Đang tải... (xem toàn văn)
NỘI DUNGThiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều , ống tuần hoàn trung tâm ,thẳng đứng .Cô đặc dung dịch NaOH với năng suất 5000 kgh ,chiều cao ống gia nhiệt h =2m .Các số liệu ban đầu : Nồng độ đầu của dung dịch là 8% .Nồng độ cuối là 24 % .Áp suất hơi đốt nồi 1 là : 4,4 atÁp suất hơi ngưng tụ là : 0,4 at
Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập -Tự do-Hạnh phúc ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ Số………… Họ tên SV : Lớp : Khoa : Giáo viên hướng dẫn : NỘI DUNG Thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều , ống tuần hoàn trung tâm ,thẳng đứng Cô đặc dung dịch NaOH với suất 5000 kg/h ,chiều cao ống gia nhiệt h =2m Các số liệu ban đầu : -Nồng độ đầu dung dịch 8% -Nồng độ cuối 24 % -Áp suất đốt nồi : 4,4 at -Áp suất ngưng tụ : 0,4 at TT Tên vẽ Khổ giấy Số lượng Vẽ dây chuyền sản xuất A4 01 Vẽ nồi cô đặc A0 01 PHẦN THUYẾT MINH Mở đầu Vẽ thuyết minh dây truyền sản xuất Tính toán thiết bị Tính toán chọn thiết bị phụ Tính toán khí Kết luận Ngày giao đề :……………………ngày hoàn thành:………………… TRƯỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: Mục lục 1.Giới thiệu chung Lời mở đầu giới hiệu dung dịch NaOH Hình vẽ thuyết minh dây chuyền sản xuất dung dịch 2.Tính toán thiết bị *Cân vật liệu Lượng thứ khỏi hệ thống Lượng thứ khỏi nồi cô đặc Nồng độ cuối dung dịch khỏi thiết bị *Tính nhiệt cân Áp suất chung hệ thống Áp suất, nhiệt độ đốt vào nồi Áp suất, nhiệt độ thứ khỏi nồi Hệ số truyền nhiệt nồi Bề mặt truyền niệt nồi 3.Tính toán khí lựa chọn thiết bị Tính buồng đốt Tính buồng bốc Tính bích nối Tính đường kính ống nối Tính tai treo 4.Tính thiết bị phụ Tính thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu(ống chùm) Thiết bị ngưng tụ baromet Thùng cao vị Các thiết bị khác kết luận 6.Tài liệu tham khảo Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: Giới thiệu chung Lời mở đầu giới thiệu dung dịch NaOH - Lời mở đầu Trong kỹ thuật sản xuất công nghiệp hóa chất ngành khác, thường phải làm việc với hệ dung dịch rắn tan lỏng, lỏng lỏng Để cao nồng độ dung dịch theo yêu cầu sản xuất kỹ thuật người ta cần dùng biện pháp tách bớt dung môi khỏi dung dịch Phương pháp phổ biến dùng nhiệt để làm bay chất rắn tan không bay hơi, nồng độ dung dịch tăng lên theo yêu cầu mong muốn Thiết bị dùng chủ yếu thiết bị cô đặc ống tuần hoàn trung tâm, tuần hoàn cưỡng bức, phòng đốt ngoài, …trong thiết bị cô đặc tuần hoàn có ống trung tâm dùng phổ biến thiết bị có cấu tạo nguyên lý đơn đơn giản, dễ vận hành sửa chữa, hiệu suất xử dụng cao… dây truyền thiết bị dùng nồi, nồi, nồi…nối tiếp để tạo sản phẩm theo yêu cầu thực tế người ta thường xử dụng thiết hệ thống nồi nồi để có hiệu suất xử dụng đốt cao nhất, giảm tổn thất trình sản xuất Để bước đầu làm quen với công việc kỹ sư hóa chất thiết kế thiết bị hay hệ thống thực nhiệm vụ sản xuất ,em nhận đồ án môn học : “Quá trình thiết bị Công nghệ Hóa học”.Việc thực đồ án điều có ích cho sinh viên việc bước