CÁC PHƯƠNG PHÁP NHIỆT TÁCH CHẤT
2.1. SAY KHO CHAT RAN
Quá trình sấy khô chất rán là quá trình tách chất lỏng (phản lớn là nước) liên kết
trên bẻ mật hoặc trong ống mao quản, trong mạng lưới tinh thể của chất rắn. Sau đây là
hai phương pháp chủ yếu sấy khô chất rắn trong kỹ thuật
2.1.1. Sấy khô bằng không khí nóng,
Theo phương pháp này, người ta cho chất ran cần được sấy khô tiếp xúc với dong
không khí nóng chứa lượng hơi nước ít hơn so với giá trị bão hòa. Không khí nóng sẽ nhận hơi nước từ chất rắn cần làm khô và bị nguội đi vì mất nhiệt để hóa hơi nước. Vì không khí bị nguội đi nên giá trị bão hòa của hơi nước (áp suất của hơi nước) bị giảm Quá trình làm khô sẽ dừng lại khi thành phần của hơi nước trong không khí đạt tới giá
trị bão hòa.
Giải đoạn làm khô thứ nhất: Tách các phản từ.
rên bể mặt
¡ đoạn làm khô thứ hai: Tách nước trong sắc lỗ mao quản. nước hấp phụ và nước kết tính
Hàm lượng nước còn lại trong chất rắn
Giải đoạn | GiAidoan › làm khô | lìm khô "Thời gian thứ nhất — thứhai
Hình 2.1. Quá trình theo thời gian của sảy khỏ chất rắn
Ban dau, qué trình làm khô xảy ra dé dàng với sự bốc hơi của các phân tử nước trên bể mặt chất rán. Khi bẻ mặt chất rắn đã khô thì các phân tử nước nằm trong các lỗ mao quản bị hóa hơi và tách ra. Quá trình này xảy ra tương đối khó khăn vì áp suất hơi
30 Chương 2. Các phương pháp nhiệt tách chất
của chất lỏng trong các lỗ mao quản nhỏ hơn so với áp suất hơi của chất lỏng trên bể mặt lớn. Ngoài ra, vì phải khuếch tán ra từ các lỗ mao quản nên tốc độ hóa hơi bị giảm
Biểu diễn hàm lượng nước còn lại trong chất rắn cản làm khỏ theo thời gian ta
thấy, sau khi tách nước trên bể mặt có xuất hiện điểm gãy phản chia hai giai đoạn làm khô. Ở giai đoạn làm khỏ thứ hai, tốc độ làm khô nhỏ hơn so với ở giai đoạn làm khô thứ nhất. Tốc độ làm khô giảm theo hàm lượng nước trong chất rắn giảm vì sự làm khô xảy ra ở các lỗ mao quản ngày càng nhỏ hơn. Sau đây chúng ta xem xét một số thiết bị
sấy khô trong kỹ thuật.
Hầm sáy: Chất rắn cần làm khô được chất trên các xe đẩy hoặc bảng chuyển đi qua hầm sấy. Không khí nóng được thổi vào hầm theo hướng cùng chiều. ngược chiều
ngược chiều của chất
rắn và không khí nóng chỉ được thực hiện khi chất rắn cần làm khô hoàn toàn bẻn nhiệt.
Đối với các chất rắn hữu cơ như polyme tổng hợp hoặc các sản phẩm nông nghiệp, độ
bền nhiệt và bẻn oxy hóa chỉ giới hạn khoảng trên 100*C, vì vậy không thể sấy khô chúng bằng không khí nóng có nhiệt độ lớn hơn 200°C. Ở trường hợp này, người ta tiến hành sấy khô theo phương pháp dòng cùng chiều.
t rắn. Việc
hoặc vuông góc so với hướng chuyển động của c
Sử dụng hảm sấy có nhược điểm là trong quá trình sấy. chất rắn không được đảo
trộn và do vậy bề mật sấy của nó không được đổi mới.
Băng sấy: Chất rắn cần làm khô được đảo trộn khi chuyển từ băng này sang bãng khác, do đó các tiểu phân chất rắn cẩn làm khô luôn được tiếp xúc lặp di lặp lại với
lắp gọn hơn.
không khí nóng. Băng sấy có ưu việt hơn hầm sấy ở chỗ xã
Lò sáy tầng: Chất rắn cần làm khô được đưa vào tầng trên cùng và được đảo trộn nhờ các răng cào gắn với cánh tay đòn và gắn vào trục trung tam quay. Rang cào còn
đảm nhiệm cả việc chuyển chất rắn xuống tầng dưới. Tùy theo độ bền nhiệt của chất rắn cần làm khô mà người ta dẫn không khí nóng vào lò sấy theo hướng cùng chiều hoặc ngược chiều.
