Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy than với năng suất 3540 kg/giờ

Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
-------o0o----------
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ
Họ và tên SV : Đào Hồng Quân
Lớp : ĐH Hóa 2 Khóa 3
Khoa : Công Nghệ Hoá
Giáo viên hướng dẫn : Vũ Minh Khôi
NỘI DUNG
Thiết kế hệ thống sấy thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy than với
năng suất 3540 kg/giờ
Các số liệu ban đầu:
Độ ẩm đầu của vật liệu: 8.5%
Độ ẩm cuối của vật liệu: 2.5%
Nhiệt độ khói đầu vào : 210
o
C
Nhiệt độ khói lò ra: 80
o
C
Phần thuyết minh
1.Mởi đầu.
2.Vẽ và thuyết minh dây chuyền.
3.Tính toán thiết bị chính.
4.Tính toán và chọn thiết bị phụ
5.Tính cơ khí
6.Kết luận

TT Tên bản vẽ khổ giấy Số lượng
1 vẽ dây chuyền sản xuất A4 1
2 vẽ máy sấy thùng quay A0 1
Ngày giao đề: 15/11/2010 Ngày hoàn thành:15/01/2010
Trưởng khoa: Giáo viên hướng dẫn
NguyÔn Xu©n Tïng Vũ Minh Khôi
MỤC LỤC
1
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
Lời mở đầu:
Trong ngành công nghiệp hoá chất, thực phẩm, vật liệu xây dùng…thì sấy
là một vấn đề rất quan trọng . Trong ngành hóa chất vật liệu xây dựng quá trình
sấy dùng để tách nước và hơi nước ra khỏi nguyên liệu và sản phẩm. trong
nghành công nghiệp và thực phẩm , sấy là công đoạn quan trọng sau thu hoạch.
Để thực hiện quá trình sấy người ta sử dụng các thiết bị :buồng sấy, thùng
sấy ,hầm sấy…

Được thầy Vũ Minh Khôi giao cho nhiệm vụ tính toán thiết kế hệ thống sấy
thùng quay với phương thức sấy xuôi chiều ,sản phẩm sấy là than. Mặc dù đã
cố gắng rât nhiều song vẫn con rất nhiều thiếu sót vì đây là lần đầu tiên làm đồ
án nên cũng chưa có kinh nghiệm. Bên cạnh đó trình độ tự nghiên cứu và khả
năng tư duy còn bị giới hạn, nên đồ án của em không thê tránh nhiều thiếu sót.
Qua lần làm đồ án này em kính mong quý thầy cô chỉ bao để em có thể hoàn
thiên tốt hơn đồ án cũng nhu bài tập lớn mà thầy cô giáo cho em vào những lần
sau
Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của thầy Giáo hướng dẫn,
các thầy cô giáo và bạn bè dã giúp em hoàn thiện đồ án đúng thời hạn.
Phần 1: 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
sấy có thể tiến hành tự nhiên bằng năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt
trời , năng lượng gió…(gọi là quá trình phơi hay sây tự nhiên).Dùng các phương
pháp này chỉ đỡ tốn nhiệt năng nhưng không chủ động diều chỉnh được vận tốc
của quá trình theo yêu cầu kĩ thuật sấy, năng suất thấp … Bởi vậy trong ngành
công nghiệp người ta thường tiến hành quá trình sấy nhân tạo bằng nguồn năng
lượng do con người tạo ra.
2
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
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 sấy với
không khí nóng khói lò … (tác nhân sấy).
-Sấy tiếp xúc: Phương pháp sấy không cho vật liệu sấy tiếp xúc trực tiếp
với tác nhân sấy.
-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 tần: 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 đọ thấp nên độ 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 sấy cuối cùng ít được sử dụng trong công nghiệp nên gọi chung
là các phương pháp sấy đặc biệt.
Trong công nghiệp hoá chất và thực phẩm, công nghệ và thệt bị sấy đối lưu và
tiếp xúc được dùng 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.Theo kết
cấu nhóm thết bị sấy đối lưu có thể gặp các dạng sau:
-Thiết bị sấy buồng: Năng suất thấp, làm việc không thường xuyên.
-Thết bị sấy hầm: Năng suất sấy 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.
-Thết 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.
-Thết bị sấy tầng sôi: năng suất cao.
2. Giới thiệu chung về máy sấy thùng quay
3
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
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…
Máy sấy thùng quay là 1 thùng hình trụ đặt nghiêng 1- 6
o
, có 2 vành đai
đỡ, vành đai này tỳ vào con lăn đỡ khi thùng quay. Vật liệu vào sấy qua phễu
nạp liệu.Vật liệu trong thùng không quá 20 – 25% thể tích thùng. Sau khi sấy
xong ,thành phẩm qua bộ phận tháo sản phẩm ra ngoài.
Bên trong thùng có lắp các cánh để xáo trộn vật liệu làm cho hiệu suất sấy
đạt được cao hơn, phía cuối thùng có hộp tháo sản phẩm còn đầu thùng cắm vào
lò đốt hoặc nối với ống tạo tác nhấn sấy.Giữa thùng quay, hộp tháo và lò có cơ
cấu bịt kín để không khí nóng và khói lò không thoát ra ngoài. Ngoài ra còn có
xyclone để thu hồi sản phẩm bay theo và thải khí sạch ra môi trường.
Khí nóng và vật liệu có thể đi cùng chiều hoặc ngược chiều ở bên trong thùng.
Phía đầu chỗ nạp liệu bên trong thùng sấy có lắp các cánh xoắn 1 đoạn khoảng
700 – 1000mm, chiều dài của đoạn này phụ thuộc vào đường kính của thùng.
Tốc độ khói lò hoặc không khí nóng đi trong thùng không được >3m/s để
tránh vật liệu bị cuốn nhanh ra khỏi thùng.Vận tốc quay của thùng là 5–8 vòng /
phút.
Các đệm ngăn trong thùng vừa có tác dụng phân phối vừa có tác dụng