tiếp cận với việc thực tiễn sau hoàn thành khối lượng kiến thức giáo trình “Cơ sở trình thiết bị Công nghệ Hóa học “ sở lượng kiến thức kiến thức số môn khoa học khác có liên quan,mỗi sinh viên tự thiết kế thiết bị , hệ thống thiết bị thực nhiệm vụ kĩ thuật có giới hạn trình công nghệ Qua việc làm đồ án môn học này, sinh viên phải biết cách sử dụng tài liệu việc tra cứu ,vận dụng kiến thức,quy Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: định tính toán thiết kế,tự nâng cao kĩ trình bầy thiết kế theo văn khoa học nhìn nhận vấn đề cách có hệ thống Trong đồ án môn học , nhiệm vụ cần phải hoàn thành thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều , ống tuần hoàn trung tâm làm việc liên tục với dung dịch NaOH ,năng suất 5000 kg/h, nồng độ dung dịch ban đầu 8%, nồng độ sản phẩm 24% -Giới thiệu dung dịch NaOH Canxi clorua (CaCl2) hợp chất ion canxi gồm yếu tố (một kim loại kiềm thổ) clo Nó một, không màu không mùi, nontoxic giải pháp, sử dụng rộng rãi ngành công nghiệp khác ứng dụng giới Canxi clorua (CaCl2), dạng lỏng, giải pháp hút ẩm cao hòa tan tỏa nhiệt Khả để vẽ độ ẩm từ môi trường xung quanh mình, chống lại bốc hơi, nhiệt phát hành phản ứng hóa học làm cho chất hoàn hảo cho việc xây dựng bảo trì đường bộ, bao gồm băng kiểm soát bụi ổn định Ứng dụng Calcium Chloride • • • • • • • • • • • • Cơ sở ổn định cho xây dựng đường Freeze-hiệu đinh cát để áp dụng đường mùa đông Nước thải tinh chế viện trợ, flocculent, bãi bỏ phốt phát fluorides Bơm vữa đại lý cho mỏ giếng dầu Môi trường phụ gia cho xi măng lò nung Nitơ ức chế cho nhà máy phân bón Muối thay thức ăn động vật (như bổ sung cho thiếu hụt canxi) Phân bón hữu canxi Khoan muds Lạnh chất lỏng Lỏng kiểm soát mùi Điều chỉnh độ pH đất Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị • NGUYỄN VĂN… Lớp: Chất chống đông cho xe vui chơi giải trí, quăn & rinks trượt băng nhiều : Sơ đồ dây chuyền sản xuất thuyết minh Hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều làm việc liên tục Dung dịch đầu CaCl2 8% bơm (2) đưa vào thùng cao vị (3) từ thùng chứa (1) , sau chảy qua lưu lượng kế (4) vào thiết bị trao đổi nhiệt (5) Ở thiết bị trao đổi nhiệt dung dich đun nóng sơ đến nhiệt độ sôi vào nồi (6) Ở nồi dung dich tiếp tục dung nóng thiết bị đun nóng kiểu ống chùm , dung dịch chảy ống truyền nhiệt đốt đưa vào buồng đốt để đun nóng dung dịch Một phần khí không ngưng đưa qua tháo khí không ngưng.Nước ngưng đưa khỏi phòng đốt tháo nước ngưng Dung dịch sôi , dung môi bốc lên phòng bốc gọi thứ Hơi thứ trước khỏi nồi cô đặc qua phận tách bọt nhằm hồi lưu phần dung dịch bốc theo thứ qua ống dẫn bọt Dung dịch từ nồi (6) tự di chuyển qua nồi thứ chênh lệch áp suất làm việc nồi , áp suất nồi sau < áp suất nồi trước Nhiệt độ nồi trước lớn nồi sau dung dịch vào nồi thứ (2) có nhiệt độ cao nhiệt độ sôi , kết dung dịch làm lạnh lượng nhiệt làm bốc lượng nước gọi trình tự bốc Dung dịch sản phẩm nồi (7) đưa vào thùng chứa sp (10).Hơi thứ bốc khỏi nồi (7) đưa vào