Đang tải... (xem toàn văn)
CÔ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG, CÔ ĐẶC BẰNG HỆ THỐNG HAI NỒI LIÊN TỤC NGƯỢC CHIỀU, CÔNG NGHIỆP ĐƯỜNG MÍA, QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC, BỘ PHẬN ĐUN SÔI, BỘ PHẬN BỐC HƠI, CÂN BẰNG VẬT CHẤT, CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG, TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BỘ MÔN MÁY – THIẾT BỊ ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Đề tài THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÔ ĐẶC DUNG DỊCH NƯỚC MÍA BẰNG HỆ THỐNG CÔ ĐẶC HAI NỒI LIÊN TỤC NGƯỢC CHIỀU GVHD: NGUYỄN TIẾN ĐẠT SVTH: PHẠM VĂN LỢI HUỲNH NGỌC LÂM TRẦN PHƯỚC LỘC LỚP : CDHD12A MÃ HP: 111703801 HỌC KỲ: NĂM HỌC: 2012–2013 TP Hồ Chí Minh, Tháng 04 năm 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BỘ MÔN MÁY – THIẾT BỊ ĐỒ ÁN HỌC PHẦN Đề tài THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÔ ĐẶC DUNG DỊCH NƯỚC MÍA BẰNG HỆ THỐNG CÔ ĐẶC HAI NỒI LIÊN TỤC NGƯỢC CHIỀU GVHD: NGUYỄN TIẾN ĐẠT SVTH: PHẠM VĂN LỢI HUỲNH NGỌC LÂM TRẦN PHƯỚC LỘC LỚP: CDHD12A MÃ HP: 111703801 HỌC KỲ: NĂM HỌC: 2012– 2013 TP Hồ Chí Minh, Tháng 04 năm 2013 LỜI CÁM ƠN Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu trường Đại học Công Nghiệp Tp HCM , tập thể thầy cô giảng dạy Khoa Công Nghệ Hóa Học tận tình truyền đạt cho em kiến thức kinh nghiệm trình học tập trường tạo cho em trường học tập động đại Đặc biệt em xin cảm ơn đến thầy Nguyễn Tiến Đạt, người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ, góp ý trình em hoàn thành đồ án học phần Em xin cảm ơn đến Thư viện trường tạo điều kiện cho em tiếp xúc cung cấp tài liệu, cần thiết, hữu ích cho em hoàn thành tốt đề tài đồ án học phần Trong thời gian làm báo cáo đồ án, cố gắng việc hoàn thiện báo cáo kiến thức chuyên môn hạn hẹp nên không tránh khỏi thiếu sót định Rất mong nhận góp ý quý thầy cô để báo cáo em hoàn chỉnh Em xin cám nhiều ơn Tp HCM, ngày 17 tháng 04 năm 2013 Họ tên sinh viên NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Phần đánh giá: • Ý thức thực hiện: • Nội dung thực hiện: • Hình thức trình bày: • Tổng hợp kết quả: Điểm số: Điểm chữ: Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013 Giáo viên hướng dẫn Nguyễn Tiến Đạt NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Phần đánh giá: • Ý thức thực hiện: • Nội dung thực hiện: • Hình thức trình bày: • Tổng hợp kết quả: Điểm số: Điểm chữ: Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013 Giáo viên phản biện MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC VÀ NGUYÊN LIỆU 1.1 Đôi nét ngành công nghiệp mía đường Ngành công nghiệp mía đường ngành công nghiệp