phân phối đều cho vật liệu theo tiết diên 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 trộn)
Phụ thuộc vào kích thước vật liệu sấy và độ ẩm cửa nó.
Các loại đệm ngăn dùng phổ biến là:
-Đệm ngăn mái chèo Nâng và loại phối hợp: Dùng khi sấy những vật liệu
cực to, ẩm , có xu hướng đóng vón. Loại này có hệ số chất đầy vật liệu không
quá 0.1 - 0.2
-Đệm ngăn hình quạt có những khoảng thông với nhau.
-Đệm ngăn phân phối hình chữ nhật và kiểu vạt áo được xếp trên toàn bộ
tiêt diện của thùng được dùng để sấy các vật liệu dạng cục nhỏ, xốp, khi thùng
4
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
quay vật liệu đảo trộn nhiều lần, bề mặt tếp xúc giữa vật liệu sấy và tác nhân sấy
lớn.
-Đệm ngăn kiểu phân khu: Để sấy các vật liệu đã được đập nhỏ, bụi. Loại
này chỉ cho phép hệ số điền đầy khoảng 0,15 - 0,25
-Nếu nhiệt độ sấy cần lớn hơn 200
o
C thì dùng khói lò nhưng không dùng
cho nhiệt độ >800
o
C.
*Ưu và nhược điểm của thùng sấy quay
-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/m
3
h.
+thiết bị nhỏ gọn, có thể cơ khí và tự động hóa hoàn toàn.

-Nhược điểm:
+Vật liệu bị đảo trộn nhiều nên dễ tạo bụi do vỡ vụn. Do đó trong nhiều
trường hợp sẽ làm giảm chất lượng sản phẩm sấy.
5
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
3.Nguyên lý hoạt động của máy sấy thùng quay:
15
8
1
2
3
4
5
6
9
10
11
12
1
4
3
7
13
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 15.Quạt thổi
Máy sấy thùng quay gồm 1thùng hình trụ (1) đặt nghiêng với mặt phẳng

nằm ngang 1
÷
6
o
. Toàn bộ trọng lượng của thùng được đặt trên 2 bánh đai đỡ
(2).
6
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
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 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 nật 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 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 5
÷
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.
4. Lựa chọn thiết bị.

