thiết kế nhà máy sản xuất gạch Granit năng suất 1,8 triệu m2năm

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin được gửi lời biết ơn chân thành sâu sắc và kính trọng
nhất đến thầy giáo Th.S Nguyễn Văn Hoàn ,Người đã tận tình hướng dẫn, giúp
đỡ và động viên em trong suốt quá trình học tập và làm Đồ Án Tốt Nghiệp.
Em cũng xin gửi lời cám ơn tới toàn bộ các thầy cô giáo trong bộ môn
Hóa Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội, đã dạy dỗ và truyền đạt cho em
những kiến thức khoa học và kinh nghiệm trong cuộc sống để em có được như
ngày hôm nay.
Bên cạnh đó em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo công ty và CBCNV
thuộc công ty Cổ phần Gạch Thạch Bàn, đã nhiệt tình hướng dẫn, tạo mọi điều
kiện giúp đỡ em trong quá trình thực tập và hoàn thành luận văn.
Cuối cùng con xin chân thành biết ơn sâu sắc tới hai đấng sinh thành đã
sinh ra ,nuôi dưỡng và chăm lo cho cuộc sống của con, sau này Bố Mẹ sẽ không
thể theo con suốt cuộc đời, nhưng những lời dậy bảo và nhắc nhở của và sự hy
sinh cao cả của Cha Mẹ luôn là hành trang và động lực theo sát bên con để con
đứng vững trong cuộc sống này. Cảm ơn các bạn bè và người thân đã luôn chia
sẻ, động viên và giúp đỡ tôi những lúc khó khăn trong học tập và trong cuộc
sống.
Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày 12 tháng 05 năm 2011
Sinh viên
Lê Thị Lương

Sinh viên: Lê Thị Lương
1

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

MỞ ĐẦU
BIỆN LUẬN ĐỀ TÀI THIẾT KẾ.
Trường ĐHCN Hà Nội là đơn vị tiên phong đã đào tạo ra những sinh viên
chuyên ngành Hóa. Điều đó không chỉ cung cấp cho đất nước đội ngũ những
cán bộ,công nhân lành nghề, những thợ kỹ thuật có tay nghề cao mà nó còn mở
ra cơ hội việc làm cho giới trẻ trong lĩnh vực khá mới mẻ này.
Là một sinh viên khoa Công nghệ Hóa Học của trường, chúng em được trang bị
rất nhiều kiến thức về Công nghệ sản xuất gốm sứ, gạch, phân bón vô cơ, mạ
điện...Để củng cố những kiến thức đã được học cũng như để phát huy trình độ
độc lập sáng tạo giải quyết một vấn đề cụ thể của sinh viên trong thực tế sản
xuất, chính vì vậy đợt thực tập này là cơ hội tốt để cho chúng em được tìm hiểu
về các quá trình công nghệ, được vận dụng những kiến thức đã được học và mở
rộng vốn kiến thức của mình, từ đó giúp chúng em có cái nhìn cụ thể hơn về
ngành nghề mình đã lựa chọn.
Ngày nay, trên Thế giới , kỹ thuật sản xuất gốm sứ đã trở thành một nghành
công nghiệp phát triển với kỹ thuật sản xuất hiện đại cho ra đời nhiều sản phẩm
phong phú , đa dạng được ứng dụng trong nhiều ngành kỹ thuật như : Điện, điện
tử , tự động hóa, điều khiển, xây dựng và dân dụng ….
Ngành sản xuất gạch đất sét nung là một ngành sản xuất vật liệu xây dựng quan
trọng của đất nước .Trong cơ cấu ngành trước đây đa phần là cơ sở sản xuất tư
nhân hoặc một số xí nghiệp địa phương , quốc doanh có nền sản xuất thấp kém
đó là gia công chế biến tạo hình thủ công , nung đốt trong lò đứng phụ thuộc
nhiều vào thời tiết , chất lượng kém , chi phí sản xuất còn cao…

Trong những năm trở lại đây sản xuất của ngành phát triển mạnh cả về số lượng
và chất lượng.Tổng công ty gạch Thạch Bàn là một đơn vị đi đầu , góp phần
quan trọng tạo nên hướng đi mới của ngành, địa điểm nằm gần sân bay Gia
Lâm, Hà Nội. Thời kì kháng chiến chống Mỹ là vùng trọng điểm đánh phá của
không quân Mỹ. Nhiều cán bộ công nhân viên hăng hái lên đường chiến đấu
giải phóng Miền Nam. Vượt mọi khó khăn những người ở lại thi đua sản xuất
Sinh viên: Lê Thị Lương
2

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

thời kì này, khâu khai thác nguyên liệu được cơ giới hóa, kĩ thuật nung đốt hoàn
thiện hơn trước, đạt năng suất cao.
Với nổ lực không ngừng : liên tục đầu tư đổi mới công nghệ, vận dụng những
thành tựu khoa học kỹ thuật vào sản xuất của ngành, công ty đã có được mô
hình sản xuất hiệu quả và chất lượng.Hệ chế biến tạo hình hiện đại , hệ thống lò
sấy, máy nghiền bi, cùng với phương pháp quản lý đội ngũ cán bộ công nhân
viên nhiều kinh nghiệm, có năng lực . Vì thế năng lực sản xuất của công ty đã
được khai thác một cách triệt để , và sản phẩm có chất lượng cao.
Công nghệ sản xuất gạch ốp lát Granit nhân tạo là một công trình mới và khó.
Tiến bộ xây dựng và chất lượng công trình là điều quan tâm hàng đầu. Sau
những khó khăn , trắc trở, nỗ lực của lãnh đạo và tập thể CBCNV công ty
Thạch Bàn thì mẻ sản phẩm đầu tiên của nhà máy sản xuất gạch ốp lát Granit
duy nhất ở Việt Nam đã ra lò ngày 21 tháng 11 năm 1996 Và tháng 12/1996,
Công ty đã vinh dự được Tổng bí thư ĐCSVN Đỗ Mười tới thăm.

