Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy
MỤC LỤC
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ.........................................................................................4
Chương 1 : GIỚI THIỆU CHUNG...........................................................................................................6
1.1. Giới thiệu chung về kỹ thuật sấy.................................................................................................6
1.1.1. Khái niệm và mục đích.......................................................................................................6
1.1.2. Phân loại phương pháp sấy.................................................................................................6
1.1.3. Một số nhân tố ảnh hưởng tới tốc độ sấy............................................................................8
a. Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí.....................................................................................8
b.Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí...................................................................9
c. Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí.................................................................9
d. Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu............................................................................10
e. Ảnh hưởng của quá trình ủ ẩm.........................................................................................10
f. Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu................................................................................10
1.1.4. Vai trò của sấy trong kỹ thuật và đời sống........................................................................10
1.2.1 Cấu tạo...............................................................................................................................12
1.2.2. Nguyên lý hoạt dộng.........................................................................................................14
1.2.3. Ưu, nhược điểm của sấy thùng quay.................................................................................15
1.2.4. Lựa chọn thiết bị...............................................................................................................16
1.3. Quặng apatit và quá trình sản xuất phân lân nung chảy........................................................16
1.3.1. Quặng apatit.....................................................................................................................16
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN NHIÊN LIỆU.............................................................24
2.1.3. Vật liệu sấy là cát với các thông số ..................................................................................25
2.2.2. Nhiệt dung riêng của than đá............................................................................................26
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...............................................................................27
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...........................................................28

3.2.6.3. Chiều dài thùng .......................................................................................................37
3.2.6.4. Loại cánh ................................................................................................................37
3.2.6.5. Tốc độ quay ............................................................................................................37
3.3. Quá trình sấy lý thuyết..............................................................................................................37
3.3.1. Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy...............................................................................37
3.3.1.1. Nhiệt độ ..................................................................................................................37
3.3.1.2. Hàm nhiệt ................................................................................................................37
3.3.1.3. Hàm ẩm ...................................................................................................................37
3.3.1.4. Độ ẩm ......................................................................................................................37
3.3.2. Cân bằng nhiệt lượng của quá trình sấy............................................................................38
3.4. Quá trình sấy thực tế.................................................................................................................38
3.4.1. Nhiệt tổn thất ra môi trường..............................................................................................38
3.4.1.1. Xác định hệ số truyền nhiệt K..................................................................................39
3.4.1.2. Diện tích xung quanh thùng sấy...............................................................................44
3.4.1.3. Hiệu số nhiệt độ trung bình......................................................................................44
3.4.2. Tổn thất do phân lân nung chảy mang ra khỏi thùng sấy................................................45
3.4.3. Xác định giá trị ∆ (Lượng nhiệt bổ sung thực tế)............................................................46
3.4.4. Trạng thái của khói ra khỏi thùng sấy...............................................................................46
3.4.4.1. Nhiệt độ ...................................................................................................................46
3.4.4.2. Hàm ẩm ...................................................................................................................46
3.4.4.4. Hàm nhiệt.................................................................................................................47
3.4.5. Lượng khói cần thiết để bốc hơi 1 kg ẩm..........................................................................47
3.4.6. Lượng than cần thiết cho quá trình...................................................................................47
3.4.7. Cân bằng nhiệt lượng trong thiết bị sấy............................................................................47
3.4.8. Kiểm tra lượng nhiệt mất mát ra môi trường....................................................................48
3.4.9. Lượng nhiệt cần cung cấp cho thùng sấy..........................................................................48
CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ......................................................................................................49
4.1. Tính toán hệ thống dẫn động.....................................................................................................49
4.1.1. Tính toán và lựa chọn động cơ..........................................................................................49
Công suất cần thiết để quay thùng là : Pt = Nt = 16,636 ( kW )...........................................49

4.3.3. Trọng lượng bánh răng vòng.............................................................................................61
4.3.4. Trọng lượng cánh xới........................................................................................................62
4.3.5. Trọng lượng vành đai........................................................................................................62
4.3.6. Khoảng cách hai vành đai.................................................................................................62
4.3.7. Tải trọng trên một đơn vị chiều dài thùng không kể bánh răng vòng...............................62
( N/cm ) ( 90 – TTTKMHCT1 )..........................................................................................62
4.3.8. Momen uốn do tải trọng này gây ra..................................................................................62
4.3.9. Momen uốn do bánh răng vòng gây ra.............................................................................63
4.3.10. Momen chống uốn..........................................................................................................63
4.3.11. Ứng suất thân thùng........................................................................................................63
4.4. Tính toán vành đai.....................................................................................................................63
4.4.1. Tải trọng trên một vành đai...............................................................................................63
4.4.2. Phản lực của con lăn.........................................................................................................63
4.4.3. Bề rộng của vành đai.........................................................................................................64
4.4.4. Bề dày của vành đai..........................................................................................................64
Với thùng nặng thì bề dày của vành đai là:...........................................................................64
4.4.5. Momen uốn.......................................................................................................................64
4.4.6. Momen chống uốn...........................................................................................................65
4.4.7. Các thông số của vành đai ................................................................................................65
4.5. Tính toán con lăn đỡ.................................................................................................................65
4.5.1. Bề rộng của con lăn ..........................................................................................................66
b = B + 3 = 35 + 3 = 38 ( cm ) (T250- HDTKMHCT1).....................................................66
4.5.2. Đường kính của con lăn....................................................................................................66
Chọn sơ bộ đường kính con lăn đỡ theo công thức:............................................................66
4.5.4. Các thông số của con lăn đỡ.............................................................................................67
4.6. Tính toán con lăn chặn..............................................................................................................67
4.6.1. Lực lớn nhất tác dụng lên con lăn chặn............................................................................67
4.6.2. Xác định bán kính con lăn chặn........................................................................................67
4.6.3. Kiểm tra độ bền của con lăn chặn.....................................................................................68
4.6.4. Các thông số của con lăn chặn..........................................................................................68