Theo số liệu ban đầu của than đá 25%, quá trình sấy cần thực hiện liên tục
với năng suất lớn:3540 kg/h, vật liệu dạng cục có thể tự chảy được nên lựa chọn
cánh đảo trộn kiểu mái chèo. Tác nhân sấy là khói lò vì nhiệt độ đầu của khói lò
lớn(210
o
C). Nên chiều chuyển động của tác nhân và vật liệu sấy là xuôi chiều.
Phần 2. Giới thiệu về than đá
1. Giới thiệu chung
7
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
Than đá là một loại nhiên liệu hóa thạch (tên tiếng Anh là anthracite)
được hình thành ở các hệ sinh thái đầm lầy nơi xác thực vật được nước và bùn
lưu giữ không bị ôxihóa và phân hủy sinh vật (biodegradation). Thành phần
chính của than đá là cacbon , ngoài ra còn có các nguyên tố khác như lưu
huỳnh . Than đá, là sản phẩm của quá trình biến chất, là các lớp đá có màu đen
hoặc đen nâu có thể đốt cháy được. Than đá là nguồn nhiên liệu sản xuất điện
năng lớn nhất thế giới, cũng như là nguồn thải khí carbon dioxide lớn nhất, được
xem
là nguyên nhân hàng đầu gây nên hiện tượng nóng lên toàn cầu. Than đá được
khai thác từ các mỏ than lộ thiên hoặc dưới lòng đất (hầm lò).
2. Sơ đồ dây chuyền
8
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
Than đá
Bãi chứa
Băng tải
Lò cao

Bãi chứa Khói lò xỉ lò


Sấy thùng quay
2. Các thông số ban đầu
Thiết kế hệ thống sấy thùng quay , phương thức sấy xuôi chiều
Tác nhân sấy khói lò
Nhiệt độ khói lò ban đầu t
1
= 210
o
C
Nhiệt độ khói ra thùng : t
2
= 80
o
C
9
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
Vật liệu sấy là than đá
Độ ẩm ban đầu vật liệu khi vào máy sấy : w
1
= 8.5 %
Độ ẩm ra vật liệu khỏi máy sấy : w
2
= 2.5%
Nơi tiến đặt thiết máy là Hà Nội chọn các thông số sau:
Nhiệt độ môi trường : t
o

= 25
o
C
Độ ẩm tương đối :
ϕ
= 80%
Phần 3. Tính toán
3. Tính toán và lựa chọn
Trong thiết bị sấy đối lưu (thùng quay) khói lò cũng như không khí nóng được
sử dụng như là chất vừa mang nhiệt vừa mang ẩm thải ra môi trường. Khói lò có
thể là sản phẩm tận dụng tù các loại lò nung kim lọai tạo ra từ buồng đốt. Trong
kĩ thuật sấy ta xem khói lò là hỗn hợp lý tưởng và hơn thế nữa xem nó là một
lọai khí tương đương nào đó. Vì vậy chúng ta tính toán quá trình cháy để tạo ra
khói lò và xác định entanpi và lượng chứa ẩm của nó để có thể tính toán thiết bị
sấy dùng khói lò.
3.1. Nhiệt trị riêng của than:
C
t =
837+3,7.t
o
+625.x (CT1.48-STT1-153)
Trong đó :
x - hàm lượng chất bốc x =3% =0,03
t
o -
nhiệt độ của than đá, chọn t
o
= 25
C°
⇒

G = 837+3,7.25 +625.0,03 = 948,25 (J/kg
C
°
)