Kể từ khi đi vào sản xuất chính thức dây truyền sản xuất nhà máy gốm Granit
đã hoạt động đảm bảo công suất thiết kế, chất lượng sản phẩm đạt tiêu chuẩn
Châu Âu và mẫu mã sản phẩm ngày càng phong phú, đa dạng.
Gạch ốp lát Granit cao cấp của công ty Thạch Bàn đã chiếm được lòng tin của
người tiêu dùng vì chất lượng cao, giá cả hợp lí phù hợp với các công trình xây
dựng dân dụng và công nghiệp.
Gạch Granit là sản phẩm vật liệu xây dựng để lát nền, sản phẩm có dạng hình
tấm phẳng , thành khá dày, bền khi chịu tải trọng cơ học.Yêu cầu kỹ thuật của
sản phẩm này là có hình thức đẹp, kích thước chuẩn, không cong vênh, men
không rạn nứt, độ bền cơ, bền nhiệt, bền hóa tốt. Qua thời gian thực tập và tìm
hiểu tại công ty Cổ Phần Gạch Thạch Bàn Em có thể xây dựng được nhà máy
sản xuất gạch Granit năng suất 1,8 triệu m 2/năm.Với việc khảo sát thiết kế và
xây dựng một nhà máy như vậy đòi hỏi việc lựa chọn và thiết kế lò nung sao
cho phù hợp với năng suất, đảm bảo chất lượng sản phẩm và phù hợp với bài
toán kinh tế đặt ra.

Sinh viên: Lê Thị Lương
3

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

PHẦN I.
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ LÒ NUNG THANH LĂN.
Nung là khâu quan trọng nhất trong kỹ thuật sản xuất gạch Granite. Nó ảnh
hưởng quyết định đến chất lượng và giá thành. Khi nung trong vật liệu sẽ xảy ra

phản ứng nhiệt độ cao của các cấu tử trong nguyên liệu, quá trình kết khối, quá
trình xuất hiện pha lỏng, quá trình hoà tan và tái kết tinh các tinh thể. Tuy
nhiên, điều quan trọng nhất là kết quả của quá trình nung tạo ra vật liệu mới có
vi cấu trúc mới. Vi cấu trúc của vật liệu được định nghĩa như là những đặc điểm
vi cấu tạo của vật liệu, thể hiện qua hình dạng và kích thước các hạt, cách phân
bố, hướng và sự tiếp xúc giữa các hạt, số lượng và chất lượng pha thuỷ tinh và
sự hiện diện của lỗ xốp.
Để nung sản phẩm gốm sứ thì người ta sử dụng nhiều loại lò khác nhau, phụ
thuộc vào hình dáng và kích thước của sản phẩm.Trong nghành công nghiệp
sản xuất gạch Granit, gạch men ốp lát những năm gần đây, lò thanh lăn là một
tiến bộ mới về khoa học – Công nghệ đang có xu hướng thay thế cho lò nung
tuynen.
I . CẤU TẠO LÒ NUNG THANH LĂN:
Phân xưởng lò nung gồm 02 dây truyền hoạt động độc lập. Mỗi dây truyền gồm
các thiết bị chính sau: Máy dỡ tải gòong, Máy nạp tải lò, Lò nung.
1.Khung lò:
Khung lò có cấu trúc dạng khung hình chữ nhật được làm bằng thép. Nó có tác
dụng đỡ toàn bộ phần kết cấu trong lò.Phần khung này được chia thành các
khoang riêng biệt gọi là modul có chiều dài từ 1,2 -2,5m.Phía dưới mỗi modul
có bố trí các chân đỡ có tác dụng đỡ phần thân của lò và có thể điều chỉnh lên
xuống cho phép phần bề ăngặt bên trên của các con lăn được thiết lập với nhau
tạo nên bề mặt phẳng hoàn hảo.
2. Phần tường lò bên trong :
Bên trong khung lò là lớp tường lò thường sử dụng các loại vật liệu chịu lửa,
cách nhiệt , cách điện và được bố trí xây thành nhiều lớp. Độ dày của gạch khác
nhau tùy thuộc vào nhiệt độ làm việc của lò. Lớp tường này có tác dụng ngăn
Sinh viên: Lê Thị Lương
4

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

cản sự thất thoát nhiệt và làm cho nhiệt trong lò luôn đảm bảo, không làm tăng
nhiệt độ môi trường xung quanh lò .Phần gạch này được xây ốp dọc theo thân
lò, vòm lò và nền lò tạo thành một khoảng không làm việc bên trong lò.
3. Hệ thống truyền động:
Một hệ thống truyền động bằng cơ điện làm cho các con lăn xoay một cách đều
đặn xung quanh trục riêng của chúng với một tốc độ có thể điều chỉnh, khống
chế được. Hệ thống con lăn này có tác dụng đưa viên gạch chạy dọc theo thân
lò với một tốc độ không đổi. Các hệ thống truyền tải là các khớp nối trục vít
được khắc ren giữa một trục chuyển động nằm ngang bên ngoài và đầu kia của
các con lăn và được gắn vào bánh răng. Hệ thống các con lăn này được truyền
động nhờ động cơ điện. Mỗi động cơ điện sẽ được dẫn động đến một số con lăn
cụ thể. Tốc độ của các con lăn được kiểm soat bằng tần số dòng điện.
4. Hệ thống quạt: Mỗi lò gồm 07 quạt được ký hiệu là a, b, c, d, e, f, g
Tác dụng của các quạt như sau:
a .Quạt (a) hút khí thải: hút khí thải trong lò, thải ra ngoài môi trường. Đồng
thời tạo áp suất cân bằng trong lò. Đưa nhiệt độ về đầu lò để sấy sản phẩm
b . Quạt (b) cấp khí đốt: cung cấp ôxi cho quá trình cháy gas trong mỏ đốt.
c . Quạt (c) làm lạnh trực tiếp: thổi khí vào làm nguội trực tiếp, có tác dụng hạ
nhiệt độ sản phẩm từ khoảng 1120 - 11400C xuống còn khoảng 730 - 7500C
d . Quạt (d) làm lạnh gián tiếp: hút khí từ ống làm nguội gián tiếp có tác dụng
hạ nhiệt độ sản phẩm một cách từ từ để tránh gây nứt vỡ sản phẩm.
e . Quạt (e) hút khí làm nguội cuối lò: hút khí nóng làm nguội sản phẩm, đồng
thời làm cân bằng áp suất trong lò
f . Quạt (f) thổi khí làm nguội cuối lò: thổi khí vào làm nguội cuối lò

g. Quạt (g) quạt khí nén có tác dụng cung cấp khí nén để xé tơi dầu tại các đầu
phun mỏ đốt, đảm bảo cho quá trình cháy được tốt.
5. Hệ thống mỏ đốt:
Các mỏ được bố trí sole trên dưới và sole giữa 2 bên thành lò tránh hiện
tượng ngọn lửa phun vào nhau để tạo sự đồng đều nhiệt trong lò.

