N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN MC LC LI M U Mụn hc Quỏ trỡnh thit b v cụng ngh hoỏ hc nhm cung cp, trang b cho sinh viờn v k s cụng ngh hoỏ hc, thc phm nhng kin thc c bn v cỏc quỏ trỡnh v thit b thc hin cỏc quỏ trỡnh hoỏ hc Ngoi b mụn ny cũn gúp phn o to k s cho cỏc ngnh k thut sn xut cú kh nng hiu v hnh cỏc thit b mỏy múc cụng nghip sn xut liờn quan Quỏ trỡnh v thit b c trỡnh by cun ỏn ny l quỏ trỡnh v thit b cụ c Cụ c l quỏ trỡnh c thc hin nhiu sn xut hoỏ cht v thc phm nhm tng nng ca sn phm bng cỏch ly bt dung mụi Trong cun ỏn ny em c giao nhim v l Thit k h thng cụ c hai ni xuụi Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN chiu thit b cụ c cú phũng t ngoi cụ c dung dch KNO vi nng sut 10800kg/h Chiu cao ng gia nhit H=5 m Trong quỏ trỡnh thc hin ỏn, em xin chõn thnh cm n cụ giỏo b mụn quỏ trỡnh v thit b Nguyn Th Thu Huyn ó hng dn tn tỡnh, giỳp em hon thnh ỏn ny Do kin thc cũn nhiu hn ch nờn khụng th trỏnh c sai sút, kớnh mong c s giỳp ca cụ Em xin chõn thnh cm n Sinh viờn Phm Vn Tuyn Phn I PHN M U I.Gii thiu v NaOH: Natri hiroxit hay hyroxit natri (cụng thc húa hc NaOH) hay thng c gi l xỳt hoc xỳt n da Natri hydroxit to thnh dung dch kim mnh hũa tan dung mụi nh nc Nú c s dng nhiu cỏc ngnh cụng nghip nh giy, dt nhum, x phũng v cht ty Sn lng trờn th gii nm 1998 vo khong 45 triu tn Natri hydroxit cng c s dng ch yu cỏc phũng thớ nghim Natri hydroxit tinh khit l cht rn cú mu trng dng viờn, vy hoc ht hoc dng dung dch bóo hũa 50% Natri hydroxit rt d hp th CO2 Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN khụng khớ vỡ vy nú thng c bo qun bỡnh cú np kớn Nú phn ng mónh lit vi nc v gii phúng mt lng nhit ln, hũa tan etanol v metanol Nú cng hũa tan ete v cỏc dung mụi khụng phõn cc, v li mu vng trờn giy v si Mt s tớnh cht ca NAOH: Phn ng vi cỏc axớt v ụxớt axớt to thnh mui v nc NaOH(dd) + HCl(dd) NaCl(dd) + H2O 2NaOH + SO2 Na2SO3 + H2O Phn ng vi cacbon iụxớt 2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O NaOH + CO2 NaHCO3 Phn ng vi cỏc axớt hu c to thnh mui ca nú v thy phõn este: Phn ng vi mui to thnh baz mi v mui mi: NaOH + CuCl2 NaCl + Cu(OH)2 II.Gii thiu v cụ c: 1.QU TRèNH Cễ C Cụ c l quỏ trỡnh lm bay hi mt phn dung mụi ca dung dch cha cht tan khụng bay hi, nhit sụi Mc ớch ca quỏ trỡnh cụ c l: -Lm tng nng cht tan, -Tỏch cht rn hũa tan dng tinh th , Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN -Thu c dung mụi dng nguyờn cht (nc ct) Cụ c c tin hnh nhit sụi, mi ỏp sut (ỏp sut chõn khụng, ỏp sut thng, ỏp sut d), h thng thit b cụ c (ni), hay h thng nhiu thit b cụ c Quỏ trỡnh cú th giỏn on hay liờn tc Hi bay quỏ trỡnh cụ c thng l hi nc, gi l hi th, thng cú nhit cao, n nhit húa hi ln nờn thng lm hi t cho cỏc ni cụ c Nu hi th c s dng ngoi dõy chuyn cụng ngh cụ c gi l hi ph Cụ c chõn khụng c dựng cho cỏc dung dch cú nhit sụi cao v dung dch d b phõn hy v nhit, ngoi cũn lm tng