Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội

Lời nói đầu
Cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp khác, ngành công
nghệ hóa chất đóng vai trò ngày càng quan trọng trên thế giới. ứng dụng
của ngành công nghệ hóa chất trong công nghiệp và trong đời sống là rất
rộng lớn. Đối với một nớc công nghiệp nh nớc ta thì kỹ thuật sấy rất cần
thiết cho việc sản xuất. Chất lợng sản phẩm sau khi sấy đóng vai trò quan
trọng trong việc hoàn thiện và nâng cao chất lợng sản phẩm. Chính vì thế,
việc tính toán thiết kế hệ thống sấy phù hợp với yêu cầu sản xuất trong thực
tiễn là rất cần thiết.
Trong hiện tại, có rất nhiều phơng pháp sấy hiện đại và có hiệu quả cao.
Tuy nhiên, với việc sấy apatít thì sấy thùng quay là hợp lý hơn cả. Hệ thống
sấy thùng quay rất phổ biến trong công nghệ hóa chất do có nhiều u điểm
và khá gọn nhẹ, dễ tự động hóa. Hiện tại, nói chung trong công nghệ hóa
chất luôn đòi hỏi phải hoàn thiện, cải tiến các thiết bị hóa chất đặc biệt là
các thiết bị cần thiết nh kỹ thuật sấy. Vì vậy, sự tìm hiểu nghiên cứu về kỹ
thuật và thiết bị sấy là rất cần thiết. Đó cũng là mục đích cơ bản của đồ án
này.

Lê Việt Đức

1

Lớp QTTB K-45


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội

Phần I : Tổng quan
Chơng I . Đại cơng về quá trình sấy.

các dạng liên kết ẩm khác nhau. Theo cách này các dạng liên kết ẩm đợc
chia làm 3 nhóm chính là : liên kết hóa học, liên kết hóa lý và liên kết cơ lý.
I.1.1. Liên kết hóa học :

Lê Việt Đức

2

Lớp QTTB K-45


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
Liên kết hóa học gữa ẩm và vật khô rất bền vững, trong đó các phân tử nớc
đã trở thành một bộ phận trong thành phầm hóa học của phân tử vật ẩm.
Loại này chỉ có thể tách ra khi có phản ứng hóa học và thờng phải nung vật
đến nhiệt độ cao. Sau khi tách ẩm thì tính chất lý hóa của vật thay đổi.
I.1.2. Liên kết hóa lý :
Gồm 2 loại là :
- Liên kết hấp phụ : ẩm đợc giữ lại trên bề mặt và trong mao quản của
vật liệu nhờ lực hấp phụ Van dec van và lực mao quản.
- Liên kết thẩm thấu : Là liên kết giữa nớc với vật rắn khi có sự chênh
lệch nồng độ giữa các chất hòa tan trong và ngoài vật, tức là có sự
chênh lệch áp suất hơi nớc.
I.1.3. Liên kết cơ lý : Đây là dạng liên kết giữa nớc và vật liệu đợc tạo thành
do sức căng bề mặt của nớc trong các mao quản hay bề mặt ngoài của vật.
Liên kết cơ lý bao gồm :
- Liên kết cấu trúc : Là liên kết giữa nớc và vật liệu hình thành trong
quá trình hình thành vật. Ví dụ : nớc trong các tế bào động vật, do vật
đông đặc khi nó chứa sẵn nớc. Để tách nớc trong trờng hợp liên kết cấu
trúc ta có thể làm nớc bay hơi, nén ép vật hay phá vỡ cấu trúc của vật.