Sinh viên: Lê Thị Lương
5

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

Cấu tạo mỗi mỏ đốt bao gồm: thiết bị điều khiển mỏ đốt, đường dẫn ga và
gió. Gas được lấy từ kho chứa gas qua hệ thống đường ống đến máy điều áp để
từ đó gas được cung cấp cho mỏ đốt. Hệ thống mỏ đốt có tác dụng cấp nhiệt
cho lò nung làm việc theo yêu cầu của công nghệ
Khoảng cách từ mỏ đốt với bề mặt con lăn là 300 mm.
Khi điều chỉnh nhiệt độ tại các modul thì van gas tổng sẽ tự động điều chỉnh lưu
lượng gas cung cấp cho mỏ đốt bằng cách mở độ to nhỏ cho góc mở van.
6.Hệ thống con lăn:
Hệ thống các con lăn chịu lửa tạo ra đáy di động của lò. Con lăn có đường kính
từ 35-65 mm. Đây là phần cốt yếu, quan trọng của lò nung. Nó có tác dụng
nâng đỡ và vận chuyển gạch đi trong lò. Chính vì vậy bề mặt của các con lăn rất
quan trọng, khi lắp ráp và hoạt động yêu cầu con lăn càng phẳng càng tốt. Do
môi trường làm việc của con lăn là ở nhiệt độ cao vì thế đòi hỏi con lăn phải có
độ bền nhiệt tốt. Để đạt được yêu cầu về độ bền nhiệt thì ngày nay người ta đã

nghiên cứu và chế tạo ra con lăn bằng vật liệu cao nhôm với hàm lượng nhôm
từ 71-85 %. Con lăn này có đầy đủ tính chất, đảm bảo tốt các yêu cầu khắt khe
khi làm việc trong môi truờng nhiệt độ cao, khả năng chịu mài mòn của con lăn
ở nhiệt độ cao càng tốt.
Ngoài bộ phận chính trên còn các bộ phận dùng để đo đạc, kiểm tra điều chỉnh
như hệ thống điều khiển điện tử, hệ thống can đo nhiệt, hệ thống camera theo
dõi quá trình nung của gạch trong lò…
7.Hệ thống các zôn:
Lò được chia thành các zôn như sau:
a. Zôn sấy (từ M1 – M9): tại đây có các cửa hút khói từ zôn nung về zôn sấy.
Các cửa hút được bố trí cả trên và dưới lò có tác dụng tạo sự đồng đều nhiệt độ,
áp suất trên và dưới.
b .Zôn nung sơ bộ (M10 - M16): phía dưới thanh lăn được bố trí các mỏ đốt để
nâng nhiệt độ của sản phẩm lên dần khoảng 750 - 10000C.
c . Zôn nung (M17 - M21): các mỏ đốt được bố trí đồng đều hai bên, cả trên và
dưới có tác dụng nâng nhiệt độ của sản phẩm từ 1000 - 12000C.
Sinh viên: Lê Thị Lương
6

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

Giai đoạn lưu M22 – M26: tại đây sản phẩm được lưu ở nhiệt độ cao nhất để
hoàn thiện nốt quá trình hóa lý xẩy ra trong sản phẩm.
d. Zôn làm lạnh trực tiếp (M27 – M29): khí thổi làm lạnh trực tiếp được phun
thẳng vào sản phẩm cả ở trên và dưới.

e. Zôn làm lạnh gián tiếp (M30 - M33) : vòi làm lạnh gián tiếp là các ống trao
đổi nhiệt được vắt ngang qua lò. Khí ngoài trời được hút qua ống rồi lấy nhiệt
trong lò một cách từ từ. Việc trao đổi nhiệt như vậy không làm ảnh hưởng đến
áp suất trong lò.
f. zôn làm nguội cuối cùng (M34 - M47)
II. QUÁ TRÌNH HÓA LÝ DIỄN RA KHI NUNG:
Các quá trình hóa lý của công nghệ sản xuất gạch gốm granit hầu như xẩy ra
trong quá trình nung. Do đó nung là một khâu rất quan trọng nó quyết định đến
chất lượng của sản phẩm. Trong quá trình nung sản phâm có nhiều quá trình
xẩy ra thường được chia thành các giai đoạn sau:
1. Quá trình sấy và đốt nóng sản phẩm từ 50 - 9000C:
Từ khi sản phẩm vào lò đến nhiệt độ khoảng 150 0C diễn ra quá trình loại bỏ độ
ẩm còn sót lại trong sản phẩm. Thường giai đoạn này diễn ra khá an toàn,
nhưng trong trường hợp gạch mộc có độ ẩm cao hơn qui định thì có thể gây nứt
vỡ sản phẩm.
Giai đoạn từ 150 - 5000C các chất hữu cơ chủ yếu trong đất sét sẽ phân hủy và
bốc cháy.
Giai đoạn từ 500 - 9000C diễn ra quá trình phân hóa khoáng caolinit mà kết quả
là tách nước liên kết hóa học và bắt đầu xuất hiện sự co là dấu hiệu bắt đầu của
quá trình kết khối. Sự di chuyển của hơi nước tạo ra dòng khí thoát lên lớp men
(đối với sản phẩm tráng men) lúc này lớp men còn mang tính thẩm thấu nên
chưa bị hư hại.
Ở gần 5730C quắc biến đổi đột ngột từ dạng  sang dạng  gây ra trạng thái
tăng thể tích của xương. Sự gia tăng này được bù lại một phần bởi quá trình co
do sự mất nước của colinit.
Sinh viên: Lê Thị Lương
7

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

Nhiệt cung cấp cho giai đoạn này chủ yếu bằng quạt hút đầu lò và một phần từ
một số mỏ đốt. Ở giai đoạn này tốc độ nâng nhiệt rất quan trọng để tránh sự
thoát hơi ồ ạt làm nứt vỡ sản phẩm.
2. Quá trình nung từ 900 - 12100C:
Từ nhiệt độ 9000C bắt đầu xuất hiện pha lỏng do các chất kiềm có trong đất sét
nóng chẩy. Từ 8000C bắt đầu phân hủy các hợp chất CaCO3 và MgCO3 tạo CO2,
nên quá trình này làm cấu trúc sản phẩm bị xốp. Do tốc độ đốt nóng quá nhanh
có thể làm chậm điểm cuối cùng của quá trình phân hóa cacbonat, tới nhiệt độ
tối đa là 10000C hoặc cao hơn. Như vậy sẽ tạo luồng khí ra khỏi gạch mộc.
Giai đoạn lưu 1150 ÷ 1210 ÷1150 0C: Lượng pha lỏng tăng nhanh do hòa tan các
hạt thạch anh tàn dư và các vật chất sét khác. Khi pha thủy tinh lên, pha tinh thể
thạch anh giảm đi, các tính chất cơ học của xương cũng giảm, các hiện tượng
biến dạng của sản phẩm cũng trở nên rõ nét hơn, nhất là khi pha thủy tinh là
pha natri. Ngoài ra các fenfatnatri còn làm phồng sản phẩm do bị nung quá cao.
Đến khi bão hòa sẽ xẩy ra hiện tượng kết tinh các tinh thể mulit. Các tinh thể
mulit lớn dần và tạo thành khung cấu trúc. Sự hình thành mulit có thể tăng do
sự có mặt của các ôxit khoáng hóa với hàm lượng nhỏ như ôxit Mangie, ôxit
Liti.
Lượng quắc còn lại trong sản phẩm phụ thuộc vào:
- Hàm lượng ban đầu của quắc trong gạch mộc
- Độ mịn của quắc, nếu hạt càng mịn càng dễ tan
- Nhiệt độ nung tối đa và thời gian dừng lại trong khoảng nhiệt độ đó, lượng
quắc còn sót lại sẽ giảm đi cung với sự gia tăng nhiệt độ và thời gian nung.
Với thành phần ban đầu của liệu như nhau, lượng quắc còn lại quyết định hệ số
giãn nở của xương. Hệ số này sẽ thấp nếu quắc sót lại ít và ngược lại.

