Đang tải... (xem toàn văn)
ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, công nghiệp sản xuất hóa chất là một ngành công nghiệp quan trọng ảnh hưởng đến nhiều ngành sản xuất khác. Một trong những hóa chất được sản xuất và sử dụng nhiều là NaNO3, vì khả năng ứng dụng rộng rãi của nó. Trong quy trình sản xuất NaNO3, quá trình cô đặc là một khâu hết sức quan trọng. Nó đưa dung dịch NaNO3 đến một nồng độ cao hơn, thỏa mãn nhu cầu sử dụng đa dạng, tiết kiệm chi phí vận chuyển, tồn trữ, và tạo điều kiện cho quá trình kết tinh nếu cần. Nhiệm vụ cụ thể của đồ án này là thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi có buồng đốt trong và ống tuần hoàn trung tâm, làm việc liên tục ở áp suất chân không, cô đặc dung dịch NaNO3 từ 15% lên 45%. Đối với sinh viên khối ngành công nghệ hóa chất và công nghệ thực phẩm, việc thực hiện đồ án thiết bị là hết sức quan trọng. Nó vừa tạo cơ hội cho sinh viên ôn tập và hiểu một cách sâu sắc những kiến thức đã học về các quá trình thiết bị vừa giúp sinh viên tiếp xúc, quen dần với việc lựa chọn, thiết kế, tính toán các chi tiết của một thiết bị với các thông số kỹ thuật cụ thể.
Đồ án môn học ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, công nghiệp sản xuất hóa chất là một ngành công nghiệp quan trọng ảnh hưởng đến nhiều ngành sản xuất khác. Một trong những hóa chất được sản xuất và sử dụng nhiều là NaNO 3 , vì khả năng ứng dụng rộng rãi của nó. Trong quy trình sản xuất NaNO 3 , quá trình cô đặc là một khâu hết sức quan trọng. Nó đưa dung dịch NaNO 3 đến một nồng độ cao hơn, thỏa mãn nhu cầu sử dụng đa dạng, tiết kiệm chi phí vận chuyển, tồn trữ, và tạo điều kiện cho quá trình kết tinh nếu cần. Nhiệm vụ cụ thể của đồ án này là thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi có buồng đốt trong và ống tuần hoàn trung tâm, làm việc liên tục ở áp suất chân không, cô đặc dung dịch NaNO 3 từ 15% lên 45%. Đối với sinh viên khối ngành công nghệ hóa chất và công nghệ thực phẩm, việc thực hiện đồ án thiết bị là hết sức quan trọng. Nó vừa tạo cơ hội cho sinh viên ôn tập và hiểu một cách sâu sắc những kiến thức đã học về các quá trình thiết bị vừa giúp sinh viên tiếp xúc, quen dần với việc lựa chọn, thiết kế, tính toán các chi tiết của một thiết bị với các thông số kỹ thuật cụ thể. Tuy nhiên, quá trình thiết bị là các môn học rất khó và kiến thức thực tế của sinh viên thì hạn chế nên việc thực hiện đồ án thiết bị còn nhiều thiếu sót. Vì vậy, em rất mong nhận được sự đóng góp và hướng dẫn của quý thầy cô giáo và các anh chị năm trước để có thể hoàn thành tốt đồ án được giao. 1 Đồ án môn học PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ CÔNG NGHỆ THỰC HIỆN I – NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN: Thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi có buồng đốt trong và ống tuần hoàn trung tâm, làm việc liên tục ở áp suất chân không cho dung dịch NaNO 3 . Yêu cầu: Năng suất theo dung dịch đầu: 8000 (kg/h). Nồng độ của dung dịch trước khi cô đặc: 15 %. Nồng độ của dung dịch sau khi cô đặc: 45 %. Nhiệt độ ban đầu của dung dịch: 30 ( 0 C). Áp suất hơi đốt: 4 (at). Áp suất còn lại trong thiết bị ngưng tụ: 0,2 (kg/m 2 ). II – GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU: Tên khoa học: Sodium Nitrate. Tên thường gọi: Muối Natri nitrat. Công thức hóa học: NaNO 3 . NaNO 3 là chất rắn trắng hoặc tinh thể không màu, có khả năng tan tốt trong nước (đến 86,4% ở nhiệt độ thường). Dung dịch NaNO 3 có độ nhớt khá bé, sức căng bề mặt khá lớn nên dung dịch sôi sủi bọt nhiều. Đồng thời muối nitrat có tính ăn mòn hóa học, đặc biệt trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất khá cao do đó cần chú ý trong vấn đề chọn vật liệu thiết bị và điều kiện cô đặc. 1. Ứng dụng của NaNO 3 : - Sản xuất phân bón, phân đạm nitrat. - Sản xuất thuốc nổ và hỗn hợp tạo khói trong tên lửa. - Trong công nghiệp sản xuất hóa chất như: sản xuất axit nitric khi cho phản ứng với axit sunfuaric… 2 Đồ án môn học - Là thuốc thử được sử dụng thông dụng trong phòng thí nghiệm. - Trong công nghiệp thực phẩm đây là một loại phụ gia, được ướp trong các loại thực phẩm giúp giữ lại độ tươi, cứng, dai thay thế cho KNO 3 . - Dùng trong công nghiệp thủy tinh, luyện kim. 2. Tính chất nguyên liệu: 2.1 Tính chất hóa lý: - Dạng tồn tại: tinh thể rắn hoặc bột màu trắng, không mùi, vị mặn, đắng. - Phân tử lượng: 84,9947 (g/mol), khối lượng riêng là 2,3 ×10 3 (kg/m 3 ). - Tan chảy ở 307 ( 0 C) và sôi ở 380 ( 0 C). - Độ hòa tan: + Có khả năng tan trong nước, độ hòa tan tăng khi nhiệt độ tăng. Ở nhiệt độ thường, độ hòa tan là 92g/100 ml. + Dễ tan trong amoni lỏng, ít tan trong methanol (CH 3 OH), rất ít tan trong acetone và glycerol. 2.2 Tính chất hóa học: - Phản ứng mạnh với các chất cháy, hữu cơ. - Có phản ứng với các loại chất khử, axit. III – KHÁI QUÁT VỀ CÔ ĐẶC: 1. Khái niệm cô đặc: Cô đặc là phương pháp dùng để nâng cao nồng độ các chất hòa tan trong dung dịch hai hay nhiều cấu tử. Quá trình cô đặc của dung dịch lỏng- rắn hay lỏng-lỏng có chênh lệch nhiệt sôi rất cao thường được tiến hành bằng cách tách một phần dung môi (cấu tử dễ bay hơi hơn). Đó là các quá trình vật lý-hóa lý. Tùy theo tính chất của cấu tử khó bay hơi (hay không bay hơi trong quá trình đó), ta có thể tách một phần dung môi (cấu tử dễ bay hơi hơn) bằng phương pháp nhiệt độ (đun nóng) hay bằng phương pháp làm lạnh kết tinh. 3 Đồ án môn học 2. Các phương pháp cô đặc: 2.1 Phương pháp nhiệt (đun nóng): Dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi dưới tác