thiết bị ngưng tụ Baromet (8).Trong thiết bị ngưng tụ , nước làm lạnh từ xuống , hời thứ ngưng tụ lại thành lỏng chảy qua ống Baromet khí không ngưng qua thiết bị thu hồi bọt (9) vào bơm hút chân không (11) Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: *chú thích : thùng chứa dung dịch đầu bơm thùng cao vị lưu lượng kế thiết bị trao đổi nhiệt 6,7 nồi cô đặc thiết bị ngưng tụ Baromet phận thu hồi bọt 10 thùng chứa sản phẩm 11 bơm chân không Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: Tính toán thiết bị Các số liệu ban đầu: Năng suất tính theo dung dịch đầu: Gđ = 5000 kg/h Nồng độ đầu : xđ = 8% xc = 24% P đốt nồi 1= 4,4 at P ngưng tụ= 0,4 at *Cân vật liệu tính toán lượng thứ khỏi hệ thống từ công thức: x W = Gd × 1 − d xc ( VI.1-tr.55-T2) ⇒ W = 5000 × − = 3333 ,3333( kg / h ) 24 Lượng thứ khỏi nồi Chọn tỷ lệ thứ: W1 = W1 1,145 = W2 3333 ,3333 × 1,145 = 1779 ,3318( kg / h ) ,145 W2 = W − W1 ⇒ W2 = 3333 ,3333 − 1779 ,3318 = 1554 ,0015( kg / h ) Nồng độ cuối dung dịch - nồi xc1 = Gd × xd Gd − W1 (VI.2a-tr57-T2) Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị = NGUYỄN VĂN… Lớp: 5000 × = 12 ,4198% khối 5000 − 1779 ,3318 lượng W: tổng lượng thứ hệ thống W1: lượng thứ khỏi nồi W2: lượng thứ khỏi nồi xc1 : nồng độ cuối dung dịch khỏi nồi - nồi xc2=24% khối lượng *tính nhiệt độ, áp suất Chênh lệch áp suất chung hệ thống (∆Р) ∆Ρ = Ρhd − Ρng = ,4 − ,4 = at Рhd1: áp suất đốt nồi Рng: áp suất nước ngưng Nhiệt độ, áp suất đốt (*)Tra bảng I.251-tr314-T1 Hơi đốt nồi được cấp từ nồi hơi, thứ khỏi nồi đưa sang nồi làm đốt để tận dụng nhiệt Nồi Phdi ngưng at 4,4 1.87 0.18 Chọn Thdi o C 156 118 57.26 ρhdi ihdi rhdi kg/m3 2.9 1.05 0.116136 J/kg 2762000 2710000 2602600 J/kg 2112000 2212000 2366400 ∆Ρ1 2.2 a1 = = ∆Ρ2 a2 Рhd2 =Рhd1−∆Р1 Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị = Ρhd − = 5.6 − NGUYỄN VĂN… Lớp: ∆Ρ × a1 a1 + a 5.42 × 2.2 ≈ 1.87 at 2.2 + Áp suất, nhiệt độ thứ (*)Tra bảng I.251-tr314-T1 Nồi Phti at 5.23 2.01 Thti o C 157 119 ρhti ihti rhti kg/m3 2.814 1.107 J/kg 2768000 2710000 J/kg 2110000 2208000 Theo sơ đồ nồi cô dặc, nhiệt độ thứ nồi 1(Tht1) nhiệt độ đốt nồi (Thd2) Nhưng trình truyền khối cố tổn thất nhiệt trở lực đường ống ( ∆ ′′′ ) Chọn ′ ′ ∆ 1′′ = ∆ ′2′ = 1O C Nhiệt độ thứ nồi 1(Tht1) Tht1 = Thd + 156 + = 157 oC Nhiệt độ thứ nồi 2(Tht2) Tht = Tng + 118 + = 119 oC -tổn thất nhiệt Tổn thất nhiệt độ sôi dung dịch cao dung môi( ∆′ ) Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị Nồng độ NGUYỄN VĂN… Lớp: Nhiệt độ sôi oC Khối lượng % riêng (*) 8% 13,6% 35% kg/m3 1025.7 1088 1289.3 100.75 101.42 102.67 Δt o C 1.12 2.34 (* ) khối lượng riêng dung dịch CaCl2 tra bảng I.31-tr.38-T1 đến 100oC nên chọn khối lượng riêng 100oC coi sai số không đáng kể xác định nhiệt độ sôi dung dịch ta lấy áp suất thường, thực tế áp suất khác Tuy nhiên ảnh hưởng nhỏ nên bỏ qua ∆′ = ∆′ × f i f = 16.2 × Ti r (VI.10-tr.59-T2) (VI.11-tr.59-T2) Ti ⇒ ∆′ = 16.2 × ∆′ × i r T1 = 273 + 156 = 429 K T2 = 273 +119 = 392 