Trong vật, lực mao dẫn lớn hơn rất nhiều so với trọng lợng ẩm chứa trong
vật và nó quyết định hoàn toàn sự lan truyền ẩm trong vật. Trong trờng hợp
trọng lợng ẩm cân bằng với lực mao dẫn thì vật đợc gọi là vật xốp. Đặc
điểm của vật xốp mao dẫn là sau khi sấy xong thì nó trở nên giòn và rất dễ
bị vỡ vụn.
I.2.2. Vật keo :
Vật keo là vật có tính dẻo do có cấu trúc hạt. Trong vật keo, ẩm liên kết ở
dạng hấp phụ và thẩm thấu. Các vật keo có đặc điểm chung là khi sấy bị co
ngót rất nhiều và vẫn giữ đợc tính dẻo.
I.2.3. Vật keo mao dẫn :
Những vật thể mà trong đó tồn tại ẩm liên kết có trong cả vật keo và vật xốp
mao dẫn thì gọi là vật keo xốp mao dẫn. Về cấu trúc các vật này thuộc loại
vật xốp mao dẫn nhng về bản chất lại là vật keo, có nghĩa là thành mao
quản của chúng có tính dẻo, khi hút ẩm các mao quản trơng lên còn khi sấy
thì co lại.
I.3. Các giai đoạn của quá trình sấy.
I.3.1. Giai đoạn nâng nhiệt độ vật liệu :
Giai đoạn này rất ngắn có thể coi nh không tồn tại, nó tơng ứng với việc
nâng cao nhiệt độ của vật liệu lên đến nhiệt độ sấy. Nhiệt độ đó không đạt
đợc ngay lập tức vì rằng lúc đầu vật liệu có nhiệt độ khá thấp so với nhiệt
độ của tác nhân sấy và bản thân nó thờng là một chất có độ dẫn nhiệt kém.
ở giai đoạn này tốc độ sấy tăng nhanh.
I.3.2. Giai đoạn sấy đẳng tốc :
Tơng ứng với việc bay hơi ẩm trên bề mặt vật liệu. Trong giai đoạn này tốc
độ di chuyển ẩm từ trong ra bề mặt vật liệu lớn hơn tốc độ bay hơi từ bề mặt
vào môi trờng. Nhiệt độ của vật liệu sấy không đổi và đúng bằng nhiệt độ
bầu ớt của không khí. Trong giai đoạn này tốc độ sấy không thay đổi khi
vận tốc tác nhân sấy là không đổi.
I.3.3. Giai đoạn sấy giảm tốc :
Khi trên bề mặt vật liệu không còn ẩm tự do nữa thì áp suất hơi riêng phần

là khi có sơng mù hoặc ma thì việc hong khô không thực hiện đợc.
Tốc độ bay hơi tỷ lệ thuận với bề mặt tiếp xúc của hạt với không khí
và tốc độ không khí. Vì vậy trong khi phơi phải trải hạt thành lớp
càng mỏng càng tốt và ở nơi thoáng gió.
- Phơi nắng : Là phơng pháp sấy tự nhiên lợi dụng nhiệt độ bức xạ của
mặt trời. Đó là phơng pháp đơn giản, rẻ tiền nên đợc áp dụng rộng rãi
trong thực tế. Nguyên lý của quá trình bốc hơi nớc từ vật liệu vào
không khí là do vật hấp thụ ánh nắng mặt trời làm tăng nhiệt độ của
hạt và áp suất hơi trên bề mặt hạt. Tốc độ bay hơi phụ thuộc vào bề
mặt chiếu sáng và bay hơi của hạt, hệ số hấp thụ bức xạ của hạt
Ngoài ra, nó còn phụ thuộc vào tốc độ khô và tốc độ chuyển động
của không khí. Phơi nắng có nhợc điểm là bị động, phụ thuộc vào
thời tiết, lao động nặng nhọc, sân phơi chiếm diện tích lớn.
- Sấy tiếp xúc : Là phơng pháp sấy dựa trên nguyên tắc tăng nhiệt độ
của hạt bằng phơng pháp truyền nhiệt độ trực tiếp từ thành thiết bị
Lê Việt Đức

