• Nhiệt tổn thất do luồng khí mang ra khỏi máy sấy :
12%
• Nhiệt trong vật liệu sấy : 15%
• Tổn thất nhiệt do sự bức xạ của thùng sấy… 18%