Trống sáy: Sử dụng trống sấy thích hợp với các mẻ sấy lớn. Trống sấy là một ống dài chuyển động quay xung quanh trục của nó, có xây lắp bên trong ống để tạo sự đảo trộn rất tốt chất rắn cần làm khô. Ở đây chất rắn được sấy bằng không khí nóng
Sấy đồng: Một bề mặt với hiệu quả làm khô lớn được tạo nên khi chất rắn cần làm khô được kéo theo trong dòng không khí nóng và sau đó khi chất rắn đã khỏ, người ta làm giảm tốc độ dòng không khí hoặc dùng xiclon để tách các tiểu phân chất rắn đã làm khô ra khỏi dòng không khí. Sấy dòng chỉ được dùng để sấy chất rắn có cỡ hạt trung bình và với một lỗ độ lớn hạt hẹp. Nếu chất rắn ở dạng bụi sẽ đòi hỏi chỉ phí rất lớn dé tách chúng khỏi dòng không khí. Nếu chất rắn ở dạng các cục lớn thì để chúng nằm trong dòng không khí nóng sẽ đòi hỏi tốc độ dong khong khí rất lớn.
Hóa kỹ thuật 31
Khụng tuc ơ—
cel
4 Se
Ss Ị
———— ằ | “Khụng khi
„W————n
ci fa 18
dg ong J
` Chất rắn khô.
Hỡnh 2.2. Cỏc khả năng cú tớnh chất nguyờn tắc tiền hành liờn tục sấy khụ bằng khỏ khớ núng ẽ :
a) hầm sấy; b) băng sấy: c) lò say tang.
‘a Lae
+) —
Hình 2.3. Các khả năng có tính chất nguyên tac để tiến hành liên tục sấy khô bằng không khí nóng II:
a) trống sấy; b) sấy dong
“Tất cả các thiết bị làm khô chất rắn bằng không khí nóng đã nói ở trên chỉ được
dùng khi chất rắn cần làm khô ở dạng các hạt nhỏ. Để làm bay hơi dung dịch có chứa làm bay hơi dung dịch huyền phù, đồng thời với việc làm khô chất rắn còn
lại người ta dùng thiết bị sấy phun.
chất tan hoạ
32 Chương 2. Các phương pháp nhiệt tách chất
Khôngkh +
nong\ — + Dungdich
\
Hỡnh 24. Sấy phun gồm miệng phun xielon và lọc ửng.
Say phun: Dung dịch hoặc huyền phù được phun qua một miệng quay trong dòng không khí nóng, như vậy nước sẽ bay hơi và chất rắn còn lại được sấy khô. Người ta tách các tiểu phản chất rắn đã khô khỏi dòng không khí nhờ sa lắng hoặc bằng xiclon
hoặc bằng cái lọc ống. Trong kỹ thuật, người ta dùng sấy phun để sản xuất bột giặt và để
tách nhũ tương PVC,
Việc sấy khô các muối vô cơ bằng không khí nóng nhìn chung không có gì khó
khăn.
2.1.2. Sấy khô bằng phương pháp tiếp xúc
Trong phương pháp sấy khô tiếp xúc, người ta đưa chất rắn cần làm khô tiếp xúc với bể mặt đốt nóng.
Do sự truyền nhiệt đến các lớp chất rắn tiếp theo rất kém nên việc làm khô tốt chỉ có thể đạt được khi bé mặt đốt nóng có nhiệt độ cao và lớp cl
hoặc thường xuyờn đảo trộn để đổi mới lớp chất rắn tiếp zỳc với bẻ mặt đốt núng. ệ phương pháp sấy khô tiếp xúc có thể tiến hành sấy trong chân không và có thể thu hồi
it rắn sấy phải nóng
dung môi thoát ra trong quá trình sấy.
33
Ea
a) b)
Hinh 2.5. Các khả năng có tính chất nguyễn tác tiến hành liên tục sấy khó bằng phương pháp tiếp xúc:
a) may làm khô bảng trục quay (được gia nhiế! bảng điền hay hơi nóng):
b) máy làm khô bằng phương pháp cào xoán (trục. ruột máy và vỏ được gia nhiệt bằng điện hay hơi nóng).