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

HÀ NỘI

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ
***_Số : 35_***
Họ và tên HS - SV : LÊ VĂN THÀNH
Lớp : ĐH Hoá 2

Khoá: 7

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 bán
thành phẩm phân lân nung chảy với năng suất 9150 kg/giờ.
Các số liệu ban đầu:
- Độ ẩm đầu của vật liệu: 15%
- Độ ẩm cuối của vật liệu: 1%
- Nhiệt độ khói vào : 3000C.
- Nhiệt độ khói ra : 1050C.
TT

Tên bản vẽ

1
2

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: “Thiết kế hệ thống sấy
thùng quay làm việc xuôi chiều dùng để sấy bán thành phẩm phân lân nung
chảy với năng suất 9150 kg/giờ.”. 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: LÊ VĂN THÀNH
Lớp: ĐH Hoá2 _K 7

GVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page 5

Lê Văn Thành _CNH2-K7


+ 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.

GVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page 6

Lê Văn Thành _CNH2-K7


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – 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 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

+ 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
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 ΟC thì protein bị biến tính, nếu trên 900 ΟC thì
GVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page 8

Lê Văn Thành _CNH2-K7


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Công Nghệ Hóa

GVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page 9

Lê Văn Thành _CNH2-K7


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy
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.
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...

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.
- 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.
GVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page 11

Lê Văn Thành _CNH2-K7


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy
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

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
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

GVHD: Nguyễn Văn Hoàn



14

4

1

5
10

15

11

9

3

3

2

12

1.Thùng quay
2.Vành đi đỡ
3.Con Lăn đỡ

6.Quạt hút
7.Thiết bị lọc bụi

động
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 – 6̊. 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:
+ Vật trộn bị đảo trộn nhiều có thể bị vỡ vụn ảnh hưởng đến chất lượng
sản phẩm
GVHD: Nguyễn Văn Hoàn


thuộc vào loại tạp chất trong đó. Tỉ trọng apatit là 3,1 – 3,2; nhiệt độ bóng
chảy 1400oC – 1570oC và hầu như không tan trong nước.
Apatit trong tự nhiên có giá trị công nghiệp, thường là để sản xuất phân
bón: phân lân super, phân lân nung chảy, DAP, MAP...
b) Phân loại

GVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page 16

Lê Văn Thành _CNH2-K7


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy
Ở mỗi quốc gia, việc phân loại quặng apatit có thể đôi chút khác nhau
trong một số trường hợp cụ thể. Phân loại sau đây áp dụng cho mỏ apatit Lào
Cai của Việt Nam theo tài liệu [4].
•

Phân loại theo thạch học: căn cứ vào các đặc điểm thạch

học, người ta chia mỏ apatit thành 8 tầng cốc san, ký hiệu từ dưới lên
trên: KS1-KS8. Trong đó quặng apatit nằm ở các tầng KS4, KS5, KS6
và KS7. Trong từng tầng lại chia ra thành các đới phong hóa hóa học
và chưa phong hóa hóa học.
− Tầng KS4: Còn gọi là tàng dưới quặng, đây là tầng nham
thạch apatit cacbonat – thạch anh – muscovit có chứa cacbon.
Nham thạch của tầng này gồm hai loại phiến thạch chính là

Đồ án QTTB – Sấy
− Quặng loại III: là quặng apatit – thạch anh, hàm lượng
P2O5 chiếm khoảng 12-20%, trung bình 15%.
− Quặng loại IV: là quặng apatit – thạch anh – dolomit, hàm
lượng P2O5 chiếm khoảng 8-10%.
1.3.2. Quy trình, công nghệ sản xuất phân lân nung chảy
a) Định nghĩa
Phân lân nung chảy có thành phần chủ yếu là P, Ca, Si và một số nguyên
tố vi lượng như Fe, Co, Mn,... thành phần của phân lân nung chảy có thể viết
dạng:
4(Ca, Mg)O.P2O5