Thời gian lưu sản phẩm trong nhiệt độ nung tối đa quyết định rất nhiều đến sự
hoàn chỉnh các phản ứng diễn ra giữa các thành phần của xương và của men.
Nếu thời gian này giảm đi thì phải tăng giá trị nhiệt độ nung tối đa hoặc thay
đổi thành phần của xương hoặc của men.

Sinh viên: Lê Thị Lương
8

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

3. Quá trình làm nguội:
Từ 12100C tới 7000C có thể hạ nhiệt độ sản phẩm nhanh được vì trong giai đoạn
này sản phẩm còn ở trạng thái dẻo. Quá trình làm nguội nhanh cũng có hiệu
ứng tốt đối với độ bóng của men. Trên thực tế nó giúp ngăn chặn các hiện
tượng kết tinh có thể xẩy ra với men nếu bị giữ ở nhiệt độ cao quá lâu. Đồng
thời trên bề mặt sản phảm cũng sẩy ra hiện tượng tôi thủy tinh, nghĩa là làm
xuất hiện các ứng suất nội trên bề mặt, làm tăng độ mài mòn và tăng độ bền cơ
của sản phẩm.
Giai đoạn 700 ÷ 6000C cần làm nguội chậm nhằm mục đích đồng nhất tới mức
tối đa nhiệt độ trên các vùng khác nhau của sản phẩm, cũng như trong độ dài
của từng vùng có liên quan tới sự biến đổi bất ngờ từ dạng  sang  kèm theo
sự thay đổi rất nhanh về thể tích. Lúc này sản phẩm ở trạng thái rắn, dễ vỡ cho
nên nếu sự không đồng nhất về nhiệt độ bên trong của sản phẩm thì hậu quả là
hiện tượng co không đều dễ gây nên nổ vỡ.
Chính vì vậy mà lượng quắc còn sót lại càng ít càng tốt và nên có kích thước

hạt mịn.
Dưới 5000C việc làm nguội có thể tiến hành không cần có sự thận trọng đặc biệt
nào vì sự hình thành critobalit trong xương sứ là không đáng

Sinh viên: Lê Thị Lương
9

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

PHẦN II
TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ LÒ NUNG THANH LĂN:
I. KÍCH THƯỚC LÒ THANH LĂN:
1. Năng suất lò nung :
gn 

Gn .1000
n.24

(kg/h)

Gn – Năng suất nung của lò trong một năm. Theo bài ra năng suất =1,8 triệu
m2/năm.
n – Số ngày làm việc trong năm, n = 340 ngày.
Với sản phẩm dự kiến là gạch Granit có kích thước 400x400x9(mm).Có khối
lượng 3468 g/viên. Như vậy khối lượng 1m2 sản phẩm là :

gn 

3468
1
.
21,72( kg / m 2 )
1000 0,4.0,4

Năng suất toàn nhà máy 1,8 triệu m2/ năm sẽ tương đương với :
g sp 

21,72
.1,8.10 6 39,096 (T/ năm )
1000

Dự kiến hao hụt trong công đoạn nung như sau :
Công đoạn

Hao hụt (%)

Độ ẩm (W %)

Mài

1,0

0

Nung

8,0

1

Từ đó ta lập được bảng cân bằng vật chất :
Công
đoạn

Hao hụt
(%)

KL nguyên liệu khô

Độ ẩm
W%

Khối lượng làm việc
(T/năm)

Mài

1

0

39490,9

Nung

9

39096.100
.1,8.10 6 39490,9
100  1
39490,9.100
.1,8.10 6 42924,89
100  8

1

42924,89.100/100-1
=44676

Như vậy năng suất cần nung trong một năm của lò là : Gn= 44676 T/năm.
Do đó :
gn 

44676.1000
5475
340.24

Sinh viên: Lê Thị Lương
10

(kg/h)
Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

2. Tính kích thước lò :
Thời gian nung chọn là : tn = 60 phút = 1 h.
Lượng sản phẩm chứa trong lò tính theo vật liệu vào là :
Gv = tn . gn = 1.5475 = 5475 (kg)
Khối lượng của gạch là 3468 g/viên. Do đó khối lượng của gạch mộc đi vào lò
nung, có kể đến MKN = 4,13% và độ ẩm w = 1 %, là :
3468.100.100
3868
(100  4,13).(100  1)

(g/viên)

Như vậy lượng gạch chứa trong lò nung là :
5475.1000
1407,64
3868

(viên)

Gạch xếp trong lò nung theo các hàng, mỗi hàng gồm 6 viên. Kích thước gạch
khi vào lò là 430  430 mm, khoảng cách giữa hai viên trong một hàng là 15
mm và khoảng cách đến thành lò là 90 mm. Do đó chiều rộng lòng lò lấy là :
B = 430.6 + 15.5 + 90.2 = 2835

(mm)

Khoảng cách giữa hai hàng lấy là 10 mm, do đó chiều dài lò là :
L' 

( 430  10).1407,64
103,2
6.1000

(m)

Chiều dài một modul là 2,2 m, nên số modul tính được là :
103,2
n
46,9 47
2,2

Chiều dài lò thực tế là :

(modul)

L = 2,2 . 47 = 103,4 (m)

Vận tốc gạch đi trong lò là : v 

Sinh viên: Lê Thị Lương
11

103,4
1,72
60

(m/phút)

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

3. Đường cong nung :

0

11,5

20,45

Sinh viên: Lê Thị Lương
12

26,84

33,23 37,06

42,17

60 (Phút )

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

II. TÍNH QUÁ TRÌNH CHÁY NHIÊN LIỆU:
Nhiên liệu lựa chọn là LPG có thành phần hóa như sau (Petrolimex gas) :
Thành phần
% Khối lượng
C3H8
50
C4H10
50
1. Tính nhiệt trị của nhiên liệu :