K Ti: nhiệt độ sôi dung môi áp suất thứ r: ẩn nhiệt hóa nước 382.115 = 1.185 O C 2235963 331.26 ⇒ ∆ ′2 = 16.2 × 2.34 × = 1.76 O C 2368640 ′ ⇒ ∆ = 16.2 × 1.12 × ′ ∆′ = ∆1 + ∆′2 = 1.185 + 1.76 = 2.945O C Tổn thất tăng áp suất thủy tĩnh 10 Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: 2 f 7, 088.10 −3 ξ3 = − 1÷ = − ÷ = 0,644 f 0, 0359 Khi chất lỏng chảy khỏi thiết bị(đột thu) ta có: f1 3847.10−3 = = 0,1072 f2 0,359 Tra bảng (II.16 ) (1.388), ξ = 0, 4686 Vậy: ∑ ξ = ξ1 + 5ξ + 5ξ3 + ξ4 = 0,797+ 0,4505+ 0,644+ 0.4686 = 6,7381 ∆Pcb = 6,7381 90,088= 607,022 (N/m²) - Trở lực thủy tĩnh: ∆PH = ρ g.H = 1031,2.9,81 2= 20232,144(N/m²) ∆Pd + ∆Pm + ∆Pcb + ∆PH ρ g 90, 088 + 3269,501 + 607, 022 + 20232 = = 2,392 m 1031, 2.9,81 H 3' = Coi chất lỏng chảy hết thùng cao vị chất lỏng chảy xuống từ mặt cắt 11 Áp dụng pt Becnuli cho mặt cắt 1-1 2-2.Chọn mặt cắt 0-0 làm chuẩn p1 w12 p2 w2 H1 + + = H2 + + + H m Do dt ? d ng → w1 = w2 coi w =0 f1.g g f g g ( vận tốc chất lỏng vào ống dẫn ) Trong đ ó : ρ1 = 1060, kg/m ρ1 = 1031, kg/m p1 = Pa = 1atm = 101337,3 (N/m ) P2 = Pa + ∆P = 101337,3 + (305, 699 + 209, 622 + 2054, 297) = 103906,918 (N/m ) ¦W=0,77 (m/s) ' h m = H1' + H + H 3' = 0, 254 + 4, 213 + 2,105 = 6,572 45 Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: P2 P w2 H1 − H = − + + h.m P2 g P g g 103906,918 101337,3 0, 77 − + + 6,572 1031, 2.9,81 1060, 7.9,81 2.9,81 =7,144 (m) = Thùng cao vị đặt cao so với cửa vào buồng đốt ? 9,196m chất lỏng tự chảy 1 2 H1 H2 0 46 Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: Tính thiết bị ngưng tụ Chọn thiết bị ngưng tụ Baromet – thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại khô ngược chiều chân cao Nguyên lý làm việc chủ yếu thiết bị ngưng tụ trực tiếp phun nước lạnh vào , tỏa ẩn nhiệt đun nóng nước ngưng tụ lại Do thiết bị ngưng tụ trực tiếp để ngưng tụ nước chất lỏng giá trị không tan nước chất lỏng trộn lẫn với nước làm nguội Sơ đồ nguyên lý làm việc thiết bị ngưng tụ Baromet ngược chiều loại khô mô tả hình vẽ Thiết bị gồm thân hình trụ (1) có gắn ngăn hình bán nguyệt (4) có lỗ nhỏ ống Baromet (3) để tháo nước chất lỏngđã ngưng tụ Hơi vào thiết bị từ lên, nước chảy từ xuống, chảy trần qua cạnh ngăn, đồng thời phần chui qua lỗ ngăn Hỗn hợp nước làm nguội cà chất lỏng ngưng tụ chảy xuống ống Baromet, khí không ngưng lên qua ống (5) sang thiết bị thu hồi bọt (2) tập trung chảy xuống ống Baromet Khí không ngưng hút qua phía bơm chân không Ống Baromet thường cao H>_4,3m để độ chân không thiết bị có tăng nước không dâng lên ngập thiết bị Loại có ưu điểm nước tự chảy không cần bơm nên tốn lượng , suất lớn Trong công nghiệp hóa chất, thiết bị ngưng tụ Baromet chân cao ngược chiều loại khô thường sử dụng hệ thống cô đặc nhiều nồi, đặt vị trí cuối hệ thống nồi cuối thường làm việc áp suất chân không Các thông số vật lý nước khỏi nồi liệt kê bảng dưới: W2 P ′ t2 ′ i2 47 Khoa: Trường: r2′ ρhti Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: o Kg/h at C J/kg J/kg kg/m3 2378 0.188 58.26 2604360 2368640 0.121 o Áp suất thiết bị ngưng tụ là: 0.18(at) tương đương nhiệt độ 62.87 C W2 P Kg/h at t i Cn C J/kg J/kg.độ o 2378 0.18 57.26 2602600 4181.043 -Lượng nước lạnh (Gn) cần thiết cung cấp cho thiết bị ngưng tụ ρh kg/m3 0.116 tính theo công thức ( VI.51-tr.84-T2) Gn = W2 (i − C n × t c ) 3500 × (2602600 − 4181.043 × 50) = = 54453.942(kg / h) C n × ( t 2c − t 2d ) 4181.043 × ( 50 − 25) Trong đó: i nhiệt lượng riêng ngưng t2d; t2c nhiệt độ nước lạnh vào khỏi thiết bị ngưng tụ chọn t2d=25oC , t2c=50oC Cn nhiệt dung riêng nước ttb = ( t2 c + t2 d ) = 37.5o C Lượng không khí cần hút khỏi thiết bị ngưng tụ trực tiếp tính theo công thức VI.47-tr.84-T2 Gkk = 0.000025 × W2 + 0.000025 × Gn + 0.01 × W2 = 0.000025 × 3500 + 0.000025 × 54453.942 + 0.01 × 3500 = 25.2(m / h) Thể tích không khí cần hút khỏi thiết bị ngưng tụ Vkk = 288 × Gkk × ( 273 + tkk ) 288 × 25.2 × ( 273 + 50 ) = = 0.05(m3 / s ) 3600 × ( Png − Ph ) 3600 × ( 0.18 − 0.0475) × 98100 Thiết bị ngưng tụ trực trực tiếp loại ướt lấy tkk=t2c Ph=0.0475 áp suất riêng phần nước bão hòa tra bảng I.250-tr.314T1 Đường kính thiết bị ngưng tụ (D tr) tính theo công thức VI.52tr.84-T2 48 Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị Dng = 1.383 × NGUYỄN VĂN… Lớp: W2 2378 = 1.383 × = 0.558(m) ρ h × wh 0.116 × 35 × 3600 Theo quy chuẩn lấy Dng=0.6(m) Trong đó: ρh khối lượng riêng thứ 57.26oC wh =35(m/s) vận thiết bị ngưng tụ -kích thước ngăn: Chiều rộng ngăn hình viên phân tính theo công thức VI.53-tr.85-T2 b= Dtr 600 + 50 = + 50 = 350(mm) 2 Trên ngăn có đục nhiều lỗ nhỏ, nước làm nguội nước không nên lấy đường kính lỗ 5(mm) Chọn chiều dày ngăn δ = 4(mm) Tổng diện tích bề mặt lỗ toàn bề mặt cắt ngang thiết bị ngưng tụ tính theo công thức VI.54-tr.85-T2 f = Gn 54453.942 = = 0.0244(m3 ) 3600 × ρ n × wc 3600 × 1000 × 0.62 wc tốc độ tia nước, chiều cao gờ ngăn 40mm lấy w c =0.62(m/s) Gn lưu lượng nước ρ n = 1000(kg / m3 ) khối lượng riêng thứ Các lỗ xếp theo hình lục giác đều, bước ống tính theo công thức: f t = 0.866 × dlô × f tb 0.5 + d lô = 0.866 × × ( 0.1) 0.5 + = 6.3694(mm) Trong đó: dlỗ=5 (mm) đường kính lỗ f f tb ∈ ( 0.025 ÷ 0.1) chọn f f tb = 0.1 Mức độ đun nóng xác định theo công thức VI.56-tr.85-T2 49 Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị P= NGUYỄN VĂN… Lớp: t2 c − t2 đ 50 − 25 = = 0.775 tbh − t2 đ 57.26 − 25 (lấy tbh=tng) Tra bảng VI.7-tr.86-T2 có: số bậc Số ngăn Khoảng cách trung bình ngăn 400mm Chiều cao hữu ích thiết bị ngưng tụ là: hhi = × 400 = 3200(mm) Thực tế thiết bị ngưng tụ từ lên thể tích giảm dần, khoảng cách hợp lý ngăn giảm dần theo hướng từ lên khoảng chừng 50mm cho ngăn Tra bảng VI.8 có khoảng cách từ ngăn đến nắp thiết bị a=1300(mm) khoảng cách từ ngăn cuối đến đáy thiết bị P=1200(mm) Đường kính ống barômet tính theo công thức VI.57-tr.86-T2 0.004 × ( Gn + W ) 0.004 × (15.126 + 0.661) = = 0.201(m) π ×w 3.14 × 0.5 d= Chọn d=0.2(m) -chiều cao ống baromet tính theo VI.58-tr.83-T2 H=h1+h2+0.5 h1 chiều cao cột nước ống baromet cân với hiệu số áp suất khí áp suất thiết bị ngưng tụ: h1 = 10.33 × b 0.82 × 735.6 = 10.33 × = 8.2(m) 760 760 b=0.82(at) độ chân không thiết bị h2 :là chiều cao cột nước ống baromet cần để khắc phục toàn trở lực nước chảy ống h2 = w2 H × 2.5 + λ × 2× g d VI.61-tr87-T2 d: đường kính ống baromet 50 Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị λ : hệ λ= NGUYỄN VĂN… Lớp: số trở lực ma sát nước chảy ống 0.3164 Re0.25 Re = công thức baziut w × d × ρ 0.5 × 0.2 × 993.1 = = 144324.953 µ 0.6881 × 10− µ = 0.6881 × 10 −3 ( N s / m ) ρ = 993.1(kg / m3 ) w = 0.5(m / s ) tra theo bảng I.249-tr.310- T1 nhiệt độ ttb=37.5oC ⇒λ = 0.3164 = 0.0162 144324.9530.25 0.52 H Khi đó: h2 = × 9.81 × 2.5 + 0.0162 × 0.2 Thay vào H ta có: H = 8.2 + ⇒H= 0.52 H × 2.5 + 0.0162 × + 0.5 × 9.81 0.2 0.52 × 2.5 × 9.81 = 10.386(m) 0.5 × 2.5 1− × 9.81 × 0.2 8.2 + 0.5 + Chọn H=10.4(m) Tính bơm chân không Công suất bơm chân không tính theo công thức m −1 L m Pk × Vkk P2 m Nb = = × × − 1 1000 × η m − 1000 × η P Trong đó: m=1.25 hệ số biến dạng Pk=Pck-Ph=0.18-0.0475=0.1325(at) P1=Png=0.18(at) P2=Pkk=1(at) η = 0.7 hiệu suất 51 Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: 1.25 −1 1.25 0.1325 × 98100 × 0.05 98100 1.25 ⇒ Nb = × × − 1 = 1.9(kw) 0.18 × 98100 1.25 − 1000 × 0.7 dựa vào Nb chọn bơm quy chuẩn bảng II.58-tr.513-T1 chọn bơm chân không vòng nước PMK-1có thông số: số vòng quay:1450(vòng/phút) công suất yêu cầu trục bơm: 3.75kw công suất động điện:4.5kw lưu lượng nước:0.01m3/h kích thước: dài 575m rộng 410m cao 390m khối lượng 93kg bảng số liệu thiết bị ngưng tụ Ký hiệu kích thước Dtr=600(mm) Tra bảng Tính toán Chiều dày thành thiết bị Khoảng cách từ ngăn đến nắp S a 1300 thiết bị Khoảng cách từ ngăn cuối đến đáy P 1200 thiết bị Bề rộng ngăn Khoảng cách tâm thiết b K1 725 bị ngưng tụ thiết bị thu hồi Chiều cao hệ thống thiết bị Chiều rộng hệ thống thiết bị Đường kính thiết bị thu hồi Chiều cao thiết bị thu hồi K2 H T D1 h1(h) 5830 1400 400 1400 52 Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: Đường kính thiết bị thu hồi Chiều cao thiết bị thu hồi Khoảng cách ngăn D2 h2 - a1 260 a2 300 a3 360 a4 400 a5 430 Hơi vào d1 350 Nước vào d2 125 Hỗn hợp khí d3 100 Nối với ống barômét d4 150 Hỗn hợp khí; vào t.bị thu hồi d5 100 Hỗn hợp khí; t.bị thu hồi d6 70 Nối từ thiết bị thu hồi với ống barô met d7 50 d8 - Đường kính cửa vào Thiết bị phụ khác đoạn côn nối buồng đốt buồng bốc Đoạn côn có mặt bích buồng đốt mặt bích buồng bốc để ghép nối buồng bốc với buồng đốt Chọn chiều dài 0.5m đoạn thu 0.3m (như hình vẽ) 53 Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: cửa sửa chữa, vệ sinh Sau thời gian thiết bị hoạt động cần ngừng sản xuất để vệ sinh hay sửa chữa thiết bị bên Cửa thiết kế đủ rộng để người vào chịu áp suất làm việc thiết bị thường chế tạo cửa sửa chữa có đường kính 400mm 500mm tùy thuộc thiết bị thiết bị cô đặc có cửa, bường bốc có đường kính 500mm đáy 400mm Kính quan sát: Chọn vật liệu làm kính thủy tinh silicat có δ = 10(mm); D = 200(mm) tra bảng XIII.26-tr.403-T2 Bích liền kim loại đen để nối phận thiết bị ống dẫn cho bảng sau: Pb.10 −6 Kích thước ống Kiểu (N/m ) Dy, bích mm Dn D Dσ D1 Bu lông mm mm mm mm Db Z h mm mm 0,25 200 219 290 255 232 M16 16 Tính bề dày lớp cách nhiệt theo công thức VI.137-tr.41-T2 σ= 13 2.8 × d 2.2 × λ1.35 × tT.2 q1 Trong đó: d2=1412(mm) đường kính lớn thiết bị λ = 0.057(W / m.đô) tra bảng I.126tr.128-T1 54 Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: tT2=142.90C nhiệt cao dung dịch q1 nhiệt tổn thất tính theo 1m chiều dài ống ⇒ σ × q1 = 223322.572 ⇒ σ = 159(mm); q1 = 125.42(W / m) theo bảng V.7-tr.42-T2 55 Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: 5.Kết luận Sau thời gian cố gắng tìm đọc, tra cứu tài liệu tham khảo , với giúp đỡ tận tình thầy cô môn thầy hướng dẫn em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế giao Qua trình tiến hành em rút số nhận xét sau: - Việc thiết kế tính toán hệ thống cô đặc việc làm phức tạp, đòi hỏi tính tỉ mỉ lâu dài Nó yêu cầu người thiết kế phải có kiến thức thực sâu trình cô dặc mà phải biết số lĩnh vực khác như: Cấu tạo thiết bị phụ khác, quy chuẩn vẽ kĩ thuật… - Công thức tính toán không gò bó môn học khác mà mở rộng dựa giả thiết điều kiện, chế độ làm việc thiết bị Bởi tính toán, người thiết kế tính toán đến số ảnh hưởng điều kiện thực tế, nên đem vào hoạt động hệ thống làm việc ổn định - Không có vậy, việc thiết kế đồ án môn trình thiết bị giúp em củng cố thêm kiến thức trình cô đặc nói riêng trình khác nhằm nâng cao kĩ tra cứu tính toán sử lí số liệu Viêc thiết kế đồ án môn “ Quá trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm” hội cho sinh viên ngành hóa nói chung thân em nói riêng làm quen vói công việc kỹ sư hóa chất Để hoàn thành nhiệm vụ thiết kế giao em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn… người hướng dẫn trực tiếp thầy người giảng dạy môn “ Quá trình thiết bị công nghệ hóa chất thực 56 Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: phẩm” cung cấp kiến thức trình thiết bị chủ yếu Mặc dù dã cố gắng hoàn thành tốt nhiệm vụ song hạn chế tài liệu, kinh nghiệm thực tế nên không tránh khỏi thiếu sót trình thiết kế Em mong thầy cô xem xét dẫn thêm Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên: NGUYỄN VĂN… 57 Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: 6.Tài liệu tham khảo: • Sổ tay trình & thiết bị công nghệ hóa chất tập • Sổ tay trình & thiết bị công nghệ hóa chất tập • Cơ sở trình & thiết bị công nghệ hóa chất & thực phẩm tập1,3,4 • Tính toán trình & thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm tập 1,2 • Cơ sở thiết kế máy hóa chất Chuyển đổi đơn vị thường gặp 1N=1kg.m/s2 1Nm=1 J = 1Ws= 4,1868 Cal 1Ns/m2 = 10 P = 1000 cP at = 9,81.104 = 735,5 mmHg = 1kp/cm2 58 Khoa: Trường: Đồ án môn học Quá trình thiết bị NGUYỄN VĂN… Lớp: Nhận xét trưởng khoa: …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… …………………………………………… ………………………………………… 59 Khoa: Trường: