Thiết kế hệ thống chưng luyện liên tục loại tháp đệm để phân tách hỗn hợp Metylic Etylic.

63 762 0
Thiết kế hệ thống chưng luyện liên tục loại tháp đệm để phân tách hỗn hợp Metylic Etylic.

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Với đề tài: Thiết kế hệ thống chưng luyện liên tục loại tháp đệm để phân tách hỗn hợp Metylic Etylic.Tập đồ án này bao gồm 6 nội dung chính : Tính cân bằng vật liệu của thápXác định đường kính thápXác định chiều cao tháp dựa vào phương pháp số đơn vị chuyển khốiTính trở lực và cân bằng nhiệt lượng của thápTính toán cơ khíTính toán thiết bị phụ

Mc lc Phn Gii thiu hn hp v S dõy chuyn cụng ngh I Gii thiu v hn hp chng II S dõy chuyn cụng ngh II Thuyt minh dõy chuyn III Ch thy ng ca thỏp m Phn Tớnh toỏn thit b chớnh I Cõn bng vt liu II ng kớnh thỏp III Chiu cao thỏp IV Tớnh tr lc ca thỏp V Tớnh cõn bng nhit lng IV Tớnh toỏn c khớ Phn Tớnh thit b ph Phn Kt lun Ti liu tham kho Lời nói đầu Ngy cựng vi s phỏt trin vt bc ca nn cụng nghip th gii v nc nh, cỏc ngỏnh cụng nghip nht l cụng nghip húa cht v thc phm thit nhiu húa cht cú tinh khit cao t c iu ny ngi ta thng tin hnh phõn tỏch cỏc cu t hn hp u, ú chng ct l mt nhng phng phỏp c s dng ph bin hin Chng ct l quỏ trỡnh dựng nhit tỏch mt phn hn hp lng thnh cỏc cu t riờng bit da vo bay hi khỏc ca chỳng hn hp cựng nhit o Phng phỏp ny ng dng tỏch hn hp cỏc cu t d bay hi cú tớnh cht hũa tan hon ton hoc mt phn vo Hn hp ny cú th ch cú hai cu t hoc nhiu hn Vi h hai cu t s thu c sn phm nh gm phn ln l cu t d bay hi v sn phm ỏy cha a phn l cu t khú bay hi Trong sn xut ta thng gp cỏc phng phỏp chng khỏc nh : chng n gin, chng bng hi nc trc tip, chng chõn khụng v c bit hn l chng luyn Chng luyn l phng phỏp thụng dng dựng tỏch hon ton hn hp cỏc cu t d bay hi cú tớnh cht hũa tan mt phn hoc hũa tan hon ton vo nhau.Chng luyn ỏp sut thp dựng cho cỏc hn hp d b phõn hy nhit nhit cao ,cỏc cu t d bay hi v ngc li Vt liu gia cụng l thộp khụng g bi vỡ hn hp cn tỏch l h n mũn mnh, mt khỏc giỏ thnh sn xut cũn cao nhng ỏp ng c nhng tiờu chun c bn ca thit b húa cht ú l: chng n mũn, bn nhit, c tớnh tt, tui th lm vic lõu di ỏn mụn Quỏ trỡnh v Thit b bc u giỳp sinh viờn lm quen vi vic tớnh toỏn v thit k mt dõy chuyn sn xut, m c th ỏn ny l h thng chng luyn liờn tc Vi ti: Thit k h thng chng luyn liờn tc loi thỏp m phõn tỏch hn hp Metylic- Etylic Tp ỏn ny bao gm ni dung chớnh : Tớnh cõn bng vt liu ca thỏp Xỏc nh ng kớnh thỏp Xỏc nh chiu cao thỏp da vo phng phỏp s n v chuyn Tớnh tr lc v cõn bng nhit lng ca thỏp Tớnh toỏn c khớ Tớnh toỏn thit b ph PHN GII THIU HN HP V S DY CHUYN CễNG NGH I.GII THIU V HN HP CHNG: Metylic l cht lng linh ng v khụng mu, hũa tan nc theo bt c t l no Nhit sụi 67.40C , Metylic l cht c vi c th, nu ung t n 10g thỡ cú th b ng c, mỏt b ri lon v cú th mự lũa Etylic cng l cht lng linh ng khụng mu v cú th hũa tan vụ hn nc Nhit sụi ca nú l 78.40C, Etylic c ng dng rt nhiu cụng nghip, i sng hng ngy Metylic Etylic l sn phm ca quỏ trỡnh lờn men hoc quỏ trỡnh tng hp khỏc, cht ny trng thỏi bỡnh thng l cht lng khụng liờn kt, cú bay hi khỏc õy metylic bay hi trc nhit sụi ca nú thp hn ca etylic Hn hp n mũn yu nờn quỏ trỡnh la chn thit b chng luyn thỡ ta nờn s dng loi thộp cỏc bon thng trỏnh lóng phớ II.S DY CHUYN CễNG NGH 12 Chỳ thớch: 1:Thựng 2:B cao v cha 3: Thit b un 4:Lu lng k 5:Thỏp chng 6:Thit b ngng 7:Thit b lm lnh dung dch u 8:B cha sn phm nh sụi hn hp u 9:B cha sn phm ỏy 10:Thit b un sụi ỏy thỏp luyn t 11 Cc thỏo nc ngng 12 : Bm li tõm II Thuyt minh dõy chuyn : Nguyờn liu u c cha thựng cha (2) v c bm (12) bm lờn thựng cao v (1) Hn hp u t thựng cao v t chy xung thit b un sụi hn hp u (3) lu lng c khng ch bng cỏch iu chnh h thng van v lu lng k (4) hi nc bóo hũa t ni hi vo un sụi hn hp u n nhit sụi sau t ti nhit sụi hn hp ny c a vo a tip liu ca thỏp chng luyn (5) loi m.Trong thỏp hi i t di lờn tip xỳc trc tip vi lng chy t trờn xung, ti õy xy quỏ trỡnh bc hi v ngng t nhiu ln Theo chiu cao ca thỏp, cng lờn cao thỡ nhit cng thp nờn hi i qua cỏc tng m t di lờn , cu t cú nhit sụi cao s ngng t.Quỏ trỡnh tip xỳc lng hi thỏp din liờn tc lm cho pha hi cng giu cu t d bay hi Cui cựng trờn nh thỏp ta s thu c hu ht l cu t d bay hi (c th õy l Metylic) v mt phn cu t khú bay hi (Etylic) Hn hp hi ny c a vo thit b ngng t (6) v ti õy nú c ngng t hon ton (tỏc nhõn l nc lnh) Mt phn cht lng sau ngng t c a hi lu tr v thỏp chng luyn v cng c khng ch bng lu lng k , phn cũn li t yờu cu s c a vo thit b lm lnh (7) lm lnh n nhit cn thit sau ú c a vo thựng cha sn phm nh (8) Cht lng hi lu i t trờn xung di, gp hi cú nhit cao i t di lờn, mt phn cu t cú nhit cao tip tc ngng t thnh lng i xung.Do ú nng cu t khú bay hi pha lng ngy cng nhiu , cui cựng ỏy thỏp ta thu c hn hp lng gm hu ht l cu t khú bay hi (etylic) v mt phn rt ớt cu t d bay hi (Meylic), hn hp lng c a ỏy thỏp qua thit b phõn dũng, mt phn c a thựng cha sn phm ỏy (9) , mt phn c a vo thit b un sụi ỏy thỏp (10) v mt phn c hi lu tr li ỏy thỏp.Thit b ny cú tỏc dng un sụi tun hon v bc hi sn phm ỏy (to dũng hi i t di lờn thỏp) Nc ngng ca thit b gia nhit c thỏo qua thit b thỏo nc ngng ( 11),Thỏp chng luyn lm vic ch liờn tc, hn hp u vo v sn phm c ly liờn tc III Ch thu ng ca thỏp m Trong thỏp m cú ch thy ng l ch chy dũng, ch quỏ v ch chy xoỏy Khi tc khớ lc hỳt phõn t ln hn v vt lc Lỳc ny quỏ trỡnh chuyn c xỏc nh bng dũng khuch tỏn phõn t Tng tc lc l tr lờn cõn bng vi lc hỳt phõn t Quỏ trỡnh chuyn lỳc ny khụng ch c quyt nh bng khuch tỏn phõn t m c bng c khuch tỏn i lu Ch thy ng ny gi l ch quỏ Nu ta tip tc tng tc khớ lờn na thỡ ch quỏ chuyn sang ch chy xoỏy Trong giai on ny quỏ trỡnh khuch tỏn s c quyt nh bng khuch tỏn i lu Nu ta tng tc khớ lờn n mt gii hn no ú thỡ s xy hin tng o pha Lỳc ny cht lng s chim ton b chiu cao thỏp v tr thnh pha liờn tc, cũn pha khớ khuch tỏn vo pha lng v tr thnh pha phõn tỏn Vn tc khớ ng vi thi im ny gi l tc o pha Khớ sc vo lng v to thnh bt khớ vỡ th giai on ny ch lm vic thỏp gi l ch si bt ch ny tc chuyn nhanh ng thi tr lc cng tng nhanh Trong thc t, ta thng cho thỏp m lm vic ch mng cú tc nh hn tc o pha mt ớt vỡ quỏ trỡnh chuyn giai on si bt l mnh nht nhng vỡ giai on ú khú khng ch quỏ trỡnh lm vic u im ca ca thỏp m : - Hiu sut cao vỡ b mt tip xỳc pha ln - Cu to thỏp n gin - Tr lc thỏp khụng ln lm - Gii hn lm vic tng i rng Nhc im : Khú lm t u m Thỏp cao quỏ thỡ phõn phi cht lng khụng u Bng kờ cỏc ký hiu thng dựng bn ỏn ny : F: lng hn hp u, (kg/s) P: lng sn phm nh, (kg/s) W: lng sn phm ỏy, ( kg/s) Cỏc ch s F, P, W , A , B : tng ng ch i lng ú thuc v hn hp u, sn phm nh, sn phm ỏy, ca cỏc cu t l Metylic v Etylic a: phn trm lng ca Metylic hn hp (kg Metylic / kg hn hp ) x : nng phn mol ca Metylic hn hp ( kmol Metylic / kmol hn hp ) M: lng mol phõn t ( kg/ kmol) : nht ng lc , (N.s/m2 ) Cỏc ch s A, B , X ,Y , hh tng ng thuc v cu t Metylic, Etylic, thnh phn lng, thnh phn hi v ca hn hp : lng riờng ( kg/m3) PHN TNH TON THIT B CHNH Cỏc s liu ban u: -Nng sut tớnh theo hn hp u F = 9.88 tn/h = 9880 kg/h -Nng cu t d bay hi trong: + Hn hp u: aF = 3.55 phn mol + Sn phm nh: aP = 96 phn mol + Sn phm ỏy: x w = phn mol -Thỏp lm vic ỏp sut thng -Hn hp u c gia nhit n nhit sụi I TNH CN BNG VT LIU TON THIT B 1.Tớnh toỏn cõn bng vt liu cho ton thỏp 1.1.i t phn mol sang lng aF = xF ì M A 3.55 ì 32 = = 0.109 phn lng x F ì M A + (1 x F ) ì M B 3.55 ì 32 + (1 3.55) ì 46 aP = xP ì M A 96 ì 32 = = 0.773 phn lng x P ì M A + (1 x P ) ì M B 96 ì 32 + (1 96 ) ì 46 aw = xw ì M A ì 32 = = 0.028 phn lng x w ì M A + (1 x w ) ì M B ì 32 + (1 1) ì 46 - Khi lng mol trung bỡnh pha lng c tớnh: M = x.MA + (1- x)MB MF= xF.MA+ (1- xF)MB = 3.55 ì 32 + (1 3.55) ì 46 = 43.9(kg / kmol ) MP = xP.MA + (1- xP)MB = 96 ì 32 + (1 96) ì 46 = 34.38(kg / kmol ) MW = xW.MA + (1- xW)MB = 1ì 32 + (1 1) ì 46 = 45.44( kg / kmol ) 1.2 H phng trỡnh cõn bng vt liu Phng trỡnh cõn bng vt liu cho ton thỏp : F = P + W ; (1) i vi cu t d bay hi (etylic) : FaF = Pap + Waw ( 2) Thay (1) vo (2) rỳt : Lng sn phm ỏy : Vi F = 3300 kg/h = 3300: 43.49 = 75.171(kmol/h) aF aw 0.109 0.028 358.792 = 3300 ì = 358.792( kg / h ) = = 10.436(kmol / h) a P aW 0.773 0.028 33.38 T ú suy lng sn phm nh : W = F P = 3300 358.792 = 2941.208( kg/h)= 2941.208:45.44=64.727(kmol/h) 1.3 Ch s hi lu ti thiu (Rmin) P=F Dng ng cõn bng theo s liu ng cõn bng sau: X 10 20 30 40 50 60 Y 7.4 T0c 78.3 77.2 76.5 75 70 80 90 100 14.3 27.1 39.6 51.5 62.6 72.3 79.8 86.6 83.2 100 73.6 72.2 70.8 69.4 68.2 66.9 65.9 64.9 T s liu bng trờn ta v th ng cõn bng lng (x) hi (y) xw=0.04 XF=0.15 xp=0.83 * T ng cõn bng lng (x) hi (y) vi xF = 0.15 y*F = 0.2077 Rmin = Rmin = x p y F* [III-81] y F* xF x p y F* y xF * F = 0.83 0.2077 = 10.785 0.2077 0.15 1.4.Xỏc nh ch s Rth H s hiu chnh: = Rx Rmin Vn chn ch s hi lu thớch hp l rt quan trng, vỡ ch s hi lu thỡ s bc ca thỏp ln nhng tiờu tn ớt hi t, ngc li ch s hi lu ln thỡ s bc ca thỏp co ớt hn nhng tiờu tn hi t li rt ln - Vi mi giỏ tr ca R x > Rmin t th cõn bng lng hi ca hn hp Metylic v etylic ta xỏc nh c mt giỏ tr ca Nlt tng ng * õy ta cú phng trỡnh on luyn v on chng nh sau: - Phng trỡnh on luyn: y= xp R x+ R +1 R +1 y = Ax + B A= R R +1 B= xp R +1 - Phng trỡnh on chng: R+ f f x xw y = Ax B R +1 R +1 R+ f f F A= B= xw vi f = R +1 R +1 P y= Vi RX1= 11.864 Phng trỡnh on luyn : y = 0.922x + 0.065 Phng trỡnh on chng: y = 1.484x -0.019 Cú 28 a ú on luyn 14, on chng 14 Vi RX2 = 12.942 Phng trỡnh on luyn : y = 0.928x + 0.06 Phng trỡnh on chng: y = 1.445x -0.018 Cú 23 a ú on luyn 12, on chng 11 Vi RX3= 14.021 Phng trỡnh on luyn : y = 0.933x + 0.055 Phng trỡnh on chng: y = 1.413x -0.017 Cú 21 a ú on luyn 11, on chng 10 Vi RX4 = 15.099 Phng trỡnh on luyn : y = 0.938x + 0.052 Phng trỡnh on chng: y = 1.385x -0.015 Cú 19 a ú on luyn 11, on chng Vi RX5 = 16.178 Phng trỡnh on luyn : y = 0.942x + 0.048 Phng trỡnh on chng: y = 1.361x -0.014 Cú 18 a ú on luyn 10, on chng T cỏc phng trỡnh lm vic trờn ta v th biu din quan h x y tỡm c s a lý thuyt tng ng vi tng giỏ tr Rx Cỏc th c biu din trang bờn: * S a lý thuyt Nlt v ch s hi lu Rx c tng hp bng sau : Rx Nlt Nlt(Rx+1) 1.1 1.2 11.864 12.942 28 23 360.192 320.666 1.3 1.4 14.021 15.099 21 19 315.441 305.881 1.5 16.178 18 309.204 T cỏc giỏ tr tỡm c bng trờn, ta xõy dng th biu din mi quan h gia R x Nlt(Rx+1) Nlt(Rx+1) R1 R2 R3 R4 R5 Rx xỏc nh ch s hi lu thớch hp ngi ta xỏc nh ch s hi lu t iu kin th tớch thỏp nh nht ( khụng tớnh n cỏc ch tiờu kinh t hnh) Mt khỏc d dng nhn thy th tớch lm vic ca thỏp t l vi tớch s N lt(Rx+1).T th trờn, im cc tiu ca ng v c s cho ta giỏ tr th tớch thit b nht v ng vi im ú s cú ch s hi lu thớch hp M Nlt(Rx+1) = 305.881 l giỏ tr nh nht, ng vi giỏ tr nh nht ú thỡ Rx= 15.099 Vy ch s hi lu thớch hp Rth= 15.099 v s a lý thuyt Nlt= 19 Phng trỡnh ng nng lm vic 2.1.on luyn Rth xP y= x+ Rth +1 Rth +1 [III- 78] *Thay s : 15.099 0.83 y= x+ = 0.938 x + 0.052 15.099 + 15.099 + Trong ú: y: L nng phn mol ca cu t d bay hi pha hi i t di lờn x: L nng phn mol ca cu t d bay hi pha lng chy t trờn xung Rth: L ch s hi lu thớch hp 2.2 on chng - Lng sn phm u trờn mt n v sn phm nh : F 75.171 f = = = 7.203 ( kmol h2 u / kmol sn phm nh ); P 10.436 +Phng trỡnh ng nng lm vic ca on chng : R + f f 15.099 + 7.203 7.203 y = th x xw = x ì 0.04 = 1.385 x 0.015 Rth + Rth + 15.099 + 15.099 + * Nhit sụi - Nhit sụi ca hn hp u toF : t xF = 0.15 theo bng t-x, ni suy toF = 75.75oC - Nhit hi ti nh thỏp toP : t yp = 0.83 theo bng t y ni suy toP = 66.6 - Nhit sụi ca sn phm ỏy tow : T xw= 0.04 theo bng t- x ni suy tow = 77.42 II TNH NG KNH THP CHNG LUYN Cụng thc tớnh ng kớnh thỏp chng luyn loi m : D= 4G ytb W ytb = 0,0188 g tb ytb W ytb [STQTTBT2-181] Trong ú : Wytb: tc ca khớ v hi(m/s) gtb: lng hi trung bỡnh i thỏp (kg/h) ytb W ytb : tc hi trung bỡnh i thỏp (kg/m2s) Vỡ lng hi i v lng lng thay i theo chiu cao ca thỏp v khỏc mi on nờn ta phi tớnh hi trung bỡnh cho tng on 1.Lng hi trung bỡnh i thỏp 1.1.Lng hi trung bỡnh i on luyn Lng hi trung bỡnh i on luyn c tớnh gn ỳng bng trung bỡnh cng ca lng hi i a trờn cựng ca thỏp v lng hi i vo a di cựng ca on luyn g tb = g + g1 , kg/s (STQTTB T2-181) Trong ú: + gtb :lng hi trung bỡnh ca on luyn (kg/h) + g : lng hi i a trờn cựng ca on luyn (kg/h); + g1 : lng hi i vo a di cựng ca on luyn ( kg/h); * Lng hi i nh thỏp : g = GR + GP = GP(Rth + 1) (STQTTB T2-181) Trong ú GP : lng sn phm nh ( kg/h) GR : lng lng hi lu nh thỏp (kg/h) Rth : ch s hi lu thớch hp g = 358.792( 15.099 + 1) = 5776.192 (kg/h) * Lng hi i vo on luyn: 10 PHN TNH TON THIT B PH I THIT B GIA NHIT HN HP U Thit b gia nhit hn hp u l thit b trao i nhit ng chựm Do kt cu ca thit b trao i nhit ng chựm nờn lu th no sch (khụng to cn bn trờn b mt truyn nhit, lm gim h s dn nhit) ngi ta cho i qua khong khụng gian ngoi ng, cũn lu th no to cn bn quỏ trỡnh lm vic thỡ cho i ng Ngoi lu th no cú ỏp sut ln ngi ta cng cho i ng chu c ỏp sut ln hn v Vi hn hp ny, ta cho hi nc bóo ho i qua khong khụng gian ngoi ng, hn hp cho i ng Chn thit b gia nhit kiu ng chựm kiu ng cú cỏc thụng s sau: + ng kớnh: d =30 ì 2mm + Chiu cao ng : H = 1m + ng lm bng thộp CT3 cú = 50w/m2. 1.Hiu s nhit trung bỡnh gia hai lu th - Hiu s nhit ln: t = th - tf = t1 tf = 119.62-25= 94.62 oC - Hiu s nhit : tc = th - tF = t1 tso = 119.62 75.75 = 43.87 oC Vỡ: td tc = 94.62 = 2.15 > 43.87 Nờn totb gia lu th c xỏc nh theo cụng thc (1.101) [3-66]: ttb = t d tc t ln d t c = 94.62 43.87 = 66.02 94.62 [oC] ln 43.87 Nhit trung bỡnh ca tng lu th l: + Hi t: t1tb = th = 119.62 oC + Phớa hn hp: t1tb = 119.62 66.02 = 53.6 oC 2.Tớnh lng nhit trao i Q Q = G - C((tF tf) [W] (STQTTBT2-46) + G: Lu lng hn hp u G = 3300 [kg/h] = 0.917[kg/s] + tF: Nhit sụi ca hn hp tF = tso = 75.75 => (Do ỏp sut thng nờn tF = tso) + Cp: Nhit dung riờng ca hn hp ti t2tb=53.60C: CP = aF CpA + (1-aF) CPb Nụi suy bng I.153 (STQTTBT1-171) ta c: CpA = 2731.2 [J/kg ] CpB = 2886.8 [J/kg ] CP = 0.109 ì 2731.2 + (1 0.109) ì 2886.8 = 2869.84 [J/kg ] + tf: Nhờt thng (tf = 25oC) 49 => Q = 0,917.2869,84 (75,75 25) = 133507,348 [W] H s cp nhit tng lu th 3.1 H s cp nhit phớa hi nc ngng t c tớnh theo cụng thc (V.101) [STQTTBT2 28]: = 2,04 A1 r t1 H [W/m2.] Trong ú: + H: Chiu cao ng truyn nhit H = 1[m] + r:n nhit ngng t ly theo nhit hi bóo ho:r=r 1=2201,4.103 [J/kg.] Theo bng I.212 [STQTTBT1-254] + t1: Chờnh lch nhit gia nhit hi t v nhit thnh ng truyn nhit [oC] Chn t1 =3 [oC] => tm = 0,5.