Thành phần của than đá (sổ tay tập 2)
C = 82% N= 1,8% W = 7%(thành phần hơi nước)
H = 4,56% S = 4,25% A= 7,6%(thành phần tro)
O = 3,44%
Từ số liệu trên ta tính các thông số làm việc
Độ trơ của nguyên liệu :
10
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
A
lv
=
100
100 W
A
−
=7,6
100
7100 −
=7,068%
Các thành phần khác:
C
lv
=

100
100
lv
AW
C
−−
=
100
068,77100
82
−−
= 70,464%
N
lv
= N
100
100
lv
AW −−
=
100
068,77100
8,1
−−
= 1,547%
O
lv
= O
100
100

lv
AW −−
=
100
068,77100
44,3
−−
= 2,956%
H
lv
= H
100
100
lv
AW −−
=
100
068,77100
56,4
−−
=3,918%
S
lv
= S
100
100
lv
AW −−
=
100

068,77100
25,4
−−
=3,652%
3.2. Nhiệt trÞ cña than:
-Nhiệt trị cao của than:
Q
c
lv
= [339C
lv
+1256H
lv
+109,9(0
lv
– S
lv
)] .10
3
=[339.70,464 + 1256.3,918 – 109,9(2,956 – 3,652)]10
3
=28884,168(kcal/kg than)
(ST2 – VII.37-110)
-Nhiệt trị thấp của than:
Q
lv
th
= Q
c
lv

- 25(W+9H
lv
)
= 28884,168 – 25(8,5+9.3,918) = 27790,118 (kj/Kg than)
3.3. Lượng khí lý thuyết để đốt cháy 1kg than:
L
0
= 0,115.C
lv
+0,346H
lv
+0,043(S
lv
– O
lv
) (kgkkk/kg than)
( sổ tayT2– VII-111)
= 0,115.70,464+0,3463,918+0,043(3,625 – 2,956)
=9,4877 (kgkkk/kg than)
11
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
3.3.1. Entanpi của hơi nước :
i
h
= r
o
+ C
n
.t

l
(QTTBT T4-273)
Trong đó:
t
l
Là nhiệt hoá hơi
r
n
:Nhiệt lượng riêng của hơi nước ở 0
0
C = 2493 (kj/kg)
C
h
: Nhiệt dng riêng của hơi nước C
h
=1,97 (kj/kg)
vậy i
h
= 2493+1,97.210 = 2906,7 (kj/kg
0
C)
3.4.TÝnh hÖ sè d kh«ng khÝ ë buång ®èt vµ buång hßa trén.
3.4.1.Nhiệt lượng vào tính khi đốt 1kg than
Q
vào
= Q
1
+Q
2
+ Q

3
(KJ)
Trong đó:
Q
1
:Nhiệt lượng than mang vào(tính theo 1kg than) (KJ)
Q
2
:Nhiêt dung do không khí mang vào buồng đốt (KJ)
Q
3
:Nhiệt do đốt cháy 1kg than (KJ)
Ta có:
Q
1
= G C
n
t
o
= 0,96075.25.1= 24,019 (kj)
G: Khèi lîng 1Kg than
C
n
:Nhiệt dung riêng của than đá C
n
= 0,96075 (kj/kg ®é)
Q
2
= L
o

.I
o
.α

(kj)
I
o
:Hàm nhiệt không khí trước khi vào máy sấy
t
o
Nhiệt độ của môi trường t
o
= 25
o
C
o
ϕ
:Độ ẩm tương đối của không khí
o
ϕ
= 80%
Tính I
o
:
Hàm ẩm của không khí ẩm
x =
bh
bh
pp
p

ϕ
ϕ
−
.
622,0

(CT10.3a-256-QTTB T2)
⇒
x
o
=
76,23.8,06,735
76,23.8,0
622,0
−
= 0,0256 (kg/kgkkk)
12
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
với :
o
ϕ
:Độ ẩm tương đối của không khí
o
ϕ
= 80%
p
bh
: áp suất hơi nước bảo hoà ở 25
o

