LỜI GIỚI THIỆU
Các quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm được xây dựng trên cơ sở
khoa học tự nhiên và kỹ thuật. Đặc điểm của lĩnh vực này là nghiên cứu những qui luật hoạt
động của các quá trình để định ra cơ cấu thiết bị, nhằm thích ứng với thực tế sản xuất. Vì
vậy, hiểu sâu về quá trình và thiết bị sẽ giúp cho kỹ sư có khả năng tính toán, thiết kế thiết
bị, khả năng vận hành, cải tiến kĩ thuật hoặc đề suất cao. Do đó, đối tượng nghiên cứu môn
học này rất rộng, bao gồm các ngành công nghệ hóa chất, thực phẩm, như công nghệ hóa
dầu, phân bón, chế biến lương thực, thực phẩm, dược liệu, xử lý môi trường, vv
Các quá trình và thiết bị (hóa công) được coi là một môn học cơ sở rất quan trọng cho sinh
viên ngành hóa chất, thực phẩm và luyện kim. Mục đích trang bị cho sinh viên các ngành
này những kiến thức về quá trình thủy lực, truyền nhiệt, truyền khối và các quá trình hóa
học; hiểu biết về các phương pháp phân riêng hệ không đồng nhất dưới tác dụng của cơ học
(lắng, lọc, ly tâm) hoặc dưới tác dụng của nhiệt ( chưng luyện, hấp phụ, hấp thụ, trích ly, kết
tinh). Ngoài ra còn trang bị thêm những kiến thức về truyền nhiệt, cô đặc, sấy, lạnh đông và
đập nghiền sàng.
Nội dung của chương trình được trình bày gồm những phần sau:
Phần 1: các quá trình thủy lực ( thủy tĩnh, thủy động, vận chuyển chất lỏng và nén khí).
Phần 2: phân riêng hệ không đồng nhất (lắng, lọc, ly tâm); khuấy trộn chất lỏng và đập,
nghiền, sàng.
Phần 3: truyền nhiệt và các quá trình nhiệt (dẫn nhiệt, nhiệt đối lưu và bức xạ nhiệt; đun
nóng, làm nguội, ngưng tụ và cô đặc); lạnh đông.
Phần 4: các quá trình truyền khối (chưng luyện, hấp phụ, hấp thụ, trích ly, kết tinh và
sấy…).
Phần 5: các quá trình hóa học (nhiệt động, động hóa học và cân bằng hóa học, thời gian lưu,
động lực học…).
Trong từng phần có trình bày cơ sở lý thuyết và tính toán; mô tả nguyên lý cấu tạo của thiết
bị điển hình, cùng một số bài tập và các ví dụ giúp sinh viên đại học thuộc ngành công nghệ
hóa học, thực phẩm và các ngành liên quan nghiên cứu tham khảo, nhằm bổ trợ cho những
kiến thức thuộc các ngành trên.
Ngoài ra, trong công nghệ hóa học và thực phẩm bao gồm nhiều phương pháp sản xuất rất
khác nhau, song nhìn chung các quá trình chế biến đều được thực hiện bởi các quá trình

3
/h với hàm lượng bụi trong khói là 0,2% khối lượng,
nhiệt độ
Khói là 90
0
C.
- Sử dụng quạt ly tâm hút khói từ phòng đưa vào xyclon qua 5 đoạn: đoạn nằm ngang
từ
Phòng tới quạt dài 8 m, từ quạt không khí theo đoạn thẳng đứng 6 m rồi tới đoạn nằm
ngang 5 m trước khi tới xyclon; từ xyclon không khí sạch được dẫn đi lên thẳng đứng
5m sau đó đi
Theo ống ngang 3 m rồi thải ra ngoài trời.
- Kích thước hạt bụi là 50 μm với hệ số hình dạng 0,6; Khối lượng riêng hạt bụi 1000
kg/m3.
- Độ chân không ở trong phòng sấy là 20 mmH
2
O, hiệu suất xyclon 0,95.
Các thông số tự chọn (kèm theo lý do lựa chọn):
- Loại và kích thước ống dẫn; van và các điểm cục bộ (nếu có) trên đường ống;
Các số liệu cần tự tra cứu (kèm theo ghi chú nguồn tài liệu tham khảo):
- Đặc tính lý hóa của khói lò; hiệu suất của quạt; độ nhám thành ống, hệ số trở lực
cục bộ
Trên đường ống . . .
Yêu cầu:
1) Tính kích thước cơ bản của xyclon; chọn xyclon tiêu chuẩn tương đương, từ đó
xác định Hệ số trở lực của xyclon;
2) Xác định công suất làm việc của quạt [Kw], từ đó chọn quạt tiêu chuẩn;
3) Xác định lượng bụi thu được [kg/h];
4) Vẽ sơ đồ hệ thống thiết bị.
2. Ý nghĩa của bài tập lớn.

thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng chủ yếu là phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:
- Thành phần hạt bụi trong hệ và kích thước của nó.
- Độ làm sạch cần thiết của khí
- Trạng thái và thành phần của khí
Bảng B.2 Cho phép ta chọn sơ bộ kiểu thiết bị.
Tên thiết bị Đường kính của hạt bụi được tách, Độ làm sạch,
Phòng lắng bụi 2000-100 40-70
Xiclon 100-5 45-85
Xiclon tổ hợp 100-5 65-95
Thiết bị lọc có điệm 100-10 85-99
Thiết bị lọc ướt 100-0,1 85-99
Page 4
Thiết bị lọc tay áo 10-2 85-99,5
Thiết bị lọc điện 10-0,005 85-99
C. Tính toán công nghệ.
Ký hiệu một số thông số: G
v
- năng suất thiết bị tính theo hệ khí đi vào,kg/h; G
r
- năng suất
thiết bị tính theo hệ khí đi ra,kg/h; G
s
-năng suất thiết bị tính theo lượng khí sạch hoàn
toàn,kg/h; p
k
-khối lượng riêng của môi trường,kg/m
3
;p
b
-khối lượng riêng của hạt bụi

Ta có một số công thức tính toán:
5) Thể tích của hệ khí đi vào thiết bị.
6) Thể tích của hệ khí đi ra khỏi thiết bị.
7) Năng suất thiết bị tính theo khí sạch hoàn toàn.
8) Độ làm sạch.
2.CƠ SỞ LÍ THUYẾT VÀ CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN XYCLON.
Mô tả cấu tạo, nguyên lí làm việc và phạm vi sử dụng của xyclon đơn.
 Cấu tạo xyclon đơn bao gồm : thân trụ, thân phểu, cửa vào, nắp, cửa khí ra,
cửa tháo bụi.
 Nguyên lí làm việc của xyclon đơn: hỗn hợp khí chứa bụi được đưa vào xilon
ở cửa tiếp tuyến với thân trụ, khi vào thân trụ dòng khí chuyển động tròn dọc theo
thân trụ. Nhờ lực li tâm các hạt bụi chuyển động tách khỏi dòng khí theo hướng bán
kính và sau đó tập hợp lại ở bên ngoài lớp khí trên thành thiết bị. Khi đến cửa thoát
bên dưới của ống tâm, một phần khí đi ra ngoài, phầm còn lại tiếp tục chuyển động
tròn quanh tâm, ở đoạn phểu tạo thành dòng đi lên để vào ống tâm. Trong xylon dòng
khí chuyển động theo hai hướng ngược nhau song song với trục của thiết bị. Cùng với
dòng khí, bụi cũng chuyển động dọc theo thành của đoạn phễu đến cửa tháo bụi để ra
ngoài.
 Phạm vi sử dụng: khi yêu cầu thiết bị đơn giản, có tốc độ lắng cao so với lắng
trọng lực và trọng trường, phân li không hoàn toàn, chỉ nằm ở 80-95%, các bụi phân li
kém…
a) Bán kính kích thước ống dẫn ra khỏi xyclon: r
1
= ,m; Trong đó:W
r
: tốc độ khí đi ra khỏi
xyclon m/s ;thường W
r
=4…8m/s; V: năng suất của xyclon (lượng khí đi vào xyclon
m

- khi lắng quá độ và xoáy:
f) Thể tích làm việc của xyclon.
V
LV
= V., m
3
g) Chiều cao phần hình trụ của xyclon.
, m; trong đó k-là hệ số dự trữ, thường lấy k =1,25.
Hay:
h) Chiều cao phần hình chóp nón.
,m
trong đó: là bán kính lỗ tháo bụi,m
: là góc nghiêng giữa bán kính vỏ và đường sinh, Phải lớn hơn góc nghiêng so rơi
tự do của vật liệu.
i) Số vòng quay của khí bụi trong xyclon.
N =; w- tốc độ góc,1/s.
j) Tính toán thông số
1. Đường kính bé nhất của hạt được lắng trong xyclon ở chế độ chảy dòng.
D = ,m
2. Năng suất của xyclon
V = F
0
.W
1
, m
3
/s ; trong đó: F
0
: là diện tích xung quanh của hình trụ có bán
kính r