5

Lớp QTTB K-45


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
đến hạt. Do đó làm tăng áp suất hơi trên bề mặt hạt dẫn đến làm nớc
trong hạt bốc hơi vào không khí. Tốc độ bay hơi nớc của hạt phụ
thuộc vào tốc độ truyền nhiệt độ từ thành thiết bị đến hạt. Thông thờng, do hệ số truyền nhiệt quá bé nên phải tăng nhiệt độ đốt nóng
thiết bị dẫn tới vừa tốn kém nhiên liệu vừa mau hỏng thiết bị, mặt
khác sẽ gây ra quá nhiệt ở một số bộ phận hạt. Ưu điểm của phơng
pháp này là đơn giản, tốc độ sấy nhanh, có thể đạt đợc độ ẩm của hạt
khá thấp. Tuy nhiên, phơng pháp này chỉ thích hợp để sấy nhanh một


Lớp QTTB K-45


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
Đặc trng cơ bản của sấy động là vật liệu sấy chuyển động trong quá trình
sấy. Phơng pháp này hiện nay đang rất phổ biến do có u điểm và tốc độ sấy
nhanh, năng suất lớn, chất lợng hạt đồng đều, khả năng tự động hóa cao.
Tuy nhiên vốn đầu t là khá lớn.

Lê Việt Đức

7

Lớp QTTB K-45


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chơng II . giới thiệu về công ty supe phốt phát và
hóa chất lâm thao
Vào mùa hè cách đây hơn 40 năm (5/1959) Nhà máy supe phốt phát và hóa
chất Lâm Thao đã chính thức đợc khởi công xây dựng (Nay là Công ty supe
phốt phát và hóa chất Lâm Thao). Đây là một trong những đứa con đầu lòng
của ngành hóa chất Việt Nam. Sau hơn 3 năm lao động khẩn trơng của hơn
500 bộ đội chuyển ngành từ các chiến trờng Điện Biên, Khu 5, cùng hàng
ngàn thanh niên xung phong, học sinh, sinh viên tham gia mở công trờng,
san lấp đồi, xây nền móng nhà xởng, lắp đặt thiết bị dới sự hớng dẫn của
chuyên gia nớc bạn. Hơn 80 công trình lớn nhỏ đã mọc lên trên khoảng đất
rộng hơn 7,3 ha.
Món quà tặng quý giá của Đảng cộng sản, Chính phủ và nhân dân Liên Xô


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
ờng tiêu chuẩn cấp cho 2 sản phẩm chính (phân supe phốt phát, axit
sunfuric) dấu chất lợng cấp 1.
Đặc biệt gần đây Công ty là một trong hai đơn vị đầu tiên của ngành hóa
chất đợc Bộ khoa học và công nghệ môi trờng tặng giải bạc chất lợng Việt
Nam năm 1996; Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn trao giải Bông lúa
vàng tại Hội chợ triển lãm nông lâm nghiệp quốc tế năm 1996 tại Cần Thơ.
Trong chiến tranh chống Mỹ công ty đã có nhiều ngời con lên đờng nhập
ngũ bảo vệ tổ quốc tham gia chiến đấu ở các chiến trờng. Trong số họ có
những ngời đã hy sinh tuổi thanh xuân của mình cho sự nghiệp giải phóng
dân tộc. Những ngời trở về tiếp tục sản xuất và không ngừng phát huy
truyền thống vẻ vang tiếp bớc cha anh đi trớc.
Hơn 40 năm hoạt động Công ty đã phấn đấu tiếp tục để nâng cao
năng lực sản xuất, phát triển các mặt nhằm duy trì và nâng cao chất lợng
sản phẩm bằng cách đầu t và đổi mới công nghệ, thiết bị; giảm chi phí sản
xuất; giảm giá thành sản phẩm thích ứng với thị hiếu khách hàng. Đặc biệt,
trong cơ chế thị trờng Công ty đã vợt qua những thử thách gay go tìm ra
những biện pháp huy động vốn, sắp xếp lại tổ chức, khai thác tiềm năng,
làm tốt công tác tiếp thị, mở rộng thị trờng tiêu thụ sản phẩm và từ đó
không ngừng đẩy mạnh sản xuất.
Sau khi đi vào sản xuất công ty đã hoạt động khá ổn định, khắc phục đợc
một số sự cố ban đầu khi mới chạy xởng nh : nhập nguyên liệu lu huỳnh có
chất lợng tốt hơn, cải tạo kho chứa lu huỳnh kín, giữ lu huỳnh có độ ẩm
thấp, chống bụi supe và bụi xỉ của Xí nghiệp supe II. Lắp quạt trung áp
BMN 15 thay cho quạt B 12 có lu lợng và áp suất lớn hơn chống đợc hiện
tợng bít tắc ống cán nồi hơi, giảm trở lực của lò đốt
Thành tích tốt đẹp đã đạt đợc của công ty nói chung và các xí nghiệp,
phân xởng thành viên nói riêng là sự chỉ đạo đúng đắn của Đảng bộ, ban
lãnh đạo công ty và khối đoàn kết đồng tâm đồng lòng của toàn thể cán bộ