C
p
bh
= 23,76torr (bảng BL 32-365-QTTBT1)
P: áp suất làm việc của hỗn hợp khí nước P = P
kq
= 735,6torr
I
o
= (0,24+0,47.x
o
).25+595.x
o

= (0,24+0,47.0,0265).25+595.0,0265
= 16,24 (kj/kgkkk) = 67,964 (kj/kgkkk)
Cách 2: Nội suy theo đồ thị I-x (QTTBT2-255) ở:
t
o
Nhiệt độ của môi trường t
o
= 25
o
C
o
ϕ
:Độ ẩm tương đối của không khí
o
ϕ
= 80%

⇒
x
o
=0,0265 (kg/kgkkk)
I
o
= 67,964 (kj/kgkkk)
⇒
Q
2
= 9,4877.67,964
α
=644,822
α
(kj/kgkkk)
Q
3
= Q
c
lv
.
η
Trong đó:
η
:Hiệu suất lò đốt
η
= 0,95
Q
3
= 28884,168.0,95 = 27436,83 (kj/kgthan)

Tổng nhiệt lượng vào buồng đốt là:
Q
vào
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3

= 24,019+644,822
α
+27436,83 = 27460,849 + 644,822
α
Nhiệt lượng ra khỏi buồng trộn
Q
ra
= Q
4
+ Q
5
+ Q
m
Trong đó:
Q
4
: Nhiệt do xỉ mang ra (KJ)
13
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3

Q
5
:Nhiệt do không khí mang ra khỏi buồng đốt (KJ)
Q
m
:Nhiệt mất mát ra môi trường (KJ)
Ta có:
Q
4
= G
xỉ
.C
xỉ
.T
xỉ
G:khối lượng khí khi đốt 1kg than
G
xỉ
= Tr
lv

C
xỉ
: Nhiệt dung riêng của xỉ: C
xỉ
= 0,75kj/kg
o
C
(Tra sổ tay T1- 162)
T

xỉ :
Nhiệt do xỉ mang ra T
xỉ
= 100
o
C
Thay số :
Q
4
=
315,5100.75,0
100
086,7
=
(kj)
Có: Q
5
= G
k
.C
k
.t
1
Với:
t
1
: nhiệt độ khói lò ra khỏi buồng trộn t =210
o
C
G

k
: khối lượng của chất khí trong lò
C
k
: nhiệt lượng riêng của khói lò
C
k
=
K
OHOHONNCOCOSOSO
G
CGCGCGCGCG
222222222
2
0
. ++++
(j/kg
o
C)
(Sổ tay T2- VII.42-112)
⇒
Q
5
= (G
SO
2
.C
SO
2
+G

CO
2
.C
CO
2
+G
N
2
.C
N
2
+G
O
2
.C
O
2
+G
H
2
O
.C
H
2
O
)t
1
Thành phần khối lượng vào máy sấy tính theo 1 kg nhiên liệu ở 210
o
C:

Khối lượng SO
2
:
G
SO
2
=
=
100
.2 S
0,02.S = 0,02.3,625= 0,073 kg/kgthan
Khối lượng CO
2

G
CO
2
= 0,0367C
lv
= 0,03677.0,464 = 2,586( kg)
khối lượng N
2:
G
N
2
= 0,769.
α
.L
0
+ 0,01N

14
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
= 0,769.
α
.9,4877 + 0,01.1,547
=7,269.
α
+0,01547 (kg/kgthan)
Khối lượng ẩm:
G
H
2
O
= m
H
2
O
+
α
.L
o
x
o
=
100
9 WH
LV
+
+

α
.L
o
x
o
=
0265,0.4877,9.
100
7918,3.9
α
+
+
=0,423 + 0,251.
α
(Kg/kg than)
Khối lượng O
2
:
G
O
2
.= 0,231(
α
- 1).9,4877
= 2,192.
α
- 2,192 (kg/kgthan)
Tính nhiệt dung riêng của các khí ở 210
o
C:

C
SO
2

= 0,205(kcal/kg
o
C) = 0,858 (kj/kg
o
C)
C
CO
2
=0,222 + 43.10
6−
t
1

=0,222 + 43.10
6−
.210
= 0,231 (kcal/kg
o
C) = 0,967 (kj/kg
o
C)
C
N
2

= 0,246 + 189.t

1
= 0,246 + 189.10
-6
.210
= 0,285(kcal/kg
o
C) = 1,193 (kj/kg
o
C)
C
O
2

= 0,216 + 166.t
1
= 0,216 + 166.10
-6
.210
=0,25(kcal/kg
o
C) = 1,047 (kj/kg
o
C)
C
H
2
O
= 0,436 + 119.t
1
= 0,436 + 119.10

6−
.210
0,460(kcal/kg
o
C) = 1,926 (kj/kg
o
C)
15
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
Q
5
= [(0,073.0,858+2,586.1,03+(7,296.
α
+0,01547).1,193+(2,192.
α
-
2,192).1,047+(0,423 + 0,157.
α
).1,926].210
= 231,2+2411,34.
α
(kj)
Có : Q
m
=10%Q
vào
= 0,1(27460,849 + 644,822
α
)

= 2746,0849 + 64,4822.
α
(kj)

⇒
Q
ra
= Q
4
+ Q
5
+ Q
m
= 5,315+231,2+2411,34.
α
+ 2746,0849 + 64,4822.
α

= 2982,63 + 2475,822.
α
3.4.3.Phương trình cân bằng nhiệt lò đốt than:
Q
vào
= Q
ra
27460,849 + 644,822
α
= 2982,63 + 2475,822.
α
24478,219 = 1831.

α
α
⇒
= 13,369
Vậy khối lượng khi đốt 1kg than là:
G
SO
2

= 0,073 (kg/kgthan)
G
CO
2

= 2,586 (kg/kgthan)
G
N
2

= 97,2 (kg/kgthan)
G
H
2
O
= 3,78 (kg/kgthan)
G
O
2
= 27,11 (kg/kgthan)
Vậy lượng không khí thực tế cần cung cấp cho lò đốt là:

L =
α
.L
o

= 13,369.9,4877 = 126,84 ( kg kkk/kg than)
4. CÂN BẰNG VẬT LIỆU
4.1. Lượng ẩm bốc hơi:
Lượng ẩm bay hơi :
W=
2
21
2
100 w
ww
G
−
−
(Kg/h) (7.27-QTTB T4-289)
16
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
=
5,8100
5,25,8
3540
−
−
= 232,131 (kg/h)
Lượng vật liệu khô:

G
k

=
−
⋅=
100
100
2
2
W
G
3540.
100
5,2100
−
= 3451,5 (CT7.22- QTTB T4-289)
4.2. Phương trình cân bằng nhiệt:
G
1
= G
2
+w
G
2
:khối lượng vật liệu khô đi ra khỏi thiết bị:
G
1
= 3540 + 232,131 = 3772,131 (kg/h)
4.3. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ SẤY

4.3.1. Thể tích thùng sấy :
V
th
=
A
W
=
32
131,232
=7,25 ( m
3
) (CT10.1-T77 -TK máy hoá chất)
A : Cường độ bay hơi ẩm( Vì A =32
÷
40) chọn A=32
(Bảng VII.3-122-STT
2
)
Đường kính của thùng sấy :
Chọn đường kính thùng D
t
=1,2m
4.3.2. Chiều dài thùng:
Xét tỷ lệ
t
t
D
L
=(3,5
÷

7) (T79-TK máy hoá chất)
chọn
t
t
D
L
= 4
⇒
Chiều dài thùng sấy L
t
= 5m
Tính lại thể tích thùng sấy và cường độ bay hơi ẩm
6
4
52,1
4
2
2
=
⋅⋅
=
⋅⋅
=
π
π
tt
tt
LD
V
(m