hiu s nhit ca hi t v nhit trung bỡnh ca dung dch (gi l hiu s nhit hu ớch), dn n gim b mt truyn nhit Mt khỏc, cụ c chõn khụng thỡ nhit sụi ca dung dch thp hn cú th tn dng nhit tha ca quỏ trỡnh sn xut khỏc (hoc s dng hi th) cho quỏ trỡnh cụ c Cụ c ỏp sut cao hn ỏp sut khớ quyn thng dựng cho cỏc dung dch khụng b phõn hy nhit cao nh cỏc dung dch mui vụ c, s dng hi th cho cụ c v cỏc quỏ trỡnh un núng khỏc 2.Cễ C NHIU NI: Khi cụ c mt ni s gõy lóng phớ nhiờn liu, lm cho quỏ trỡnh sn xut khụng t c hiu qu cao Do ú tn dng hi th thay cho hi t , chỳng ta s dng h thng cụ c nhiu ni Nguyờn tc ca h thng cụ c nhiu ni xuụi chiu: Ni th nht, dung dch c un bng hi t; hi th ca ni ny vo ni th hai Hi th ca ni th hai c a vo ni th 3,.hi th ca ni cui cựng c a vo ni ngng t Dung dch c a t ni n sang ni kia, qua mi ni dung dch c bc hi mt phn, nng ca dung dch tng dn lờn iu kin cn thit truyn nhit cho mi ni l phi cú s chờnh lch nhiờt gia hi t v dung dch sụi, hay núi mt cỏch khỏc l phi cú s chờnh lch ỏp sut gia hi th v hi t cỏc ni Ngha l ỏp sut lm vic cỏc ni phi gim dn vỡ hi th ca ni trc lm hi t ca ni sau Thụng thng thỡ ni u lm vic ỏp sut d, cũn ni cui cựng lm vic ỏp sut chõn khụng Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN H thng cụ c nhiu ni c dựng khỏ ph bin sn xut Phn II S Mễ T DY CHUYN SN XUT I S dõy chuyn h thng cụ c ni xuụi chiu: *Thuyt minh s (nguyờn lý lm vic ca h thng): Dung dch NaOh u cú nng 5% t bn cha nguyờn liu c bm lờn thựng cao v nh bm nhp liu Bn cao v c thit k cú g chy trn n nh mc cht lng cú bn Sau ú nguyờn liu i qua b phn o lu lng k m bo lu lng nhp liu l 10800 kg/h Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN Dung dch c a vo thit b gia nhit hn hp u ( thit b loi ng chựm ) Mc ớch dung thit b gia nhit hn hp u l gim chi phớ hi t v gim thi gian gia nhit thit b cụ c Ti õy dung dch c nõng lờn n nhit sụi bng hi bóo hũa c cung cp t ngoi vo Sau trao i nhit thỡ hi ngng t thnh nc theo ng ng chy vo thựng cha, trờn ng thỏo nc ngng cú lp by hi khụng cho hi theo nc ngng ngoi Dung dch sau gia nhit n trng thỏi sụi thỡ i vo ni cụ c I Hi t c cung cp vo bung t ca ni I l hi bóo hũa cú ỏp sut at Di tỏc dng ca hi t ca bung t, hi th c bc lờn v n qua bung t ca ni II gia nhit cho quỏ trỡnh cụ c tip theo Hi t ca ni I sau ngng t c dn ngoi qua ca thỏo nc ngng, sau ú chy vo thựng cha Phn khớ khụng ngng hi t ca ni I c dn n b phn tỏch git c bm chõn khụng hỳt ngoi Tng t quỏ trỡnh din ni I, dung dch ni II c cụ c Sau ni II dung dch t nng 24% c bm thỏo liu a vo thựng cha sn phm Hi th ni II c dn qua thit b ngng t Bromet Ti thit b ngng t Baromet hi bc t di lờn gp nc lnh t trờn xung khớ c ngng t mt phn thnh nc, phn hi khụng ngng s i vo thit b phõn ly lng hi tỏch hi cú ln git lng nhau, hi c bm chõn khụng hỳt ngoi cũn hi th ngng t c ngng t v dn v ng Baromet chy v bn cha Thựng cha nc ngng cú lp ng ni vi cng x, cn x lng nc ngng tha II S dõy chuyn cụng ngh: 