Supe phốt phát là 1 loại bột tơi xốp có màu xám sẫm hoặc xám nhạt, trọng
lợng riêng đổ đống từ 1,1 ữ 1,5T/m2. Hàm lợng của các hợp chất phốt phát
chứa trong supe phốt phát đợc tính ra phần trăm anhyđrit phốt phoric tức là
phần trăm P2O5.
Phần P2O5 trong supe phốt phát ở dạng hòa tan trong nớc (P2O5 hòa
tan trong nớc) gồm có mô nô phốt phát canxi và axít phốt phoric tự do.
Các phốt phát sắt, phốt phát nhôm đi canxi phốt phát không hòa tan
trong nớc mà hòa tan 1 phần hoặc hoàn toàn trong dung dịch xitrat amon,
cây cối cũng có thể hấp thụ đợc nhng chậm gọi là P2O5 hòa trong xi trat.

Lê Việt Đức

10

Lớp QTTB K-45


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chất lợng của supe phốt phát đợc đánh giá theo hàm lợng P2O5 hữu
hiệu (dạng P2O5 mà cây cối có thể hấp thu đợc) là tổng các dạng P2O5 hòa
tan trong nớc và P2O5 hòa tan trong xi trat, ngoài ra trong supe phốt phát
chứa 1 phần P2O5 không hòa tan trong xi trat nằm trong lợng apatít cha đợc
phân hủy.
Tổng các dạng P2O5 hữu hiệu và P2O5 không hòa tan trong xi trat hợp
thành P2O5 chung.
Tỷ lệ phần trăm của P2O5 hữu hiệu đối với P2O5 chung hiển thị mức
độ phân hủy apatit bởi axit sun phuric gọi là hệ số phân hủy (K)
III. ứng dụng của supe phốt phát đơn:
Supe phốt phát đơn đợc sử dụng chính để làm phân bón có chứa phốt
phát Phốt pho chứa trong supe phốt phát ở thể dinh dỡng làm tăng lợng bột

Floapatít và các tạp chất khác. Quặng có màu nâu sẫm hoăc màu nâu vàng,
không hòa tan trong nớc nhng hòa tan trong các axít vô cơ, trọng lợng từ
1,5 ữ 2,2 T/m3.
Nhiệt độ nóng chảy 15500c- 14700c.
Công thức hóa học của các thành phần chính trong apatít:
Ca5(PO4)3F: Flo apatít.
NaF(SiO3) Nê Eghesin.
(Na2K)AlSiO4. nSiO2: Nê fêlin.
CaTiSiO5: Sfen.
(Ca, Mg)CO3: Đô lomit
m Fe2O4 nFeTiO3 TiO2: Titan manhêtít.
Apatít Lào Cai đa vào sản xuất ở công ty là loại apatít nguyên khai
cha làm giàu, không đồng nhất về kích thớc lẫn phẩm chất, thờng chiếm từ
81 ữ 90% Flo apatít và phân bổ không đều. Các tạp chất nhiều và không ổn
định độ ẩm cũng cao thấp thờng. Quặng apatít Lào Cai có đặc điểm xốp khi
sấy hơi nớc dễ thoát, độ cứng nhỏ dễ nghiền, bột apatít nghiền mịn có tính
trôi lớn.
II. Cơ sở hóa lý của quá trình sản xuất supe phốt
phát :
Quá trình hóa học trong sản xuất supe phốt phát đợc đặc trng bằng
phơng trình tổng:
2Ca5(PO4)3F + 7H2SO4 + 5H2O = 3Ca(H2PO4)2H2O + 7CaSO4 + 2HF
Thực chất phản ứng này tiến hành theo 2 giai đoạn. Đầu tiên khi trộn quặng
apatít với axít sunfuríc thì phản ứng xảy ra trên bề mặt hạt quặng và tạo
thành H3PO4 tự do:
1
2

Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 + 2,5H2O = 3H3PO4 + 5 H2SO4. H2O + HF.
Phản ứng này xảy ra khi trộn quặng với axít sunfuric và kết thúc sau


P2 O5 [Ca ( H 2 PO4 ) 2 ]
P2 O5 5 H 3PO4 + P2 O5[ Ca ( H 2 PO4 ) 2 ]

Khi đó hoạt độ của dung dịch sẽ tăng lên, kết quả là phản ứng phân
giải sẽ tiếp tục xảy ra mặc dù hạ thấp nhiệt phản ứng
Khi mức phân giải của supe trong kho đạt 94 ữ 96% thì lợng H2PO4 tự do
còn khoảng 5,5 ữ 8%.P2O5. Sự tồn tại của H3PO4 làm cho sản phẩm có tính
hút ẩm và dễ bị thủy phân.
Ca(H2PO4)2 + H2O = CaHPO4 + H3PO4.
Lợng H3PO4 sinh ra lại càng tăng tính hút ẩm, làm sản phẩm càng trở
nên ẩm ớt, vón cục khó khăn cho quá trình vận chuyển, bảo quản. Do đó trớc khi xuất kho cần phải trung hòa P2O5 tự do xuống còn 1 ữ 3%. Các chất
trung hòa có thể dùng là: đá vôi, bột xơng cá
III. Dây chuyền sản xuất:
Quặng apatít khai thác từ Lào Cai có kích thớc quặng từ 20 ữ 200mm và có
độ ẩm 8 ữ 14% đợc gầu múc đa qua sàng xuống bunke chứa quặng (9) rồi
rơi vào thùng sấy thùng quay (12).
Than từ kho đợc cầu trục múc lên bunhe xuống băng tải cao su (8) và
đa vào lò đốt than (1). Than cháy đợc nhờ quạt thổi không khí (2) thổi khí
từ dới lên. Khói lò đi từ lò đốt vào sấy thùng quay và sấy apatít kho đến 1,5
ữ 2,5% . Ra khỏi thùng quay, quặng đi vào máy búa (4), ra khỏi máy búa
thì kích thớc quặng 20mm rơi xuống băng tải (5) và đi lên bunhe chứa.
Lê Việt Đức

13

Lớp QTTB K-45


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Apatít và axít đợc trộn đều với nhau nhờ 4 cách khuấy thời gian lu là
3 ữ 5 phút và đợc đa vào phòng hóa thành (27) . Tại đây phản ứng (1) diễn
ra trong vòng 20 phút cho tới khi hết axít H2SO4 thì xảy ra phản ứng :
Ca5F(PO4)3 + 7 H3PO4 + 5 H2O = Ca(H2PO4)2 + H2O + HF(2).
Trong phòng hóa thành (27) khối supe nhanh chóng đợc kết tinh và
đa ra ngoài nhờ hệ thống cắt quay ngợc chiều với phòng hóa thành. Supe tơi rơi xuống băng tải (45) qua hệ thống đánh tung (46) và vào kho ủ (47).
Tại đây supe đợc ủ trong 21 ngày đêm và đảo trộn định kỳ 3 lần nhờ cầu
trục và đợc trung hòa bằng bột apatít để giảm P2O5 tự do trong supe xuống
còn < 4%. Khí sinh ra trong phòng hóa thành sẽ phản ứng với SO 2 có trong
quặng tạo ra SiF4.
4HF + SiO2 = SiF4 + 2H2O.
Lê Việt Đức