3
) (CTVII.51-T121-STT
2
)
17
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
A
t
=
tt
V
W
=
6
131,232
=41,071 (kg/m
3
.h) (CT10.1-TK máy hoá chất)
4.3.3. Chọn chiều dày thùng
S=(0,007
÷
0,01) D
t
(CT10.15-T83-TKmáy hóa chất)
Chọn S = 0,007.D
t
= 0,007.1,2 = 0,0084m
Chọn S = 0,01 (m)
Thời gian sấy:

Ta có:
)(200[
)(120
21
21
WWA
WW
x
s
+−
−
=
βρ
τ
(Sổ tay -tập2-trang123)

Trong đó:
+ ρ
x
: Khối lượng riêng xốp trung bình của vật liệu trong thùng quay, với
ρ
x
=800 kg/m
3
(Bảng 1.1-8-STT1)
+ W
1
,W
1
: Độ ẩm đầu và cuối của vật liệu, tính bằng % khối lượng chung

+ β : Hệ số chứa đầy, β = 0,15 (Bảng VII.5-122-STT
2
)
+ A : Cường độ bay hơi ẩm, A = 35(kg ẩm/m
3
.h) (Bảng VII.3-122-
STT
2
)

⇒

=
s
τ
=
+−⋅
−⋅⋅⋅
)]5,25,8(200[35
)5,25,8(80015,0120
8,707(phút)
Kiểm tra lại thời gian sấy:
Ta có thể tích vật liệu vào trong 1 phút là:
U=
=
60.
1
ρ
G
60.1350

131,3772
= 0,0466 kg/phút (CT10.7-T81-TKmáy hóa chất)
(Theo 408- máy và thiết bị sản xuất hoá chất)
Thời gian sấy thực tế sẽ là:
τ
=
U
V
tt
β
.
=
0466,0
15,0.5
= 18,21 (phút) (CT10.6-T81-TKmáy hóa chất)
18
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học
Trường ĐHCN Hà Nội Khoa CN Hóa 2K3
4.3.4. Số vòng quay của thùng sấy:
Số vòng quay của thùng xác định theo công thức:

,
..
..
ατ
tgD
Lkm
n
t
t

=
(Sổ tay -tập2-trang122).
Trong đó :
+ α : Góc nghiêng của thùng quay, Thường góc nghiêng của thùng dài là 2,5÷3
còn thùng ngắn đến 6, chọn α = 3
+ m : Hệ số phụ thuộc vào cấu tạo cánh trong thùng, m = 1
(Bảng VII.4-T122-STT
2
)
+ k : Hệ số phụ thuộc vào phương thức sấy và tính chất của vật liệu,k=0,7
(Bảng VII.5-T122-STT
2
)
+ τ : Thời gian lưu lại của vật liệu trong thùng quay, phút
n=
=
⋅⋅
o
tg3.21,18.2,1
57,01
3,6679 (Vòng/phút).
Vì n = 3,6679
t
D
4
(∈
t
D
8
÷

) (Theo 10.3-T79-TK máy hoá chất)
vậy chọn D
t
= 1.2 và L
t
= 5m là hợp lý
4.3.5. Công suất cần thiết để quay thiết bị:
Ta có:
xtt
naLDN
ρ
⋅⋅⋅⋅⋅⋅=
−
3
2
1013,0
(VII.54-trang123-STT2)
Trong đó:
+ n : Số vòng quay của thùng, vòng /phút
+ α : Hệ số phụ thuộc vào dạng cánh,Chọn loại cánh phân phối dạng cánh nâng)
Chọn α = 0,026 (theo bảng VII.54-123/STT
2
)
+ ρ
x
: Khối lượng riêng xốp trung bình, ρ
x
= 800 kg/m
3

(Bảng1.1-5-STT
1
)
+ D
t
,L
t
: Đường kính và chiều dài của thùng
N=
028,1800.6679,3.026,0.52.11013,0
32
=⋅⋅⋅
−
(Kw)
19
GVHD: Vũ Minh Khôi Đồ Án Môn Học