Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy quặng mangan với năng suất 10050 kggiờ.

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

Contents
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ..............................................................6
LỜI MỞ ĐẦU..................................................................................................................... 7
CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG...........................................................................8
1.1. Giới thiệu chung về kỹ thuật sấy.............................................................................................. 8
1.1.1. Khái niệm và mục đích......................................................................................................... 8
1.1.2. Phân loại phương pháp sấy.................................................................................................. 8
1.1.3. Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy............................................................................11
a. Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí...................................................................................... 11
b.Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí....................................................................11
c. Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí..................................................................12
d. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu..............................................................................12
e. Ảnh hưởng của quá trình ủ ẩm...........................................................................................13
f. Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu..................................................................................13
1.1.4. Vai trò của sấy trong kỹ thuật và đời sống..........................................................................13
1.2. Giới thiệu về máy sấy thùng quay..........................................................................................15
1.2.1 Cấu tạo............................................................................................................................... 15
1.2.2. Nguyên lý hoạt dộng........................................................................................................... 17
1.2.3. Ưu, nhược điểm của sấy thùng quay..................................................................................18
1.2.4. Lựa chọn thiết bị................................................................................................................ 19
1.3. Giới thiệu về vật liệu quặng mangan......................................................................................19
a,Trimangan tetraoxit (Mn304)...................................................................................................... 20
b,Mangan dioxit (Mn02)............................................................................................................... 21
c, Mangan (III) oxit (Mn203)......................................................................................................... 22
d, Monohidroxit MnOOH............................................................................................................. 22

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN NHIÊN LIỆU.................................23
2.1.2. Điều kiện môi trường................................................................................................... 23
2.1.3. Vật liệu sấy là cát với các thông số...............................................................................24
2.1.4. Tác nhân sấy................................................................................................................ 24
2.2. Tính toán các thông số của nhiên liệu..................................................................................24
2.2.1. Thành phần của than................................................................................................... 24

DVHD: Nguyễn Văn Hoàn
Page 1

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

2.2.2. Nhiệt dung riêng của than đá........................................................................................ 25
2.2.3. Nhiệt trị của than.......................................................................................................... 26
2.2.4. Lượng không khí khô lý thuyết để đốt cháy 1 kg than....................................................26
2.2.5. Entanpi của nước trong hỗn hợp khói...........................................................................26
2.2.6. Hệ số không khí thừa sau quá trình hoà trộn.................................................................27
2.2.6.1. Nhiệt lượng vào buồng đốt khi đốt 1 kg than........................................................27
2.2.6.2. Nhiệt lượng ra khỏi buồng đốt và buồng trộn........................................................29
2.2.7. Trạng thái của khói trước khi vào thùng sấy..................................................................33
2.2.7.1. Nhiệt độ của khói................................................................................................. 33
t1 = 700ºC............................................................................................................................... 33
2.2.7.2. Hàm ẩm của khói.................................................................................................. 33

2.2.7.3. Hàm nhiệt của khói............................................................................................... 33
2.2.7.4. Độ ẩm.................................................................................................................. 33
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH.........................................................................34
3.1. Cân bằng vật liệu.................................................................................................................. 34
3.1.1. Lượng ẩm bay hơi......................................................................................................... 34
3.1.2. Lượng quặng mangan ra khỏi thùng sấy.......................................................................34
3.2. Các thông số cơ bản của thùng sấy....................................................................................... 35
3.2.1. Thể tích của thùng sấy.................................................................................................. 35
3.2.2. Chiều dài ,đường kính và bề dày thùng.........................................................................35
3.2.2.1. Đường kính thùng................................................................................................. 35
3.2.2.2. Chiều dài thùng................................................................................................... 35
3.2.2.3. Chiều dày thân thùng............................................................................................36
3.2.3. Thời gian lưu vật liệu trong thùng.................................................................................36
3.2.4. Số vòng quay của thùng................................................................................................ 36
3.2.5. Công suất cần thiết để quay thùng................................................................................37
3.2.6. Các thông số cơ bản của thùng sấy...............................................................................37
3.2.6.1. Cấu tạo thân thùng................................................................................................ 37
3.2.6.2. Đường kính thùng................................................................................................. 37
3.2.6.3. Chiều dài thùng.................................................................................................... 38
3.2.6.4. Loại cánh.............................................................................................................. 38
3.2.6.5. Tốc độ quay.......................................................................................................... 38
3.3. Quá trình sấy lý thuyết.......................................................................................................... 38
3.3.1. Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy...........................................................................38
3.3.1.1. Nhiệt độ................................................................................................................ 38
3.3.1.2. Hàm nhiệt............................................................................................................. 38
3.3.1.3. Hàm ẩm................................................................................................................ 38
3.3.1.4. Độ ẩm.................................................................................................................. 38
3.3.2. Cân bằng nhiệt lượng của quá trình sấy........................................................................39
3.4. Quá trình sấy thực tế............................................................................................................. 40

DVHD: Nguyễn Văn Hoàn
Page 2

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

3.4.1. Nhiệt tổn thất ra môi trường.........................................................................................40
3.4.1.1. Xác định hệ số truyền nhiệt K...............................................................................40
3.4.1.2. Diện tích xung quanh thùng sấy............................................................................47
3.4.1.3. Hiệu số nhiệt độ trung bình................................................................................... 47
3.4.2. Tổn thất do quặng mangan mang ra khỏi thùng sấy......................................................48
3.4.3. Xác định giá trị ∆ (Lượng nhiệt bổ sung thực tế)..........................................................48
3.4.4. Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy...........................................................................49
3.4.4.1. Nhiệt độ................................................................................................................ 49
3.4.4.2. Hàm ẩm................................................................................................................ 49
3.4.4.4. Hàm nhiệt............................................................................................................. 50
3.4.5. Lượng khói cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm.......................................................................50
3.4.6. Lượng than cần thiết cho quá trình...............................................................................50
3.4.7. Cân bằng nhiệt lượng trong thiết bị sấy........................................................................51
3.4.8. Kiểm tra lượng nhiệt mất mát ra môi trường.................................................................52
3.4.9. Lượng nhiệt cần cung cấp cho thùng sấy.......................................................................52
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ..........................................................................................52
4.1. Tính toán hệ thống dẫn động................................................................................................. 52
4.1.1. Tính toán và lựa chọn động cơ...................................................................................... 52