14

Lớp QTTB K-45


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
SiF4 đợc đi qua 2 tháp hấp thụ (29) nhờ quạt hút (34) rồi qua tháp hấp
thụ rỗng (30) để hấp thụ triệt để lợng khí Flo còn lại trớc khi phóng không
lên trời.
Phản ứng hấp phụ:
3SiF4 + 2H2O = 2H2SiF6 + SiO2.
Axít H2SiF6 từ tháp có nồng độ 8 ữ 12% đợc bơm sang thùng chứa
(35) và bơm lên cao vị (32). Nớc muối từ thùng (41) đợc bơm lên thùng cao
vị (37) và muối + axít đi vào thùng phản ứng (36). Tại đó có phản ứng:
Na2SiF6 + 2NaCl = Na2SiF6 + 2HCl.
Na2SiF6 sinh ra ở dạng huyền phù, sau đó dung dịch đợc đa xuống

Trong đó:
G1: Khối lợng vật liệu đi vào máy (kg/s)
G2: Khối lợng vật liệu ra khỏi máy (kg/s)
W: Lợng ẩm tách ra khỏi vật liệu (kg/s)
Theo lợng vật liệu khô tuyệt đối:
GK= G1.

100 W1
100 W2
= G2.
.
100
100

G1= G2.

100 W2
(kg/s)
W1

G2= G1.

100 W2
(kg/s)
W1

(kg/s)

[V-187]


V: Thể tích thùng (m3)
A: Cờng độ bốc hơi ẩm. A phụ thuộc rất nhiều yếu tố (độ ẩm, nhiệt
độ vật liệu sấy, thiết bị sấy...). Đối với máy sấy thùng quay, sấy apatít ta
chọn A = 50 (hg ẩm/m3h)
V =A=

W
1252
=
= 25,04(m3)
V
50

Quan hệ giữa chiều dài là đờng kính thùng:

Lê Việt Đức

16

Lớp QTTB K-45


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
L
L
= 3,5...7. chọn
= 4 ta có:
D
D



1580.25,04.0,2
= 55,59
10000 / 60

(phút).

IV. Tính số vòng quay thùng.
n=

m.K .L
(vòng/ phút).
.D.tg

n: Số vòng quay (vòng/phút)
L: Chiều dài thùng (m)
D: Đờng kính thùng (m)
: Góc nghiêng thùng , chọn =1o
: Thời gian sấy(phút)
m, K: Hệ số phụ thuộc cấu tạo cánh và chiều chuyển động của
khói. Với sấy xuôi chiều và chọn cánh dạng vạt áo thì ta tra đợc:
m= 0,7; K= 0,75 (III-122)
n=

0,7.0,75.8
= 2,16 (vòng/phút).
55,59. .tg10

V. Tính công suất cần thiết:
N= 0,0013. D3.L. x .a.n (kw)

Thành phần nhiên liệu là than có thành phần :
C= 0,367; H= 0,027; S= 0,032; N= 0,007
O = 0,111; Tr = 0,206; A= 0,25.
Nhiệt trị cao của nhiên liệu :
QC = 33858.C + 125400.H 10868(O - C)
[I-53]
= 33858.0,367 + 125400.0,027 10868(0,111 0,032)
= 14953 (kJ/kg nl).
Lợng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy một kg nhiên liệu :
lo = 11,6.C + 34,8.H +4,3(S - O)
[I-55]
= 11,6.0,367 + 34,8.0,027 4,3(0,032 0,111)
= 4,857 (kg kk/kg nl).
II. Xác định các thông số cơ bản của tác nhân sấy :
Theo thống kê khí hậu Việt Nam ta có :
Điểm A : Không khí trớc khi vào buồng đốt
tO = 250C
GO = 85%
Từ đó tra trên đồ thị I d ta tìm đợc : dO = 0,017 kg ẩm/ kg kk.
IO = 68,383 kJ/kg kk.
Điểm K : Tác nhân sấy sau khi ra khỏi buồng đốt.
Khối lợng nớc chứa trong khói lò sau buồng đốt :
GA = (9.H + A) + bđ.lO.dO

Lê Việt Đức

(kg)

[I 58]


= A' [kg Èm /kg kk].
α bd .l 0 + [1 − Tr (9.H + A)]
lK '

d’ =

0,592
= 0,096 (kg Èm/kg kk).
6,129

[I – 59]

Entanpi cña khãi sau buång ®èt :
Q C .η bd + C nl .t nl + α bd .l 0 .I 0
lK '

I’ =

[kJ/kg K].

[I – 59]

η : HiÖu suÊt buång ®èt. Chän ηb® = 0,8.
Cnl : NhiÖt dung riªng nhiªn liÖu. §èi víi than ta cã Cnl = 0,12 kJ/kg.K.
tnl : NhiÖt ®é nhiªn liÖu. Tnl = 250C.
Q C .η bd + C nl .t nl + α bd .l 0 .I 0
lK '

I’ =


GCO2 = 3,67.C = 3,67.0,367 = 1,347 kg/kg nl.
GSO2 = 2.S = 2.0,032 = 0,064 kg/kg nl.
GO2 = 0,23.(bđ - 1).l0 = 0,23.(1,2 1).4,857 = 0,022 kg/kg nl.
GN2 = 0,77. bđ.l0 = 0,77.1,2.4,857 = 4,49 kg/kg nl.
RK =

1,347.188,955 + 0,064.129,906 + 0,022.259,813 + 4,49.296,929
1,2.4,857 + [1 0,206 (9.0,027 + 0,25)]

= 262 J/kg K.
Xem khói là chất khí lý tởng, ta có khối lợng phân tử khói :
à=

8314
= 31,73.
RK '

Hệ số khí của khói R.

Cũng nh không khí ẩm ta xem khói là hỗn hợp khí lý tởng giữa khói khô
và hơi nớc. Theo định nghĩa lợng chứa ẩm, ta có khối lợng của khói tơng
ứng với d bằng :
G = 1 + d = 1 + 0,096 = 1,096 (kg).
Do đó thành phần khối lợng của khói khô và của hơi nớc tơng ứng là :
gK
=

1
0,096
= 0,912; gH =


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
ia0 = 2500 + 1,842.25 = 2546,05 [kJ/kg].
Hệ số không khí thừa cho cả buồng đốt và buồng hòa trộn :
=

aC .hbd + C nl .t nl (9.H + A).ia [1 (9.H + A + e)].C pk .t
l 0 .[d 0 .(i a i a 0 ) + Gk (t t 0 )]

Gpk : Nhiệt dung riêng khói khô. Gpk = 1,004 kJ/kg K.
14953.0,8 + 0,12.25 (9.0,027 + 0,25).3144,7 [1 (9.0,027 + 0,25 + 0,206)].1,004.350
4,857.[0,017(3144,7 2546,05) + 1,004.(350 25)
= 6,28

=

Lợng khói khô sau buồng hòa trộn :
lK = (.l0 +1) [Tr + (9.H + A)]

[I - 59]

= (6,28.4,857 + 1) [0,206 + (9.0,027 + 0,25)]
= 30,8
[kg kk/kg nl].
Lợng chứa ẩm dH của khói lò sau buồng hòa trộn :
d1 =
=

(9.H + A) + .l 0 .d 0
.l 0 + [1 Tr (9.H + A)

[bar]

4026,42
}
235,5 + 350

= 168 (bar).
Độ ẩm tơng đối của khói lò sau buồng hòa trộn :
1 =

d 1 .B
(0,621 + d1 ).Pb1

[I - 34]

B : áp suất khí trời.