5(Ca, Mg)O.P2O5.SiO2

Phân lân nung chảy có pH từ 6-8 tùy thuộc quá trình phối trộn, tạo ra sản
phẩm phù hợp với các loại đất khác nhau.
b) Tính chất, ứng dụng
−

P2O5 trong phân lân nung chảy ở dạng hòa tan trong axit

xitric 2%, được thực vật hấp thụ dễ dàng.
− Phân lân nung chảy là sản phẩm phân lân kiềm tính, không
bị hút ẩm, không kết khối, chứa 25-30% P2O5, trong đó P2O5 hiệu
quả chiếm 90-98% P2O5 tổng.
− Phương pháp sản xuất đơn giản, tránh được tiêu hao axit,
có thể dùng cả nguyên liệu chất lượng không cao (hàm lượng P 2O5
thấp).
−


triển toàn diện.
− Là loại phân không tan trong nước, tan từ từ trong môi
trường đất và dịch rễ cây nên hạn chế rửa trôi, hiệu lực phân kéo
dài.
c) Quy trình công nghệ
•

Nguyên lý sản xuất phân lân nung chảy.

Cơ sở của phương pháp là dùng nhiệt nung nóng biến lân từ dạng vô
định hình cây không thể hấp thụ thành dạng vô định hình cây có thể hấp thụ
được.
−

Nguyên liệu:
+
Apatit: có thể sử dụng apatit loại chất lượng kém

như loại II, vì loại II có chứa Mg cần thiết cho phối liệu. Apatit
có hàm lượng P2O5 ≤ 30% là đạt yêu cầu.
+
Đá secpentin: là nguồn khoáng thiên nhiên chứa
MgO, SiO2 cùng một số nguyên tố vi lượng như Mn, Cu,...
− Nguyên lý
+
Phối liệu được đưa vào lò nung chảy sẽ biến đổi cấu
trúc quặng, chuyển hóa photphat thành trạng thái hòa tan trong
axit xitric với sự tạo thành trạng thái thủy tinh vô định hình.
+
Tốc độ làm lạnh càng nhanh thì độ tan P 2O5 trong

2(3MgO.2SiO2)  3Mg2SiO4 + 2MgSiO3
+
Khi gia nhiệt đến nhiệt độ xác định có các phản ứng
phân hủy cacbonat: MgCO3, CaCO3 và các phản ứng hoàn
nguyên Fe, Ni.

+
+

Ở 1150oC, oxit sắt bị khử thành gang chảy lỏng.
Vì tỷ trọng Fe và Ni lớn hơn nhiều tỉ trọng phối liệu

nên Fe và Ni lắng xuống đáy tạo thành xỉ feroniken.
+
Ở 1200oC phối liệu bắt đầu nóng chảy, quá trình
nóng chảy xảy ra phản ứng khử (chủ yếu khử F, hoàn nguyên
Ni, P).

Hoặc dạng tổng quát:

Trong đó một phần CaF2 phản ứng với SiO2 và hơi nước:

GVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page 20

Lê Văn Thành _CNH2-K7


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án QTTB – Sấy

Hình 1.1: Quy trình sản xuất phân lân nung chảy.
−

Thuyết minh sơ đồ
+
Quặng apatit, đá secpentin được đưa về bãi chứa và
nhờ oto, máy xúc chuyển về phễu của máy đập nhằm gia công
nguyên liệu về kích thước cần thiết, rồi qua sàng khô, sàng ướt
để loại bỏ các hạt có kích cỡ không đạt tiêu chuẩn. Lượng mịn
được tập trung vào bão chứa. Than được chọn lọc, đảm bảo
chất lượng và kích cỡ chuyển về sàn lò.
+
Quặng, than đá, đá secpentin được cân theo phối
liệu, chuyển vào thùng tời đưa lên lò cao. Ở trong lò cao diễn
ra các quá trình sấy, hóa mềm chảy lỏng và quá nhiệt chuyển
hóa quặng chứa lân thành dạng vô định hình bằng cách làm

GVHD: Nguyễn Văn Hoàn

Page 22

Lê Văn Thành _CNH2-K7


Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội
Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy
lạnh đột ngột bằng nước, rồi được trục vớt từ bể tôi bán thành

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 :
ϕo . pbh

xo = 0,622. p − p .ϕ ( kg ẩm/kg kkk )
bh o
( 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.


Pbh = exp 12 −


4026, 62 
4026, 62 

 = exp 12 −

235,5 + to 
235,5 + 25 


⇒

Khoa Công Nghệ Hóa
Đồ án QTTB – Sấy
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: 1%

-

Lượng vật liệu đưa vào máy sấy : 9150 kg/h

2.1.4. Tác nhân sấy
Khói lò :
- nhiệt độ khói lò vào thùng sấy : t = 300C
- 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:
Th

C

H

O


Khối

4

56

,5

25

,2

79

lượng
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 :
100 − W
100 − 4
A = A . 100 = 7,2 . 100 = 6,912%

+ Các thành phần khác:
C=C.
H=H.

100 − W − A lv
100