Đang tải... (xem toàn văn)
bài báo cáo đồ án môn học: Quá trình thiết bị.trường đại học bà rịa vũng tàu
án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh i MỤC LỤC CHƯƠNG 1 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN. 1 1.1. Tổng quan về sản phẩm: 1 1 1 1.2. Khái niệm chung về cô đặc: 2 2 2 2 1.3. Phân loại và ứng dụng. 2 1.3.1. Theo cấu tạo. 2 1.3.2. Theo phương pháp thực hiện quá trình. 3 1.4. Cô đặc nhiều nồi. 3 3 3 1.5. Lựa chọn phương án thiết kế. 4 1.6. Các thiết bị được lựa chọn trong quy trình công nghệ. 4 4 4 5 5 5 5 1.7.Thuyết minh sơ đồ công nghệ: 5 CHƯƠNG 2 7 TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ CHÍNH 7 2.1. Cân bằng vật liệu: 7 7 : 7 8 2.2. Cân bằng năng lượng 8 : 8 2.3. Tổn thất nhiệt độ ở mỗi nồi: 10 10 11 12 12 2.3.5. H 12 2.4 Tính cân bằng năng lượng: 13 2.4.1 Tính nhiệt lượng riêng: 13 án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh ii 2.4.2 Tính nhiệt dung riêng C, J/kg.độ: 13 2.5. Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng và tính lượng hơi đốt cần thiết: 14 2.6. Tính bề mặt truyền nhiệt : 16 16 18 19 2.6.4. H s cp nhit( 21 2.6.5. Hệ số phân bố nhiệt hữu ích cho các nồi: 25 2.6.6 Tính toán bề mặt truyền nhiệt: 26 CHƯƠNG 3 27 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CƠ KHÍ 27 3.1.Buồng đốt. 27 3.1.1. 27 3.1.2. 27 3.1.3 28 3.1.4. 30 3.2.Buồng bốc hơi. 32 3.2.1. 32 3.2.2. 32 3.2.3. 33 3.2.4. 34 3.2.5. 35 3.3.Tính toán một số chi tiết khác. 36 3.3.1. 36 3.3.2. 40 3.3.3.Tai treo. 42 3.3.4. 46 CHƯƠNG 4 47 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 47 4.1.Thiết bị ngưng tụ Baromet 47 4.1.1.Tính toán trong Baromet 47 4.1.2. : 48 4.1.3. 48 4.1.4. 50 4.1.5. 50 4.1.6. 51 4.2.Tính toán và chọn bơm: 53 4.2.1. 53 4.2.2. 56 Tài Liệu Tham Khảo 58 án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh iii DANH MỤC HÌNH ẢNH án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh iv DANH MỤC BẢNG BIỂU 10 10 12 16 20 20 21 23 25 40 41 41 49 án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh v LỜI MỞ ĐẦU ngày càng phong phú. Trên c ng quan , n thit b chính. n thit b ph. án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh Nhóm 3 Trang 1 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN. 1.1. Tổng quan về sản phẩm: 1.1.1.Các tính chất vật lý cơ bản của NaOH Dng tn ti: tinh th trng dng ht, hoc dng bt màu trng. Phân t ng: 39,9997 g/mol T trng: 1,1 g/cm 3 m nóng chy: 318 0 C m sôi: 1388 0 C c: 111 g/100ml( 10 0 C) 1.1.2.Điều chế và ứng dụng của NaOH Điều chế Tr Ca(OH) 2 + Na 2 CO 3 2NaOH + CaCO 3 . . NaCl + H 2 O = 2NaOH + H 2 + Cl 2 . Các ứng dụng của NaOH án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh Nhóm 3 Trang 2 1.2. Khái niệm chung về cô đặc: 1.2.1. Định nghĩa . 1.2.2. Các phương pháp cô đặc n t trng thái lng sang trng i tác dng ca nhit khi áp sut riêng phn ca nó bng áp sut tác dng lên mt thoáng cht lng nh: Khi h thp nhi n mt mt cu t s tách ra dng tinh th t tinh khing là k n cht tan. Tùy tính cht cu t và áp sut bên ngoài tác dng lên mt thoáng mà quá trình ky ra nhi cao hay thp và có khi dùng n máy lc tin hành các áp sut khác nhau. Khi làm vic áp sung (áp sut khí quyng dùng thit b h khi làm vic áp sung dùng thit b kín. 1.2.3. Bản chất của sự cô đặc do nhiệt . 1.3. Phân loại và ứng dụng. 1.3.1. Theo cấu tạo. Nhóm 1: dung d c dung d nht thm bo s tun hoàn t nhiên ca dung dch d dàng qua b mt truyn nhit án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh Nhóm 3 Trang 3 Nhóm 2: dung dng b to vn tc dung dch t 1,5 n 3,5 m/s ti b mt truyn nhit. Thit b c dung cho các dung dch khá s nht cao,gic s bám cn hay kt tinh tng phn trên b mt. Nhóm 3: Dung dch chy thành màng mng, màng có th chc lên hay xuôi xung. Thit b này ch cho phép dung dch chy màng qua b mt truyn nhit mt ln tránh tip xúc vi nhit lâu làm bin cht sn phm. 1.3.2. Theo phương pháp thực hiện quá trình. c áp sung (thit b h): có nhi áp sung dùng c dung dch liên t t ci, và thc là ngn nht. Tuy nhiên n c áp sut chân không(thit b kín): dung dch có nhi i 100 0 C, áp sut chân không, dung dch tun hoàn tt, ít to cn, s c liên tc chân không dùng cho các dung dch có nhi sôi cao, d b phân hy vì nhit. c nhiu ni: mt kit. S ni không nên ln quá vì s làm gim hiu qu tit ki c liên tc: cho kt qu t c n. Có th áp d u khin t ng. 1.4. Cô đặc nhiều nồi. 1.4.1. Định nghĩa. : 1.4.2. Nhận xét quá trình + . án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh Nhóm 3 Trang 4 - . - . - + . Các ni sau có n n, và nhi gim nên s nh s truyn nhit gim, không khai thác ht công sut thit b. 1.5. Lựa chọn phương án thiết kế. Sau khi tham kho các thit b và h thng làm vic ca tng lo quynh ch tài thit k h thc dung dch NaOH ba ni xuôi chiu có t ngoài, bt. Vì nht ca chúng. - Quá trình s d t. - Nguyên tc: + Nu dung dch s c nung nóng bt. ca ni 1 s t cho ni 3. ni cui s t b . - Dung d nn ni cui, qua mi ni n n vì do mt ph - 1.6. Các thiết bị được lựa chọn trong quy trình công nghệ. 1.6.1. Bơm. b 1.6.2. Thiết bị cô đặc. . án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh Nhóm 3 Trang 5 1.6.3. Thiết bị gia nhiệt. 1.6.4. Thiết bị ngưng tụ. 1.6.5. Thiết bị tách lỏng. 1.6.6. Các thiết bị phụ trợ khác - - 1.7.Thuyết minh sơ đồ công nghệ: 8), . [...]... Nhiệt tải riêng trung bình Ta có công thức: qtbi = 1 (q1i + q2i) 2 qtb1 = 1 (q11 + q21) = 2 1 ( 35 367,20111+ 33 194,26) = 34 280,73w/m2 2 qtb2 = 1 (q12 + q22) = 2 1 ( 31 505 ,37 824 +32 317,42 ) = 31 911 ,39 9 w/m2 2 Nhóm 3 Trang 23 Đồ án quá trình thiết bị qtb3 = GVHD: Lê Thanh Thanh 1 (q 13 + q 23) = 2 1 ( 31 196 ,35 18+ 29 934 ,92) = 30 565, 635 w/m2 2 Hệ số truyền nhiệt từng nồi Theo công thức: [2- 4] Ki qtbi Ti... nhiệt của mỗi nồi: Nồi 1: Q1 4,404.10 6 140,5m 2 T1* K1 1212,19.25,86 Nồi 2: F2 Q2 4,198.10 6 = 140,5 m2 * T2 K 2 1091,25.27 ,38 Nồi 3: Nhóm 3 F1 F3 Q3 4,875.10 6 = 140 ,38 28 m2 * T3 K 3 866 ,37 .38 ,5 Trang 26 Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Lê Thanh Thanh CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CƠ KHÍ 3. 1 .Buồng đốt 3. 1.1.Xác định số ống trong buồng đốt n= (ống ) [4- 20] Với: F là tổng bề mặt đốt, m2 F... 3, 58.10 8 .36 33, 86.1142 .3 1142 = 0,578(W/m.độ) 19,408 Nồi 2: 20 ,37 40 m2 0,1 03 20 ,37 100 20 ,37 40 18 M2 = m2.Mct + (1- m2).MH2O = 0,1 03. 40 + (1 – 0,1 03) .18 = 20,271 d 2 A.C P 2 .2 3 2 M2 3, 58.10 8 .36 00.1220 .3 1220 =0,616(W/m.độ) 20,266 Nồi 3: 49,99 40 m2 0 ,31 49,99 100 49,99 40 18 M3 = m3.Mct + (1- m3).MH2O = 0 ,31 .40 + (1- 0 ,31 ).18 = 24,828 d 3 A.C P3 .3 3 3 M3 3, 58.10 8.2748.1525 .3. .. 6752,29.4,916 = 33 194,26 W/m2 q22 = α22 ∆t22 = 37 64,844 8,584 = 32 317,42 W/m2 q 23 = α 23 ∆t 23 = 2011, 62 14,881 = 29 934 ,92 W/m2 So sánh sai số giửa q1i và q2i Tính sai số nhiệt tải riêng: được áp dụng theo công thức % sai số = q gt qtt q gt 100 Bảng 2.8 Tính sai số nhiệt tải riêng qgiả thiết qthực tế Sai số % Nồi 1 35 367,20111 33 194,26 6,14 Nồi 2 31 505 ,37 824 32 317,42 2,56 Nồi 3 31196 ,35 18 29 934 ,92 4,04... 0C i1, i2, i3 là hàm nhiệt của hơi đốt nồi 1, nồi 2, nồi 3, kg/h i’1, i’2, i 3 là hàm nhiệt của hơi thứ nồi 1, nồi 2, nồi 3, J/kg Cn1, Cn2, Cn3 là nhiệt dung riêng của nước ngưng nồi 1, 2, 3, J/kg.độ θ1 θ2 3 nhiệt dung riêng của nước ngưng nồi 1,2 ,3, 0C Nhóm 3 Trang 14 Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Lê Thanh Thanh Qtt1, Qtt2, Qtt3 nhiệt tổn thất ra môi trường sung quanh, J Theo phương trình cân bằng... 93. 0 83 = 25,86 oC = 93. 0 83 = 27 ,38 oC = 93, 0 83 = 38 ,8 oC Tính sai số nhiệt độ: Ti Ti* Theo công thức: % sai số = 100 Ti Bảng 2.9 Tính sai số nhiệt độ Nhóm 3 Trang 25 Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Lê Thanh Thanh ΔTi Ti* (tính toán) Sai số % Nồi 1 28,28 25,86 8,55 Nồi 2 29,2 43 27 ,38 6 ,37 Nồi 3 35,28 38 .5 9.97 Như vậy các sai số so với giả thiết ban đầu đều nhỏ hơn 10% 2.6.6 Tính toán bề mặt truyền... 0.05D2(i2 – Cn2 θ2) (2*) Nồi 3: D3i3+(Gđ –W1-W2)=W3i 3 +(Gđ–W1-W2-W3)C3t3 +D3Cn3 3+ 0.05D3(i3–Cn3 3) (3* ) Với: D2 = W1; D3 = W2; W= W1+W2+W3 ; θ =thđ; Thay vào giải ra ta được: Bảng 2.4: So sánh lượng hơi thứ thực tế và lí thuyết Lượng hơi thứ Giả sử ban đầu, Giải từ hệ phương (kg/h) Sai số, % trình, (kg/h) W1 7272,727 7509,651 3, 25 W2 8000 8100,15 1,25 W3 8727,272 839 0,585 3, 857 D1 2771,50 2.6 Tính... nhiệt d = 38 mm b: là số ống trên đường xuyên tâm của hình sáu cạnh b = 23 Thay số ta có: Nhóm 3 Dtr = 1,2.0, 038 .( 23 – 1) + 4 0, 038 = 1,155 (m) Trang 27 Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Lê Thanh Thanh Quy chuẩn theo bảng XIII.6/[2- 35 9] Chọn Dtr = 1,2 (m) = 1200 (mm) 3. 1.3Xác định chiều dày buồng đốt Kiểu buồng đốt: thiết bị nhóm (các chi tiết, bộ phận không bị đốt nóng hay bị cách ly với nguồn đốt nóng... nên có quá trình tự bốc hơi, do đó lượng nhiệt tiêu tốn bị giảm đi một lượng Tại nồi 3: Q3 W3 rht3 G W1 W2 .C2 t s 2 t s 3 36 00 = 4,875.106 J Do dung dịch đi vào nồi 3 ở trạng thái quá nhiệt ts2>ts3 nên có quá trình tự bốc hơi, do đó lượng nhiệt tiêu tốn bị giảm đi một lượng Nhóm 3 Trang 24 Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Lê Thanh Thanh 2.6.5 Hệ số phân bố nhiệt hữu ích cho các nồi: Ở đây... trong các nồi : Gọi W1, W2, W3 là lượng hơi thứ của nồi 1, nồi 2, nồi 3 kg/h Chọn sự phân bố hơi thứ tương ứng theo tỷ lệ a1:a2:a3, 1: 1,1: 1,2 Từ cách chọn tỷ lệ này ta tính được lượng hơi thứ bốc ra từng nồi: Nhóm 3 Trang 7 Đồ án quá trình thiết bị GVHD: Lê Thanh Thanh Nồi 1: W1 W 24000 7272, 73( kg / h) 1 1.1 1.2 3, 3 Nồi 2: W2 1,1.W 1,1.24000 8000(kg / h) 1 1,1 1,2 3, 3 Nồi 3: W3 1,2.24000 . thit b GVHD: Lê Thanh Thanh iii DANH MỤC HÌNH ẢNH án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh iv DANH MỤC BẢNG BIỂU. án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh i MỤC LỤC CHƯƠNG 1 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN. 1 1.1. Tổng quan về sản phẩm: 1 . ng quan , n thit b chính. n thit b ph. án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh Nhóm 3 Trang 1