dụng của nhiệt khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suất tác dụng lên mặt thoáng chất lỏng. 2.2 Phương pháp lạnh: Khi hạ thấp nhiệt độ đến một mức nào đó thì một cấu tử sẽ tách ra dạng tinh thể đơn chất tinh khiết, thường là kết tinh dung môi để tăng nồng độ chất tan. Tùy tính chất cấu tử và áp suất bên ngoài tác dụng lên mặt thoáng mà quá trình kết tinh đó xảy ra ở nhiệt độ cao hay thấp và đôi khi phải dùng đến máy lạnh. 3. Bản chất của sự cô đặc do nhiệt: Để tạo thành hơi (trạng thái tự do) thì tốc độ chuyển động vì nhiệt của các phân tử chất lỏng gần mặt thoáng lớn hơn tốc độ giới hạn. Phân tử khi bay hơi sẽ thu nhiệt để khắc phục lực liên kết ở trạng thái lỏng và trở lực bên ngoài. Do đó, ta cần cung cấp nhiệt để các phân tử đủ năng lượng thực hiện quá trình này. Bên cạnh đó sự bay hơi chủ yếu là do các bọt khí hình thành trong quá trình cấp nhiệt và chuyển động liên tục, do chênh lệch khối lượng riêng các phần tử ở trên bề mặt và dưới đáy tạo nên sự tuần hoàn tự nhiên trong nồi cô đặc. 4. Ứng dụng của sự cô đặc: Quá trình cô đặc được ứng dụng: trong sản xuất thực phẩm: cô đặc các dung dịch đường, mì chính, các dung dịch nước trái cây…; trong sản xuất hóa chất: NaOH, NaCl, CaCl 2 , các muối vô cơ…Hiện nay, phần lớn các nhà máy sản xuất hóa chất, thực phẩm đều sử dụng thiết bị cô đặc như một thiết bị hữu hiệu để đạt nồng độ sản phẩm mong muốn. Mặc dù chỉ là một hoạt động gián tiếp nhưng rất cần thiết và gắn liền với sự tồn tại của nhà 4 Đồ án môn học máy nên việc cải thiện hiệu quả của thiết bị cô đặc là một tất yếu. Đòi hỏi phải có những thiết bị hiện đại, đảm bảo an toàn và hiệu suất cao. IV – CÁC THIẾT BỊ CÔ ĐẶC NHIỆT: 1. Phân loại và ứng dụng: 1.1 Theo cấu tạo: - Nhóm 1: Dung dịch đối lưu tự nhiên (tuần hoàn tự nhiên) dùng cô đặc dung dịch khá loãng, độ nhớt thấp, đảm bảo sự tuần hoàn dễ dàng qua bề mặt truyền nhiệt. Gồm: + Có buồng đốt trong (đồng trục buồng bốc), có thể có ống tuần hoàn trong hoặc ngoài. + Có buồng đốt ngoài (không đồng trục buồng bốc). - Nhóm 2: Dung dịch đối lưu cưỡng bức, dùng bơm để tạo vận tốc dung dịch từ 1,5 - 3,5 m/s tại bề mặt truyền nhiệt. Có ưu điểm: tăng cường hệ số truyền nhiệt, dùng cho dung dịch đặc sệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn, kết tinh trên bề mặt truyền nhiệt. Gồm: + Có buồng đốt trong, ống tuần hoàn ngoài. + Có buồng đốt ngoài, ống tuần hoàn ngoài. - Nhóm 3: Dung dịch chảy thành màng mỏng, chảy một lần tránh tiếp xúc nhiệt lâu làm biến chất sản phẩm. Đặc biệt thích hợp cho các dung dịch thực phẩm như dung dịch nước trái cây, hoa quả ép…, gồm: + Màng dung dịch chảy ngược, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dịch sôi tạo bọt khó vỡ. + Màng dung dịch chảy xuôi, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dịch