Đổi sang thành phần hóa (% KL)
Cl = 82,29
Hl = 17,71

Nhiệt trị thấp của nhiên liệu :
Qt= 81 Cl + 246 Hl + 26 ( Sl – Ol ) – 6 Wl== 81.82,29+246.17,71= 11022,15
(kcal/kg nhl)
2. Lượng không khí cần thiết cho quá trình cháy :
L0=0,115.Cl+0,346.Hl–0,043(Ol – Sl)= 0,115.82,29 + 0,346.17,71=15,59
(kg/kg nhl)
3. Lượng không khí thực tế cần cho quá trình cháy :
Thực tế để đốt cháy hết nhiên liệu cần lấy dư không khí. Với nhiên liệu lỏng
chọn hệ số dư không khí là  = 1,07. Do đó lượng không khí thực tế cần thiết
để đốt cháy 1 kg nhiên liệu là :
L=  L0 = 1,07 . 15,59 = 16,68 (kg/kg nhl)
Thành phần sản phẩm cháy :
* CO2 : GCO

44.C l 44.82,29


3,02
1200 1200

* H2O : GH O

18.H l d0 .L 


200 1000

2

2

(kg/kg nhl)

Trong đó d0 là hàm ẩm của không khí, trong phần tính toán lò sấy đứng đã tìm
được
d0 = 14,05 kg/kg kkk. Do đó :
* H2 O

18.17,71 14,05.16,68
GH O 

1,83 (kg/kg nhl)
200

1000
2

* N2 :

GN 0,769.L  0,769.16,6812,83

* O2 :

GO 0,231.(  1).L 0 = 0,231.(1,07 – 1).15,59 = 0,25

2

2

(kg/kg nhl)
(kg/kg nhl)

Từ đó ta tính được % khối lượng của các khí trong sản phẩm cháy như sau
Sinh viên: Lê Thị Lương
13

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khí
CO2
H2 O

N2
O2

Đồ án Tốt Nghiệp

Khối lượng (kg/kg nhl)
3,02
1,83
12,83
0,25

% Khối lượng
16,84
10,21
71,56
1,39

III. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT CHO LÒ NUNG:
1. Cân bằng nhiệt zone sấy, nung sơ bộ, nung và lưu :
1.1 Các khoản nhiệt thu :
1.1.1. Nhiệt cháy nhiên liệu [1-351] :
Gọi lượng nhiên liệu tiêu tốn là B (kg/h), khi đó nhiệt do nhiên liệu cháy cung
cấp là :
Q11a Qt .B 11022
,15.B

(kcal/h)

1.1.2. Nhiệt lý học của nhiên liệu [1-351] :
Q12a cnl .tnl .B

(kcal/h)

Trong đó cnl là nhiệt dung riêng của nhiên liệu ở nhiệt độ nhiên liệu vào, lấy
bằng nhiệt độ môi trường tnl = 25 0C. Tra bảng ta được :
cpropan = 0,576 kcal/kgđộ
cbutan = 0,549 (kcal/kgđộ)
Do đó nhiệt dung riêng của nhiên liệu là :
cnl 

cpropan.%C3H 8  cbutan.%C 4H10
100

Thay vào ta có :



0,576.50 0,549.50
0,563(kcal/kgđộ)
100

Q21a 0,563.25.B 14,075.B

(kcal/h)

1.1.3. Nhiệt lý học do không khí dùng cho quá trình đốt nhiên liệu mang vào
[1-351]:

Q13a ckk.tkk .L  .B

(kcal/h)

ckk – Nhiệt dung riêng của không khí ở nhiệt độ t kk = 25 0C (nhiệt độ môi
trường). Tra bảng [V-231] được ckk = 0,331 (kcal/kgđộ).
L Lượng không khí cần thiết để đốt cháy 1 kg nhiên liệu. Ở trên đã tính được
L = 16,68 kg/kg nhl.
Sinh viên: Lê Thị Lương
14

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

Q31a 0,331.25.16,68.B 138,027.B (kcal/h)

Do đó :

1.1.4. Nhiệt lý học của không khí lọt vào do kết cấu của lò không hoàn toàn kín
Q14a L 0 ( kt  ).ckk.tkk.B (kcal/h)
L0 – Lượng không khí lý thuyết cần để đốt cháy 1 kg nhiên liệu. Ở trên đã tính
được L0 = 15,59 kg/kg nhl.
kt – Hệ số dư của khí thải ra khỏi lò. Với lò thanh lăn lấy kt = 2,5.
 Hệ số dư của không khí dùng đốt nhiên liệu, đã có  = 1,07.
1
Thay vào ta có : Q4 a 15,59.(2,5  1,07).0,331.25.B 103,20. B (kcal/h)

1.1.5. Nhiệt lý học do gạch mộc mang vào [1-352]:

(100 w).csp  w
Q15a gn 
tsp (kcal/h)
100
gn – Năng suất đầu vào của lò nung. Đã có gn = 5475(kg/h).
w Độ ẩm của gạch mộc khi vào lò, w = 1 %.
csp Nhiệt dung riêng của gạch khô, lấy theo nhiệt dung riêng của đất sét khô có
csp = 0,22 kcal/kgđộ. ( Tra bảng [2-162] )
t1 Nhiệt độ của gạch mộc khi vào lò, lấy bằng nhiệt độ môi trường, t1 = 25 0C.
Do đó ta có :

(100  1).0,22  1
Q51a 5475 
25 31180 ,12 (kcal/h)
100

Như vậy tổng nhiệt thu tính được là :
Q1a Q11a  Q12a  Q13a  Q14a  Q15a


Qa1 11022,15.B  14,075.B  138,027.B  103,20. B  31180,12



Qa1 31180,12  11277,45.B (kcal/h)

1.2. Các khoản nhiệt chi :
1.2.1. Nhiệt cung cấp để bốc hơi nước [1-353]:
Q11b 

595
595
5475.1 32576,25 (kcal/h)
gn .w (kcal/h) 
100
100

1.2.2. Nhiệt đốt nóng hơi nước đến nhiệt độ của khí thải [1-353]:
w
Q12b 0,47.tkt.gn 
100
Sinh viên: Lê Thị Lương
15

(kcal/h)
Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

Trong đó : tkt là nhiệt độ khí thải, lấy tkt = 180 0C. Khi đó :
1
Q21b 0,47.180.5475 
4631,85 (kcal/h)
100

1.2.3. Nhiệt cung cấp cho phản ứng hóa học [1-353]:
m n

Q13b 

qgk (kcal/h)
100 100
m–

Hàm lượng đất sét, cao lanh trong phối liệu (% khối lượng)

n 

Hàm lượng của Al2O3 trong đất sét, cao lanh (% khối lượng)

q 

Nhiệt khử nước của đất sét, cao lanh. Lấy q = 500 kcal/kg.

Gsp 

Khối lượng sản phẩm . Gsp=5475 (kg/h)

Trong phần tính phối liệu ta đã biết :
mđs = 32,76 %

mcl = 11,37%

nđs = 19,46 %

ncl = 34,24 %

Thay vào công thức ta có :

m n 
(100 w)gn
m n
Q13b  ds  ds  cl  cl  q
100
 100 100 100 100
 32,76 19,46 11,37 34,24 




 500 5475 280129,85 (kcal/h)
100 100 
 100 100

1.2.4. Nhiệt do sản phẩm mang sang zone làm lạnh nhanh :
Q14b gsp.csp.t2 (kcal/h)
gsp – Khối lượng của sản phẩm vào zone làm lạnh nhanh, do đó :
100 w 100 MKN
gsp gn 

(kg/h)
100
100
csp Nhiệt dung riêng của sản phẩm, ở trên đã biết csp = 0,22 kcal/kgđộ.
t2  Nhiệt độ của sản phẩm đi vào zone làm lạnh nhanh, theo đường cong nung
đã chọn t2 = 1210 0C.
Do đó ta có :

100  1 100  4,13

Q41b 5475 

0,22 1210 1382280 (kcal/h)
100
100

1.2.5. Nhiệt do khí thải mang ra : Q15b ckt.tkt. kt.L 0.B (kcal/h)
ckt Nhiệt độ của khí thải, đã có tkt = 180 0C.
Sinh viên: Lê Thị Lương
16

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

ckt Nhiệt dung riêng của khí thải xác định theo công thức :
ckt 

 pi .ci
i

100

(kcal/kgđộ)

Với pi , ci lần lượt là thành phần (% khối lượng) và nhiệt dung riêng (kcal/kgđộ)
ở nhiệt độ tkt của từng khí thành phần có trong khí thải.

Theo phần tính toán quá trình cháy ta có :
Khí
CO2
H2O
N2
O2

pi
16,84
10,21
71,56
1,39

ci
0,233
0,473
0,251
0,228

Do đó tính được :
ckt 

16,84.0,233  10,21.0,473  71,56.0,251  1,39.0,228
0,27 (kcal/kgđộ)
100

kt Hệ số dư của khí thải. Ở trên đã chọn kt = 2,5.
L0  Lượng không khí lý thuyết cần để đốt 1 kg nhiên liệu. Đã tính được L 0 =
15,59 kg/kg nhl
B Lượng nhiên liệu tiêu tốn cho quá trình nung, kg/h

Từ đó tính được :

Q51b 0,27.180.2,5.15,59. B 1894,19 B (kcal/h)

1.2.6 Nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh :
a.Nhiệt tổn thất zone sấy :
Chiều dài zone : Từ modul 1 đến modul 9, do đó chiều dài là :
L = 2,2 . 9 = 19,8 (m)
Nhiệt độ từ 25 0C đến 700 0C, do đó nhiệt độ trung bình là :
Tf 1 

25  700
362,5 (0C)
2

Tường và nền có kết cấu như nhau, gồm 3 lớp :
* Lớp trong cùng

:

1 = 0,24 + 20.10-5.t kcal/mhđộ

Hệ số dẫn nhiệt
* Lớp giữa
Hệ số dẫn nhiệt

Samôt nhẹ dày 1 = 230 mm.

:

Bống gốm dày 2 = 100 mm.
2 = 0,048 + 14.10-5.t kcal/mhđộ

Sinh viên: Lê Thị Lương
17

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

3 = 5 mm.

* Lớp ngoài cùng :

Thép 2X13

Hệ số dẫn nhiệt

3 = 21,94 kcal/mhđộ

Vòm gồm 3 lớp :
* Lớp trong cùng

:

1 = 0,24 + 20.10-5.t kcal/mhđộ

Hệ số dẫn nhiệt
* Lớp giữa

Samôt nhẹ dày 1 = 250 mm.

:

Bống gốm dày 2 = 100 mm.

Hệ số dẫn nhiệt

2 = 0,048 + 14.10-5.t kcal/mhđộ

* Lớp ngoài cùng :

Thép 2X13

Hệ số dẫn nhiệt

3 = 21,94 kcal/mhđộ

3 = 5 mm.

250

100

3505

F1 

DiÖn tÝch têng lß, m2

Tf1 NhiÖt ®é trong lß, Tf1 = 387,5 0C
100 Tf2230
 NhiÖt ®é2835
m«i 1990
trêng, Tf2 = 25 0C 230

100

230

Trong ®ã :

100

* NhiÖt tæn thÊt qua têng :
NhiÖt tæn thÊt qua têng x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
T2
F .(T  T )
Q1  1 f 1 f 2
(kcal/h)
T3
R1

800

T1

* Nhiệt tổn thất qua tường :
Nhiệt tổn thất qua tường xác định theo công thức :
Q1 

F1.(Tf 1  Tf 2 )
R1

F1 

Diện tích tường lò, m2

Tf1

Nhiệt độ trong lò, Tf1 = 362,5 0C

Sinh viên: Lê Thị Lương
18

(kcal/h)

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Tf2

Nhiệt độ môi trường, Tf2 = 25 0C

R1 

Nhiệt trở tường lò, m2h0C/kcal

Đồ án Tốt Nghiệp

Do lớp thép có chiều dày nhỏ, hệ số dẫn nhiệt lớn nên có thể coi nhiệt độ của
lớp thép đồng đều theo chiều dày và bằng nhiệt độ mặt tường ngoài. Mặt khác
do nhiệt độ trong lò lớn nên hệ số cấp nhiệt từ khí lò đến mặt tường trong lớn.
Vì vậy có thể coi nhiệt độ mặt tường trong bằng nhiêt độ của khí lò :
T1 = Tf1 = 362,5 0C.
Giả sử :

Nhiệt độ mặt tường ở giữa T2 = 251,14 0C
Nhiệt độ mặt tường ngoài T3 = 39,66 0C

Do đó :

* Nhiệt độ trung bình của lớp gạch :
Ttb1 

361,5  251,14
306,82 (0C)
2

* Hệ số dẫn nhiệt : 1= 0,24 + 20.10-5.306,82 = 0,301 (kcal/mhđộ)
* Nhiệt độ trung bình của lớp bống gốm : Ttb2 

251,14 39,66
145,40 (0C)
2

* Hệ số dẫn nhiệt : 2= 0,048 + 14.10-5.145,40 = 0,068 (kcal/mhđộ)
* Hệ số cấp nhiệt từ tường ra môi trường ứng với T 3 = 39,66 0C là :2= 8,677
kcal/m2hđộ
Từ đó tính được nhiệt trở của tường là :
R1 