Công suất cần thiết để quay thùng là : Pt = Nt = 16,2575 ( kW )....................................................52
4.1.2. Tính toán động học hệ thống dẫn động cơ khí...............................................................53
4.1.2.1. Xác định tỷ số truyền của hệ thống dẫn động........................................................53
4.1.2.2. Phân tỷ số truyền của hệ dẫn động........................................................................54
4.1.2.3. Số vòng quay của bánh răng chủ động..................................................................54
4.1.2.4. Công suất trên trục bánh răng chủ động................................................................54
4.1.2.5. Momen quay trên trục của bánh răng chủ động.....................................................54
4.2. Tính toán bộ truyền động bánh răng...................................................................................55
4.2.1. Chọn vật liệu................................................................................................................ 55
4.2.2. Xác định ứng suất cho phép.........................................................................................55
4.2.2.1. Ứng suất tiếp xúc.................................................................................................. 55
4.2.2.2. Ứng suất uốn........................................................................................................ 56
4.2.2.3. Ứng suất quá tải cho phép..................................................................................... 57
4.2.3. Các thông số cơ bản của bộ truyền...............................................................................58
4.2.3.1. Khoảng cách trục.................................................................................................. 58
4.2.3.2. Các thông số ăn khớp...........................................................................................58
4.2.3.3. Đường kính răng................................................................................................... 59
4.2.3.4. Kiểm nghiệm răng về độ bền tiếp xúc...................................................................60
4.2.3.5. Kiểm nghiệm răng về độ bền uốn.........................................................................63
Ứng suất uốn sinh ra tại chân răng :........................................................................................63
4.2.3.6. Kiểm nghiệm răng về quá tải................................................................................65
Khi làm việc bánh răng có thể bị quá tải với hệ số quá tải là....................................................65

DVHD: Nguyễn Văn Hoàn
Page 3

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

Kqt = Tmax/T,.............................................................................................................................. 65
4.2.3.7. Các thông số kích thước của bộ truyền bánh răng trụ............................................65
4.3. Kiểm tra độ bền thân thùng................................................................................................... 66
4.3.1. Trọng lượng của vật liệu trong thùng............................................................................66
4.3.3. Trọng lượng bánh răng vòng......................................................................................... 67
4.3.4. Trọng lượng cánh xới.................................................................................................... 67
4.3.5. Trọng lượng vành đai.................................................................................................... 67
4.3.6. Khoảng cách hai vành đai............................................................................................. 68
4.3.7. Tải trọng trên một đơn vị chiều dài thùng không kể bánh răng vòng.............................68

q

G  Gbr
Lt
( N/cm ) ( 90 – TTTKMHCT1 )...............................................................................68

4.3.8. Momen uốn do tải trọng này gây ra..............................................................................68
4.3.9. Momen uốn do bánh răng vòng gây ra..........................................................................69
4.3.10. Momen chống uốn....................................................................................................... 69
4.3.11. Ứng suất thân thùng.................................................................................................... 69
4.4. Tính toán vành đai................................................................................................................ 69
4.4.1. Tải trọng trên một vành đai..........................................................................................69
4.4.2. Phản lực của con lăn.................................................................................................... 70
4.4.3. Bề rộng của vành đai.................................................................................................... 70
4.4.4. Bề dày của vành đai...................................................................................................... 70

Với thùng nặng thì bề dày của vành đai là:.............................................................................70
4.4.5. Momen uốn................................................................................................................... 71
4.4.6. Momen chống uốn....................................................................................................... 71
4.4.7. Các thông số của vành đai............................................................................................. 71
4.5. Tính toán con lăn đỡ............................................................................................................. 72
4.5.1. Bề rộng của con lăn...................................................................................................... 72
b = B + 3 = 35 + 3 = 38 ( cm ) (T250- HDTKMHCT1)..............................................................72
4.5.1. Đường kính của con lăn................................................................................................ 72
Chọn sơ bộ đường kính con lăn đỡ theo công thức:.................................................................72
4.5.4. Các thông số của con lăn đỡ.........................................................................................74
4.6. Tính toán con lăn chặn.......................................................................................................... 74
4.6.1. Lực lớn nhất tác dụng lên con lăn chặn.........................................................................74
4.6.2. Xác định bán kính con lăn chặn.................................................................................... 74
4.6.3. Kiểm tra độ bền của con lăn chặn.................................................................................75
4.6.4. Các thông số của con lăn chặn..................................................................................... 75
5.1. Tính toán buồng đốt............................................................................................................. 77
Để đốt cháy nhiên liệu tạo khói cho thùng sấy dạng khói lò người ta thường sử dụng thiết bị đốt
.Thiết bị đốt cần đảm bảo đốt cháy nhiên liệu một cách hiệu quả mặt khác phải đơn giản về kết cấu và dễ
sử dụng .................................................................................................................................................. 77

DVHD: Nguyễn Văn Hoàn
Page 4

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa

Đồ án QTTB – Sấy

Để đốt nhiên liệu là than đá người ta thường sử dụng thiết bị đốt gọi là buồng đốt .Do trong thiết
bị sấy thùng quay chỉ cần công suất nhiệt nhỏ vì vậy người ta thường dùng lò đốt thủ công áp dụng trong
hệ thống sấy thùng quay (chủ yếu là lò đốt thủ công dạng ghi phẳng )...................................................77
5.1.1. Diện tích bề mặt ghi lò.................................................................................................. 77
5.1.2. Thể tích buồng đốt........................................................................................................ 78
5.1.3. Chiều cao của buồng đốt.............................................................................................. 78
5.1.4. Số ghi lò....................................................................................................................... 78
5.1.5. Tỉ lệ mắt ghi: f/F........................................................................................................... 78
5.2. Tính toán và chọn quạt.......................................................................................................... 79
5.2.1. Năng suất quạt.............................................................................................................. 79
5.2.2. Công suất của quạt........................................................................................................ 79
5.2.3. Chọn quạt..................................................................................................................... 81

VỚI TỔN THẤT ÁP SUẤT LÀ 160,473 ( MMHG ) VÀ NĂNG SUẤT QUẠT
LÀ 14117,3466 ( M3/H ) THEO HÌNH 15- TKHTTBS TA CHỌN QUẠT SỐ HIỆU
QUẠT LY TÂM II - 4 - 70 - NO7 ; ......................................................................................... 81
BẢNG PHỤ LỤC :.......................................................................................................... 82
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................. 84

DVHD: Nguyễn Văn Hoàn
Page 5

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

BỘ CÔNG THƯƠNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT
NAM

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP
HÀ NỘI

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ
***_Số : 29_***
Họ và tên HS - SV : Đặng Thị Thu Hương
Lớp : ĐH Hoá 1

Khoá: 6

Khoa : Công nghệ Hoá
Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Văn Hoàn
NỘI DUNG
Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy
quặng mangan với năng suất 10050 kg/giờ.
Các số liệu ban đầu:
- Độ ẩm đầu của vật liệu: 15%
- Độ ẩm cuối của vật liệu: 2%
- Nhiệt độ khói vào : 7000C.
- Nhiệt độ khói ra : 1050C.

T
Tên bản vẽ
Khổ giấy
Số lượng
T
1
Vẽ dây chuyền sản xuất
A4
01
2
Vẽ máy sấy thùng quay
A0
01
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Nguyễn Văn Hoàn

DVHD: Nguyễn Văn Hoàn
Page 6

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

LỜI MỞ ĐẦU

Nước ta hiện nay đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa hiện đại hóa,
trong các ngành công nghiệp hiện nay thì ngành công nghiệp hóa chất đang được
chú trọng và phát triển vì nó được ứng dụng nhiều trong các ngành như: thực phẩm,
vật liệu xây dựng, phân bón, dược phẩm, đồ gốm...Sấy là một quá trình rất quan
trọng trong các dây chuyền sản xuất đó.Trong ngành công nghiệp thực phẩm để bảo
quản sản phẩm lâu dài sau thu hoạch, sau sản xuất người ta phải phơi, sấy khô. Còn
đối với các ngành công nghiệp hoá chất, vật liệu xây dựng thì mỗi quy trình kỹ
thuật đều yêu cầu phối trộn nguyên nhiên liệu có độ ẩm phù hợp với yêu cầu công
nghệ. Ngoài ra quá trình sấy còn mang lại nhiều lợi ích thiết thực trong đời sống
sinh hoạt như: kéo dài thời gian sử dụng, giảm bớt chi phí khi vận chuyển, vận
chuyển dễ dàng hơn,…
Đồ án về nội dung sấy là một trong những bài tập lớn nằm trong chương
trình của bộ môn quá trình và thiết bị khoa công nghệ Hoá của trường ĐH Công
Nghiệp Hà Nội, nó giúp cho sinh viên có kĩ năng hơn trong quá trình tra cứu số
liệu, tính toán, đồng thời nắm vững hơn về công nghệ sấy nói riêng và các quá trình
trong công nghệ Hoá Học nói chung.
Được thầy giáo Nguyển Văn Hoàn giao nhiêm vụ: “tính toán để thiết kế hệ thống
sấy thùng quay để sấy quặng mangan với năng suất 10050kg/h”. Dựa trên những
kiến thức đã học cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy em đã hoàn thành đồ án
của mình.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Hoàn cùng các thầy cô trong khoa Công
Nghệ Hoá đã chỉ bảo, giúp đỡ tận tình em trong thời gian em hoàn thành đồ án này.
Do hạn chế về tài liệu tham khảo và các kiến thức nên bản đồ án này chắc chắn
không tránh khỏi sai sót, em mong nhận được sự đóng góp, sữa chữa của các thầy.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện: Đặng Thị Thu Hương
Lớp: ĐH Hoá1 _K06

DVHD: Nguyễn Văn Hoàn
Page 7

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

Chương 1 : GIỚI THIỆU CHUNG
1.1. Giới thiệu chung về kỹ thuật sấy
1.1.1. Khái niệm và mục đích.
- Khái niệm: Sấy là quá trình dùng nhiệt năng để làm bốc hơi nước ra
khỏi vật liệu ẩm.
- Mục đích:
+ bảo quản nguyên vật liệu ( thực phẩm, hóa chất, quặng ) vì sấy làm
giảm độ ẩm của vật liệu đến mức cần thiết do đó vi khuẩn, nấm mốc,nấm men
bị ức chế hoặc không phát triển và hoạt động được, giảm hoạt động các enzim.
+ Tiết kiệm năng lượng tiêu tốn cho quá trình vận chuyển vì sấy làm
giảm kích thước và trọng lượng của vật liệu.
+ Đảm bảo các thông số kĩ thuật cho quá trình gia công vật liệu tiếp theo.
+ Đảm bảo tính mĩ thuật.
1.1.2. Phân loại phương pháp sấy
Có rất nhiều cách để phân loại:
- Phân loại theo nguồn năng lượng sử dụng để sấy thì hai loại sấy:
+ Sấy tự nhiên: Tiến hành bay hơi tự nhiên bằng năng lượng tự nhiên
như năng lượng mặt trời, năng lượng gió...Dùng các phương pháp này chỉ đỡ
tốn năng lượng nhưng không chủ động được điều chỉnh được vận tốc của quá
trình theo yêu cầu kĩ thuật, năng suất thấp.

+ Sấy nhân tạo: sử dụng nguồn năng lượng do con người tạo ra như
khói lò, hơi nước bão hòa, dòng điện...Phương pháp này khắc phục được các
nhược điểm của phương pháp sấy tự nhiên.
- Phân loại theo phương pháp truyền nhiệt trong kĩ thuật sấy:
DVHD: Nguyễn Văn Hoàn
Page 8

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

+ Sấy đối lưu: Phương pháp sấy cho tiếp xúc trực tiếp vật liệu sấy với
không khí nóng, khói lò...( gọi là tác nhân sấy ).
+ Sấy tiếp xúc: Phương pháp sấy không cho tác nhân sấy tiếp xúc trực
tiếp với vật liệu mà truyền nhiệt gián tiếp cho một vách ngăn.
+ Sấy bằng tia hồng ngoại: 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 tầng: Phương pháp sấy dùng năng lượng điện
trường có tần số cao để đốt nóng trên toàn bộ chiều dày lớp vật liệu.
+ Sấy thăng hoa: Phương pháp sấy trong môi trường có độ chân không
rất cao nhiệt độ thấp nên ẩm tự do trong vật liệu đóng băng và bay hơi từ
trạng thái rắn thành hơi không qua trạng thái lỏng.
Ba phương pháp cuối cùng chỉ 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 sử dụng phổ biến 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.
- Dựa vào phương pháp làm việc.
+ Máy sấy liên tục
+ Máy sấy gián đoạn
- Dựa vào áp suất làm việc:
+ Sấy chân không
+ Sấy áp suất thường
- Dựa vào cấu tạo thiết bị:
+ Thiết bị sấy buồng: có thể sấy được tất cả các loại vật liệu, cấu tạo
thiết bị đơn giản nhưng vật liệu không được đảo trộn trong quá trình sấy dẫn
DVHD: Nguyễn Văn Hoàn
Page 9

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

đến sấy không đồng đều, thời gian sấy dài, năng suất thấp. Thiết bị làm việc
không liên tục do phải ngừng hoạt động để nạp và tháo vật liệu làm tổn thất
năng lượng nhiều. Khí nóng phân bố không đồng đều trong toàn bộ buồng sấy.
+ Thiết bị sấy hầm: hầm cấu tạo đơn giản, năng suất cao, làm việc bán
liên tục, sấy không đồng đều giữa các lớp vật liệu.
+ Thiết bị sấy nhiều băng tải: vật liệu được đảo trộn, thời gian sấy
nhanh, sấy đồng đều thích hợp sấy vật liệu dạng hạt ít bị vỡ vụn như rau, quả,

sấy ngũ cốc, sấy bánh kẹo nhưng không sấy được vật liệu khích thước lớn, vật
liệu có thể bị vỡ vụn, không sấy được vật liệu quá ẩm do có khả năng bị bết
dính lại trên băng tải làm giảm hiệu quả sấy.
+ Thiết bị sấy thùng quay: cường độ bốc hơi ẩm lớn có, quá trình sấy
đều đặn, tiếp xúc giữa khói nóng và vật liệu tốt, thời gian sấy nhanh, thiết bị
gọn, có thể cơ khí hóa, tự động hóa được hoàn toàn, thích hợp sấy nhiều loại
vật liệu, năng suất lớn. Vật liệu bị đảo trộn nhiều dễ bị vỡ vụn có thể ảnh
hưởng đến chất lượng sản phẩm, không sấy được vật liệu có độ bết dính lớn
làm giảm hiệu quả sấy, cấu tạo thiết bị phức tạp
+ Thiết bị sấy tầng sôi: cường độ sấy lớn, năng suất cao, năng suất cao, thiết
bị sấy đồng đều, có thể cơ khí hóa tự động hóa hoàn toàn tuy nhiên khó vật liệu có
thể bị vỡ vụn tạo bụi, bào mòn thiết bị, tốn năng lượng cho thiết bị thu hồi bụi.
+ Thiết bị sấy phun: sấy nhanh, vật liệu ở dạng bột mịn không cần
nghiền, phụ hợp vật liệu không sấy ở nhiệt độ cao tuy nhiên kích thước phòng
sấy lớn, tốc độ của tác nhân sấy nhỏ do đó cường độ sấy nhỏ tiêu tốn năng
lượng lớn, cấu tạo thiết bị phức tạp.
1.1.3. Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy
a. Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí
Trong các điều kiện khác nhau không đổi như độ ẩm không khí, tốc độ
gió…, việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nhanh tốc độ làm khô do lượng
nước trong nguyên liệu giảm xuống càng nhiều. Nhưng tăng nhiệt độ cũng ở
DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
10

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

giới hạn cho phép vì nhiệt độ làm khô cao sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất
lượng sản phẩm, dễ làm cho nguyên liệu bị chín và gây nên sự tạo màng cứng
ở lớp bề ngoài cản trở tới sự chuyển động của nước từ lớp bên trong ra bề mặt
ngoài. Nhưng với nhiệt độ làm khô quá thấp, dưới giới hạn cho phép thì quá
trình làm khô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, hủy hoại nguyên liệu. Nhiệt độ
sấy thích hợp được xác định phụ thuộc vào độ dày bán thành phẩm, kết cấu tổ
chức của thịt quả và đối với các nhân tố khác. Khi sấy ở những nhiệt độ khác
nhau thì nguyên liệu có những biến đổi khác nhau ví dụ: nhiệt độ sản phẩm
trong quá tŕnh sấy cao hơn 600 thì protein bị biến tính, nếu trên 900 thì
fructaza bắt đầu caramen hóa các phản ứng tạo ra melanoidin tạo polyme cao
phân tử chứa N và không chứa N, có màu và mùi thơm xảy ra mạnh mẽ. Nếu
nhiệt độ cao hơn nữa thì nguyên liệu có thể bị cháy làm mất giá trị dinh
dưỡng và mất giá trị cảm quan của sản phẩm.
Quá trình làm khô tiến triển, sự cân bằng của khuếch tán nội và khuếch
tán ngoại bị phá vỡ, tốc độ khuếch tán ngoại lớn nhưng tốc độ khuếch tán nội
thì chậm lại dẫn đến hiện tượng tạo vỏ cứng ảnh hưởng đến quá trình làm khô.
b.Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí
Tốc độ chuyển động của không khí có ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy, tốc
độ gió quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi cho quá trình sấy. Vì tốc độ chuyển
động của không khí quá lớn khó giữ nhiệt lượng trên nguyên liệu để cân bằng quá
tŕnh sấy, còn tốc độ quá nhỏ sẽ làm cho quá trình sấy chậm lại. Vì vậy, cần phải có
một tốc độ gió thích hợp, nhất là giai đoạn đầu của quá trình làm khô.
Hướng gió cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá tŕnh làm khô, khi hướng gió
song song với bề mặt nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất nhanh. Nếu hướng
gió thổi tới nguyên liệu với góc 45 oC thì tốc độ làm khô tương đối chậm, còn

thổi thẳng vuông góc với nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất chậm.
c. Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí
Độ ẩm tương đối của không khí cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định
đến quá trình làm khô, độ ẩm của không khí càng lớn quá trình làm khô sẽ chậm
DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
11

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

lại. Các nhà bác học Liên Xô và các nước khác đã chứng minh rằng: độ ẩm
tương đối của không khí lớn hơn 65% thì quá trình sấy sẽ chậm lại rõ rệt, còn độ
ẩm tương đối của không khí khoảng 80% trở lên thì quá trình làm khô sẽ dừng
lại và bắt đầu xảy ra hiện tượng ngược lại, tức là nguyên liệu sẽ hút ẩm trở lại.
Để cân bằng ẩm, khuếch tán nội phù hợp với khuếch tán ngoại và tránh
hiện tượng tạo màng cứng, người ta áp dụng phương pháp làm khô gián đoạn
tức là vừa sấy vừa ủ.
Làm khô trong điều tự nhiên khó đạt được độ ẩm tương đối của không
khí 50% đến 60% do nước ta khí hậu nhiệt đới thường có độ ẩm cao. Do đó,
một trong những phương pháp để làm giảm độ ẩm của không khí có thể tiến
hành làm lạnh để cho hơi nước ngưng tụ lại. Khi hạ thấp nhiệt độ của không
khí dưới điểm sương hơi nước sẽ ngưng tụ, đồng thời hàm ẩm tuyệt đối của

không khí cũng được hạ thấp. Như vậy để làm khô không khí người ta áp
dụng phương pháp làm lạnh.
d. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu
Kích thước nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy. Nguyên liệu
càng bé, càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh, nhưng nếu nguyên liệu có kích
thước quá bé và quá mỏng sẽ làm cho nguyên liệu bị cong, dễ gẫy vỡ.
Trong những điều kiện giống nhau về chế độ sấy (nhiệt độ, áp suất khí
quyển) thì tốc độ sấy tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt S và tỷ lệ nghịch với
chiều dày nguyên liệu δ.
e. Ảnh hưởng của quá trình ủ ẩm
Quá trình ủ ẩm nhằm mục đích là làm cho tốc độ khuếch tán nội và
khuếch tán ngoại phù hợp nhau để làm tăng nhanh quá trình làm khô. Trong
khi làm khô quá tŕnh ủ ẩm người ta gọi là làm khô gián đoạn.

DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
12

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

f. Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu
Tùy vào bản thân nguyên liệu mà người ta chọn chế độ làm khô cho phù

hợp, cần phải xét đến thành phần hóa học của nguyên liệu như: nước, lipit, chất
khoáng, protein, Vitamin, kết cấu tổ chức thịt quả chắc hay lỏng lẻo...
1.1.4. Vai trò của sấy trong kỹ thuật và đời sống
Sấy là qúa trình tách nước (ẩm) ra khỏi vật liệu bằng phương pháp nhiệt.
Ngày xưa người ta đã biết sử dụng phương pháp sấy tự nhiên rất đơn giản là
phơi nắng. Tuy nhiên, phơi nắng bị hạn chế lớn là cần diện tích sân phơi rộng
và phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt bất lợi trong mùa mưa. Vì vậy, trong các
ngành công nghiệp người ta thường phải tiến hành quá trình sấy nhân tạo.
- Kết quả của qúa trình sấy là hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên.
Điều đó có ý nghĩa quan trọng trên nhiều phương diện khác nhau.
Ví dụ:
+ Đối với các nông sản và thực phẩm thì tăng cường tính bền vững trong bảo quản.
+ Đối với các nhiên liệu ( củi, than) được nâng cao nhiệt lượng cháy, đối
với các gốm sứ thì làm tăng độ bền cơ học…
+ Và ngoài ra tất cả các vật liệu sau khi sấy đều được giảm giá thành vận chuyển.
- Do các ý nghĩa đã nêu trên mà đối tượng của quá trình sấy thật đa dạng, bao
gồm nguyên liệu, bán thành phẩm và thành phẩm trong các giai đoạn khác
nhau của qúa trình sản xuất và chế biến, thuộc nhiều lĩnh vực kinh tế khác
nhau. Nói cách khác, kỹ thuật sấy được ứng dụng rộng rãi trong các nghành
công nghiệp và nông nghiệp.
- Nguyên tắc của quá trình sấy là cung cấp năng lượng nhiệt để biến đổi trạng
thái pha của lỏng trong vật liệu thành hơi. Hầu hết các vật liệu trong quá trình
sản xuất đều chứa pha lỏng là nước và người ta thường gọi là ẩm. Như vậy
trong thực tế có thể xem sấy là qúa trình tách ẩm bằng phương pháp nhiệt.

DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
13

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

- Việc cung cấp năng lượng cho vật liệu trong qúa trình sấy được tiến hành
theo các phương pháp truyền nhiệt đã biết.
Ví dụ:
+ Cấp nhiệt bằng đối lưu gọi là sấy đối lưu.
+ Cấp nhiệt bằng dẫn nhiệt gọi là sấy tiếp xúc.
+ Cấp nhiệt bằng bức xạ gọi là sấy bức xạ.
+ Ngoài ra, còn có các phương pháp sấy đặc biệt như sấy bằng dòng
điện cao tần, sấy thăng hoa, sấy chân không…
- Tóm lại, để bảo quản các loại sản phẩm trong thời gian dài, trong qui trình
công nghệ sản xuất của nhiều sản phẩm đều có công đoạn sấy khô.
- Để chất lượng sản phẩm ngày càng được nâng cao, công nghệ sấy cũng
được cải tiến và phát triển như trong nghành hải sản, rau quả và nhiều loại
thực phẩm khác. Các sản phẩm nông nghiệp dạng hạt như lúa, ngô, đậu…sau
khi thu hoạch cần sấy khô kịp thời, nếu không sản phẩm sẽ bị giảm chất
lượng thậm chí bị hỏng dẫn đến tình trạng mất mùa sau thu hoạch.
Do nhu cầu sấy ngày càng đa dạng, có nhiều phương pháp và thiết bị
sấy để sấy các loại sản phẩm khác nhau.Ngoài ra đôi khi cùng một loại sản
phẩm nhưng nếu yêu cầu về qui mô sấy khác nhau thì cũng đòi hỏi thiết bị
sấy phù hợp. Đối với từng loại sản phẩm đã được biết trước, nhằm đạt được
các yêu cầu của sản phẩm sấy với chi phí nhiên liệu và đầu tư thiết bị ban
đầu thấp nhất.

DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
14

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

1.2. Giới thiệu về máy sấy thùng quay

Hình ảnh về hệ thống sấy thùng quay.
Hệ thống sấy thùng quay là hệ thống sấy làm việc liên tục chuyên dùng
để sấy các vật liệu dạng hạt cục nhỏ như: cát, than đá, các loại quặng, đường,
muối và các loại hóa chất như: Ti0 2, NaHC03, BaCl2...ngũ cốc, đường. Hệ
thống dùng nhiên liệu đốt có thể là dầu hoặc than cấp nhiệt cho buồng đốt.
1.2.1 Cấu tạo
Cấu tạo máy sấy thùng quay gồm 3 phần chính:
+ Buồng đốt.
+ Thùng quay để trao đổi nhiệt liên tục với vật liệu sấy.
+ Hệ thống thông gió thu hồi bụi cuối lò.
Cấu tạo chính của máy sấy thùng quay là thùng sấy. Thùng sấy là một
hình trụ đặt nghiêng so với phương nằm ngang từ 1 – 6 , toàn bộ trọng lượng
của thùng được đặt trên hai vành đai đỡ, vành đai đỡ được đặt trên con lăn đỡ.

Muốn điều chỉnh thời gian lưu của vật liệu người ta điều chỉnh khoảng cách
của hai con lăn đỡ. Thùng quay nhờ gắn chặt với bánh răng ăn khớp với bánh
răng dẫn động nhận truyền động của động cơ qua bộ giảm tốc. Vật liệu ướt
được nạp liên tục vào đầu cao của thùng qua phễu nạp liệu. Vật liệu vào thùng
không quá 20 – 25% thể tích thùng. Vật liệu sau khi sấy được tháo qua cửa
tháo sản phẩm ra ngoài.
Thùng sấy là thùng hình trụ rỗng làm bằng thép, mặt trong được bọc một
lớp cách nhiệt. Hệ thống sấy thùng quay được quy chuẩn hóa theo đường kính
DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
15

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

của thùng là 1,2m; 1,4m; ...; 2,8m tỷ lệ với chiều dài thùng theo công thức: L/D
=3,5 7. Tùy theo đường kính của ống thép mà chiều dày của thành ống có thể
từ 10 – 14 mm.
Bên trong thùng có lắp cánh để xáo trộn vật liệu làm cho quá trình trao đổi
nhiệt giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy tốt hơn tăng hiệu suất của quá trình
nhưng cũng có thể không cần cánh trộn. Phía cuối thùng có hộp tháo sản phẩm
còn đầu thùng cắm vào lò đốt hoặc nối với ống dẫn tác nhân sấy. Giữa thùng
quay, hộp tháo và lò có cơ cấu bịt kín để không cho khí nóng và khói lò thoát ra

ngoài. Bên trong buồng cuối lò có gắn quạt hút, ống khói và xyclon lắng bụi
tạo thành hệ thống thông gió bên trong máy sấy.
Khí nóng và vật liệu sấy có thể đi cùng chiều hoặc ngược chiều bên trong
thùng. Phía đầu chỗ nạp liệu bên trong thùng sấy có lắp các cánh xoắn một đoạn
700 – 1000mm chiều dài của doạn này phụ thuộc vào đường kính của thùng.
Tốc độ khói lò hoặc không khí nóng đi trong thùng không được lớn hơn
3m/s để tránh vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thùng. Các đệm ngăn trong thùng
vừa có tác dụng phân phối 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 các đệm
ngăn phụ thuộc vào kích thước vật liệu sấy và độ ẩm sấy của nó.
Các loại điệm ngăn phổ biến là:
- Điệm ngăn mái chèo nâng và loại phối hợp: dùng khi sấy các vật liệu
cục to, ẩm, có xu hướng đóng vón. Loại này có hệ số đầy vật liệu không quá
10 – 20%.
- Đệm ngăn phân phối hình chữ nhật và kiểu vạt áo được xếp trên toàn bộ
tiết diện của thùng được dùng để sấy các vật liệu để sấy các vật liệu dạng cục
nhỏ, xốp, khi thùng quay vật liệu đảo trộn nhiều lần, bề mặt tiếp xúc giữa vật
liệu và tác nhân sấy lớn.
- Đệm ngăn kiểu phân khu: để sấy các vật liệu đã đập nhỏ, bụi. Hệ này cho
phép hệ số điền đầy khoảng 15 – 25%.
DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
16

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

Nếu nhiệt độ sấy lớn hơn 200C thì dùng khói lò nhưng không cho nhiệt độ
lớn hơn 800C.
1.2.2. Nguyên lý hoạt dộng.

6

7

13
8

14

4

1

5
10

15

11

9

3

3

2

12

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

DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
17

11.Bê tông
12.Băng tải
13.Phễu tiếp liệu
14.Van điều chỉnh
15.Quạt thổi

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

Vật liệu ướt được nạp liên tục vào đầu cao của thùng qua phễu nạp liệu
và được chuyển động dọc theo thùng nhờ các đệm ngăn. Các đệm ngăn này
vừa có tác dụng phân bố đều vật liệu theo tiết diện của thùng vừa đảo trộn
vật liệu để tăng bề mặt tiếp xúc của vật liệu với tác nhân sấy. Vật liệu rơi từ
đầu cao đến đầu thấp của thùng. Khói lò từ lò đốt sẽ đi cùng chiều với chiều
của vật liệu. Vận tốc của khói lò từ 2 – 3m/s, thùng quay với vận tốc 3 – 8
vòng/ phút, thùng đặt nghiêng so với phương nằm ngang từ 1 – 6. Khi khói
lò tiếp xúc với vật liệu xảy ra quá trình truyền nhiệt. Nhiệt trong khói lò làm
ẩm trong vật liệu bốc hơi, khói lò nguội đi.Vật liệu khô ở cuối máy sấy được
tháo ra qua cơ cấu tháo sản phẩm. Ẩm bốc ra từ vật liệu và khí thải được
quạt hút đẩy sang hệ thống tách bụi để tách những hạt bụi bị cuốn theo khí
thải. Các hath bụi được tách ra và hồi lưu lại băng tải xích. Khí sạch được
thải ra ngoài.
1.2.3. Ưu, nhược điểm của sấy thùng quay.
- Ưu điểm:
+ Cường độ bốc hơi ẩm lớn có thể đạt 100 kg ẩm bây hơi/m 3h.
+ Quá trình sấy đều đặn
+ Tiếp xúc giữa tác nhân sấy và vật liệu tốt
+ Thời gian sấy nhanh
+ Thiết bị gọn

+ Có thể cơ khí hóa và tự động hóa hoàn toàn
+ Thích hợp với sấy nhiều loại vật liệu
+ Năng suất lớn có thể lên đến 20 tấn/h
- Nhược điểm:
DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
18

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

+ Vật trộn bị đảo trộn nhiều có thể bị vỡ vụn ảnh hưởng đến chất lượng
sản phẩm
+ Vật liệu có độ bết dính lớn gây khó khăn trong quá trình sấy làm giảm
hiệu quả sấy
+ Không sấy được thiết bị dễ vỡ
+ Cấu tạo thiết bị phức tạp
1.2.4. Lựa chọn thiết bị
Độ ẩm ban đầu của quặng mangan là 15%, quá trình sấy cần thực hiện
liên tục với năng suất lớn: 10050 kg/h, vật liệu dạng bụi nhỏ và mịn lên ta
dùng đệm ngăn kiểu phân khu. Tác nhân sấy là khói lò vì nhiệt độ đầu của
khói lò là 700°C, chiều chuyển động của tác nhân sấy là xuôi chiều.
1.3. Giới thiệu về vật liệu quặng mangan.

Trong thiên nhiên mangan là kim loại tương đối phổ biến, đứng hàng
thứ ba trong các kim loại chuyển tiếp sau Fe và Ti. Trữ lượng của Mangan
trong vỏ Trái Đất là 0,032% tổng số nguyên tử.
Khoáng vật chính của mangan là hausmanit (Mn 304) chứa khoảng 72%
Mn, pirolusit (Mn02) chứa khoảng 63% Mn, braunit (Mn203) và manganit
(Mn00H). Quặng mangan quan trọng nhất là pyrolusit (Mn0 2). Các quặng
quan trọng khác thường có sự phân bố liên quan đến các quặng sắt. Những
nước có nhiều mỏ quặng mangan là Nga, Nam Phi, Ấn Độ, Gabon, Brazin,
Australia. Nước ta có mỏ pirolusit ( Mn02 ) lẫn braunit ( Mn203 ) ở Tốc Tác và
Bản Khuôn ( Cao Bằng ) và mỏ pirolisit lẫn hematit ( Fe 304 ) ở Yên Cư và
Thanh Tứ ( nghệ An ).
Gần 95% Mn được sản xuất là dùng để chế thép trong ngành luyện kim.
Mangan có khả năng loại oxi, lưu huỳnh trong thép, gàn và có khả năng tạo
DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
19

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

hợp kim với sắt thành thép đặc biệt nên truyền cho thép những phẩm chất tốt
như khó rỉ, cứng, chịu mài mòn.
Mn có lượng bé trong sinh vật, là nguyên tố quan trọng đối với sự sống.

Đất thiếu Mn làm cho thực vật thiếu mangan điều này có ảnh hưởng xấu đến
sự phát triển xương của động vật. Ion mangan là chất hoạt hóa một số enzim
xúc tiến một số quá trình tạo thành chất clorophin ( chất diệp lục ), tạo máu và
sản xuất những kháng thể nâng cao sức đề kháng cảu cơ thể. Mn cần cho quá
trình đồng hóa nitơ của thực vật và quá trình tổng hợp protein. Nhu càu Mn
của người lớn là 8mg mỗi ngày. Mn làm giảm lượng đường trong máu lên
tránh được bệnh tiểu đường. Nếu tiếp xúc nhiều năm với quặng mangan làm
suy nhược hệ thần kinh, gan, tuyến giáp trạng.
Một số hình ảnh về quặng mangan:

a,Trimangan tetraoxit (Mn304)
Trimangan tetraoxit (Mn304) là chất ở dạng tinh thể nóng chảy ở 1500 oC, có
thể có các màu vàng, đỏ hoặc đen tùy thuộc phương pháp điều chế. Oxit Mn304 tồn
tại tự do trong tự nhiên dưới dạng khoáng vật hausmanit. Mn 304 được điều chế khi
nung Mn02 hay Mn203 ở 900oC hoặc dùng khí H2 khử các oxit đó ở khoảng 200oC.
3Mn02 + 2H2

200C

Mn304 + 2H20

DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
20

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6

Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

b,Mangan dioxit (Mn02)
Mangan dioxit (Mn02) là chất bột màu đen tồn tại tự do trong tự nhiên
dưới dạng khoáng vật pirolusit. Khi đun nóng nó phân hủy tạo thành các oxit
thấp hơn:
Mn02

>500C

>900C

Mn203

Mn304

Ở điều kiện thường, nó là oxit bền nhất trong các oxit của mangan,
không tan trong nước và tương đối trơ. Khi đun nóng nó tan trong axit và
kiềm như một oxit lưỡng tính. Khi tan trong axit nó không tạo muối kém bền
của Mn4+ mà tác dụng như chất oxi hóa, ví dụ nó tác dụng với dung dịch HCl
đặc giải phóng khí Cl2
Mn02 + 4HCl

MnCl2 + Cl2 + 2H20

Khi tan trong dung dịch KOH đặc nó tạo nên dung dịch màu xanh lam
chứa ion Mn(III) và Mn(V) vì trong điều kiện này Mn(VI) không tồn tại

được:
2Mn02 +6KOH

K3Mn04 + K3[Mn(OH)6]

Khi nấu chảy với kiềm hay oxit bazo mạnh, nó tạo nên muối manganit.
Mn02 + Ca0

CaMn03

Ở nhiệt độ cao, Mn02 có thể bị H2, CO, C khử thành kim loại. Huyền
phù Mn02 trong nước ở 0oC tác dụng với khí SO2 tạo thành mangan (II)
dithionat:
Mn02 + 2SO2

MnS206

và khi đun nóng tạo thành mangan (II) sunfat.
Khi nấu chảy với chất kiềm nếu có mặt chất oxit hóa như KNO 3, KclO3
hay O2 mangan dioxit bị oxi hóa thành manganat.
Mn02 + KNO3 + K2CO3

K2MnO4 + KNO2 + CO2

Tùy theo yêu cầu về chất lượng, MnO 2 được điều chế theo nhiều
phương pháp khác nhau ví dụ như nhiệt phân Mn(NO 3) ở nhiệt độ ~ 300oC
DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
21

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

hay oxi hóa muối mangan(II) trong môi trường kiềm bằng Cl 2, HOCl, Br2 hay
điện phân hỗn hợp dung dịch MnS04 và H2S04 với điện cực và bình điện phân
làm bằng than chì.
c, Mangan (III) oxit (Mn203)
Mangan (III) oxit (Mn203) tồn tại trong tự nhiên dưới dạng quặng
braunit sau khi tinh chế là chất bột màu đen không tan trong nước. Khi đun
nóng trong không khí ở 950 – 1100 oC nó biến thành Mn304 và khi đun nóng
trong khí hidro ở 300oC biến thành Mn0. Mn203 được điều chế khi đun nóng
Mn02 trong không khí ở 550 – 900oC.
d, Monohidroxit MnOOH
Monohidroxit MnOOH là chất ở dạng tinh thể màu nâu gần như đen,
không tan trong nước. Ở 365 – 400 oC nó mất nước biến thành Mn 203. Khi tác
dụng với dung dịch axit loãng nó thường tạo nên Mn0 2 và muối mangan(II).
Với một số axit hữu cơ như oxalic, axit nitric, axit salixilic, nó tạo nên hợp
chất bền với mangan(III).
Trong phòng thí nghiệm, MnOOH được điều chế khi cho chất oxi hóa
như Cl2 hay KMn04 tác dụng với huyền phù MnCO3 ở trong nước:
3MnCO3 + Cl2 + H2O

2MnOOH + MnCl2 + 3CO2

Monohidroxit MnOOH tồn tại tự do trong tự nhiên dưới dạng khoáng
vật manganit.

DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
22

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN NHIÊN LIỆU
2.1. Thông số ban đầu.
2.1.1. Kiểu thiết bị sấy
Thùng quay phương thức sấy xuôi chiều.
2.1.2. Điều kiện môi trường.
- Trạng thái của không khí ngoài trời nơi đặt thiết bị sấy
+ Nhiệt độ môi trường: 250C
+ Độ ẩm tương đối của không khí: 75%
- Hàm ẩm của không khí :
o . pbh
xo = 0,622. p  pbh .o ( kg ẩm/kg kkk )

( CT 7.3 – 273 – QTTBT4 )
Trong đó :
P : Áp suất khí quyển , mmHg; P = 760 mmHg.
Pbh: Áp suất riêng phần của hơi nước trong hỗn hợp không khí ẩm đã
bão hòa hơi nước, mmHg.
�
4026, 62 �
4026, 62 �
�
12 
12 
�
�
�
�
Pbh = exp � 235,5  to = exp � 235,5  25
= 0.032 bar

 xo = = 0,015 ( kg ẩm/kg kkk ).
- Hàm nhiệt của không khí :
Io = to + ( 2493 + 1,97.to ).xo ( kJ/kg kkk )
( CT 7.5 – 273 – QTTBT4 )
 Io = 25 + ( 2493 + 1,97.25 ).0,015 = 63,134 ( kJ/kg kkk )
Vậy, trạng thái không khí trước khi vào lò đốt
DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
23

Đặng Thị Thu Hương

CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

Nhiệt độ

: to = 25ºC.

Độ ẩm

: φo= 75%.

Hàm nhiệt : xo = 0,015 ( kg/kg kkk ).
Hàm ẩm

: Io = 63,134 ( kJ/kg kkk ).

2.1.3. Vật liệu sấy là cát với các thông số
- Độ ẩm của vật liệu trước khi sấy: 15%
- Độ ẩm của vật liệu sau khi sấy là: 2%
- Lượng vật liệu đưa vào máy sấy : 10050 kg/h
2.1.4. Tác nhân sấy
Khói lò :
- nhiệt độ khói lò vào thùng sấy : t = 700C
- nhiệt độ khói lò ra khỏi thùng : t2 = 105oC
2.2. Tính toán các thông số của nhiên liệu

2.2.1. Thành phần của than
Nhiên liệu của than đá bao gồm các thành phần sau:
Thành phần

C

% Khối lượng 74,5

H

O

N

S

W

A

x

4,1

3,8

1,8

3,9

3

8,9

2,5

Trong đó:
W : thành phần ẩm.
A : thành phần tro.
- Chuyển các thành phần sang trạng thái làm việc:
+ Độ tro của nhiên liệu ở chế độ làm việc được xác định :
A = A . = 8,9 . = 8,633%
DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
24

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy

+ Các thành phần khác:
C=C.

= 75,5. = 65,833%

H=H.

= 4,1.= 3,623%

O=O.

= 3,8. = 3,358%

N=N.

= 1,8. = 1,591%

S=S .

= 3,9.= 3,446%

Tính toán tương tự ta thu được thành phần của than ở chế độ làm việc
Thành phần

Clv

Hlv

Olv

Nlv

Slv

% khối lượng

65,833 3,623 3,358 1,591 3,446 3

W

Alv

x

8,633 2,5

2.2.2. Nhiệt dung riêng của than đá
Áp dụng công thức tính nhiệt dung riêng của than đá:
Ct= 837+3,7.to+625.x, J/kg.độ

( CT I.48 – 153 – STT1 ).

Trong đó :
to : Nhiệt độ của than trước khi vào lò đốt, to= 25oC
x: Hàm lượng chất bốc, x = 2,5%
Ct = 837 + 3,7.2,5 + 625.0,025 = 945,125 ( J/kgoC )
Ct = 945,125.10-3 ( kJ/kg.ºC ).
2.2.3. Nhiệt trị của than
Nhiệt trị cao của than :
Qc = 339.Clv + 1256.Hlv – 109.(Olv – Slv) ( kJ/kg )
(VII.37 – 110 – STT2 )
Qc = 339.65,833 + 1256.3,623 – 109.( 3,358 – 3,446)
Qc = 26877,467 (kJ/kg).
Nhiệt trị thấp của than :

DVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page
25

Đặng Thị Thu Hương
CNH1_K6