1,2 - B cha dung dch u Thựng cao v Lu lng k - Thit b gia nhit hn hp u 6,7 - Ni cụ c 1, Baromet Hỳt chõn khụng 10 Thựng cha sn phm Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN 11 Bm chõn khụng 12- Thựng cha nc ngng Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 Dungưdịchưdầu hoi nuoc bao hoa Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 6ư Nư ớcưngư ng Nư ớcưngư ng Nư ớcưngư ng Nư ớcưlàmưlạnh 12 Bơmưchânưkhông 10 Dungưdịchưmuối 11 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN H thng cụ c xuụi chiu (hi t v dung dch i cựng chiu vi t ni n sang ni kia) c dựng khỏ ph bin cụng nghip húa cht Loi ny cú u im l dung dch t chy t ni trc sang ni sau nh chờnh lch ỏp sut gia cỏc ni Nhit sụi ca ni trc ln hn ni sau, ú, dung dch i vo mi ni (tr ni 1) u cú nhit cao hn nhit sụi, kt qu l dung dch s c lm lnh i v lng nhit ny s lm bc hi thờm mt lng nc gi l quỏ trỡnh t bc hi Nhng dung dch vo ni u cú nhit thp hn nhit sụi ca dung dch, thỡ cn phi un núng dung dch ú tiờu tn thờm mt lng hi t Vỡ vy, cụ c xuụi chiu, dung dch trc vo ni nu u cn c un núng s b bng hi ph hoc nc ngng t Nhc im ca cụ c xuụi chiu l nhit ca dung dch cỏc ni sau thp dn, nhng nng ca dung dch tng dn lm cho nht ca dung dch tng nhanh, kt qu l h s truyn nhit s gim t ni u n ni cui Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN Phn III: TNH TON I Tớnh toỏn thit b chớnh Xỏc nh lng hi th bc h thng: p dng cụng thc : W = G ( - x xc ) (ct 3.20) [1 150] Trong ú: W: Tng lng hi th bc ra; kg/h G =3 (kg/s) = 10800(kg/h) x = %; xc = 24% W = 10800 (1 ) = 8550 24 [kg/h] Tớnh s b lng hi thc bc mi ni: Chn t l hi th: Ta cú:w = w1+ w2 = 2,1w1 W1 = W 2,1 = 8550 2,1 = 4071,43 [kg/h] W2 = 1,1.w1 = 4478,57 [kg/h] Nng cui ca dung dch ni: c tớnh theo cụng thc: x1 = G x G W1 (3.22) [1 151] Ta cú: Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 10 N MễN HC = GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN V 8090 ,2 = = 30(m / s ) 3600.0,785 d tr 3600.0,785 0,3 m/s d/ ng dn dung dch ra: V= G d W1 10800 4236,42 = = 6,036 1087 ,275 , [m3/h] Trong ú, : Khi lng riờng ca dung dch ni Chn = m/s Vy, d tr = 6,036 = 0,0462 3600.0,785 , [m] Quy chun, dtr = 100 [mm] = V 6,036 = = 0,214 3600.0,785 d tr 3600.0,785 0,12 m/s e/ ng thỏo nc ngng: Chn bng ng kớnh ng thỏo dung dch ra: d tr = 100 mm Tra bớch ni ng dn vi h thng ng dn bờn ngoi Bng XIII.26 [3-414] bớch lin bng kim loi en ni cỏc b phn ca thit b v ng dn ng Py 10-6 Dy ng Dn Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 Kớch thc ni Bu lụng Bớch 68 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN N h m2 D Dt D1 db mm Z cỏi mm Dn hi t vo 0,6 200 219 290 255 202 M16 22 Dn dung dch vo 0,6 100 108 205 170 148 M16 18 Dn hi th 0,6 300 325 435 395 365 M20 12 24 Dn dung dch 0.6 100 108 205 170 148 M16 18 Thỏo nc ngng 0,6 100 108 205 170 148 M16 18 Tra bng XIII.32 [3 434].Chn chiu di ng + ng dn hi t vo:Dy = 200mm l = 130mm + ng dn dung dch vo: Dy = 100 mm l = 120mm +ng dn hi th ra: Dy = 300mm l = 140 mm +ng dn dung dch ra: Dy = 100 mm l = 120 mm +ng thỏo nc ngng: Dy = 100 mm l = 120 mm Bng tng hp cỏc s liu tớnh toỏn c khớ ng kớnh THN 1500 Chiu dy Chiu cao 2000 Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 69 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN BUNG T Y Chiu cao g 25 Chiu cao phn li 200 Chiu dy ng kớnh THN BUNG BC NP 1600 Chiu dy Chiu cao 2500 Chiu cao g 25 Chiu cao phn li 250 Chiu dy CHI TIT KHC ng dn hi t vo 200 ng dn dung dch vo 100 ng dn hi th 300 ng dn dung dch 100 ng thỏo nc ngng 100 Tớnh v chn tai treo: Trong cụng nghip, thit b cụ c thng c t trờn cao, ú phi cú tai treo Khi lng ni th thy lc: Gtl = Gnk + Gnd [5-24] Trong ú, Gnk : Khi lng ni khụng, [N] Gnd : Khi lng nc c y ni, [N] * tớnh lng ni khụng, cn tớnh lng ca cỏc b phn ch yu sau: Khi lng ỏy bung t Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 70 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN Khi lng thõn bung t Khi lng bớch ni ỏy vi than bung t v ni than bung t vi phn nún ct Khi lng thõn bung bc Khi lng np bung bc Khi lng bớch ni thõn bung bc v np Khi lng li ng Khi lng cỏc ng truyn nhit Khi lng phn nún ct ni thõn 2.1: Khi lng ỏy bung t (m1): Kớch thc ỏy: Chiu dy : = mm Chiu cao g : h = 25 mm ng kớnh bung t: Dtr = 1500 mm Tra bng XIII.11 [3-384], ta cú: m1 = 163 kg 2.2: Khi lng thõn bung t (m2): m2 = V Trong ú, : Khi lng riờng ca vt liu lm thõn, kg/m Vi vt liu X18H10T: = 7900 [kg/m3] Tra bng XII.7 [3-313], V : Th tớch bung t V =h ( D n D tr ) Chiu dy bung t: = mm Dn = Dt + = 1500 + 2.6 = 1512 , [mm] Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 71 N MễN HC V =2 GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN (1,512 1,5 ) = 0,0568 , [m3] Vy: m = 7900.0,0568 = 448,72 , [kg] 2.3: Khi lng bớch ni ỏy vi than bung t v ni than bung t vi phn nún ct (m3): m3 = V V =h Vi: ( D D Z d b ) D, Do, Z, db, h l cỏc kớch thc ca bớch, bu lụng ó hp bng s liu 10 V = 40.10 (1,6402 1,515 40.0,024 ) = 11,67.10 , [m3] : Khi lng riờng ca vt liu lm bớch, kg/m X18H10T = 7900 kg/m3 Vy m3 = 4.7900.0,01167 = 368,772 , [kg] 2.4: Khi lng li ng (m4): m4 = V Vi : Khi lng riờng ca vt liu lm li , kg/m Vi vt liu X18H10T: = 7900 [kg/m 3] V = S ì ( D n.d n2 ) S : Chiu dy li ng, m Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 72 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN S = 13.10-3 [m] D: ng kớnh bung t, m D = 1500 [mm] = 1,5 [m] dn: ng kớnh ngoi ng truyn nhit, m dn = 0,038 [m] n : S ng truyn nhit n = 517 ng V = 13.10 (1,5 517.0,038 ) = 15,35.10 , [m3] Vy, m = 2.7900.0,01535 = 242,53 , [kg] 2.5: Khi lng ca ng truyn nhit (m5- ): m5 = n. V Vi : Khi lng riờng ca vt liu lm ng truyn nhit, kg/m Vi vt liu X18H10T: = 7900 [kg/m 3] V =H (d n d tr ) H : Chiu cao ng truyn nhit, m H = [m] dn: ng kớnh ngoi ng truyn nhit, m dn = 0,038 [m] dtr: ng kớnh ng truyn nhit, m dtr = 0,038 2.0,002 = 0,034 [m] Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 73 N MễN HC V =2 GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN (0,038 0,034 ) = 4,524.10 4 , [m3] Vy, m5 = 517.7900.4,524.10 = 1847,74 , [kg] 2.6: Khi lng phn nún ct ni thõn (m6): m6 = V Vi : Khi lng riờng ca vt liu phn nút ct, kg/m Vi vt liu X18H10T: = 7900 [kg/m 3] V =h ( D n D tr ) h: Chiu cao phn nún ct, m h = 0,2 m Dn = Dtr = Dnbb + Dnbd 1612 + 1512 = = 1562 2 Dtrbb + Dtrbd 1600 + 1500 = = 1550 2 V = 0,2 , [mm] , [mm] (1,562 1,550 ) = 5,87 10 , [m3] Vy, m6 = 7900.5,87 10 = 46,373 , [kg] 2.7: Khi lng thõn bung bc (m7): m7 = V Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 74 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN Vi : Khi lng riờng ca vt liu lm thõn bung bc, kg/m Vi vt liu X18H10T: = 7900 [kg/m 3] V = H bb ( D nbb D trbb ) Hbb : Chiu cao bung bc, m Hbb = 2,5 [m] Dnbb: ng kớnh ngoi bung bc, m Dnbb = 1,612 [m] Dtrbb: ng kớnh bung bc, m Dtrbb = 1,6 [m] V = 2,5 (1,612 1,6 ) = 0,0757 [m3] Vy: m7 = 7900.0,0757 = 598,03 [kg] 2.8: Khi lng np bung bc (m8): m8 = V Kớch thc np bung bc: - Chiu dy: = mm - Chiu cao g: h = 25 mm - ng kớnh bung bc: D = 1600 mm Tra bng XIII.11 (3-384): m8 = 137 [kg] 2.9: Khi lng bớch ni thõn bung bc v np (m9): Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 75 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN m9 = 2. V Vi : Khi lng riờng ca vt liu lm bớch, kg/m Vi vt liu X18H10T: = 7900 [kg/m 3] V =h ( D D Z d b ) D, Do, Z, db, h l cỏc kớch thc ca bớch, bu lụng ó hp bng s liu 11 (tr) V = 35.10 (1,700 1,613 40.0,024 ) = 7,29.10 , [m3] Vy, m9 = 2.7900.7,29.10 = 115,182 , [kg] 2.10 Khi lng ng tun hon trung tõm: m10 = ìV V =2 (0,4242 0,422 ) = 5,303.10 m10 = 7900.5,303.10 = 41,89 [m3] [kg] => Khi lng ni khụng : 10 Gnk = mi ữ.g i =1 = (163 + 448,72 + 368,772 + 242,53 + 1847,74 + 46,373 + 598.03 + 137 + 115,182 + 41,89 ).9,81 = 39330,62 [kg.m/s2] * Khi lng nc cha y ni: Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 76 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN G nd = g V V= Vi 2 ( Dtrbb hb + Dtrb h + Dtrtb hnc ) hb, h, hnc: chiu cao bung bc, bung t v phn nún ct hb = 2,5 [m] h = [m] hnc= 0,2 [m] Dtrbb, Dtrb, Dtrtb: ng kớnh bung bc, bung t v ng kớnh trung bỡnh ca hỡnh nún ct Dtrbb = 1,6 [m] Dtrb = 1,5[m] Dtrtb = 1,55 [m] V= (1,6 2.2,5 + 1,5 2.2 + 1,55 2.0,2) = 8,938 [m3] T ú, G nd = 9,81 1000.8,938 = 87681 ,78 , [kg.m/s2] * Khi lng ni th thy lc: Gtl = G nk + G nd = 39330,62 + 87681 ,78 = 127012,4 , [kg] * Chn tai treo ti trng trờn tai treo l: G= Gtl 127012,4 = = 31753,1 4 , [N] Tra bng XIII.36 (3-438) chn kớch thc tai treo tng ng Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 77 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN Bng s liu 13: Ti trng Ti trng cho phộp trờn mt tai treo cho B mt phộp F.104 m2 lờn b L B B1 mt G.10-4 N H S l a d 10 80 25 30 mm q.10-6 N/m2 4,0 297 1,34 190 160 Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 170 28 78 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN 3, Chn kớnh quan sỏt: p sut lm vic nh hn (at) nờn chn kớnh quan sỏt lm bng vt liu thy tinh silicat dy: = 10 mm ng kớnh: D = 300 mm Chn kiu bớch 1: Tra bng XIII.26 [3-409] : Bớch lin kim loi en ni b phn ca thit b: p y ì106 Dy Dn N / m2 mm 0,6 300 mm z cai h mm M20 12 24 D D1 db mm D mm mm mm 325 435 395 365 4.Tớnh b mt lp cỏch nhit: Cụng thc V.137 [2-41] S= 1,3 2,8 ìd 21,2 ì 1,35 ìt12 q11,5 d2: ng kớnh ngoi thit b,d2= 1,612 m : H s dn nhit ca lp cỏch nhit Chn vt liu cỏch nhit l t sột cú =0,055 [w/m.] t12 nhit ca dung dch;t12=142,9 ng kớnh ngoi ca lp cỏch nhit 1020mm Ti 142,9oCq1 = 465,676 [w/m] S= 2,8.1,6121, 0,0551,35142,9 = 1,4078.10 1, 465,567 Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 [m] 79 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN 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 b mụn quỏ trỡnh v thit b cụng ngh húa cht v thc phm, 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 cụ c 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 cụ c 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 cụ c 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 V Minh Khụi ó cung cp cho em nhng kin thc c bn v cỏc quỏ trỡnh v thit b ch yu Xin c bit cm n thy Nguyn Th Hu - ngi trc tip hng dn em quỏ trỡnh thit k ỏn ny Mc dự ó c gng hon thnh tt nhim v, song hn ch v ti liu, hn ch v kh nng nhn thc 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 Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 80 N MễN HC GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN Phm Vn Tuyn TI LIU THAM KHO 1, TS Phm Xuõn Ton, Cỏc quỏ trỡnh v thit b cụng ngh húa cht v thc phm, Tp 3, nh xut bn khoa hc v k thut 2, GS.TSKH Nguyn Bin, PGS.TS Vn i, KS Long Thanh Hựng, TS inh Vn Hunh, PGS.TS Nguyn Trng Khuụng, TS Phan Vn Thm, TS Phm Xuõn Ton, TS Trn Xoa , S tay cỏc quỏ trỡnh v thit b cụng ngh húa cht, Tp 1, nh xut bn khoa hc v k thut 3, GS.TSKH Nguyn Bin, PGS.TS Vn i, KS Long Thanh Hựng, TS inh Vn Hunh, PGS.TS Nguyn Trng Khuụng, TS Phan Vn Thm, TS Phm Xuõn Ton, TS Trn Xoa, S tay cỏc quỏ trỡnh v thit b cụng ngh húa cht, Tp 2, nh xut bn khoa hc v k thut 4, Nguyn c Hu, Trn Hu Qu, V k thut, B mụn Hỡnh v V k thut trng i hc Bỏch Khoa H Ni 5, GS.TSKH Nguyn Bin, Cỏc quỏ trỡnh v thit b cụng ngh húa cht v thc phm, Tp 1, nh xut bn khoa hc v k thut Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 81 N MễN HC Phm Vn Tuyn CNKT MễI TRNG - K513 GVHD: TS NGUYN TH THU HUYN 82 [...]... 4478,57 4313,58 3,7 10 Tính hệ số cấp nhiệt, nhiệt lượng trung bình từng nồi: a Tính hệ số cấp nhiệt α1 khi ngưng tụ hơi - Giả thiết chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và thành ống truyền nhiệt nồi 1 là ∆t1i - Với điều kiện làm việc của phòng đốt trung tâm thẳng đứng H = 2m; hơi ngưng bên ngoài ống, máng nước ngưng chảy dòng, hệ số cấp nhiệt được tính theo công thức: V.101 [2-28] : α 1i = 2,04 A.