sôi ít tạo bọt và bọt dễ vỡ. 1.2 Theo phương pháp thực hiện quá trình: Quá trình cô đặc được tiến hành ở nhiệt độ sôi, ở mọi áp suất (áp suất chân không, áp suất thường hay áp suất dư), trong hệ thống một thiết bị cô đặc hay trong hệ thống nhiều thiết bị cô đặc. Trong đó: 5 Đồ án môn học - Cô đặc chân không dùng cho các dung dịch có nhiệt độ sôi cao, dễ bị phân hủy vì nhiệt. - Cô đặc ở áp suất cao hơn áp suất khí quyển dùng cho dung dịch không bị phân hủy ở nhiệt độ cao như các dung dịch muối vô cơ, để sử dụng hơi thứ cho cô đặc và cho các quá trình đun nóng khác. - Cô đặc ở áp suất khí quyển thì hơi thứ không được sử dụng mà được thải ra ngoài không khí. Đây là phương pháp tuy đơn giản nhưng không kinh tế. V – LỰA CHỌN THIẾT BỊ CÔ ĐẶC: Dựa theo tính chất nêu trên của nguyên liệu và yêu cầu đã cho của đồ án, ta chọn hệ hống cô đặc hai nồi, làm việc liên tục, áp suất chân không, có buồng đốt trong và ống tuần hoàn trung tâm. - Ưu điểm: có cấu tạo đơn giản, dễ vệ sinh và sửa chữa, cô đặc ở áp suất chân không làm giảm nhiệt độ sôi của dung dịch nên giảm được chi phí năng lượng, hạn chế chất tan bị cuốn theo và bị bám vào thành thiết bị làm hư thiết bị. - Nhược điểm: tốc độ tuần hoàn nhỏ, hệ số truyền nhiệt còn thấp. VI - CẤU TẠO THIẾT BỊ VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ: 1. Cấu tạo và hoạt động của nồi cô đặc: Nồi cô đặc ống tuần hoàn trung tâm cấu tạo gồm buồng đốt, buồng bốc và bộ phận thu hồi cấu tử .Trong đó: - Buồng đốt ở dưới bao gồm các ống truyền nhiệt và một ống tuần hoàn trung tâm. Dung dịch đi trong ống còn hơi đốt ngoài ống. Nguyên tắc hoạt động của ống tuần hoàn trung tâm là: do ống tuần hoàn có đường kính lớn hơn đường kính ống truyền nhiệt nên hệ số truyền nhiệt nhỏ, dung dịch sẽ sôi ít hơn so với dung dịch trong ống truyền nhiệt. Khi sôi dung dịch sẽ có khối lượng riêng giảm do đó tạo ra áp lực đẩy dung dịch từ trong ống tuần hoàn sang ống truyền nhiệt. Kết quả, tạo nên dòng chuyển động tuần hoàn đối lưu tự nhiên giữa ống truyền nhiệt và ống tuần hoàn. 6 Đồ án môn học - Phía trên thiết bị là buồng bốc. Đây là một phòng trống, ở đây hơi thứ được tách ra khỏi hỗn hợp lỏng - hơi của dung dịch sôi. Bên trong buồng bốc còn có bộ phận thu hồi cấu tử để tách những giọt chất lỏng còn lại do hơi thứ mang theo. 2. Thuyết minh quy trình: (sơ đồ trang cuối cùng) Nguyên liệu đầu tiên là dung dịch NaNO 3 có nồng độ đầu 15% được bơm lên thiết bị gia nhiệt. Thiết bị gia nhiệt là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm có thân hình trụ, đặt đứng, bên trong gồm nhiều ống nhỏ; các đầu ống được giữ chặt trên vĩ ống và vĩ ống được hàn dính vào thân. Dung dịch được bơm vào thiết bị, đi bên trong ống từ dưới lên còn hơi đốt đi bên ngoài ống. Hơi đốt sau khi cấp nhiệt cho dung dịch nâng nhiệt độ của dung dịch lên đến nhiệt độ sôi sẽ ngưng tụ lại. Dung dịch sau khi gia nhiệt sơ bộ được đưa vào thiết bị cô đặc thực hiện quá trình bốc hơi. Dung dịch được cô đặc ở nồi 1 tiếp tục chuyển sang nồi 2. Hơi đốt sau khi cấp nhiệt cho dung dịch trong nồi cô đặc 1, một phần bị ngưng tụ thành nước ngưng và được thu hồi ở cửa nước ngưng, còn hơi thứ thoát ra được đưa vào nồi cô đặc 2, hơi thứ của nồi 2 sẽ đi vào thiết bị ngưng tụ. Dung dịch ở nồi 2 sau khi được cô đặc đến nồng độ yêu cầu 45% sẽ tháo ra ngoài theo ống tháo sản phẩm nhờ bơm ly tâm. Hơi thứ và khí không ngưng thoát ra phía trên của thiết bị cô đặc được đưa vào thiết bị ngưng tụ baromet và được bơm chân không hút ra ngoài. Khí không ngưng còn lại tiếp tục đi qua thiết bị tách bọt . 7 Đồ án môn học PHẦN II: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT CỦA QUÁ TRÌNH I – DỮ LIỆU BAN ĐẦU: Năng suất theo dung dịch đầu: G đ = 8000 (kg/h). Nồng độ của dung dịch trước khi cô đặc: x đ = 15 %. Nồng độ của dung dịch sau khi cô đặc: x c = 45 %. Nhiệt độ ban đầu của dung dịch: t đ = 76 ( 0 C). Áp suất hơi đốt: 4 (at). Áp suất còn lại trong thiết bị ngưng tụ: 0,5 (at). II – CÂN BẰNG VẬT CHẤT: 1. Tổng lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống (W): Phương trình cân bằng vật liệu cho toàn hệ thống : G đ = G c + W W : là lượng hơi thứ đi ra khỏi hệ thống (kg/h). Đối với chất tan : G đ .x đ = G c .x c x đ , x c là nồng độ đầu, cuối của dung dịch (% khối lượng). Hay : G c = G đ . x x c đ (kg/h) Vậy, lượng hơi bốc ra của toàn hệ thống được xác định : W = G đ .(1 - x x c đ ) = 8000 . (1 - 45 15 ) = 5333,33 (kg/h) 2. Xác định nồng độ cuối của mỗi nồi: Ta có: W = W 1 + W 2 Với W 1 , W 2 là lượng hơi thứ bốc ra ở nồi 1, 2 (kg/h). 8 Đồ án môn học Để đảm bảo việc dùng toàn bộ hơi thứ của nồi trước cho nồi sau, thường người ta phải dùng cách lựa chọn áp suất và lưu lượng hơi thứ ở từng nồi thích hợp. 3,11,1 2 1 ÷≥ W W Giả sử chọn tỉ số giữa hơi thứ bốc lên từ nồi 1 và 2 là : 1,1 Khi đó ta có hệ phương trình: 1,1 2 1 = W W W 1 + W 2 = W Giải hệ trên có kết quả : W 1 = 2793,65 (kg/h) W 2 = 2539,68 (kg/h) Nồng độ cuối của dung dịch ra khỏi nồi 1 : x c1 = = − = − 65,27938000 15.8000 . 1 WG xG đ đđ 23,05 % Nồng độ cuối của dung dịch ra khỏi nồi 2 : X c2 = = −− = −− 65,279368,25398000 15.8000 . 21 WWG xG đ đđ 45 % 9 Đồ án môn học PHẦN III: TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG I – XÁC ĐỊNH ÁP SUẤT VÀ NHIỆT ĐỘ CỦA MỖI NỒI: 1. Xác định áp suất của mỗi nồi: Gọi P 1 , P 2 , P nt là áp suất ở nồi 1, 2, và thiết bị ngưng tụ. ∆P 1 : hiệu số áp suất của nồi 1 so với nồi 2. ∆P 2 : hiệu số áp suất của nồi 2 so với thiết bị ngưng tụ. ∆P t : hiệu số áp suất của cả hệ thống. Giả sử chọn: Áp suất của hơi đốt vào nồi 1 là P 1 = 4 (at). Áp suất hơi của thiết bị ngưng tụ là P nt = 0,5 (at). Khi đó hiệu số áp suất của cả hệ thống cô đặc là : ∆P t =P 1 – P nt = 4 – 0,5 = 3,5 (at) Chọn tỉ số phân phối áp suất giữa các nồi là: = ∆ ∆ 2 1 P P 1,6 Kết hợp với phương trình: ∆P 1 + ∆P 2 = ∆P t = 3,5 (at) Suy ra: ∆P 1 = 2,15 (at) ∆P 2 = 1,35 (at) Vậy: P 2 = P 1 – ∆P 1 = 4 – 2,15 = 1,85 (at) 2. Xác định nhiệt độ trong các nồi: Gọi: t hđ1 , t hđ2 , t nt là nhiệt độ đi vào nồi 1, 2, thiết bị ngưng tụ. t ht1 , t ht2 là nhiệt độ hơi thứ ra khỏi nồi 1, 2. Giả sử tổn thất nhiệt độ do trở lực đường ống gây ra khi chuyển từ nồi 1 sang nồi 2 là 1 0 C, thì: t ht1 = t hd2 + 1 t ht2 = t nt + 1 10 [...]... ống dẫn Ống dẫn Ống dẫn hơi đốt Ống dẫn hơi thứ nồi 1 Ống dẫn hơi thứ nồi 2 Ống dẫn ngun liệu vào thiết bị gia nhiệt Ống dẫn dung dịch Ống tháo nước ngưng Đường kính trong d Đường kính ngồi dn (mm) 250 250 400 (mm) 273 273 426 70 76 70 125 76 133 4 Bề dày vỉ ống: Vì vĩ ống phải đảm bảo những u cầu: + Giữ chặt ống + Giữ ngun định dạng của vĩ ống sau khi lắp ống + Chống ăn mòn Nên ta chọn bề dày vĩ ống. .. đầu, nhiệt dung riêng ra khỏi nồi 1và nồi 2 của dung dịch, (J/kg.độ) θ1, θ2: nhiệt độ nước ngưng tụ của nồi 1 và nồi 2, (oC) Cng1, Cng2: nhiệt dung riêng của nước ngưng ở nồi 1 và nồi 2, (J/kg.độ) Qxq1,Qxq2 :nhiệt mất mát ra mơi trường xung quanh của nồi 1 và nồi 2, (J) 17 Đồ án mơn học Gđ : lượng dung dịch lúc ban đầu, (kg/h) Chọn hơi đốt, hơi thứ là hơi bão hồ, nước ngưng là lỏng sơi ở cùng nhiệt... của dung dịch và dung mơi ngun chất gọi là tổn thất nhiệt do nồng độ gây ra Ta có: ∆’= t0sđ – t0sdmnc (ở cùng áp suất) Áp dụng cơng thức của Tiaxenko: Ts2 ∆’ = ∆’0 16,2 r Trong đó: ∆’o : tổn thất nhiệt độ ở áp suất thường gây ra Ts : là nhiệt độ sơi của dung mơi ngun chất (oK) r: ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở áp suất làm việc (J/kg) Tra bảng VI.2, STQTTB, T2/Trang 64 Bảng 4.2: Tổn thất do nồng độ ở áp. .. do áp suất thủy tĩnh trên tồn bộ hệ thống : Σ∆” = ∆”1 + ∆”2 = 2,72 + 7,49 = 10,21 (oC) 3 Tổn thất nhiệt do trở lực thuỷ lực trên đường ống (∆”’) : 14 Đồ án mơn học Chấp nhận tổn thất nhiệt độ trên các đoạn ống dẫn hơi thứ từ nồi này sang nồi nọ và từ nồi cuối đến thiết bị ngưng tụ là 1oC Do đó: ∆”’1=1 (oC) ∆”’2 =1 (oC) , , ∑ ∆,,, = ∆,1, + ∆,2, = 1 + 1 = 2 (oC) 4 Tổn thất chung trong tồn hệ thống cơ đặc: ... kính thiết bị buồng đốt: Đối với thiết bị cơ đặc tuần hồn trung tâm và bố trí ống đốt theo hình lục giác đều thì đường kính trong của buồng đốt có thể tính theo cơng thức : 0,4.β 2 sin 60 0.F d n Dt= (d th + 2β d n ) + ψ h 2 (m) Trong đó : t β = d = 1,4: Hệ số, thường β = 1,3 –1,5 n t = 1,4.dn : Bước ống (m), thường t = 1,2 – 1,5dn dn = 0,038 (m): Đường kính ngồi của ống truyền nhiệt ψ = 0,8 : Hệ số... 4.1: Tóm tắt nhiệt độ, áp suất (giả thiết) của các dòng hơi Nồi 1 Nồi 2 Áp suất Nhiệt độ Áp suất Nhiệt độ Loại (at) (oC) (at) (oC) Hơi đốt 4 142,9 1,85 117,1 Hơi thứ 1,91 118,1 0.52 Tháp ngưng tụ Áp suất Nhiệt độ 81.9 (at) (oC) 0.5 80.9 II – XÁC ĐỊNH TỔN THẤT NHIỆT ĐỘ: 1 Tổn thất nhiệt do nồng độ gây ra (∆’): Ở cùng một áp suất, nhiệt độ sơi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sơi của dung mơi ngun chất Hiệu... thất nhiệt độ do nồng độ trong tồn hệ thống: Σ∆’ = ∆’1 + ∆’2 = 3,48 +7,39 = 10,88 (oC) 2 Tổn thất nhiệt do áp suất thủy tĩnh (∆’’ ): 2.1 Tính áp suất thủy tĩnh ở độ sâu trung bình của cột chất lỏng: Theo cơng thức CT VI.12, STQTTB, T2/trang 60, ta có: h Ptb= P0 + ∆h + ρdds.g (N/m2) 2 Trong đó: P0: áp suất hơi thứ trên bề mặt dung dịch ρdds : khối lượng riêng của dung dịch khi sơi (kg/m3) ρdds... 0,0014(1276,1 - 952,15)].2 = 1,43 (m) Áp suất trung bình: h Ptb2 = P0 + ∆h + ρdds.g 2 = 0,52+(1,43+1) 1276,1.9,81 10-5 = 0,67 (at) 2 Để tính nhiệt độ sơi của dd NaNO3 ứng với áp suất trung bình ta dùng cơng thức Babo: P PS =const Nếu biết nhiệt độ sơi của dung dịch đã cho ứng với áp suất nào đó thì có thể xác định được nhiệt độ sơi của nó ở áp suất khác 13 Đồ án mơn học Nồi 1: Ứng với xc1 = 23,05 %... ích và nhiệt độ sơi của từng nồi: Hiệu số nhiệt độ hữu ích ở mỗi nồi: Nồi 1: ∆tthi1 = thd1 – thd2 – Σ∆1 = 142,9 – 117,1 – (3,48 + 2,72 + 1) = 18,6 (oC) Nồi 2: ∆tthi2 = thd2 – (tnt+Σ∆2) = 117,1– 80,9 – (7,39 + 7,49 + 1)= 20,32 (oC) Tồn hệ thống: ∆tthi = tchung – Σ∆ = thd1 – thd2 – Σ∆ = 142,9 – 80,9 – 23,09 = 38,91 (0C) III – CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG: 1 Tính nhiệt dung riêng của dung dịch ở các nồi: Nhiệt dung. .. mơn học Nồi 1: D.i + Gđ.Cđ.tđ = W1.i1 + (Gđ – W1)C1.t1 + D.Cng1 θ1 + Qxq1 Nồi 2: W1.i1 + (Gđ –W1)C1.t1 = W2.i2 + (Gđ – W)C2.t2 + W1.Cng2.θ2 + Qxq2 Trong đó: D: lượng hơi đốt dùng cho tồn hệ thống, (kg/h) I, i1, i2: hàm nhiệt của hơi đốt, hơi thứ nồi 1 và nồi 2, (J/kg) tđ, t1, t2: nhiệt độ sơi ban đầu, nhiệt độ sơi ra khỏi nồi 1, nhiệt độ sơi ra khỏi nồi 2 của dung dịch, (oC) Cđ, C1, C2: nhiệt dung riêng . và tạo điều kiện cho quá trình kết tinh nếu cần. Nhiệm vụ cụ thể của đồ án này là thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi có buồng đốt trong và ống tuần hoàn trung tâm, làm việc liên tục ở áp suất chân. đặc hai nồi có buồng đốt trong và ống tuần hoàn trung tâm, làm việc liên tục ở áp suất chân không cho dung dịch NaNO 3 . Yêu cầu: Năng suất theo dung dịch đầu: 8000 (kg/h). Nồng độ của dung dịch. tục, áp suất chân không, có buồng đốt trong và ống tuần hoàn trung tâm. - Ưu điểm: có cấu tạo đơn giản, dễ vệ sinh và sửa chữa, cô đặc ở áp suất chân không làm giảm nhiệt độ sôi của dung dịch