(th - t1) tm = 0,5.(119.62 3)= 118.12[oC] + A: Hng s tra theo nhit mng nc ngng tm = 118.810C => A1 = 187.154 = 2,04.187,154.4 2201,4.10 = 11174.387 [W/m2.] 2,12 3.2.Tớnh h s cp nhit (2) Theo cụng thc (V.40) [STQTTBT2 14] ta cú: N u = 0,021. k Re ,8 Pr , 43 Pr Pr t , 25 - Chn Re=10500: = N u d Trong ú: +Prt: Chun s Prantl tớnh theo nhit trung bỡnh ca trng, cũn cỏc thụng s khỏc tớnh theo nhit trung bỡnh ca dũng + k : H s hiu chnh tớnh n nh hng ca t s gia chiu di v ng kớnh ca ng -Ta chn: d = 30x2[mm]; L = H = [m] dt = dn 2. = 30 2.2 =26 mm = 0.026 m L = = 33,3 > k = 1,056 d 0,03 * Tớnh chun s Pr theo CT (1.22) [3-21]: C p Pr = 50 Trong ú: +Cp: Nhit dung riờng ca hn hp nhit trung bỡnh: t2tb=53,6oC => Cp=2869,84[J/kg.] + : nht ca hn hp nhit trung bỡnh: da vo toỏn I.18 (STQTTBT2 - 90) A= 0,46.10-3 [Ns/m2] B = 0,63.10-3 [Ns/m2] lg hh = x F lg A + (1 x F ) lg B [STQTTBT1 - 84] lg hh = 0,15 lg 0,46.10 + (1 0.15) lg 0,63.10 hh = 0,6.10 [Ns/m2] +) : H s dn nhit ca hn hp nhit trung bỡnh = A.C p M [STQTTBT1 - 123] Trong ú: +A: H s ph thuc mc liờn kt ca cht lng vi cht lng: A = 4,22.10 -8 = +Cp = 2869,84 [J.kg/] + hh : lng riờng ca hn hp nhit trung bỡnh t2tb=53.60C hh = aF A + aF [STQTTBT2 183] B Ni suy t bng I.2 [STQTTBT1 - 9] ta cú: A = 761,76[kg/m3] B = 759,76[kg/m3] hh = 759,977 [kg/m3] + MF = 43,9 [kg/kmol] = 4,22.10 8.2869,84.759,977.3 Pr = 759,977 = 0,238 [W/m2.] 43,9 2869,84.0,6.10 = 7.235 0,238 Do chờnh lch gia v v dũng lu th l khỏ nh nờn ta cú th coi , 25 Pr N u = 0,021. k Re 0,8 Pr 0, 43 Pr t = 0,021.1,056.10500 0,8.7,235 0, 43.10, 25 = 85,58 = Nu. 85,58.0,238 = = 783,86 [W/m2.] dt 0,026 - Nhit ti riờng v phớa hi ngng t: q1 = t1 = 11174,387 ì = 33523,161 [W/m2] - Hiu s nhit phớa thnh ng: t '1 = t t1 t t = q1 rt 51 Pr =1 Pr t Vi rt = + r1 + r2 [STQTTBT2 - 3] Trong ú: r1: nhit tr ca cn thnh ng phớa hi ngng ch yu l nc r = 0,232.103 [m2./W] tra bng V.1 STQTTBT2 r2 : nhit tr cn thnh ng phớa cht lng ch yu cn bn l , r = 0,387.103 [m2./W] tra bng V.1 STQTTBT2 : b dy ca thnh ng, chn = 0,002(m) : h s dn nhit ca vt liu = 50[W/m2.] rt = 0,002 + 0,232.10 + 0,387.10 = 0,659.10 [m2./w] 50 [ ] t1' = 33523,161.0,659.10 = 22,09 C t t = t t1 t ' t1 = 116,62 22,09 = 94,53 C [ ] t = t t t 2t = 94,53 53,6 = 40,93 C q = t = 783,86.40,93 = 32083,39 [w/m ] qtb = q1 + q 33523,161 + 32083,39 = = 32803,27 [w/m2] 2 - Kim tra sai s: = q1 q 33523,161 32083,39 = = 0.043 < 0,5 q1 33523,161 Do F=4,07 [m2] S truyn nhit n= Quy chun n = 61 ng bng V.11 [STQTTBT2 48] Ta b trớ sp xp theo hỡnh lc giỏc S ng trờn ng xuyờn tõm ca hỡnh cnh l b= ng 6)ng kớnh ca thit b Dt = t(b-1) + 4.dn Ly t = 1,5dn S ng xuyờn tõm b= Dt = 1,5.0,03(9-1) + 4.0,03=0,48 Lm trũn D = 0,5 (m) 7)Tớnh li tc v chia ngn Vn tc thc t : 52 t = 4.F 4.3300 = = 0,04(m / s ) 2 d n.hh 3,14.0,026 61.759,977.3600 Vn tc gi thit Re 10500.0,6.10 gt = = = 0,315( m / s d 0,026.759,977 S ngn m = gt 0,315 = = 7.875 t 0,04 Quy chun m= ( ngn ) II TNH TON BM V THNG CAO V tớnh bm vic a hn hp u lờn thựng cao v bo m yờu cu cụng ngh thỡ ta phi tớnh cỏc tr lc ca ng ng dn ca thit b gia nhit hn hp u t ú tớnh chiu cao thựng cao v v cui cựng tớnh ỏp sut ton phn ca bm,chn bm ly tõm 1.Chiu cao thựng cao v p sut ton phn khc phc sc cn thu lc h thng dũng chy ng nhit c tớnh theo cụng thc (II.53) (STQTTBT1-376): P=P +Pm +Pct +Pc +Pk +Pt [ N/m2] 1.1.Tr lc ca ng t thit b gia nhit hn hp u ti thỏp * P : ỏp sut ng lc hc,tc l ỏp sut cn thit to tc cho dũng chy ng dn (t thit b gia nhit n thỏp) c tớnh theo cụng thc: P = [N/m2] (STQTTBT1-377) : lng riờng ca cht lng ng dn hn hp u nhit sụi, ta ó tớnh c = 739.17 [kg/m3] : tc trung bỡnh ca lu th [m3/s] = 4F v = d 3600 d 3600. (STQTTBT1-369) Vi: + F=3300 [kg/h] + d: ng kớnh ng dn dung dch vo thỏp [m] Vi d=0,1 [m](xem phn tớnh ng kớnh ng dn hn hp u phn c khớ) Thay vo ta cú: = P = 4.3300 = 0.158 [m/s ] 3,14.0,12.3600.739,17 739,17.0,158 = 9,226 [N/m2] *Pm: l ỏp sut thng tr lc dũng chy n nh ng, c tớnh theo cụng thc: Pm = l l = P d d Trong ú: 53 [N/m2] + : l h s ma sỏt Ch s Reynold c tớnh theo cụng thc sau: .d Re = Vi = hh : nht hn hp nhit sụi ts = tF = 75.750C,[Ns/m2] S dng toỏn I.18 [I-90] ta c A = 0.27(cp) B = 0.428(cp) lg hh = x F lg A + (1 x F ) lg B = 0,15 lg 0,27 + (1 0,15) lg 0,428 hh = 0,399(cp) Re = .d 0.158 ì 0.1 ì 739.17 = = 29270.39 > 10 0.399 ì 10 Do Re >104 nờn dũng chy ng l dũng chy xoỏy, ú h s ma sỏt c tớnh theo cụng thc sau: 6,81 0,9 = lg + 3,7 Re : l nhỏm tng i : [STQTTBT1-380] = d t Tra bng II.15[STQTTBT1-381] vi loi ng km hon ton mi ta c =0,1mm chn L = 3m 0,1.10 3 = d t = 0,1 = 10 6,81 0,9 10 = lg + = 0,026 3,7 29270.39 Pm = L P = 0,026 .9.226 = 7.196( N / m ) d tb 0,1 * Pc: l tr lc cc b [N/m2], c tớnh theo cụng thc: l l = td P Pc = td d d Vi: ltd = n.d Do trờn ng dn cú van v ch cong 90o nờn ta cú n ca van (van chn mt chiu),nv=75 Do ng kớnh d= 100 mm [76ữ152mm] nờn nc =40 ltd=(2.75+3.40).0,1=27[m] Pc = 0,026 27 9,226 = 64,767 [N/m2] 0,1 P1=P + Pm + Pc =9,226 + 7,196 + 64,767 = 81,189 [N/m2] Chiu cao ct cht lng tng ng l: ' H1 = 81,189 P1 = = 0.0112 [m] g 739,17 ì 9,81 54 1.2.Tr lc ca on ng t thựng cao v dn thit b gia nhit hn hp u *Tớnh P : Khi lng riờng ca hn hp nhit 25 oC l: A = 787,5(kg / m ) B = 784,75(kg / m ) a a F 0,109 0,109 = = F + + hh A B 787,5 784,75 hh = 785,049(kg / m ) Tc chy ng: = 4.F 4.3300 = = 0.149 [m/s] d 3600. dd 3,14.0,1 3600.785,049 P = hh 785,049.0,149 = = 8,714 [N/m2] 2 * Tớnh Pm: nht ca hn hp 25 oC l: S dng toỏn I.18 [I-90] ta c A = 0.59(cp) B = 1.08(cp) lg hh = x F lg A + (1 x F ) lg B = 0,15 lg 0,59 + (1 0,15) lg1,08 hh = 0,986(cp) = 0,986.10 [ N s / m ] Chun s Reynol ca lu th: .d 0,149.0,1.785,049 = = 11863.32 >104 Re = 0,986.10 Do Re >104 nờn dũng chy ng l dũng chy xoỏy, ú h s ma sỏt c tớnh theo cụng thc sau: 6,81 0,9 = lg + 3,7 Re : l nhỏm tng i : [STQTTBT1-380] = d t Tra bng II.15[STQTTBT1-381] vi loi ng km hon ton mi ta c =0,1mm chn L = 10m 0,1.10 3 = d t = 0,1 = 10 6,81 0,9 10 = lg + = 0,0312 3,7 11863.32 55 Pm = L 10 P = 0,0312 .8,714 = 27.188( N / m ) d tb 0,1 * Tớnh Pc: Pc = l ltd = td P d d Vi: ltd = n.d Do trờn ng dn cú van v ch cong 90o nờn ta cú n ca van (van chn mt chiu),nv=75 Do ng kớnh d= 100 mm [76ữ152mm] nờn nc =40 ltd=(1.75+2.40).0,1=15,5 [m] Pc = 0,0312 15,5 8,714 = 42,141 [N/m2] 0,1 P2=P + Pm + Pc =8,714 + 27,188 + 42,141 =78,043 [N/m2] Chiu cao ct cht lng tng ng l: H '2 = 78,043 P2 = = 0.0101 [m] g 785,049.9,81 1.3 Tr lc ca thit b gia nhit hn hp u * P : Pd = = Ta cú: F 3600 f [m/s] Trong ú: F: lng ca hn hp [kg/h] : l lng riờng ca dung dch n hit trung bỡnh = 759,977[kg/m3] f : tit din ca b mt truyn nhit [m2] d n 3,14.0,026 2.61 f = = = 0,00483 [m2] 4.m 4.8 Vi n: l s ng truyn nhit thit b gia nhit hn hp u n=61 [ng] m: l s ngn,m= [ngn] d: l ng kớnh ca ng truyn nhit,d= 0,026 [m] = Pd = 3300 = 0,25 [m/s] 3600.0,00483.759,977 759,977.0,25 = 23,749 [N/m2] *Pm: Pm = ltd Pd d [N/m2] nht ca dung dch thit b gia nhit: = 0,714.10-3 [Ns/m2] Chun s Renold lu th: Re = 0,25.0,026.759,977 = 6918,56 < 104 0,714.10 56 Do 4000< Re < 105 Vy dũng chy ng l ch chy xoỏy,khi ú h s ma sỏt c tớnh theo cụng thc: 6,81 0,9 = lg + Re 3,7 : l nhỏm tng i : [STQTTBT1-380] = d t Tra bng II.15[STQTTBT1-381] vi loi ng km hon ton mi ta c =0,1mm chn L = 10m 0,1.10 3 = d t = = 3,846.10 0,026 6,81 0,9 3,846.10 = lg + = 0,445 3,7 6918.56 ltd: l chiu di ng truyn nhit (vỡ cú 10 ngn),ltd= H.m=1.10=10 [m] Pm = 0,445 10 23,794 = 4072,43 0,026 [N/m2] * Pc: Pc = Pd [N/m2] Vỡ dung dch chy thit b ng chựm nờn hng dũng chy vo v ng truyn nhit a dng v tn ti nhiu t m, t thu + Tit din ng dn dung dch v vo thit b: d 3,14.0,12 f1 = = = 0,00785 [m2] 4 + Tit din khong trng u thit b vi mi ngn l: D 3,14.0,5 = = 0,01963 [m2] m Vi D: l ng kớnh ca thit b trao i nhit, D = 0,5 [m] + Tit din ca 91 ng truyn nhit mi ngn l: f2 = d n 3,14.0,026 61 = = 0,00483 [m2] m Tr lc cc b c tớnh theo bng (PL.3) [TTQTTBT1-339] v (XII.16) [STQTTBT1.382]: - ca vo(t m):khi cht lng chy vo thit b(khong trng mt ngn t m): f 0,00785 = (1 ) = (1 ) = 0,36 f2 0,01963 f3 = - u ca dung dch cht lng chy t khong trng vo ngn ca ng truyn nhit(t thu): f 0,00483 = = 0,246 Ni suy t bng PL.3 [TTQTTBT1 - 339] f 0,01963 57 ta cú: = 0,407 - u ca dung dch cht lng chy t ngn ca ng truyn nhit khong trng phn trờn thit b(t m) = (1 f3 0,00483 ) = (1 ) = 0,5684 f2 0,01963 - du ca dung dch cht lng chy thit b (t thu): f 0,00785 = = 0,4 Tra bng PL.3 [TTQTTBT1 - 339] ta f 0,01963 cú: = 0,36 - Khi cht lng chuyn t ngn ny sang ngn kia,dũng chy chuyn dũng ln vi gúc chuyn 90 oC cú tr lc cc b: = 2.1,10 = 2,2 = 0,36 + 10.0,407 + 10.0,5684 + 0,36 + (10 1).2,2 = 30,274 Pc = Pd = 30,274.23,749 = 718,977 [N/m2] * Tr lc thu tnh: PH: PH = g H = 759,977.9,81.1 = 7455,374 [N/m2] P = Pd + Pm + Pc + PH = 23,749 + 4072,43 + 718,977 + 7455,374 = 12270,53 [N/m2] Chiu cao ct cht lng: ' H3 = P 12270,53 = = 1,646 [m] g 759,977.9,81 1.4 Chiu cao ca thựng cao v so vi a tip liu _ Vit phng trỡnh becnuly cho mt ct 1-1 v 2-2 Chn mt chun 0-0: P P 22 H1 + + = H + + + hm g g g g Trong ú : + 1: l lng riờng ca hn hp 25 oC,1= 785.049 [kg/m3] + 2: l lng riờng ca hn hp nhit trung bỡnh vao thit b gia nhit;2=759,977 [kg/m3] 1 H H1 2 58 H2 1 H H1 2 H2 0-0 + 2= 0,149 [m/s2] + = + P1= Pa= 9,81.104 [N/m2] + P2= Pa + P2= 9,81.104 + 5004,176=103104.176[N/m2] ( = 5004,176 