lâu đời nước ta Do nhu cầu thị trường nước ta mà lò đường với quy mô nhỏ nhiều địa phương thiết lập nhằm đáp nhu cầu Tuy nhiên, hoạt động sản xuất cách đơn lẻ, suất thấp, ngành công nghiệp có liên quan không gắn kết với gây khó khăn cho việc phát triển công nghiệp đường mía Trong năm qua, số tỉnh thành nước ta, ngành công nghiệp mía đường có bước nhảy vọt lớn Diện tích mía tăng lên cách nhanh chóng, mía đường ngành đơn lẻ mà trở thành hệ thống liên hiệp ngành có quan hệ chặt chẽ với Mía đường vừa tạo sản phẩm đường làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp bánh, kẹo, sữa… đồng thời tạo phế liệu nguyên liệu quý với giá rẻ cho ngành sản xuất rượu, acid lactic… Trong tương lai, khả phát triển có quan tâm đầu tư tốt cho mía với nâng cao khả chế biến tiêu thụ sản phẩm Xuất phát từ tính tự nhiên mía, độ đường giảm nhiều nhanh chóng thu hoạch trễ không chế biến kịp thời Vì tính quan trọng việc chế biến, vấn đề quan trọng đặt hiệu sản xuất nhằm đảm bảo thu hồi đường với hiệu suất cao Hiện nay, nước ta có nhiều nhà máy đường Bình Dương, Quãng Ngãi, Tây Ninh, Bến Tre … với phát triển ạt diện tích mía, khả đáp ứng khó Bên cạnh đó, việc cung cấp mía khó khăn, cạnh tranh nhà máy đường, cộng với công nghệ lạc hậu, thiết bị cũ kỹ ảnh hưởng mạnh đến trình sản xuất Vì tất lý trên, việc cải tiến sản xuất, nâng cao, mở rộng nhà máy, đổi dây chuyền thiết bị công nghệ, tăng hiệu trình cần thiết cấp bách, đòi hỏi phải chuẩn bị từ Trong đó, cải tiến thiết bị cô đặc yếu tố quan trọng không hệ thống sản xuất thành phần xem thường Nhiệm vụ: Thiết kế hệ thống cô đặc dung dịch nước mía hệ thống cô đặc nồi ngược chiều liên tục Năng suất sản phẩm: 1000kg/h Nồng độ ban đầu: 10% Nồng độ cuối: 50% Áp suất đốt: 3at Áp suất ngưng tụ: Pck = 0.5at 1.2 Sơ lược trình cô đặc Cô đặc trình làm bay phần dung môi dung dịch chứa chất tan không bay hơi, nhiệt độ sôi với mục đích: Làm tăng nồng độ chất tan Tách chất rắn hòa tan dạng tinh thể Thu dung môi dạng nguyên chất Quá trình cô đặc tiến hành nhiệt độ sôi, áp suất (áp suất chân không, áp suất thường hay áp suất dư), hệ thống thiết bị cô đặc hay hệ thống nhiều thiết bị cô đặc Trong đó: Cô đặc chân không dùng cho dung dịch có nhiệt độ sôi cao, dễ bị phân hủy nhiệt 10 Dòng nóng: TD = TC = 106,45 oC Hiệu nhiệt độ đầu ra: ∆tra = 106,45 – 83,83 = 22,62 oC Hiệu nhiệt độ đầu vào: ∆tvào = 106,45 – 25 = 81,45 oC ∆tvao − ∆tra 81, 45 − 22, 62 = ∆t 81, 45 ln ln vao 22, 62 ∆tra Hiệu số nhiệt độ trung bình: ∆ttb= = 45,91 oC Chọn ∆t1 = 1,92 oC→tw1 = 106,45 – 1,92 = 104,53 oC 104,53 + 106, 49 tm = = 105,97 oC Tra bảng ta có: A = 181,68 , r = 2246200 J/kg Chọn : Σrcáu1 = 0.232*10-3 (m2.độ/W) Σrcáu2 = 0.387*103 (m2 độ /W) δthép = mm Thép không rỉ X18H10T có λ = 16,3 δ ⇒rΣ = Σrcáu1 + λ + Σrcáu2 2.10 −3 = 0,232.10-3 + 16.3 + 0,387.10-3 = 0,742.10-3 (m2.K/W) α1 = 2,04A r H ∆t1 (W/ m2 độ) 0.25 2246200 ÷ = 2,04.181,68 1,5*1,92 = 11014,16 (W/ m2 độ) Ta có: q1 = α1.∆t1= 11014,16*1,92 = 21147,18 ( W/m2) q2: nhiệt tải phía dung dịch sôi Ta có công thức tính q2: q2 = α2.∆t2 (2) 66 Với: ∆t2 = tw2 – t2 hiệu sốnhiệt độ bề mặt truyền nhiệt dung dịch sôi Ta có tw1 – tw2 = q1 rΣ ⇒ tw2 = tw1 – q1.rΣ =106,45 – 21147,18*0,742.10-3 = 89,8 oC ⇒ ∆t2 = 89,8 – 83,83 = 5,968 oC Hệ số cấp nhiệt từ thành thiết bị đến dung dịch α2 tính công thức: Theo CT VI.27, trang 71, [2]: 0,565 α dd λ = α n dd ÷ λn ρ C dd ÷ dd ρ n Cn µn ÷ µdd 0,435 (W/m2K) Trong đó: − α n :hệ số cấp nhiệt nước cô đặc theo nồng độ dung dịch αn = 0,145.∆t22,33 p0,5 (CT V.91, trang 26, [2]) p: áp suất tuyệt đối mặt thoáng (N/m2 ) αn = 0,145.5,9682.33.(1,75.9,81.104) 0,5 = 3859,55 (W/m2K) − Cdd: nhiệt dung riêng dung dịch C dd = C = 4021,33 (J/kgK) d − Cn: nhiệt dung riêng nước cô đặc theo nồng độ dung dịch Cn = 4228,3 (J/kgK) − µdd : độ nhớt dung dịch cô đặc theo nồng độ dung dịch µdd = 0,338.10-3 (Ns/m2) − µn : độ nhớt nước cô đặc theo nồng độ dung dịch µn = 0,343.10-3 (Ns/m2) 67 − ρ dd : khối lượng riêng dung dịch cô đặc theo nồng độ dung dịch ρ dd = 1039,98 (kg/m3) − ρ n : khối lượng riêng nước cô đặc theo nồng độ dung dịch ρ n = 970,19 (kg/m3) − λ dd : độ dẫn điện dung dịch cô đặc theo nồng độ dung dịch ρ M (W/mK) λdd = AC p ρ.3 Trong đó: + Cp: nhiệt dung riêng đẳng áp dung dịch = 4021,33 (J/kgK) + ρ : khối lượng riêng dung dịch 1039.98 (kg/m3) + M: khối lượng mol trung bình dung dịch M = x.Mđường + (1-x).Mnước = 0,1*342 + (1-0,1).18 (kg/mol) = 50,4 (g/mol) - A: hệ số phụ thuộc mức độ liên kết chất lỏng, nước A = 3,58.10-8 ⇒ λdd = 3,58.10−8 * 4021,33*1039.98 - 1039.98 50.4 = 0,515 (W/mK) λn : độ dẫn điện nước λn = 0,681 (W/mK) ⇒ α dd λ = α n dd λn 0, 565 ρ dd ρ n C dd Cn µn µ dd 68 , 435 0,565 0,515 ⇒ α dd = 3842, 65 ÷ 0,681 1039,98 4021,33 0,343.10 − ÷ ÷ −3 970,19 4228,3 0,338.10 0,435 = 3450,75 (W/m2K) ⇒ q2 = αdd ∆t2 = 3450,75*6.51 = 20596,81 (W/m2 ) Kiểm tra độ sai số q1 q2 : q1 − q 21147,18-20596,81 * 100 *100 21147,18 Có q1 = % = 2,60 % (thoả mãn sai số) ⇒ qtb = q1 + q2 21147,82 + 20596,81 = 2 = 20872 Hệ số truyền nhiệt: qtb 20872 = ∆ t 45,91 = 454,63 W/m2.độ tb K= 5000 * 4021,33*(106, 45 − 25) = Q = GD.C.∆t = 3600 454913 W Bề mặt truyền nhiệt: Q 454913 = F = K ∆ttb 454, 63.45,91 = 21,8 m2 Chọn bề mặt truyền nhiệt là: F = 22m2 F 22 = Số ống truyền nhiệt là: n = π d H 3,14*0, 034*1,5 = 140 ống Chọn n = 187 ống Vận tốc chảy ống: v’= Q 5000 = * π n.d 1039,98*3600 3,14 *187 *0, 034 = 0,0079 m/s 69 Lượng đốt sử dụng: D= Q 3600 × 454913 = = 80, 65 (1 − ε )(1 − ϕ )r (1 − 0, 05)(1 − 0, 05) × 2206 ×103 kg/h Đường kính thiết bị trao đổi nhiệt: D F 22 = 2, + 0,91 = 2, + 0,91× = 21,5 ⇒ D = 731 d0 d0 × l 0, 034 × 1,5 mm Chọn D = 800 mm 6.3 Tính bồn cao vị Để ổn định lưu lượng trình cô đặc, bồn cao vị đặt độ cao cho thắng trở lực đường ống để dung dich tự chảy vào nồi Phương trình lượng: p1 α v1 p α v + +H + + γ g γ g Z1 + = Z2 + h1-2 2 p2 − p1 + h1−2 ⇒ Z1 – Z2 = γ p1 =1,033 at p2 = 1,75 at ρ = 1231,74 kg/m3 µ = 0,297.10-3 N.s/m2 Z1: chiều cao từ bồn cao vị xuống đất (m) h1-2: tổng tổn thất áp suất (m) Chiều cao từ mặt thoáng nồi xuống đất: Z2 = m Đường kính ống nhập liệu vào nồi: d = 800 mm Vận tốc dòng chảy ống: 70 4.GD 4.5000 = 2 V = π d ρ 3600.3,14.0, 08 1231, 74 = 0,22 m/s Chuẩn số Reynolds: v.d ρ 0, 22.0, 08.1231, 74 0, 297.10−3 Re = µ = = 72990 Chọn ống thép CT.3 nên độ nhám ε = 0,2 mm (Trang 381, STQTTB Tập I) 8/7 8/7 Tính: 50 d ε ÷ = 0, ÷ = 5648,5 Regh = 9/8 9/8 50 d ÷ = 220 ÷ 0, = 186097 Ren = 220 ε Vaäy: Regh < Re < Ren Hệ số ma sát: 0.25 ε 100 1, 46 d + Re ÷ λ = 0,1 0.25 0, 100 = 0,11, 46 + 80 72990 ÷ = 0,027 Tổng tổn thất cục bộ: (Bảng II.16 STQTTB T1/Trang 382) Σξ = ξvào+ 5.ξkhuỷu 90 + ξvan + ξra Hệ số tổn thất cục miệng ống vào: ξvào = 0,5 Hệ số tổn thất cục miệng ống ra: ξra = Hệ số tổn thất cục khuỷu 900: ξkhuỷu 90 = 1,19 Hệ số tổn thất cục van: ξvan = 0,5 Σξ = ξvào+ 5.ξkhuỷu 90 + ξvan + ξra = 0,5 + 5.1,19 + 2.0,5 + = 8,45 Chiều dài ống tới bồn cao vị nồi là: l = 15 m Tổng tổn thất: 71 v2 l 15 0, 22 λ + ξ = 0, 027 + 8, 45 ÷ ∑ ÷ 0, 08 2.9,81 = 0,03 h1-2 = 2.g d Chiều cao tới mặt thoáng bồn cao vị đến mặt đất: (1, 75 − 1, 033).9,81.104 1231, 74.9,81 Z1 = + + 0,03 = 9,85 m, Chọn Z = 10 6.4 Tính Bơm 6.4.1 Tính bơm chân không Công suất bơm chân không: m −1 p2 m m pkk Vkk ÷ − 1 p1 η ck 103 m − N= ηck: hệ số hiệu chỉnh , ηck = 0,8 m: số đa biến , m =1,3 p2: áp suất khí , p2 =1,033 at áp suất không khí TBNT: pkk = p1 = png − ph = 0,5 – 0,0576 = 0,4324 at với ph = 0,068 thể tích không khí cần hút khỏi thiết bị: Vkk = 7,52.10-3 (m3/s) công suất bơm: 0,3 1,3 1,3 −3 1, 033 0, 432.9,81.10 7, 52.10 − 1 0, 432 ÷ 0,8.103 1,3 − = 0,385 kw N= Vậy chọn bơm chân công suất 1HP = 746 W 6.4.2 Tính bơm nước vào thiết bị ngưng tụ Công suất bơm : Q.ρ g.H N = 1000.η (kW) 72 H: cột áp bơm (m) η: hiệu suất bơm, chọn η = 0,75 ρ: khối lượng riêng nước 250C, ρ = 996,9kg/m3 Q : lưu lượng riêng nước lạnh vào Baromet : Gn=6,71 kg/s Gn 6, 71 = = 0, 0073 Q = ρ 996,9 m3/s Phương trình bernoulli cho hai mặt cắt –1 ( mặt thoáng bể nước) –2 (mặt thoáng thiết bị baromet) p1 α1.v12 p2 α 2.v2 + + + +H γ g γ g Z1 + = Z2 + h1-2 Với : v1 = v2 = m/s p1 = 1,033 at p2 = 0,5 at µ = 0,8937*10-3 N.s/m2 Chiều cao từ mặt thoáng bể nước xuống đất: Z1 = m Chiều cao từ mặt thoáng thiết baromet xuống đất Z2 = 10 m Chọn dhút = dđẩy = đường kính cửa vào thiết bị nước d =100 mm Vận tốc dòng chảy ống: 4.Q 4*0, 0073 = 3,14*0,100 = 0,85 (m/s) V = π d v.d ρ 0,85*0,100*996,9 = 0,8937 *10−3 Chuẩn số Reynolds: Re = µ = 86140 Chọn ống thép CT3 nên độ nhám ε = 0,2 mm Tính Regh: 73 8/7 8/7 100 d ÷ = 6* ÷ 0, Regh = ε = 7289 9/8 9/8 100 d ÷ = 220* ÷ = 239202 ε 0, Ren = 220 Vậy: Regh < Re < Ren Hệ số ma sát: 0.25 ε 100 1, 46 + ÷ d Re λ = 0,1 0,25 0, 100 = 0,1 1, 46 + ÷ 100 86140 = 0,025 Tổng hệ số tổn thất cục bộ: (theo bảng II.16 STQTTB T1/ trang 382) Σξ = ξvào + 2.ξkhuỷu 90 + ξvan + ξra = 0,5 + 2*1,19 + 2*0,5 + = 4,88 Chiều dài ống từ bể nước đến thiết bị baromet là: l = 15 m Tổng tổn thất: v2 l 15 0,85 0, 025 + 4,88 ÷ λ + ∑ξ ÷= 0,100 2*9,81 = 0,32 m h1-2 = 2.g d (0,5 − 1, 033) *9,81.104 996,9*9,81 Cột áp bơm: H = (10 - 2) + + 0,32 = 2,97 m 0, 0073*996*9,81* 2,97 1000*0, 75 Công suất bơm: N = 0,28 (kW) 6.4.3 Tính bơm nhập liệu Bơm dung dich tới bể chưa lên bồn cao vị Q.ρ.g.H Công suất bơm: N = 1000.η (Kw) η = 0,75: hiệu suất bơm ρ =1038 kg/m3: khối lượng riêng dung dịch 10% 74 GD 5000 = = 1, 34.10−3 Q = ρ 3600*1038 m3/s Phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt 1−1 và2−2: p1 α v1 p α v + +H + + 2g 2g Z1 + γ = Z2 + γ h1-2 Với: v1 = v2 = m/s p1 = 1,033 at p2 = 1,033 at µ = 1,2*10-3 N.s/m2 Chiều cao từ mặt thoáng bể chứa nguyên liệu xuống đất: Z1 = m Chiều cao từ mặt thoáng bồn cao vị xuống đất là: Z2 = 11 m Chọn dhút = dđẩy = đường kính ống nhập liệu d = 50 mm Vận tốc dòng chảy ống: 4.Q 4*1,34*10−3 = π d 3,14*0, 052 = 0,68 m/s V= v.d ρ 0, 68*0, 05*1038 = µ 1, 2*10−3 Chuẩn số Reynolds: Re = = 23625 Chọn ống thép CT3 nên độ nhám ε = 0,2 mm Tính Regh: 8/7 d ÷ Regh = ε 8/7 50 = 6* ÷ 0, 9/8 = 3301 9/8 50 d ÷ = 220* ÷ 0, Ren = 220 ε = 109674 Vậy: Regh < Re < Ren Hệ số ma sát: 75 0,25 ε 100 1, 46 + ÷ d Re λ = 0,1 0,25 0, 100 = 0,1 1, 46 + ÷ 50 23625 = 0,032 Tổng tổn thất hệ số cục bộ: (theo bảng II.16 STQTTB T1/ trang 382) Σξ = ξvào + 2.ξkhuỷu 90 + ξvan + ξra = 0,5 + 2*1,19 + 2*0,5 + = 4,88 Chiều dài ống từ bể đến bồn cao vị: l = 15 m v2 l 15 0, 68 λ + ξ = 0, 032 + 4,88 ÷ ∑ ÷ 0, 05 2*9,81 = 0,34 m Tổng tổn thất: h1-2 = 2.g d Cột áp bơm: H = (11 − 2) + 0.34 = 9,34 m 1,34*10−3 *1038*9,81*9,34 1000*0, 75 Công suất bơm: N = = 0,17 (kW) 6.4.4 Tính bơm dung dịch nồi sang nồi Q.ρ g.H Công suất bơm: N = 1000.η (Kw) η = 0,75 : hiệu suất bơm ρ = 1072,73 kg/m3 Gd − W2 5000 − 1932,87 = = 7, 9*10−4 ρ 3600*1072, 73 Q= m3/s Phương trình Bernoulli cho hai mặt cắt 1−1 2−2: p1 α v1 p α v + +H + + 2g 2g Z1 + γ = Z2 + γ h1-2 Với: 4.Q 4*7,9*10−4 = π d 3,14*0, 052 = 0,4*10-3 m/s v= p1 = at p2 = 1,75 at 76 µ = 0,54*10-3 N.s/m2 Chọn bơm ly tâm với chiều cao hút chiều cao đẩy 1,5 Chọn dhút = dđẩy = đường kính ống d = 50 mm v.d ρ 0, 4*10 −3 *0,05*1072, 73 = 0,54*10−3 Chuẩn số Reynolds: Re = µ = 39,7 64 64 Hệ số ma sát: λ = Re = 39, = 1,61 Tổng hệ số tổn thất cục bộ: Σξ = ξvào + 3.ξkhủy 90 + ξvan + ξra = 0,5+ 3*1,19 + 2*0,5 + = 6,07 Chiều dài ống từ nồi sang nồi 1: l = 10 m Tổng tổn thất: −3 v2 l 10 (0.4*10 ) 1, 61 + 6, 07 ÷ λ + ∑ξ ÷= 2*9,81 0, 05 = 2,68*10-6 m h1-2 = 2.g d (2 − 1, 75) *9,81*10000 1072, 73*9,81 Cột áp bơm: H = 1,5 + + 2,68*10-6 = 3,83 m 7,9*10−4 *1072, 73*9,81*3,83 1000*0, 75 Công suất bơm: N = = 0,042 (kW) 6.5 Bề dày lớp cách nhiệt (Theo trang 41, STQTTB Tập ) 1, Bề dày lớp cách nhiệt buồng đốt nồi I: δ = d 21,2 λ 1,.35 t t 21,.3 q11,5 Đường kính buồng đốt: d2 =1408 mm Chọn lớp cách nhiệt amiang, hệ số cấp nhiệt λ = 0,151 W/m.K Nhiệt độ thành buồng đốt, tt2 =132,9 oC Diện tích buồng đốt: S = π.d2.H = 3,14*1,408 *1,5 = 6,63 m2 77 Nhiệt tổn thất: q1 = 449 W/m (Bảng V.7 trang 41 STQTTB Tập 2) 2,8.d 21,2 λ 1,35 t t 21,3 2,8*1, 4081,2.0,1511,35 *132,91,3 = 1,5 q 4491,5 δ= = 19,9 mm Để thuận tiện chế tạo chọn chiều dày lớp cách nhiệt cho buồng bốc nồi I nồi II 20 mm 78 CHƯƠNG KẾT LUẬN Trong thời gian giao nhiệm vụ thiết kế đồ án môn học, em thực nghiêm túc cố gắng hết khả thân Đến em hoàn thành nhiệm vụ Bản đồ án thiết kế hệ thống cô đặc nồi ngược chiều, thiết bị cô đặc buồng đốt kiểu đứng, tuần hoàn tự nhiên bao gồm: Chương 1: tổng quan nguyên liệu trình cô đặc Chương 2: tính toán vật chất lượng Chương 3: tính toán truyền nhiệt Chương 4: thiết bị cô đặc Chương 5: tính khí cho chi tiết thiết bị Chương 6: tính toán thiết bị phụ Chương 7: kết luận Sau thực đồ án này, nhóm em hình dung công việc người thiết kế.Ngoài giúp em nắm vững phần lý thuyết học, cách tính toán thiết bị phân tích lựa chọn thiết bị, vật liệu làm thiết bị để phù hợp với yêu cầu thực tế Nhưng qua nhóm em nhận thấy thân phải học hỏi nhiều, để thiết kế vào thực tế cần phải thực nhiều vấn đề Tuy em cố gắng nhiều kiến thức thân hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót Mong thời gian đến em hoàn thiện kiến thức để làm tốt thiết kế sau 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PTs Trần Xoa, PGs.PTs Nguyễn Trọng Khuông , PTs Phạm Xuân Toản - Sổ tay Quá trình Thiết bị Công Nghệ Hóa Chất - Tập - NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội , 1999 [2] PTs Trần Xoa, PGs.PTs Nguyễn Trọng Khuông , PTs Phạm Xuân Toản - Sổ tay Quá trình Thiết bị Công Nghệ Hóa Chất - Tập - NXB Khoa học Kỹ thuật Hà Nội , 1999 [3] Phạm Văn Bôn (chủ biên) , Nguyễn Đình Thọ - Quá trình Thiết bị Công Nghệ Hóa Chất – Tập 5_ “Quá Trình Thiết Bị Truyền nhiệt” – NXB Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh, 2002 [4] Phạm Văn Bôn ,Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam - Quá trình Thiết bị Công Nghệ Hóa Chất – Tập 10 _”Ví dụ tập” – NXB Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh, 2002 [5] Đặng Duy Khang, Đồ án môn học, Cô đặc hai nồi dung dịch nước mía xuôi chiều liên tục, Trường đại học bách khoa Tp Hồ Chí Minh Và số liệu tham khảo khác 80 [...]... dung riêng của dung dịch khi cô đặc theo nồng độ dung dịch ⇒ C dd = C1 = 3346,47 (J/kgK) − Cn: nhiệt dung riêng của nước khi cô đặc theo nồng độ dung dịch ⇒ - Cn = 4284,9 (J/kgK) µdd: độ nhớt dung dịch khi cô đặc theo nồng độ dung dịch ⇒ µdd = 0,00297 (Ns/m2) - µn: độ nhớt nước khi cô đặc theo nồng độ dung dịch ⇒ µn = 0,000259 - ρ dd : khối lượng riêng dung dịch khi cô đặc theo nồng độ dung dịch ⇒... riêng của dung dịch khi cô đặc theo nồng độ dung dịch ⇒ C dd = C2 = 3866,83 (J/kgK) − Cn: nhiệt dung riêng của nước khi cô đặc theo nồng độ dung dịch ⇒ Cn = 4228,3 (J/kgK) − µdd: độ nhớt dung dịch khi cô đặc theo nồng độ dung dịch ⇒ µdd = 0,000338 (Ns/m2) 31 − µn : độ nhớt nước khi cô đặc theo nồng độ dung dịch ⇒ µn = 0,000343 (Ns/m2) − ρ dd : khối lượng riêng dung dịch khi cô đặc theo nồng độ dung dịch.. .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 Trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm thường làm đậm đặc dung... thiết bị ngoài hệ thống cô đặc thì ta gọi hơi đó là hơi phụ Quá trình cô đặc có thể tiến hành trong thiết bị một nồi hoặc nhiều nồi làm việc gián đọan hoặc liên tục Quá trình cô đặc có thể thực hiện ở các áp suất khác nhau tùy theo yêu cầu kỹ thuật, khi làm việc ở áp suất thường (áp suất khí quyển) thì có thể dùng thiết bị hở; còn làm việc ở các áp suất khác thì dùng thiết bị kín cô đặc trong chân không... nước, bằng chất tải nhiệt đặc biệt Theo tính tuần hoàn dung dịch: tuần hoàn tự nhiên, tuần hoàn cưỡng bức, Lựa chọn thiết bị: Theo tính chất nguyên liệu, ta chọn thiết bị cô đặc 2 nồi, làm việc liên tục, có ống tuần hoàn ngoài buồng đốt ngoài đối lưu tự nhiên Thiết bị cô đặc dạng có cấu tạo đơn giản, dễ sửa chửa, làm sạch Đồng thời, có thể tận dụng triệt để nguồn hơi Quá trình cô đặc được tiến hành ở áp... (2730, 2 ×103 − 4284,9 ×132,9) = 2417,50 kg/h Lượng hơi đốt tiêu tốn riêng Theo công thức 4.8, trang 182, [4]: m= D 2417,50 = = 0,6 W 4000 (kg hơi đốt / kg hơi thứ) Trong đó: D: lượng hơi đốt dùng cô đặc (kg/h) W: lượng hơi thứ thoát ra khi cô đặc (kg/h) 24 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN TRUYỀN NHIỆT 3.1 Tính toán truyền nhiệt cho thiết bị cô đặc 3.1.1 Tính nhiệt lượng do hơt đốt cung cấp 2417,50× 2173,4 3600 Nồi 1:... gọi là quá trình cô đặc, đặc điểm của quá trình cô đặc là dung môi được tách khỏi dung dịch ở dạng hơi, còn dùng chất hòa tan trong dung dịch không bay hơi, do đó nồng độ của dung dịch sẽ tăng dần lên, khác với quá trình chưng cất, trong quá trình chưng cất các cấu tử trong hỗn hợp cùng bay hơi chỉ khác nhau về nồng độ trong hỗn hợp Hơi của dung môi được tách ra trong quá trình cô đặc gọi là hơi thứ,... dịch, vì vậy khi cô đặc xuôi chiều dung dịch trước khi vào nồi đầu thường được đun nóng sơ bộ bằng hơi phụ hoặc nước ngưng tụ Khuyết điểm của cô đặc xuôi chiều là nhiệt độ của dung dịch ở các nồi sau thấp dần, nhưng nồng độ của dung dịch lại tăng dần, làm cho độ nhớt của dung dịch tăng nhanh, kết quả hệ số truyền nhiệt sẽ giảm đi từ nồi đầu đến nồi cuối Cấu tạo thiết bị cô đặc: Trong công nghệ hóa chất... thống cô đặc bao gồm: tổn thất do đường ống, tổn thất do áp suất thủy tĩnh và tổn thất do trở lực đường ống 2.3.3.1 Tổn thất nhiệt do nồng độ gây ra (∆’) Ở cùng một áp suất, nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất Hiệu số nhiệt độ sôi của dung dịch và dung môi nguyên chất gọi là tổn thất nhiệt do nồng độ gây ra Ta có: ∆'= tosdd − tosdmnc (ở cùng áp suất) Áp dụng công... khi cô đặc theo nồng độ dung dịch ⇒ ρn = 970,19 (kg/m3) − λdd : độ dẫn điện dung dịch khi cô đặc theo nồng độ dung dịch λdd = AC p ρ 3 ρ M (W/mK) ⇒ λdd = 3,58.10−8 *3866,83*1072, 73 3 1072, 73 73, 77 = 0,436 (W/mK) Trong đó: + Cp : nhiệt dung riêng đẳng áp của dung dịch = 3070,13 (J/kgK) + ρ : khối lượng riêng của dung dịch = 1072,73 (kg/m3) + M : khối lượng mol trung bình của dung dịch M = x.Mđường ... QUAN VỀ QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC VÀ NGUYÊN LIỆU 1.1 Đôi nét ngành công nghiệp mía đường Ngành công nghiệp mía đường ngành công nghiệp lâu đời nước ta Do nhu cầu thị trường nước ta mà lò đường với quy mô... chất Quá trình cô đặc tiến hành nhiệt độ sôi, áp suất (áp suất chân không, áp suất thường hay áp suất dư), hệ thống thiết bị cô đặc hay hệ thống nhiều thiết bị cô đặc Trong đó: Cô đặc chân không... suất thấp, ngành công nghiệp có liên quan không gắn kết với gây khó khăn cho việc phát triển công nghiệp đường mía Trong năm qua, số tỉnh thành nước ta, ngành công nghiệp mía đường có bước nhảy