 1  2 1 0,230 0,100
1





2,34 (m2hđộ/kcal)
1 2  2 0,301 0,068 8,677

Kiểm tra lại nhiệt độ giả thiết :
'
* T2 T1 

(T f 1  T f 2 )  1
361,5  25 0,230
 362,5 
.
254,08 0C
R1
1
2,34
0,301

'
'
* T3 T2 

(T f 1  T f 2 )  2
362,5  25 0,100
 254,08 
.
41,97 0C
R1
2
2,34
0,068

* Nhiệt độ trung bình lớp gạch :
'
tb1

T

T1  T2' 362,5  254,08


308,29 0C
2
2

Sinh viên: Lê Thị Lương
19

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Sai số :

Ttb1  Ttb' 1
Ttb1

100 

Đồ án Tốt Nghiệp

306,82  308,29
100  1%
306,82

* Nhiệt độ trung bình lớp bống gốm :
Ttb' 2 

T2'  T3' 254,08  41,97

148,02 0C
2
2

Sai số :

Ttb 2  Ttb' 2

Ttb 2

100 

145,40  148,02
100  1%
145,40

Ta thấy sai số đều rất nhỏ, do đó có thể chấp nhận được giả thiết nhiệt độ ở trên.
Mặt khác diện tích hai mặt tường lò tính được là :
F1 = 2 . L . H = 2 . 19,8 . 1,49 = 59,00 (m2)
Do đó thay vào công thức ta được :
Q1 



59,00.(362,5  25)
8509,62
2,34

(kcal/h)

Nhiệt tổn thất qua vòm :

Tương tự ta có nhiệt tổn thất qua vòm xác định theo công thức :
Q2 

F2 .(Tf 1  Tf 2 )
R2

F2 

Diện tích vòm lò, m2

Tf1

Nhiệt độ trong lò, Tf1 = 362,5 0C

Tf2

Nhiệt độ môi trường, Tf2 = 25 0C

R2 

Nhiệt trở vòm lò, m2h0C/kcal

(kcal/h)

Do lớp thép có chiều dày nhỏ, hệ số dẫn nhiệt lớn nên có thể coi nhiệt độ của
lớp thép đồng đều theo chiều dày và bằng nhiệt độ mặt tường ngoài. Mặt khác
do nhiệt độ trong lò lớn nên hệ số cấp nhiệt từ khí lò đến mặt tường trong lớn.
Vì vậy có thể coi nhiệt độ mặt tường trong bằng nhiêt độ của khí lò :
T1 = Tf1 = 362,5 0C.
Giả sử :
Nhiệt độ mặt tường ở giữa T2 = 244,68 0C
Nhiệt độ mặt tường ngoài T3 = 37,86 0C
Do đó :
Sinh viên: Lê Thị Lương
20

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
* Nhiệt độ trung bình của lớp gạch :

Đồ án Tốt Nghiệp

Ttb1 

362,5  244,68
303,59
2

(0C)

1= 0,24 + 20.10-5.303,09 = 0,301 (kcal/mhđộ)

* Hệ số dẫn nhiệt :

*Nhiệt độ trung bình của lớp bống gốm : Ttb2 

244,68 37,86
141
,27(0C)
2

2= 0,048 + 14.10-5.141,27 = 0,068 (kcal/mhđộ)

*Hệ số dẫn nhiệt :

*Hệ số cấp nhiệt từ tường ra môi trường ứng với T3 = 37,86 0C là [1-356] :
2= 9,437 kcal/m2hđộ
Từ đó tính được nhiệt trở của tường là :
R2 

 1  2 1 0,250 0,100
1





2,40 (m2hđộ/kcal)
1 2  2 0,301 0,068 9,437

Kiểm tra lại nhiệt độ giả thiết :
'
* T2 T1 

(T f 1  T f 2 )  1
362,5  25 0,250
 362,5 
.
245,7 ( 0C)
R2
1
2,40
0,301

'
'
* T3 T2 

(T f 1  T f 2 )  2
362,5  25 0,100
 244,36 
.
36,95 (0C)
R2
2
2,40
0,068

* Nhiệt độ trung bình lớp gạch :
Ttb' 1 

T1  T2' 362,5  245,57

302,93 0C
2
2

Sai số :

Ttb1  Ttb' 1
Ttb1

100 

303,59  302,93
100  1%
303,09

* Nhiệt độ trung bình lớp bống gốm :
'
tb 2

T

T2'  T3' 244,36  36,95


140,66 0C
2
2

Sai số :

'
Ttb2  Ttb
2

Ttb2

100

141
,27 140,66
141

,27

100 1%

Ta thấy sai số đều rất nhỏ, do đó có thể chấp nhận được giả thiết nhiệt độ ở trên.
Mặt khác diện tích mặt vòm lò tính được là :
F2 = L . B = 19,8 . 3, 505= 69,4 (m2)
Do đó thay vào công thức ta được :
Sinh viên: Lê Thị Lương
21

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
Q2 



Đồ án Tốt Nghiệp

69,4.(362,5  25)
9759,38
2,40

(kcal/h)

Nhiệt tổn thất qua nền lò :

Nhiệt tổn thất qua nền xác định theo công thức :

Q3 

F3.(Tf 1  Tf 2 )
R3

(kcal/h)

F3 

Diện tích tường lò, m2

Tf1

Nhiệt độ trong lò, Tf1 = 362,5 0C

Tf2

Nhiệt độ môi trường, Tf2 = 25 0C

R3 

Nhiệt trở tường lò, m2h0C/kcal

Do lớp thép có chiều dày nhỏ, hệ số dẫn nhiệt lớn nên có thể coi nhiệt độ của
lớp thép đồng đều theo chiều dày và bằng nhiệt độ mặt tường ngoài. Mặt khác
do nhiệt độ trong lò lớn nên hệ số cấp nhiệt từ khí lò đến mặt tường trong lớn.
Vì vậy có thể coi nhiệt độ mặt tường trong bằng nhiêt độ của khí lò : T 1 = Tf1 =
362,5 0C.
Giả sử :

Nhiệt độ mặt tường ở giữa T2 = 251,46 0C
Nhiệt độ mặt tường ngoài T3 = 40,93 0C

Do đó :
* Nhiệt độ trung bình của lớp gạch :
*Hệ số dẫn nhiệt :

Ttb1 

362,5  251,46
306,48 (0C)
2

1= 0,24 + 20.10-5.306,48 = 0,301 (kcal/mhđộ)

*Nhiệt độ trung bình của lớp bống gốm : Ttb2 

251,46 40,93
146,20 (0C)
2

*Hệ số dẫn nhiệt : 2= 0,048 + 14.10-5.146,20 = 0,068

(kcal/mhđộ)

*Hệ số cấp nhiệt từ tường ra môi trường ứng với T3 = 40,93 0C là :
2= 8,037 kcal/m2hđộ
Từ đó tính được nhiệt trở của tường là :
R3 

 1  2 1 0,230 0,100
1





2,35 (m2hđộ/kcal)
1 2  2 0,301 0,068 8,037

Kiểm tra lại nhiệt độ giả thiết :
Sinh viên: Lê Thị Lương
22

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án Tốt Nghiệp

'
* T2 T1 

(T f 1  T f 2 )  1
362,5  25 0,230
 362,5 

251,43 (0C)
R1

1
2,35
0,301

'
'
* T3 T2 

(T f 1  T f 2 )  2
362,5  25 0,100
 251,43 
.
39,60 (0C)
R1
2
2,35
0,068

* Nhiệt độ trung bình lớp gạch :
Ttb' 1 

T1  T2' 362,5  251,43

306,47 0C
2
2

Sai số :

'

Ttb1  Ttb
1

Ttb1

100

306,32 306,47
306,32

100 0,1%

* Nhiệt độ trung bình lớp bống gốm :
'
tb2

T

T2'  T3' 251,43 39,60


145,52 0C
2
2

Sai số :

'
Ttb2  Ttb
2

Ttb2

100

146,20 145,52
146,20

100 1%

Ta thấy sai số đều rất nhỏ, do đó có thể chấp nhận được giả thiết nhiệt độ ở trên.
Mặt khác diện tích mặt nền lò tính được là :
F3 = L . B = 19,8 . 3,505 = 69,40 (m2)
Do đó thay vào công thức ta được :
Q3 

69,40.(362,5  25)
9967,02
2,35

(kcal/h)

Tóm lại nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh của zone sấy là :
Qsấy = Q1 + Q2 + Q3=8509,62+9759,38+9967,02=28236,02 (kcal/h)
b. Nhiệt tổn thất zone nung sơ bộ :
Chiều dài zone : Từ modul 10 đến modul 16, do đó chiều dài là :
L = 2,2 . 7 = 15,4 (m)
Nhiệt độ từ 700 0C đến 1000 0C, do đó nhiệt độ trung bình là :
Tf1 

700 1000
850(0C)
2

Tường và nền có kết cấu như nhau, gồm 3 lớp :
* Lớp trong cùng

:

Samôt nhẹ dày 1 = 230 mm.

Sinh viên: Lê Thị Lương
23

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
1 = 0,24 + 20.10-5.t kcal/mhđộ

Hệ số dẫn nhiệt
* Lớp giữa

Đồ án Tốt Nghiệp

:

Bống gốm dày 2 = 200 mm.

Hệ số dẫn nhiệt

2 = 0,048 + 14.10-5.t kcal/mhđộ

* Lớp ngoài cùng :

Thép 2X13

Hệ số dẫn nhiệt

3 = 21,94 kcal/mhđộ

3 = 5 mm.

Vòm gồm 3 lớp :
* Lớp trong cùng

:

1 = 0,24 + 20.10-5.t kcal/mhđộ

Hệ số dẫn nhiệt
* Lớp giữa

Samôt nhẹ dày 1 = 250 mm.

:

Hệ số dẫn nhiệt

Bống gốm dày 2 = 200 mm.

2 = 0,048 + 14.10-5.t kcal/mhđộ
3 = 5 mm.

* Lớp ngoài cùng :

Thép 2X13

Hệ số dẫn nhiệt

3 = 21,94 kcal/mhđộ

250

100

3705

T1

DiÖn tÝch têng lß, m2

Tf1 NhiÖt ®é trong lß, Tf1 = 387,5 0C
1990 Tf2 = 25 0C
100 Tf2230
2835
NhiÖt ®é m«i
trêng,



230

F1 

230

100

Nhiệt tổn thất qua tường :

Nhiệt tổn thất qua tường xác định theo công thức :
Q1 
Sinh viên: Lê Thị Lương
24

F1.(Tf1  Tf 2 )
(kcal/h)
R1
Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3

100

Trong ®ã :

800

* NhiÖt tæn thÊt qua têng :
NhiÖt tæn thÊt qua têng x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :
T2
F .(T  T )

Q1  1 f 1 f 2
T3
(kcal/h)
R1


Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
F1 

Diện tích tường lò, m2

Tf1

Nhiệt độ trong lò, Tf1 = 850 0C

Tf2

Nhiệt độ môi trường, Tf2 = 25 0C

R1 

Nhiệt trở tường lò, m2h0C/kcal

Đồ án Tốt Nghiệp

Do lớp thép có chiều dày nhỏ, hệ số dẫn nhiệt lớn nên có thể coi nhiệt độ của
lớp thép đồng đều theo chiều dày và bằng nhiệt độ mặt tường ngoài. Mặt khác
do nhiệt độ trong lò lớn nên hệ số cấp nhiệt từ khí lò đến mặt tường trong lớn.
Vì vậy có thể coi nhiệt độ mặt tường trong bằng nhiêt độ của khí lò : T 1 = Tf1 =
850 0C.

Giả sử :

Nhiệt độ mặt tường ở giữa T2 = 671,13 0C
Nhiệt độ mặt tường ngoài T3 = 53,29 0C

Do đó :
* Nhiệt độ trung bình của lớp gạch : Ttb1 

850 671,13
760,57 (0C)
2

* Hệ số dẫn nhiệt : 1= 0,24 + 20.10-5.760,57 = 0,392 (kcal/mhđộ)
*Nhiệt độ trung bình của lớp bống gốm : Ttb2 

671,13 53,29
362,21(0C)
2

*Hệ số dẫn nhiệt : 2= 0,048 + 14.10-5.362,21 = 0,099 (kcal/mhđộ)
* Hệ số cấp nhiệt từ tường ra môi trường ứng với T3 = 53,29 0C là :
2= 10,068 kcal/m2hđộ
Từ đó tính được nhiệt trở của tường là :
R1 

 1  2 1 0,230 0,200
1






2,70 (m2hđộ/kcal)
1 2  2 0,392 0,099 10,068

Kiểm tra lại nhiệt độ giả thiết :
'
* T2 T1 

(T f 1  T f 2 )  1
850  25 0,230
 850 
.
670,29 (0C)
R1
1
2,70 0,392

'
'
* T3 T2 

(T f 1  T f 2 )  2
850  25 0,200
 670,29 
.
51,51 (0C)
R1
2
2,70 0,099

* Nhiệt độ trung bình lớp gạch :
Sinh viên: Lê Thị Lương
25

Lớp LTCĐ – ĐH Hóa 3 K3