N / m tr lc ca on luyn) P2 P1 22 H1 H = + + hm g g 2.g + hm= H1 + H2 + H3= 0,0112 + 0,0101 + 1,646=1,6673[m] 103104,176 9,81.10 0,149 H1 H = + + 1,6673 [m] 759,977.9,81 785,049.9,81 2.9,81 H1- H2 = 2,76[m] 2.Tớnh toỏn bm Bm ly tõm lm vic ỏp sut thng chn chiu cao hỳt ca bm nhit o 25 C l 0,5 [m], chiu cao ny bm lm vic tun hon m bo v khụng xy hin tng xõm thc - Chiu cao y ca bm: H = HC + (H1- H2) +Hỏy + Hb = 2,684 + 2,76 + 0,8+1 = 7,244[m] + HC: l chiu cao on chng [m] + Hb: l chiu cao kờ thỏp Chn Hb = [m] + Hỏy: l chiu cao ca ỏy thỏp Chn Hỏy= 0,8m - Chiu cao lm vic ca bm: 59 Hf = H + Hh = 7,244 + 0,5 = 7,744 [m] Ta cú: Htp = Hf + hm * Tớnh hm: - Tn tht trờn ng ng: = = 0,149 [m] Pd = 2 759,997.0,149 = = 8,436 [N/m2] 2 - Tr lc ma sỏt Pm : tn tht ỏp sut t thựng cha dn thựng cao v: Re = 11863,32 = 0,0312 Chn chiu di ln hn H: L = 12[m]; dt= 0,1 [m] l 11 Pm = .Pd = 0,0312 .8,714 = 29,906 [m] d 0,1 - Tr lc cc b Pc : Pc = ltd l = ld Pd d [N/m2] Vi: = 0,0312 ltd = n.d Do trờn ng dn cú van v ch cong 90o nờn ta cú n ca van (van chn mt chiu),nv=75.Do ng kớnh d= 100 mm [76ữ152mm] nờn nc =40: ltd=(2.75+3.40).0,1=27 [m] Pc = 0,0312 27 8,714 = 73,407 [N/m2] 0,1 P=P + Pm + Pc =8,714 + 29,906 +73,407 =112,027 [N/m2] hm = P 112,027 = = 0,015 [m] g 759,977.9,81 Htp= 7,744 + 0,015 =7,759 [m] - Cụng sut yờu cu ca bm c xỏc nh theo cụng thc (II.189) [1-439]: H Q.g Nb = [kw] 1000. Trong ú: +Q: l nng sut ca bm: Q= F 3300 = = 0,00121 [m3/s]= 4,356[m3/h] 3600. 3600.759,977 60 + : l lng riờng ca hm hp nhit 25 oC, =759,977 [kg/m3] + H: ỏp sut ton phn ca bm [m] + : hiu sutchung ca bm [m] Theo [1-439]: = o tl ck o : hiu sut th tớch tớnh n s hao ht chỏt lng t ỏp sut cao n ỏp sut thp v cht lng rũ r qua khe h tl : hiu sut thu lc tớnh n ma sỏt v to dũng xoỏy bm ck : hiu sut c khớ tớnh n ma sỏt c khớ bm Chn bm ly tõm theo bng (II.32) [STQTTBT1-439]: o = 0,9 tl = 0,82 = 0,7011 ck = 0,95 Nb = F g.H 3300.9,81.7,759 = = 0,0995 [kw] 1000.3600. 1000.3600.0,7011 - Cụng sut ng c in c tớnh theo cụng thc (II.190) [STQTTBT1-439]: N dc = Nb tr dc [kw] + Nb: cụng sut trờn trc bm [kw] + tr : hiu sut truyn ng,chn tr =1 + dc : hiu sut ng c in,chn dc = 0,8 Nd = 0,0995 = 0,1244 [kw] 1.0,8 Thụng thng ngi ta chn ng c in cú cụng sut ln hn so vi cụng sut tớnh toỏn(lng d tr ph thuc vo kh nng quỏ ti): N c dc = N dc + : h s d tr cụng sut Giỏ tr tra theo bng (II.33) [I-440] theo Ndc: = 1,5 ữ ; Chn = Ta cú: N dc = 0,1244 N c dc = 2.0,1244 = 0,2488 [kw] Vi Q=8,46[m3/h ta chn bm theo bng (II.39) [1-447]: - Loi bm: X - Nng sut: 3ữ288 [m3/h] - p sut ton phn: 10ữ143 [m] - S vũng quay: 1450ữ2900 [vũng/phỳt] - Nhit cht lng: 40ữ90 [oC] 61 PHN KT LUN Sau mt thi gian c gng tỡm, c, tra cu mt s ti liu tham kho, cựng vi s giỳp tn tỡnh ca thy cụ giỏo c bit l thy Nguyn Xuõn Huy em ó hon thnh nhim v thit k c giao Qua quỏ trỡnh tin hnh ny, em ó rỳt c mt s nhn xột sau: - Vic thit k v tớnh toỏn mt h thng chng luyn l vic lm phc tp, t m v lõu di Nú khụng nhng yờu cu ngi thit k phi cú nhng kin thc thc s sõu v quỏ trỡnh chng luyn m cũn phi bit v mt s lnh vc khỏc nh: cu to cỏc thit b ph khỏc, cỏc quy nh bn v k thut, - Cỏc cụng thc tớnh toỏn khụng cũn gũ bú nh nhng mụn hc khỏc m c m rng da trờn cỏc gi thit v iu kin, ch lm vic ca thit b Bi tớnh toỏn, ngi thit k ó tớnh toỏn n mt s nh hng ca iu kin thc t, nờn em vo hot ng, h thng s lm vic n nh Khụng ch cú vy, vic thit k ỏn mụn hc quỏ trỡnh thit b ny cũn giỳp em cng c thờm nhng kin thc v quỏ trỡnh chng luyn núi riờng v cỏc quỏ trỡnh khỏc núi chung; nõng cao k nng tra cu, tớnh toỏn, x lý s liu; bit cỏch trỡnh by theo phong khoa hc v nhỡn nhn mt cỏch cú h thng Vic thit k ỏn mụn hc quỏ trỡnh v thit b cụng ngh húa cht v thc phm l mt c hi cho sinh viờn ngnh húa núi chung v bn thõn em núi riờng lm quen vi cụng vic ca mt k s húa cht hon thnh nhim v thit k c giao, em xin chõn thnh cm n thy giỏo Nguyn Xuõn Huy l ngi ó hng dn em t u ỏn ti em kt thỳc giỳp em hon thnh tt nhim v thit k ca mỡnh Mc dự ó c gng hon thnh tt nhim v, song hn ch v ti liu, cng nh kinh nghim thc t, nờn s khụng trỏnh nhng thiu sút quỏ trỡnh thit k Em mong c cỏc thy cụ xem xột v ch dn thờm Em xin chõn thnh cm n Sinh Viờn Hong An 62 Ti liu tham kho Tp th tỏc gi S tay quỏ trỡnh & thit b Cụng ngh hoỏ hc Nh xut bn Khoa hc - K thut, 1974, Tp th tỏc gi S tay quỏ trỡnh & thit b Cụng ngh hoỏ hc Nh xut bn Khoa hc - K thut, 1982, Tp th tỏc gi C s cỏc quỏ trỡnh & thit b Cụng ngh hoỏ hc Nh xut bn Khoa hc - K thut, 2000, 1,2,3 Tp th tỏc gi Tớnh toỏn cỏc quỏ trỡnh & thit b Cụng ngh hoỏ hc Nh xut bn Khoa hc - K thut, 2000, 1,2,3 63 [...]... 2 * Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào : Qf = F.Cf.tf(J/h); Trong đó : − F: lượng hỗn hợp đầu (kg.h) − Cf : nhiệt dung riêng của hỗn hợp đầu (J/kg độ ) − t f ` : nhiệt độ của hỗn hợp đầu ( o C ) * Nhiệt lượng ra khỏi thiết bị : QF = F.CF.tF (J/h) − F: lượng hỗn hợp đầu ( kg/h) ; − CF: nhiệt dung riêng của hỗn hợp đi ra khỏi thiết bị đun sôi ( J/kg độ ) − tF : nhiệt độ sôi của hỗn hợp ( o C) * Nhiệt... khối lượng) - r’n : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi vào đĩa trên cùng của đoạn chưng (KJ/kg) - r’1 : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào lớp đệm thứ nhất của đoạn chưng ( KJ/kg) - xw : thành phần cấu tử dễ bay hơi (Metylic ) trong sản phẩm đáy ; - r1 : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào lớp đệm trên cùng của đoạn chưng (KJ/kg) - rA : ẩn nhiệt hóa hơi của Metylic (KJ/kg) - rB : ẩn nhiệt hóa hơi... 2.1.Đường kính ống dẫn sản phẩm đỉnh: Ống dẫn sản phẩm đỉnh là ống nối giữa nắp và tháp đi vào thiết bị ngưng tụ Hỗn hợp đi ra khỏi đỉnh tháp là hỗn hợp hơi với nồng độ cấu tử dễ bay hơi y=xp=0.773 phần khối lượng và nhiệt độ là tp= 66.60C Hỗn hợp ra khỏi tháp là gđ = 5776.792(kg/h) *Khối lượng riêng của hơi ở đỉnh tháp: ρđ = M p To 22,4.T ⇒ ρđ = 34.38 × 273 = 1.234 kg / m 3 22.4 × ( 273 + 66.6 ) (... 1.257  WC = 0.997 ×   = 1.094(m / s )  1.2  Lúc này giá trị của vận tốc làm việc : WL= 0.78W’SL WC= 0.88W’SC III CHIỀU CAO THÁP CHƯNG LOẠI ĐỆM Có rất nhiều phương pháp để tínhchiều cao của tháp đệm ở dday ta tính theo số đơn vị chuyển khối *Chiều cao làm việc của tháp đệm : H = hđv.my [STQTTBT2-175] Trong đó : − hđv : chiều cao của một đơn vị chuyển khối (m) − my :số đơn vị chuyển khối tính theo... td 2 = 2 λ' H σđ ρy ωy 4.Vđ3 2 Trong đó: - H: chiều cao của lớp đệm - λ' : hệ số trở của đệm bao gồm cả trở lực ma sát và trở lực cục bộ, với các loại đệm khác nhau thì xác định teo công thức thực nghiệm khác nhau ' - ω y : tốc độ của hơi tính trên toàn bộ tiết diện tháp (m/s) - δ d : bề mặt riêng của đệm( m2/m3) 26 Để tính áp suất của đệm khô ta phụ thuộc vào chuẩn số Renold:  Gy Re = 0,045 Ar  G... lỏng của đĩa thứ nhất của đoạn luyện G 1 được xác định theo hệ phương trình cân bằng vật liệu và nhiệt lượng cho đoạn luyện : g1 = G1 + GP  g1 y1 = G1a1 + GP a P g r = g r d d  11 (STQTTB T2-182) Trong đó a1 = a F = 0.109 phần khối lượng r1 : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi ở đĩa thứ nhất của đoạn luyện (kJ/kg) ; rđ : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi ra khỏi đỉnh tháp (kJ/kg) r1 = rAy1 + (1- y1)rB;... của pha lỏng và pha khí - µ xtb : độ nhớt của hỗn hợp lỏng của đoạn chưng ở - µn t tbo : độ nhớt của nước ở 20oC - Gx Gy : Lưu lượng lỏng và lưu lượng hơi trung bình(Kg/s) *Chọn đệm vòng loại Rasiga kích thước :20x20x2,2 tra từ bảng IX.8[STQTTBT2193] → σđ = 240(m2/m3) →Vđ = 0,73(m3/m3) 3.1.Tốc độ khí và lỏng đi trong đoạn chưng -Độ nhớt hỗn hợp lỏng của đoạn chưng : lg µxC = xtbC lg µA + (1 − xtbC ) lg... Trong đó: - a: hệ số phụ thuộc vào dạng đệm (đệm vòng a = 0.123) - µ x : độ nhớt của pha lỏng (N.s/m2) - Vđ: thể tích tự do của đệm (Vđ=0.73m3 /m3) - ρ x : Khối lượng riêng của lỏng(kg/m3) - ψ : hệ số thấm ướt của đệm, nó phụ thuộc vào tỷ số giữa mật độ tưới thực tế lên tiết diện ngang của tháo và mật độ tưới thích hợp 1.Tính chiều cao của 1 đơn vị chuyển khối đối với pha hơi & pha lỏng của tháp 2 h1 =... hình IX.16 [STQTTBT2-178 ] nội suy được hệ số thấm ướt của đệm với vòng đệm Ψ = 0,775 *Đoạn Luyện: Uth = 240.0,065 = 15,6 (m3/m2.h) ; U ttL = ⇒ ( V xL G xL 5924.388 = = = 7.05 m 3 / m 2 h Ft Ft ρ xL 1.13 × 743.92 ) U tt 7.05 = = 0,452 U th 15,6 Từ hình IX.16 [STQTTBT2-178 ] nội suy được hệ số thấm ướt của đệm với vòng đệm Ψ = 0,557 22 1.5.Tính giá trị h1, h2 *Đoạn luyện: ⇒ h1L = 2 2 Vđ 0,73 Re 0yL, 25... 0,05D1.r1=0.05×261.142×2201.4×103=28743899.94 (J/h) 2 Cân bằng nhiệt lượng của tháp chưng luyện QF + QD2 + QR = Qy + QW + Qxq + Qng2 (STQTTBT2-197) Trong đó : • QF : nhiệt do hỗn hợp đầu mang vào (J/h) • Nhiệt do hơi sản phẩm đáy mang vào Q D 2 = D2 ( r2 + C 2 θ 2 ) = D2 λ2 (J/h) Trong đó : - D2: lượng hơi đốt cần thiết để đun sôi dung dịch trong đáy tháp( Kg/h) r1 : ẩn nhiệt hóa hơi (J/h) 30 - λ2: hàm nhiệt(nhiệt ... - hb=0.2 5Dt : chiu cao phn ni ca ỏy elip (m) - C: h s hiu chnh (m) - k : h s khụng th nguyờn, c xỏc nh: k = d1 Dt 39 Trong ú: - d1=0.25m : ng kớnh ng dn sn phm nh k = d1 0.25 = = 0.79 Dt 1.2 [... - hb=0.2 5Dt : chiu cao phn ni ca ỏy elip (m) - C: h s hiu chnh (m) - k : h s khụng th nguyờn, c xỏc nh: k = d4 Dt Trong ú: - d4=0.07m : ng kớnh ng dn sn phm ỏy k = d4 0.07 = = 0.94 Dt 1.2 40... 14789.4 + 10 ì Dt 1.2 = 19128.067( N / m) = 19.128(kN / m) - Mụmen i vi trc x, Mx : Mx = MA MB = q .Dt5 19.128 ì 1.2 = = 1.632kN 16 16 - Lc ct ngang dm ti hai du A v B : Qy = RA =RB = (q .Dt) /2=(19.128ì1.2)/2=11.477kN

Ngày đăng: 05/04/2016, 08:59

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Phần 1

  • Giới thiệu hỗn hợp và Sơ đồ dây chuyền công nghệ

  • Phần 3

  • Tính thiết bị phụ

  • Kết luận

    • PHẦN 3

    • TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ

    • 2.Tính lượng nhiệt trao đổi Q

    • 3. Hệ số cấp nhiệt từng lưu thể

    • 4. Bề mặt truyền nhiệt

    • 5. Số truyền nhiệt

  • + Tiết diện khoảng trống ở 2 đầu thiết bị đói với mỗi ngăn là: [m2]

  • Với D: là đường kính trong của thiết bị trao đổi nhiệt, D = 0,5 [m]

  • + Tiết diện của 91 ống truyền nhiệt ở mỗi ngăn là:

  • [m2]

  • Trở lực cục bộ được tính theo bảng (PL.3) trong [TTQTTBT1-339] và (XII.16) trong [STQTTBT1.382]:

  • - Ở cửa vào(đột mở):khi chất lỏng chảy vào thiết bị(khoảng trống một ngăn đột mở):

  • - Ở đầu ra của dung dịch khi chất lỏng chảy từ khoảng trống vào ngăn của ống truyền nhiệt(đột thu):

  • . Nội suy từ bảng PL.3 trong [TTQTTBT1 - 339] ta có:

  • - Ở đầu ra của dung dịch khi chất lỏng chảy từ ngăn của ống truyền nhiệt ra khoảng trống phần trên thiết bị(đột mở)

  • - Ở dầu ra của dung dịch khi chất lỏng chảy ra khỏi thiết bị (đột thu):

  • . Tra bảng PL.3 trong [TTQTTBT1 - 339] ta có:

  • - Khi chất lỏng chuyển từ ngăn này sang ngăn kia,dòng chảy chuyển dòng 2 lần với góc chuyển 90 oC có trở lực cục bộ:

  • [N/m2]

  • * Trở lực thuỷ tĩnh: ∆PH:

  • [N/m2]

  • [N/m2]

  • Chiều cao cột chất lỏng:

  • [m]

  • 1.4. Chiều cao của thùng cao vị so với đĩa tiếp liệu

  • _ Viết phương trình becnuly cho mặt cắt 1-1 và 2-2. Chọn mặt chuẩn 0-0:

  • Trong đó :

  • + ρ1: là khối lượng riêng của hỗn hợp ở 25 oC,ρ1= 785.049 [kg/m3]

  • + ρ2: là khối lượng riêng của hỗn hợp ở nhiệt độ trung bình khi vao thiết bị gia nhiệt;ρ2=759,977 [kg/m3]

  • + ω2= 0,149 [m/s2]

  • + = 0

  • + P1= Pa= 9,81.104 [N/m2]

  • + P2= Pa + ∆P2= 9,81.104 + 5004,176=103104.176[N/m2] (trở lực của đoạn luyện)

  • + ∑hm= H’1 + H’2 + H’3= 0,0112 + 0,0101 + 1,646=1,6673[m]

  • [m]

  • → H1- H2 = 2,76[m]

  • Bơm ly tâm làm việc ở áp suất thường chọn chiều cao hút của bơm ở nhiệt độ 25 oC là 0,5 [m], ở chiều cao này bơm làm việc tuần hoàn đảm bảo và không xảy ra hiện tượng xâm thực.

  • - Chiều cao đẩy của bơm:

  • Hđ = HC + (H1­- H2) +Hđáy + Hb = 2,684 + 2,76 + 0,8+1 = 7,244[m]

  • + HC: là chiều cao đoạn chưng [m].

  • + Hb: là chiều cao kê tháp. Chọn Hb = 1 [m]

  • + Hđáy: là chiều cao của đáy tháp. Chọn Hđáy= 0,8m

  • - Chiều cao làm việc của bơm:

  • Hf = Hđ + Hh­ = 7,244 + 0,5 = 7,744 [m]

  • Ta có: Htp = Hf + hm.

  • * Tính hm:

  • - Tổn thất trên đường ống:

  • [m]

  • [N/m2]

  • - Trở lực ma sát: tổn thất áp suất từ thùng chứa dến thùng cao vị:

  • Re = 11863,32

  • Chọn chiều dài lớn hơn Hđ: L = 12[m]; dtđ= 0,1 [m]

  • [m]

  • - Trở lực cục bộ

  • [N/m2]

  • Với:

  • [kw]

  • Trong đó: +Q: là năng suất của bơm:

  • [m3/s]= 4,356[m3/h]

  • +: là khối lượng riêng của hỗm hợp ở nhiệt độ 25 oC,=759,977 [kg/m3]

  • + H: áp suất toàn phần của bơm [m].

  • + : hiệu suấtchung của bơm [m]. Theo [1-439]:

  • hiệu suất thể tích tính đến sự hao hụt chát lỏng từ áp suất cao đến áp suất thấp và chất lỏng rò rỉ qua khe hở.

  • hiệu suất thuỷ lực tính đến ma sát và tạo dòng xoáy trong bơm.

  • : hiệu suất cơ khí tính đến ma sát cơ khí ở bơm.

  • Chọn bơm ly tâm theo bảng (II.32) trong [STQTTBT1-439]:

  • [kw]

  • - Công suất động cơ điện được tính theo công thức (II.190) trong [STQTTBT1-439]:

  • [kw]

  • + Nb: công suất trên trục bơm [kw].

  • + : hiệu suất truyền động,chọn .

  • + hiệu suất động cơ điện,chọn

  • [kw]

  • Thông thường người ta chọn động cơ điện có công suất lớn hơn so với công suất tính toán(lượng dự trữ phụ thuộc vào khả năng quá tải):

  • + hệ số dự trữ công suất. Giá trị tra theo bảng (II.33) trong [I-440] theo Ndc:

  • Ta có: ; Chọn

  • [kw]

  • Với Q=8,46[m3/h ta chọn bơm theo bảng (II.39) trong [1-447]:

  • Loại bơm: X

  • Năng suất: 3÷288 [m3/h]

  • Áp suất toàn phần: 10÷143 [m].

  • Số vòng quay: 1450÷2900 [vòng/phút].

  • Nhiệt độ chất lỏng: 40÷90 [oC].

  • PHẦN 4

  • KẾT LUẬN

  • Tài liệu tham khảo 1. Tập thể tác giả. Sổ tay quá trình & thiết bị Công nghệ hoá học. Nhà xuất bản Khoa học - Kỹ thuật, 1974, tập 1 2. Tập thể tác giả. Sổ tay quá trình & thiết bị Công nghệ hoá học. Nhà xuất bản Khoa học - Kỹ thuật, 1982, tập 2 3. Tập thể tác giả. Cơ sở các quá trình & thiết bị Công nghệ hoá học. Nhà xuất bản Khoa học - Kỹ thuật, 2000, tập 1,2,3 4. Tập thể tác giả. Tính toán các quá trình & thiết bị Công nghệ hoá học. Nhà xuất bản Khoa học - Kỹ thuật, 2000, tập 1,2,3

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan