THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY QUẶNG MANGAN DIOXIT

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

Mục Lục
Mục Lục............................................................................................................1
Lời mở đầu........................................................................................................3
PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG.......................................................................4
I.Giới thiệu chung về vật liệu sấy..................................................................4
1. Tính chất của nguyên liệu.....................................................................4
1.1. Tính chất vật lý...............................................................................4
1.2 Tính chất hóa học............................................................................4
2. Ứng dụng của MnO2.............................................................................4
II. Giới thiệu chung về máy sấy thùng quay.................................................5
1.Định nghĩa, phạm vi ứng dụng và phân loại..........................................5
2.Giới thiệu về dây chuyền thiết bị sấy thùng quay..................................7
3.Lựa chọn thiết bị.......................................................................................10
4.Thuyết minh quy trình công nghệ............................................................10
PHẦN II : THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY........................11
I.Các thông số ban đầu................................................................................11
II. Tính toán và lựa chọn nhiên liệu...........................................................12
1. Nhiệt dung riêng của than đá...................................................................12
2. Nhiệt trị cao của than...............................................................................13
3.Nhiệt trị thấp của than..............................................................................13
4. Lượng không khí lý thuyết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu..........................13
5. Entanpi của hơi nước trong hỗn hợp khói...............................................13
6. Hệ số không khí dư ở buồng đốt và buồng trộn theo lý thuyết...........14
III. Tính toán các thiết bị chính...............................................................14
1. Lượng ẩm bay hơi trong quá trình sấy................................................14
2. Lượng vật liệu khô tuyệt đối...............................................................15
3. Phương trình cân bằng nhiệt................................................................15

4. Thể tích thùng sấy...............................................................................15
5. Chiều dài của thùng.............................................................................15
6. Thời gian sấy.......................................................................................16
7. Số vòng quay của thùng sấy................................................................17
8. Công suất cần thiết để quay thiết bị....................................................17
9. Cân bằng lò đốt than............................................................................18
9.1.Nhiệt lượng vào tính khi đốt 1kg than...............................................18
a) Nhiệt lượng vào buồng đốt..................................................................18
b)Nhiệt lượng ra khỏi buồng trộn tính khi đốt 1 kg than........................19
Qra = Q4 + Q5 + Qm (KJ)..........................................................19
9.2.Phương trình cân bằng nhiệt lò đốt than............................................21
Qvào = Qra.....................................................................21
10. Tính hệ số truyền nhiệt.....................................................................25
b) Xác định .............................................................................................27
11. Cân bằng nhiệt lượng trong thiết bị sấy............................................30
11.1. Nhiệt lượng vào..............................................................................30
1


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

11.2. Nhiệt lượng ra khỏi máy sấy..........................................................31
11.3. Phương trình cân bằng nhiệt của thiết bị sấy..................................33
11.4. Trạng thái của khói lò vào máy sấy, đi ra khỏi máy sấy và lưu
lượng khí..................................................................................................33
PHẦN III : TÍNH TOÁN CƠ KHÍ..........................................................37
I. Tính toán hệ thống bánh răng dẫn động ..............................................37
1. Chọn động cơ......................................................................................37

2. Tỷ số truyền và số vòng quay .............................................................38
3. Công suất và momen xoắn trên trục của bánh răng nhỏ ....................38
4. Tính toán bộ truyền bánh răng trụ, răng thẳng....................................39
a) Xác định khoảng cách trục.................................................................39
b) Xác định thông số ăn khớp .................................................................39
c) Tính răng và độ bền tiếp xúc...............................................................40
d) Kiểm tra độ bền uốn qua tải ...............................................................42
Các thông số kích thước bộ truyền :........................................................43
II. Xác định tải trọng ..............................................................................44
1. Trọng lượng vật liệu nằm trong thùng.................................................44
2. Trọng lượng của thùng........................................................................44
3. Trọng lượng của vành đai....................................................................44
4. Trọng lượng của bánh răng vòng .......................................................45
5. Trọng lượng của lớp cách nhiệt ..........................................................45
6. Trọng lượng của cánh múc nâng
..................................................45
III. Kiểm tra bền cho thùng quay............................................................46
1. Khoảng cách giữa hai vành đai...........................................................46
2.Mômen uốn do tải trọng gây ra ...........................................................46
3.Mômen uốn do bánh răng vòng gây ra ................................................46
4.Tổng mômen uốn .................................................................................46
5.Mômen chống uốn của thùng ..............................................................46
IV.Tính vành đai .....................................................................................46
1. Tải trọng trên một vành đai.................................................................46
2.Phản lực con lăn ..................................................................................47
3.Bề rộng vành đai...................................................................................47
V. Tính con lăn chặn, con lăn đỡ ............................................................48
1.Tính con lăn đỡ ....................................................................................48
2. Tính con lăn chặn ...............................................................................49
PHẦN IV : CÁC THIẾT BỊ PHỤ...........................................................50

I .Tính toán lò đốt....................................................................................50
1.Thể tích buồng đốt ...............................................................................50
2.Diện tích ghi lò.....................................................................................51
II .Quạt thổi vào máy sấy........................................................................51
Kết Luận..................................................................................................53
Tài liệu tham khảo...........................................................................................54
Nhận xét của trưởng khoa:..............................................................................55
2


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

Lời mở đầu
Sấy là một trong những công đoạn quan trọng trong công nghệ sản xuất.
Thực tế ta thấy nếu không có quá trình sấy thì thành phẩm sau khi sản xuất xong có
độ ẩm rất cao, ảnh hưởng đến quá trình bảo quản và lưu trữ. Các quặng nhân tạo sau
khi sản xuất được thành phẩm nếu không qua công đoạn sấy dễ ảnh hưởng đến chất
lượng quặng do ảnh hưởng của điều kiện môi trường. Nước ta là một trong những
nước có điều kiện thời tiết khá ẩm, chính vì vậy công đoạn sấy là một công đoạn vô
cùng quan trọng trong giai đoạn sản xuất quặng, nông sản…. trong đồ án môn học
này, em sẽ trình bày về quy trình công nghệ và thiết kế thiết bị sấy thùng quay để
sấy quặng mangandioxit nhân tạo với năng suất 13 tấn/giờ có độ ẩm đầu vào là
8,5% và độ ẩm đầu ra là 0,5%.

3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG
I.Giới thiệu chung về vật liệu sấy
1. Tính chất của nguyên liệu
1.1. Tính chất vật lý
Quặng MnO2 là chất bột màu đen có thành phần không hợp thức, khi đun nóng sẽ bị
phân hủy thành oxit thấp hơn.
Ở điều kiện thường nó là oxit bền nhất trong các oxit của Mangan, không tan trong
nước, tương đối trơ.
Khối lượng riêng: 5030 Kg/m3.

1.2 Tính chất hóa học
Khi đun nóng, nó tan trong axit và kiềm như một oxit lưỡng tính. Khi tan trong
dung dịch axit nó không tạo nên muối kém bền của Mn+4 theo phản ứng trao đổi mà
tác dụng như chất oxi hóa.
Khi tan trong dung dịch KOH đặc tạo nên dung dịch xanh lam chứa các ion Mn (III)
và Mn (V) vì trong điều kiện này ion Mn (V) không tồn tại được.
Khi nấu chảy với kiềm hoặc oxit bazơ mạnh tạo thành muối Managanat.
Ở nhiệt độ cao, MnO2 có thể bị khử bởi H2,CO2 hoặc C tạo thành kim loại.
Khi nấu chảy với kiềm nếu có mặt chất oxi hóa ví dụ như:KNO3
,KClO3,O2…..MnO2 bị oxi hóa thành Mn theo phương trình:
MnO2 + KNO3 +K2CO3 =K2MnO4 + KNO2 + CO2

2. Ứng dụng của MnO2
MnO2 tồn tại trong tự nhiên dưới dạng khoáng vật pirolusit là hợp chất của
Mangan có nhiều ứng dụng trong thực tế.

4

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

Ở dạng bột MnO2 là xúc tác cho phản ứng phân hủy KClO2 và H2O2 ,phản ứng oxi
hóa NH3 thành NO và axit Axetic thành Axeton
Được đưa vào nguyên liệu nấu thủy tinh để làm mất màu lục của thủy tinh,cho thủy
tinh màu hồng hoặc đen (với lượng lớn).
Trong công nghiệp gốm MnO2 tạo màu nâu đỏ,đen cho men.
Trong công nghiệp sản xuất pin MnO2 được sử dụng làm một điện cực của pin.
Ví dụ như:
Mangan dioxit được xem là ứng viên có nhiều ưu điểm làm nguyên liệu chế tạo
điện cực cho pin sạc bởi vì chúng có nhiều trong thiên nhiên và tương hợp với môi
trường . Tận dụng những ưu điểm của mangan dioxit nhiều phương pháp có hiệu
quả đã được phát triển để cải thiện đặc tính của điện cực MnO2)C nhằm mục đích sử
dụng cho pin sơ cấp.
Điện cực hỗn hợp của MnO2/Cacbon đực chế tạo bằng cách cho trực tiếp bột cacbon
vào trong dung dịch Manganaxetat để cùng kết tủa với MnO2.nH2O trên bề mặt nền
cacbon . Hình thái học bề mặt và cấu trúc tinh thể được xác định bằng phương pháp
hiển vi điện tử quét ( SEM) và kĩ thuật nhiễu xạ tia X (XRD) . Quét thể vòng tuần
hoàn ( CV ) để đánh giá tính chất điện hóa của điện cực được chế tạo.Kết quả đã
chứng minh bột cacbon có hiệu quả làm tăng điện dung và cải thiện tính chất điện
hóa của điện cực Mangandioxit.

II. Giới thiệu chung về máy sấy thùng quay
1.Định nghĩa, phạm vi ứng dụng và phân loại
Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu.Quá
trình này có thể tiến hành bay hơi tự nhiên bằng năng lượng tự nhiên như năng

lượng mặt trời,năng lượng gió….(gọi là quá trình phơi hay sấy tự nhiên).Dùng
các phương pháp này chỉ đỡ tốn nhiệt năng nhưng không chủ động điều chỉnh
được vận tốc của quá trình theo yêu cầu kĩ thuật , năng suất thấp…bởi vậy trong
các ngành công nghiệp người ta thường tiến hành quá trình sấy nhân tạo ( nguồn
năng lượng do con người tạo ra ).
Tùy theo phương pháp truyền nhiệt trong kĩ thuật sấy cũng chia ra :
Sấy đối lưu phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu với không khí
nóng,khói lò….(gọi là tác nhân sấy).

5


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

Sấy tiếp tiếp xúc là phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực tiếp
với vật liệu sấy mà tác nhân truyền nhiệt cho vật liệu sấy gián tiếp qua một vách
ngăn .
Sấy bằng tia hồng ngoại là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồng ngoại
do nguồn nhiệt phát ra truyền cho vật liệu sấy.
Sấy bằng dòng điện cao tần là phương pháp sấy dùng năng lượng nhiệt trường
có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dài của lớp vật liệu.
Sấy thăng hoa là phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không chân rất
cao nhiệt độ rất thấp nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ trạng
thái rắn không qua trạng thái lỏng.
Ba phương pháp cuối được sử dụng trong công nghiệp nên gọi chung là phương
pháp sấy đặc biệt.
Trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm, công nghệ và thiết bị sấy đối lưu và
tiếp xúc được dùng nhiều hơn cả, nhất là phương pháp sấy đối lưu. Nó có nhiều

dạng khác nhau và có thể sấy được hầu hết các dạng vật liệu sấy.
Theo kết cấu nhóm thiết bị sấy đối lưu có thể gặp ở các dạng sau:
Thiết bị sấy buồng( năng suất thấp, làm việc không thường xuyên)
Thiết bị sấy hầm( năng suất cao, làm việc bán liên tục)
Thiết bị sấy tháp( sấy vật liệu dạng hạt như thóc, ngô…)
Thiết bị sấy thùng quay( năng suất không cao, sấy vật liệu dạng cục, hạt và bột)
Thiết bị sấy phun( sấy vật liệu dạng huyền phù như cà phê tan, sữa bột)
Thiết bị sấy khí động( sấy vật liệu dạng bé, nhẹ và có chứa ẩm bề mặt)
Thiết bị sấy tầng sôi( năng suất cao)

6


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

2.Giới thiệu về dây chuyền thiết bị sấy thùng quay
Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng để sấy
vật liệu hạt, cục nhỏ như: cát, than đá, các loại quặng, muối và các hóa chất
NaHCO3, BaCl2, …

13
5

6 7

8

II 9

10

11

12 III

V

14
15
16

C

4
3

2
1

234.4
400

17

C

18

19

B

20

1.Thùng quay

2.Vành đi đỡ

3.Con Lăn đỡ

4.Bánh răng

5.Phễu hứng sản phẩm

6.Quạt hút

7.Thiết bị lọc bụi

8.Lò đốt

9.Con lăn chặn

10.Mô tơ quạt chuyển động

11.Bê tông

12.Băng tải

13.Phểu tiếp liệu

14.Van diều chỉnh

12.Băng tải

7

21


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

Máy sấy thùng quay gồm 1thùng hình trụ (1) đặt nghiêg với mặt phẳng nằm
ngang 1 ÷ 6o. Toàn bộ trọng lượng của thùng được đặt trên 2 bánh đai đỡ (2).
Bánh đai được đặt trên bốn con lăn đỡ (3), khoảng cách giữa 2 con lăn cùng
1 bệ đỡ (11) có thể thay đổi để điều chỉnh các góc nghiêng của thùng, nghĩa là điều
chỉnh thời gian thời lưu vật liệu trong thùng .Thùng quay được là nhờ có bánh răng
(4 ). Bánh răng (4) ăn khớp với với bánh răng dẫn động (12) nhận truyền động của
động cơ (10) qua bộ giảm tốc.
Vật liệu ướt được nạp liên tục vào đầu cao của thùng qua phễu chứa (14) và
được chuyển động dọc theo thùng nhờ các đệm ngăn. Các đệm ngăn vừa có tác
dụng phân bố đều theo tiết diện thùng, đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp
xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy. Cấu tạo của đệm ngăn phụ thuộc vào kích
thước của vật liệu sấy tính chất và độ ẩm của nó. Vận tốc của khói lò hay không khí
nóng đi trong máy sấy khoảng 2 ÷ 3 m/s,thùng quay 3 ÷ 8 vòng/phút. Vật liệu khô ở
cuối máy sấy đươc tháo qua cơ cấu tháo sản phẩm (5) rồi nhờ băng tải xích (13)vận
chuyển vào kho.

Khói lò hay không khí thải được quạt (7) hút vào hệ thống tách bụi,… để
tách những hạt bụi bị cuốn theo khí thải. Các hạt bụi thô được tách ra, hồi lưu trở lại
băng tải xích (13). Khí sạch thải ra ngoài.
Tốc độ khói lò hoặc không khí nóng đi trong thùng không được lớn hơn 3m/s bởi
nếu tốc độ lớn hơn 3m/s thì vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thùng.
Các đệm ngăn trong thùng vừa có tác dụng phân phối đều vật liệu theo tiết diện
thùng , đảo trộn vật liệu vừa làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân
sấy. Cấu tạo của đệm ngăn ( cánh đảo trộn ) phụ thuộc vào kích thước của vật liệu
sấy và độ ẩm của nó. Các loại đệm ngăn được dùng phổ biến trong máy sấy thùng
quay gồm các loại:

8


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

a

b

c

d

b

e

Sơ đồ cấu tạo cánh trong thiết bị sấy thùng quay
a. Cánh nâng

b. Cánh nâng chia khoang
c. Cánh phân bố đều(cánh phân phối chữ thập)
d. Cánh hỗn hợp
e. Cánh phân vùng
Đối với vật liệu dạng cục to nhưng xốp, nhẹ trong thùng sấy có thể bố trí cánh nâng
( Hình a )
Ngược lại với vật liệu sấy dạng cục to,nặng thì nên bố trí cánh nâng có chia khoang
( hình b )
Khi sấy vật liệu dạng hạt hoặc cục nhỏ, nhẹ người ta thường dùng loại cánh phân
phối chữ thập(hình c)
Đối với vật liệu sấy có kích thước hạt quá bé có thể tạo thành bụi thì nên dùng cánh
loại chia thành khoang kín ( hình e )
Ưu điểm:
Quá trình sấy đều đặn và mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt giữa vật liệu sấy và tác nhân
sấy. Cường độ sấy lớn có thể đạt 100kg ẩm bay hơi/m3h.
Thiết bị gọn có thể cơ khí hóa và tự động hóa toàn bộ khâu sấy.
Nhược điểm:

9


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn phải nên trong nhiều trường hợp
sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm.

3.Lựa chọn thiết bị
Theo số liệu độ ẩm ban đầu của quặng MnO2 nhân tạo là W1 = 8.5% , quá trình
cần phải thực hiện liên tục với năng suất 13 tấn/h ,vật liệu dạng bột, có thể tự chảy
được nên chọn cánh đảo trộn kiểu phân phối. Tác nhân khói lò ( vì nhiệt độ đầu của
tác nhân sấy 240oC) chuyển động của tác nhân sấy trong thiết bị sấy chọn xuôi
chiều.

4.Thuyết minh quy trình công nghệ
Vật liệu sấy là quặng MnO2 nhân tạo và thùng sất bằng hệ thống gầu tải.
Quặng MnO2 nhân tạo khi vào thùng sấy có độ ẩm 8,5% , chuyển động cùng chiều
với tác nhân sấy.
Tác nhân sấy sử dụng là khói lò, tạo ra từ nhiên liệu đốt than, sau khi qua
buồng hòa trộn với không khí bên ngoài để đạt nhiệt độ thích hợp cho quá trình sấy.
Dòng tác nhân sấy được gia tốc bằng quạt đẩy đặt ở trước thiết bị và quạt hút đặt ở
cuối thiết bị.
Trên đường ống dẫn khói lò vào buồng hòa trộn và đường ống dẫn không khí
từ môi trường vào buồng hòa trộn đều có các van, dùng để điều chỉnh lưu lượng các
dòng. Đặt nhiệt kế ở sau buồng hòa trộn để xác định nhiệt độ của tác nhân sấy trước
khi vào thùng sấy, nếu nhiệt độ quá cao ta sẽ mở van để tháo bớt khói lò ra, giảm
lượng khói lò vào buồng hòa trộn để giảm bớt nhiệt độ, ngược lại nếu nhiệt độ chưa
đủ, ta khóa bớt van dẫn không khí từ môi trường vào buồng hòa trộn.
Thùng sấy có dạng hình trụ đặt nằm nghiêng một góc 30 so với mặt phẳng ngang,
được đặt trên một hệ thống con lăn đỡ và con lăn chặn. Chuyển động quay của
thùng được thực hiện nhờ bộ truyền động từ động cơ sang hộp giảm tốc đến bánh
răng gắn trên thùng. Bên trong thùng có gắn các cánh kiểu phân phối, dùng để đảo
trộn vật liệu sấy mục đích là tăng diện tích tiếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân
sấy, do đó tăng bề mặt truyền nhiệt và tăng cường trao đổi nhiệt để quá trình sấy
diễn ra triệt để.
Trong thùng sấy hạt quặng MnO2 được nâng lên đến độ cao nhất định sau đó

rơi xuống. Trong quá trình đó vật liệu tiếp xúc với tác nhân sấy, thực hiện các quá

10


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

trình truyền nhiệt và truyền khối là bay hơi ẩm. Nhờ độ nghiêng của thùng mà vật
liệu sẽ được vận chuyển đi dọc theo chiều dài thùng. Khi đi hết chiều dài thùng sấy,
vật liệu sẽ đạt được độ ẩm cần thiết cho quá trình bảo quản 0,5%.
Sản phẩm quặng MnO2 nhân tạo sau khi sấy được đưa vào buồng tháo liệu, sau khi
qua cửa tháo liệu sẽ được bao gói để bảo quản hay dùng vào các mục đích sản xuất
khác.

Dòng tác nhân sấy khi qua buồng sấy chứa nhiều bụi do đó cần phải
đưa qua hệ thống lọc bụi để tránh thải bụi bẩn vào không khí gây ô nhiễm môi
trường. ở đây, ta sử dụng hệ thống lọc bụi bằng nhóm 4 xyclon. Khói lò sau
khi lọc bụi sẽ được thải vào môi trường. Phần bụi lắng sẽ được thu hồi qua
cửa thu bụi của xyclon và được xử lý riêng.

PHẦN II : THIẾT KẾ HỆ THỐNG SẤY THÙNG QUAY
I.Các thông số ban đầu
Kiểu thiết bị sấy thùng quay: phương thức sấy xuôi chiều
Tác nhân sấy: khói lò
Nhiệt độ khói lò vào thùng sấy : t1 = 240oC
Nhiệt độ khói lò ra khỏi thùng sấy: t2 = 80oC
Vật liệu là quặng MnO2 nhân tạo dạng bột mịn.
Khối lượng riêng xốp của MnO2: ρ x = 724,32 ( Kg/m3 ) được tính như sau:

ρ x MnO2 = ρ tb MnO2 .β ( Kg/m3)

Trong đó:
β : là hệ số điền đầy ( chọn β = 0,15 do chọn cánh khuấy kiểu phân phối )
ρ tb MnO2 =

ρ1 + ρ 2
2

Với ρ1 : Khối lượng riêng của vật liệu trước khi sấy, ρ1 = 5030 ( Kg/m3)
ρ 2 : Khối lượng riêng của vật liệu sau khi sấy
ρ 2 = ρ1 - lượng ẩm bay hơi trong 1 m3 thể tích
ρ 2 = ρ1 − ( ¦ W1 − ¦ W2 ) ρ1 = 5030 − ( 8,5 − 0,5).5030 = 4627,6 ( Kg/m3 )

11


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
ρ tb MnO2 =

Khoa: Công nghệ hoá học

ρ1 + ρ 2 5030 + 4627,6
=
= 4828,8 ( Kg/m3 )
2
2

ρ x MnO2 = ρ tb MnO2 .β = 4828,8.0,15 = 724,32 ( Kg/m3 )

Độ ẩm đầu vào của vật liệu: 8,5%
Độ ẩm đầu ra của vật liệu: 0,5%
Nhiệt độ vật liệu vào máy sấy: to = 25oC
Nhiệt độ vật liệu ra khỏi máy sấy: t1 = 70oC
Nhiệt dung riêng của bán thành phẩm trước khi vào máy sấy:C1 = 0,658(KJ/Kgđộ)
Nhiệt dung riêng của bán thành phẩm sau khi ra khỏi máy sấy: C2 = 0,68(KJ/Kgđộ)
Các thông số không khí:
Nhiệt độ môi trường: t = 25oC
Độ ẩm tương đối: ϕ o = 85%

Năng suất: 13 tấn/h = 13000 Kg/h
II. Tính toán và lựa chọn nhiên liệu
Vật liệu là than đá với các thành phần nhiên liệu như sau:
Nguyên tố
C
H
O
N
Hàm lượng
85,32
4,56
4,07
1,8
Từ đây ta có các thông số làm việc như sau:
C lv = C

A
7,87

100 − ( ¦ W + A)

100 − ( 3 + 7,87 )
= 85,32
= 76,04( % )
100
100

H lv = H

100 − ( ¦ W + A)
100 − ( 3 + 7,87 )
= 4,56
= 4,06( % )
100
100

O lv = O

100 − ( ¦ W + A)
100 − ( 3 + 7,87 )
= 4,07
= 3,63( % )
100
100

N lv = N

100 − ( ¦ W + A)
100 − ( 3 + 7,87 )
= 1,8
= 1,61( % )

100
100

S lv = S

S
4,25

100 − ( ¦ W + A)
100 − ( 3 + 7,87 )
= 4,25
= 3,79( % )
100
100

1. Nhiệt dung riêng của than đá
Nhiệt dung riêng của than đá được xác định theo công thức:
Ct = 837 + 3,7 to + 625x
Trong đó: to: là nhiệt độ của than đá, chọn to = 25oC
x: là hàm lượng của chất bốc,

x = 2,78%

12

W
3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

Suy ra: Ct = 837 + 3,7.25 + 625.0,0278
= 946875 ( J/Kg độ) = 0.946875( KJ/Kgđộ)

2. Nhiệt trị cao của than
Theo công thức Mendeleep:
Qclv = 339.Clv + 1256.Hlv – 109.( Olv – Slv)

( VII.37/ 110 –STT2)

= 339.76,04 + 1256.4,06 + 109.( 3,63 – 3,79)
= 30894,36 ( KJ/Kg )

3.Nhiệt trị thấp của than
Qlvth = Qc – 25( W + 9Hlv) = 30894,36 – 25.( 3 + 9.4,06) = 29905,86( KJ/Kg)

4. Lượng không khí lý thuyết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu
Để cung cấp cho các phản ứng cháy, thành phần của oxi trong không khí là
21%
Các phản ứng cháy:
C + O2 → CO2
2H2 + O2 → 2H2O
S + O2 → SO2
Áp dụng công thức: ( VII/ 111 –STT2)
Lo = 0,115Clv + 0,346Hlv + 0,043( Slv – Olv)
= 0,115. 76,04 + 0.346.4,06 + 0,043.(3,79 – 3,63)
= 10,16 (Kgkkk/Kg than)

5. Entanpi của hơi nước trong hỗn hợp khói
ih = ro + Ch.t

( QTTBT4 – 273)

Trong đó: ro: là nhiệt lượng riêng của hơi nước ở 0oC, ro = 2493 KJ/Kg
Ch: là nhiệt dung riêng của hơi nước,

Ch = 1,97 KJ/Kg độ
t =240oC

t: là nhiệt độ của khói lò vào,
Suy ra : ih = 2493 + 1,97. 240 = 2965,8 (KJ/Kgđộ)

13


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

6. Hệ số không khí dư ở buồng đốt và buồng trộn theo lý thuyết
Áp dụng công thức: α =

[

Qclv .η + tt .Ct − ( 9 H lv + ¦ W ).ih − 1 − ( 9 H lv + A+ ¦ W ).C pk .t1

[

Lo xo ( ih − iho ) + C pk ( t1 − to )

]

]

Trong đó:
Qclv: là nhiệt trị cao của than, Qclv = 30894,36 KJ/Kg
η : Hiệu suất,
chọn = 0,9
tt: là nhiệt trị của than đá, tt = 25oC
Ct: là nhiệt dung riêng của than, Ct = 0,946875 KJ/Kgđộ
Cpk: là nhiệt dung riêng của không khí, Cpk = 1,004 KJ/Kgđộ
ih: là entanpi của hơi nước ở nhiệt độ t1 = 240oC
iho: là entanpi của hơi nước ở nhiệt độ môi trường, to =25oC
iho = ro + Ch.to
Với: ro: nhiệt lượng riêng của hơi nước ở nhiệt độ 0oC, ro =2493 (KJ/Kg)
Ch: nhiệt dung riêng của hơi nước, Ch = 1,97 KJ/Kg
to: nhiệt độ của môi trường, to = 25oC
Nên: iho = 2493 + 1,97. 25 = 2542,25 ( KJ/Kgđộ )
t1: nhiệt độ của khói lò, t1 = 240oC
Lo : lượng không khí lý thuyết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu, Lo = 10,16 Kgkkk/Kg
than
xo : hàm ẩm của không khí ở điều kiện t =25oC.Tra đồ thị I-x [ 255 – 4] ta được :
xo = 0,0166( Kg ẩm/ Kg kk )
Io = 16,33 Kcal/ Kgkkk = 68,37 ( KJ/Kgkkk )
α=

30894,36.0,9 + 25.0,946875 − ( 9.0,0406 + 0,03) 2965,8 − [1 − ( 9.0,0406 + 0,0787 + 0,03).1,004.240]
10,16.[ 0,0166( 2965,8 − 2542,25) + 1,004( 240 − 25) ]

α = 11,82

III. Tính toán các thiết bị chính
1. Lượng ẩm bay hơi trong quá trình sấy
Lượng ẩm bay hơi được tính theo công thức :
W = G1

W1 − W2
100 − W2

(QTTBT2/165)

Trong đó : G1: là lượng vật liệu vào máy sấy: G1 = 13000 Kg/h

14


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

W1, W2: Độ ẩm đầu và độ ẩm cuối của vật liệu
W1 = 8,5%; W2 = 0,5%
Suy ra: W = 13000.

8,5 − 0,5
= 1045,226 (Kg/h)
100 − 0,5

2. Lượng vật liệu khô tuyệt đối
Áp dụng công thức :
100 − W1
100 − 8,5
Gk = G1 100
= 13000. 100 = 11895 ( Kg/h )

3. Phương trình cân bằng nhiệt
G1 =G2 + W
Suy ra : G2 =G1 – W
Trong đó: G2: lượng vật liệu khô ra khỏi thiết bị sấy
G2 = 13000 – 1045,226 = 11954,774 ( Kg/h )

4. Thể tích thùng sấy
W
A

Vth =

Trong đó: A: cường độ bay hơi ẩm, chọn A = 30 Kg/m3h
W: lượng ẩm bay hơi, W = 1045,226 Kg/h
1045,226
= 34,84( m 3 )
30
Suy ra: Vth =

5. Chiều dài của thùng
4Vth

Lt = πD 2

t
Trong đó: Vth: là thể tích của thùng, Vth = 34,84 ( m3)
Dt: là đường kính thùng sấy
Thường tỷ số giữa chiều dài thùng sấy và đường kính thùng sấy là:
Lt / Dt = 3,5 – 7. Chọn Lt / Dt = 6
4V

4V

3
th
th
Suy ra: Lt = 6Dt ⇒ 6Dt = πD 2 ⇒ Dt = 6π
t

Nên đường kính thùng là:

15


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Dt =

Khoa: Công nghệ hoá học

4Vth
4.34,84
=3
= 1,95( m ) . Lấy Dt = 2 m

6π
6.3,14

3

Suy ra: Chiều dài thùng là:
4V

4.34,84

th
Lt = πD 2 = 3,14.2 2 = 11,096( m) . Chọn chiều dài thùng là Lt = 12 m
t

Tính lại thể tích thùng và cường độ bay hơi ẩm
Thể tích thùng :
Vtt =

πDt2 Lt 3,14.2 2.12
=
= 37,68( m 3 )
4
4

Cường độ bay hơi ẩm :
W

1045,226

3

A = V = 37,68 = 27,74( Kg / m h ) . Lấy A = 28 Kg/m3h
tt

6. Thời gian sấy
Thời gian sấy của vật liệu trong thùng( Thời gian lưu của vật liệu trong
thùng) :
Đối với máy sấy thùng quay thời gian sấy được xác định theo CT :
τs =

120 βρ x (W1 − W2 )
A[ 200 − (W1 + W2 )

(Sổ tay -tập2-trang123)

Trong đó:
+ ρ x : Khối lượng riêng xốp trung bình của vật liệu trong thùng quay, với ρ x
=724,32 kg/m 3
+ W1,W2 : Độ ẩm đầu và cuối của vật liệu, tính bằng % khối lượng chung:
w1 = 8.5 % , w2 = 0,5 %
+ β : Hệ số chứa vật liệu của thùng (0,1-0,25),chọn β = 0,15
+ A : Cường độ bay hơi ẩm, A = 28(kg ẩm/ m3 h)
⇒ τs =

120 ⋅ 0,15 ⋅ 724,32 ⋅ (8,5 − 0,5)
= 19,503 (phút)
28 ⋅ [200 − (8,5 + 0,5)]

Kiểm tra lại thời gian sấy: (Theo 408- máy và thiết bị sản xuất hoá chất)
Thời gian sấy thực tế sẽ là:
τ =

60.Vtt .β . f x
60.37,68.0,15.724,32
=
= 18,89 (phút)
G1
13000

Vtt : Thể tích thực của thùng sấy = 37,68 m2

16


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

7. Số vòng quay của thùng sấy
Số vòng quay của thùng xác định theo công thức:
n=

m.k .Lt
, (Sổ tay -tập2-trang122).
τ .Dt .tgα

Trong đó :
+ Lt , Dt : Chiều dài và đường kính của thùng sấy (m)
Lt = 12 m,

Dt = 2 m

+ α : Góc nghiêng của thùng quay, Thường góc nghiêng của thùng dài là
o
1÷ 6o, chọn α = 3o. Suy ra: tg α = tg 3 = 0,052

+ m : Hệ số phụ thuộc vào cấu tạo cánh trong thùng ; lựa chọn cánh phân
phối , m = 1
+ k : Hệ số phụ thuộc vào phương thức sấy và tính chất của vật liệu,k=0,7.
Vì đây là phương thức sấy xuôi chiều
+ τ : Thời gian lưu lại của vật liệu trong thùng quay hay cũng chính là thời
gian sấy, phút
n=

1 ⋅ 0,7 ⋅ 12
= 4,28 (Vòng/phút )
18,89.2.0,052

8. Công suất cần thiết để quay thiết bị
3
Ta có: N = 0,0013 ⋅ Dt ⋅ Lt ⋅ a ⋅ n ⋅ ρ x (VII.54-trang123-STT2)

Trong đó:
+ n : Số vòng quay của thùng, vòng /phút
+ a : Hệ số phụ thuộc vào dạng cánh, a = 0,026 (theo bảng VII.54-123)
+ ρx : Khối lượng riêng xốp trung bình, ρx = 724,32 kg/m 3
+ Dt,Lt : Đường kính và chiều dài của thùng (m)
Dt = 2 m,

Lt = 12 m

N=0,0013.23.12.0,026.4,28 724,32=10,059 (Kw)
Công suất chọn động cơ:
Ndc =1,1.N = 1,1.10,059= 11,0649 (kw)
Chọn chiều dày thùng: Theo công thức thực nghiệm ta có:
S = ( 0,007- 0,011 )Dt. Lấy: S = 14mm = 0,014 m

17


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

9. Cân bằng lò đốt than
9.1.Nhiệt lượng vào tính khi đốt 1kg than
a) Nhiệt lượng vào buồng đốt
Qvào = Q1+Q2 + Q3 (KJ)
Trong đó:
Q1:Nhiệt lượng do than mang vào(tính theo 1kg than) ( KJ )
Q2:Nhiêt lượng do không khí mang vào buồng đốt ( KJ )
Q3:Nhiệt lượng do đốt cháy 1kg than ( KJ )
Ta có:

• Q1 = Gt Ct to =1. 0,946875.25= 23,67 (KJ)
Với:
Ct: Nhiệt dung riêng của than đá Ct = 0,946875 KJ /kg độ
to: Nhiệt độ của than đá vào lò đốt to = 25 °C
Gt: Khối lượng của than, Gt = 1 Kg

• Q2 = Lo. α .Io (KJ)

Trong đó :
Lo: Là lượng khí khô lý thuyết mang đi để đốt cháy hết 1kg than
Lo = 10,16 (kg k3/kg than)
Io :Hàm nhiệt không khí trước khi vào máy sấy
Tính Io:
Nội suy theo đồ thị I-x (QTTBT2-255) ở:
to: Nhiệt độ của môi trường : to = 25 o C
ϕ o : Độ ẩm tương đối của không khí : ϕ o = 85%
⇒ xo = 0.0166 ( Kg ẩm/ Kg kkk )

=> Io = 16,33 (kcal/kgk3)
Io = 68,37 (KJ /kgk3)
⇒ Q2 = 10,16.68,37 α

= 694,64 α ( KJ )

• Q3 = Qc lv
Trong đó: Q3: Nhiệt lượng do đốt cháy 1 kg than

18


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

Q3 = 30894,36 (KJ )
Tổng nhiệt lượng vào buồng đốt là:
Qvào = Q1 + Q2 + Q3
= 23,67 + 694,64 α + 30894,36 = 694,64 α + 30918,03 (KJ)

b)Nhiệt lượng ra khỏi buồng trộn tính khi đốt 1 kg than
Qra = Q4 + Q5 + Qm (KJ)
Trong đó:
Q4: Nhiệt do xỉ mang ra ( KJ )
Q5:Nhiệt do không khí mang ra khỏi buồng đốt.( KJ )
Qm:Nhiệt mất mát ra môi trường. ( KJ )
Ta có:

• Q4 = Gxỉ.Cxỉ.txỉ (KJ)
Gxỉ : Khối lượng xỉ khi đốt 1kg than
Gxỉ = A = 7,87 %
Cxỉ: Nhiệt dung riêng của xỉ: Cxỉ= 0,754 ( KJ /kgđộ ) (Tra sổ tay T1- 162)
txỉ :Nhiệt do xỉ mang ra txỉ = 260 o C
Thay số :
Q4 =

7,87
0,754.260 = 15,43 ( KJ )
100

• Q5 = Gk.Ck.t1
Với:
t1 : Nhiệt độ khói lò vào buồng trộn t1 =240 o C
Gk : Khối lượng của chất khí trong lò
Ck : Nhiệt dung riêng của khói lò
Ck =

G SO2 .C SO2 + GCO2 C CO2 + G N 2 C N 2 + G0 2 C O2 + G H 2O C H 2O
GK

(KJ /kg o C)

(Sổ tay T2- VII.42-112)
⇒ Q5 = (GSO 2 .C SO 2 +G CO 2 .C CO 2 +G N 2 .C N 2 +GO 2 .CO 2 +GH 2 O.CH 2 O)t1

Thành phần khối lượng của các cấu tử khí khi đốt 1 kg nhiên liệu ở 240 o C:
Khối lượng SO2:

19


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

GSO 2

2.S lv
= 100 = 0,02.Slv = 0,02.3,79= 0,076

Khoa: Công nghệ hoá học

( kg/kgthan )

Khối lượng CO2
lv

GCO 2 = 0,0367C = 0,0367.76,04 = 2,79 ( kg/kgthan )
Khối lượng N2
GN 2 = 0,769. α .L0 + 0,01Nlv
= 0,769. α .10,16 + 0,01.1,61

= 7,81. α + 0,0161 ( kg/kgthan )
Khối lượng ẩm:
GH 2 O = mH 2 O + α .Loxo
9 H LV + W
=
+ α .Loxo
100

=

9.4,06 + 3
+ α .10,16.0,0166
100

=0,395 α +0,17 (Kg/kg than)
Khối lượng O2:
GO 2 = 0,231( α - 1).Lo = 0,231( α - 1 ).10,16
= 2,35. α - 2,35 (kg/kgthan)
Tính nhiệt dung riêng của các khí ở 240 o C:
CSO 2 = 0,18 (kcal/kgđộ) = 0,754 (KJ /kgđộ)
−6

CCO 2 = 0,222 + 43.10 t1
=0,222 + 43.10 −6 .240
= 0,2323 (kcal/kgđộ) = 0,973 (KJ /kgđộ)
CN 2 = 0,246 + 189.10-7.t1
= 0,246 + 189.10 −7 .240
= 0,251 (kcal/kgđộ) = 1,049 (KJ /kgđộ)
CO 2 = 0,216 + 166.10-7.t1
= 0,216 + 166.10 −7 .240

=0,22(kcal/kgđộ) = 0,921 (KJ /kgđộ)
CH 2 O = 0,436 + 119.10-6.t1

20


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

= 0,436 + 119.10 −6 .240
=0,465(kcal/kgđộ) =1,945 (KJ /kgđộ)
Thay số vào Q5 ta có:
Q5 ={0,076.0,754 + 2,79.0,973 + [(7,81. α +0,0161).1,049 + [(2,35. α -2,35).0,921 ]
+ [(0,17+0,395. α ).1,945]} 240 = 229,24 + 2670,08 α (KJ)
Có : Qm =10%Qvào = 0,1( 30918,03 + 694,64 α )
= 3091,803 + 69,464 α

(kj)

⇒ Qra = Q4 + Q5 + Qm

= 15,43 + 229,24 + 2670,08 α + 3091,803 + 69,464 α
= 3336,473 + 2739,544. α ( KJ )

9.2.Phương trình cân bằng nhiệt lò đốt than
Phương trình cân bằng lò đốt
Qvào = Qra
30918,03 + 694,64 α

= 3336,473 + 2739,544. α

27581,557 = 2044,904 α
⇒ α = 13,49

α : Hệ số không khí dư thực tế

Vậy lượng không khí thực tế cần cung cấp cho lò đốt là:
L = α .Lo
= 13,49.10,16 = 137,06 ( kg k3/kg than)
Khối lượng các khí khi đốt 1 kg than:
Khối lượng SO2: GSO 2 = 0,076 ( Kg/ Kg than )
Khối lượng CO2: GCO 2 = 2,79 ( Kg/ Kg than )
Khối lượng N2: GN 2 = 7,81 α + 0,0161
= 7,81.13,49 + 0,0161 = 105,373 ( Kg/ Kg than )
Khối lượng của O2: GO 2 = 2,35 α - 2,35
= 2,35.13,49 – 2,35 = 29,35 ( Kg/Kg than )
Khối lượng của H2O: GH 2 O= 0,395 α + 0,17
= 0,395.13,49 + 0,17 = 5,499 (Kg/Kg than)
Quá trình sấy

21


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

Với các thông số:
Chọn nhiệt độ của không khí : to = 25 °C

Độ ẩm tương đối của không khí : ϕ o = 85%
Nội suy theo đồ thị I-x (QTTBT2-255) ở:
⇒ xo = 0.0166 (kg ẩm/kgk3)

=> Io = 16,33 (kcal/kgk3)
Io = 68,37 (kj/kgk3)
Nhiệt độ của khói lò vào thùng sấy t1 = 240oC
Nhiệt độ của khói lò ra khỏi thùng sấy t2 = 80oC
A. Quá trình sấy lý thuyết
*. Các thông số đi vào thiết bị sấy
a) Hàm ẩm của khói lò
G hn
(kg/kg k3)
Gkk

x1 =

+ Ghn : Là lượng hơi nước trong khói
GH 2 O = 0,433 + 0,0638 α
= 0,433 + 0,0638.13,49 = 1,29 ( Kg/Kg than )
Trong đó :
α : Hệ số không khí dư α =13,49

+ Gkk : Lượng không khí khô sau buồng trộn được xác định :
Gkk = 1 + α .Lo - GH 2 O
= 1 + 13,49.10,16 – 1,29 = 136,77 ( kg/kgthan )
Hàm ẩm của khói lò là:
x1 =

1,29

= 0,009 (kg/kg k3)
136,77

b) Entanpi của khói lò sau buồng trộn :
Qclv .η + Ct .to + α .Lo I o + Gnin
I1 =
Gkk

[IV – 304]

Trong đó:
Qclv : Nhiệt trị cao của than :Qclv = 30894,36 (kj/kg than)
η : Hiệu suất buồng đốt : η = 0,9

22


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

Io : Entanpi của hơi nước : Io = 68,37 (kj/kg độ)
Ct : Nhiệt dung riêng của than : Ct= 0,946875 (kJ/kg °C )
to : Nhiệt độ của than khi vào lò : to = 25oC
α : Hệ số không khí dư α = 13,49

Lo: Là lượng khí lý thuyết mang để đốt cháy hết 1kg than:
Lo = 10,16 kg k3/kg than
Gkk : Lượng không khí khô sau buông trộn :Gkk= 132,56 kg/kgthan
Gn: Lượng hơi nước trong khói, Gn = 1,29 Kg/Kg than

in: Entanpi của hơi nước ở nhiệt độ môi trường
in = ro + Ch.to= 2493 + 1,97.25 = 2542,25 ( KJ/Kgđộ )
Với: ro: Nhiệt lượng riêng của hơi nước ở 0oC, ro = 2493 ( KJ/Kg )
Ch: Nhiệt dung riêng của hơi nước, Ch = 1,97 ( KJ/Kg )
Suy ra: I1 =

30894,36.0,9 + 0,946875.25 + 13,49.10,16.68,37 + 1,29.2542,25
132,56

= 386,08 (kj/kgkkk)
c) Áp suất hơi bão hòa tại t1= 240 0C
Pbh = exp{

17t1
17.240
- 5,093} = exp{
- 5,093} = 33,85 (bar)
233,59 + t1
233,59 + 240

d) Độ ẩm tương đối ϕ 1 tại x1.
P. x1
ϕ1 =
=
Pbh (0,622 + x1 )

745
-4
750
.0,009 = 4,19.10 (%)

33,85(0,622 + 0,009)

*. Các thông số đi ra khỏi thiết bị sấy
a) Hàm nhiệt của khói lò:
Do quá trình sấy lý thuyết nên : I1 = I2 = 386,08 (kj/kg k3)
b) Hàm ẩm của khói lò :
Lượng ẩm của khói thải ra sau quá trình sấy lý thuyết :
I1 − Ckk t2

x2 = r + 1,842t
2
Trong đó :

Ckk Nhiệt dung riêng của không khí Ckk=1,004 (kj/độ)
r : Nhiệt hóa hơi của nước ở 80oC
r = 542,5(kcal/kg) = 2271,339 ( KJ/Kg)

23


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
x2 =

Khoa: Công nghệ hoá học

386,08 − 1,004.80
= 0,12 (kg ẩm/kg k3)
2271,339 + 1,842.80

c) Áp suất hơi bão hòa tại t2 = 80 oC

Pbh = exp{

17t 2
17.80
- 5,093} = exp{
- 5,093}=0,47(bar)
233,59 + t 2
233,59 + 80

d) Độ ẩm tương đối ϕ 2 tại d2.
P. x2
ϕ2 =
=
Pbh (0,622 + x2 )

745
750
.0,12 = 0,34 (%)
0,47(0,622 + 0,12)

*. Phương trình cân bằng nhiệt lượng.
Phương trình cân bằng nhiệt lượng trong quá trình sấy lý thuyết :
loIo + q = loI1 = loI2
Với lo : Lượng không khí khô tiêu hao cần thiết để bay hơi 1 kg ẩm
1
1
lo = x 2 − x o =
= 9,67 (kg k3/kg ẩm)
0,12 − 0,0166

Lượng khí tiêu hao trong 1h là :
Lo= lo.W =9,67. 1045,226 = 10108,57 (kg k3/h)
Nhiệt lượng riêng :
qo = lo(I1 - Io) =9,67.(386,08 – 68,37) = 3072,26 (kj/kg ẩm)
Nhiệt lượng cung cấp cho W kg hơi ẩm :
Qo= qo.W = 3072,26.1045,226 = 3211206,031 (kj/h) = 892,0017 (kw)
*) Lưu lượng thể tích không khí trước khi quá trình sấy được xác định theo công
thức : V1 = υ 1 .Lo
υ 1 : Là thể tích không khí ẩm (m3/kg)

Tra bảng (318-I.255 ST1) t = 240oC => ρ1 = 0,685 (kg/m3)
1

1

=> υ 1 = ρ =
= 1,46 (m3/kgkk)
0,685
1
Vậy V1 = υ 1 .Lo = 1,46.10108,57= 14758,51 (m3/h)
*) Lưu lượng thể tích không khí sau khi quá trình sấy được xác định theo công thức
V2 = υ 2 .Lo
υ 2 : Là thể tích không khí ẩm (m3/kg)

24


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa: Công nghệ hoá học

Tra bảng (318-I.255 ST1) t = 80 oC => ρ1 = 1,000 (kg/m3)
1

1

=> υ 2 = ρ =
= 1 (m3/kg)
1,000
2
Vậy V2 = υ 2 .Lo = 1.10108,57= 10108,57 (m3/h)
*) Lưu lượng trung bình là:
Vtb =

14758,51 + 10108,57
V1 + V2
=
= 12433,54 (m3/h)
2
2

Diện tích tự do của thùng sấy
Ft = 0,785Dt2( 1 - β ) ,m2
= 0,785.22.( 1 – 0,15 ) = 2,669 ( m2 )
Tốc độ trung bình của dòng khí trong thiết bị sấy là:
V

12433,54

tb

Wtb = F = 2,669 = 4658,5 ( m3/h ) = 1,29 ( m3/h )
t

10. Tính hệ số truyền nhiệt
K=

1
1
δ
1
+∑ +
α1
λ α2

( sổ tay quá trình và thiết bị T1 )

Trong đó :
α 1 :Hệ số cấp nhiệt đối lưu của tác nhân sấy đến thành thiết bị (W/ m 2 0 C )
α 2 :Hệ số cấp nhiệt từ thành ngoài thiết bị sấy đến môi trường (W/ m 2 0 C )
λ : Hệ số dẫn nhiệt của thành thiết bị (W/ m 0 C )
δ : Chiều dày của thành thiết bị (m)

a) Xác định α 1 :
Theo công thức : α 1 =k (α 1/ + α 1// ) (W/ m 2 0 C )
k: Hệ số độ nhám k=(1,2 ÷ 1,3) chọn k = 1,25
α 1/ : Hệ số cấp nhiệt từ tác nhân sấy đến thành thiết bị sấy do đối lưu cưỡng

bức,phụ thuộc vào chế độ chuyển động của dòng khí. (W/ m2 0 C )
α 1// : Hệ số cấp nhiệt từ không khí đến thành thiết bị do đối lưu tự nhiên. (W/ m2 0 C )

* Tính α 1/ :
Tốc độ của dòng khí vào Wtb = 1,29 m/s
Chế độ chuyển động được đặc trưng bởi chuẩn số Reynon :

25