Lê Việt Đức

21

Lớp QTTB K-45


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
745
)
G1 =
= 2,98.10-2%.
750

}
235,5 + t 2

[bar]

4026,42
}
235,5 + 120

= 1,96 (bar).
Độ ẩm tơng đối của khói lò sau quá trình sấy lý thuyết:
2 =

d 2 .B
0,123(745 / 750)
=
=8,37%.
(0,621 + d 2 ) . p bh 2
(0,621 + 0,123).1,96

Lợng ẩm mà vật liệu sấy đã thải vào khói sau quá trình sấy lý thuyết.
GBC = d2- d1= 0,123- 0,033 = 0,09 kg ẩm/kgKK
Vậy ta có các thông số của quá trình sấy lý thuyết:
+ Điểm A: t0= 250c
d0= 0,017 kg ẩm/kgKKK
G0= 85%
I0= 68,383 kJ/kgKKK
0
+ Điểm B: t1= 350 c
d1= 0,033 kg ẩm/kgKK


l0 : lợng khói cần thiết để làm bay hơi 1 kg ẩm
l0=

1
= 11,11 (kg kk/kg ẩm)
0,123 0,033

Lợng khói cần thiết đi qua máy sấy:
l0= W.l0= 1252.11,11= 13909,72 (kg kk/h)
2. Lu lợng thể tích trung bình.
Sử dụng phơng pháp nội suy [I-phụ lục 5]
ta có :
Thể tích khói ẩm chứa 1 kg khói khô sau quá trình sấy lý thuyết ở nhiệt
độ t= 3500c . vB = 1,8m3/kg kk
Thể tích khói ẩm chứa 1kg khói khô sau quá trình sấy lý thuyết ở nhiệt
độ t = 1200c: vc = 1,235 m3/kg kk
Lợng của tác nhân sấy trớc quá trình sấy:
VB = l0.vB = 13909,72.1,8 = 25037,496 (m3/h)
Lu lợng của tác nhân sấy sau quá trình sấy:
Vc = l0.vc= 13909,72. 1,235 = 17178,5 (m3/h)
Lu lợng thể tích trung bình:
Vtb0 =

25037,496 + 17178,5
V B + Vc
21108 (m3/h)
=
2
2

Cn: Nhiệt dung riêng của nớc: Cn= 4,18 (kJ/kg)
Lê Việt Đức

23

Lớp QTTB K-45


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
Cv2= 0,92 (1- 0,015) + 4,18.0.015 = 0,9689 (kJ/kg)
Khi đó tổn thất nhiệt độ vật liệu sấy mang đi:
Qv= G2.Cv2 = (t2- t0) = 8748.0,92(120-25) = 764575,2 kJ/h

[I-219]

764575,2
Qv
=
= 610,68 (kJ/kg ẩm)
1252
W

qv =

3. Tổn thất ra môi trờng:
a. Giả thiết tốc độ tác nhân sấy:
Cũng nh trong hầm sấy, đối với máy sấy thùng quay ta phải giả thiết tốc
độ tác nhân sấy trong thùng. Sau khi tính xong lợng tác nhân sấy thực thì
phải kiểm tra lại giả thiết này. Cơ sở để giả thiết tốc độ tác nhân sấy là tốc
độ lý thuyết (w0). w0 chính là tỷ số giữa lu lợng thể tích trung bình và tiết

ti + t 2
=
= 235 (0C)
2
2

Nhiệt độ lu thể lạnh:
Lấy tf2 = tmt = 250C.
Tính lớp bảo ôn
Chọn vật liệu bảo ôn là amiăng có a = 0,11 (w/độ .m).
Bài toán trở thành bài toán truyền nhiệt nh sau:
Ta chọn vật liệu làm thân thùng sấy là thép 12MX có chiều dày S = 0,005Dt
S = 0,005.Dt = 0,005.2 = 0,01 (m) = 10(mm).
Thép 12MX có = 50,2 (N/m.độ)

= 7,82.103(kg/m3)

Lê Việt Đức

24

Lớp QTTB K-45


Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội
Thùng sấy có:

3
Dn
= 2 + 2.10.10 = 1,01< 2 nên ta chấp nhận trao đổi nhiệt


q2 =

CT3

= 2mm

CT 3
(tw2 tw1) (w/m2)
CT 3

Lê Việt Đức

25

Lớp QTTB K-45