6m
5m
Xyclon đơn
5m
3m
i. Nguyên tắc phân li li tâm.
Để tăng vận tốc lắng của bụi trong khí và làm sạch khí hoàn toàn người ta
thường dùng lực li tâm. Lực li tâm được tao ra do dòng khí.
Lực ly tâm được biểu thị: C=, với w
2
/r – là gia tốc ly tâm.
yếu tố phân ly được tính bằng tỷ số giữa gia tốc ly tâm và gia tốc trọng
trường. K
p
=
ii. Vận tốc lắng ly tâm tổng quát: đối với chất khí khi chuyển động thì:
trong đó là trở lực: , tức là phụ thuộc vào độ nhớt của môi trường.
3.CƠ SỞ LÍ THUYẾT VÀ MỘT SỐ THÔNG SỐ TINH TOÁN QUẠT.
3.1. Những đặc trưng của quạt.
3.1. 1.Trong công nghiệp hóa chất, quạt ly tâm thường được sử dụng rất rộng rãi. Trong các
hệ thống thông gió, lò sưởi không khí, quạt được sử dụng để vận chuyển không khí và các
khí không ăn mòn ở nhiệt độ cao hơn 180
0
C và không chứa những chất nhờn, bụi và các tạp
chất rắn khác với hàm lượng lớn hơn 150 mg/m
3
. Áp suất toàn phần không lớn hơn
15000N/m
2
.

đó xác định hệ số trở lực của xyclon.
Q = 6000m
3
/h
Chọn vận tốc dòng khí vào xyclon là : V
v
= 15m/s
khối lượng riêng của hạt bụi là:
khối lượng riêng của không khí là:
độ nhớt dòng khí ở 90
0
C:

Đường kính thành phần hình trụ:
Thường lấy vận tốc quy ước W
q
=2,2-2,5 m/s
Chọn W
q
= 2,3 m/s
Công thức tính đường kính xyclon:
Trong đó: Q là lưu lượng của dòng khí,m
3
/s; W
q
: là vận tốc tối ưu trong thiết
bị, W
q
= 2,3 m/s.
Từ đó ta có đường kính của xyclon

đó chọn quạt
tiêu chuẩn.
Lưu lượng khí
Q = 6000
m
2
/h
Giả sử vận tốc
đi vào trong ống dẫn V = 15 m/s
Độ nhớt của không khí
Khối lượng riêng của bụi:
Khối lượng riêng của không khí:
Trở lực đường ống dẫn: Chọn chiều dài ống dẫn là 27m
Đường kính ống dẫn là d = 0,15m
Re =
Trở lực của xyclon tức là áp suất cần thiết tạo ra tốc độ dòng khí ra khỏi ống
dẫn.
Page 9
Ta có
Trở lực để khắc phục trở lực ma sát trong đường ống:

Chọn 1 khủy 90
0
do 2 khủy 45
0
tạo thành 

Trở lực của xyclon:
k: là hệ số trở lực cục bộ. k = 10
Trở lực hệ thống: H

10
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Bin. Các quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm, tập 1: Các
quá trình thủy lực, bơm quạt, máy nén, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội.
2. Nguyễn Bin. Các quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm, tập 2:
Phần phân riêng hệ không đồng nhất, khuấy trộn, đập, nghiền, sàng, Nhà xuất bản
khoa học kỹ thuật Hà Nội.
3. Tập thể tác giả. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, tập 1, Nhà xuất bản
khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1992.
4. Nguyễn Văn Lục-Hoàng Minh Nam. Các quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất
và thực phẩm, bài tập các quá trình cơ học, Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia TP.Hồ
Chí Minh.
5. Bài giảng môn quá trình thiết bị và cơ học, Giảng viên Lê Đức Trung.ĐH Tôn Đức
Thắng.
6. Nguồn tham khảo Internet.
Page
11
PHỤ LỤC
Lời giới thiệu 1
Bài tập lớn và ý nghĩa 3
Cơ sở lí thuyết 4
Tính toán bài toán 8
Tài liệu tham khảo 12
Page
12