( ri ∆t1i H... độ xo = 5 %< 20% là dung dịch loãng Áp dụng công thức I.43, [2-152] Ta có: Co = 4186(1 – xo) = 4186(1 – 0,05) = 3976,7 (J/kg.độ) - Dung dịch trong nồi 1 có nồng độ là x1 = 8,025%< 20% là dung dịch loãng Cũng áp dụng công thức trên ta có: C1 = 4186(1 – x1) = 4186(1 – 0,08025) = 3850,0735 (J/kg.độ) - Dung dịch trong nồi 2 có nồng độ là x2 = 24 %>20% Áp dụng công thức I.44, [1-152] C2 = Cht.x2 + 4186(1... thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh tăng cao: Tổn thất này do nhiệt độ sôi ở đáy thiết bị cô đặc luôn lớn hơn nhiệt độ sôi của dung dịch ở trên mặt thoáng Thường tính toán ở khoảng giữa ống truyền nhiệt: Ptbi = P0i + (h1 + h2 g ).ρ ddsi 2 2 , (N/m2) Để thuận tiện cho tính toán ta chuyển sang đơn vị tính atm Lúc đó công thức trên trở thành: Phạm Văn Tuyến – CNKT MÔI TRƯỜNG - K513 15 ĐỒ ÁN MÔN HỌC Ptbi... 59,7 oC 2 ∑∆ i =1 = 23,061 oC Vậy: 2 ∑ ∆T i =1 i = 142,9 − 59,7 − 23,061 = 60,139 [oC] - Hiệu số nhiệt độ hữu ích trong mỗi nồi:là hệ số nhiệt độ giữa nhiệt độ hơi đốt T i và nhiệt độ sôi trung bình của dung dịch cô đặc: ∆Ti = Ti − t si = Ti − t 'i −∆'i − ∆' 'i [oC] Ta có: ∆T1 = T1 − t s1 = T1 − t '1 −∆'1 −∆' '1 = 142,9 –109,42 –2,214 – 1,64 =29,626[oC] ∆T2 = T2 − t s 2 = T2 − t ' 2 −∆'2 −∆' '2 = 108,42... α2 từ bề mặt đốt đến chất lỏng sôi: Tùy thuộc cấu tạo thiết bị, giá trị nhiệt tải riêng q, áp suất làm việc cũng như chế độ sôi điều kiện tối ưu của chất lỏng mà chọn công thức tính α 2 cho tích hợp Thông thường có thể tính theo α2 theo công thức [3-234] α 2i = 45,3 pi0,5 ∆t 22i,33 Ψi , [W/m2độ] Trong đó: Pi : Áp suất hơi thứ Phạm Văn Tuyến – CNKT MÔI TRƯỜNG - K513 27 ĐỒ ÁN MÔN HỌC... 3850,0735 (J/kg.độ) - Dung dịch trong nồi 2 có nồng độ là x2 = 24 %>20% Áp dụng công thức I.44, [1-152] C2 = Cht.x2 + 4186(1 – x2) ; J/kg.độ Với Cht là nhiệt dung riêng của NaOH khan được xác định theo công thức I.41, [1152] : m1.Cht = n1C1 + n2C2 + n3C3 Trong đó: m1 : KLPT NaOH : m1 = 40 n1 : Số nguyên tử Na : n1 = 1 Phạm Văn Tuyến – CNKT MÔI TRƯỜNG - K513 21 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS NGUYỄN THỊ THU HUYỀN... J/kg at o 1 4 142,9 2744 2141 2 1,3857 108,42 2692,56 2237,7 5 i’.103 r’.103 C J/kg J/kg 1,436 109,42 2694,8 0,212 60,8 2608,589 2235,2 8,025 2355,311 24 7 Tổn thất nhiệt độ do từng nồi: Trong thiết bị cô đặc xuất hiện sự tổn thất nhiệt độ Tổng tổn thất này bằng tổn thất nhiệt độ do nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi (∆') do cột áp suất thủy lực (∆'') trong nồi và do trở lực... TRƯỜNG - K513 26 ĐỒ ÁN MÔN HỌC α 12 = 2,04 A2 ( GVHD: TS NGUYỄN THỊ THU HUYỀN r2 2237,75.10 3 0, 25 ) 0, 25 = 2,04.182 ,204.( ) ∆t12 H 2,6.2 = 9520,07 [W/m2.độ] b Nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ: Theo công thức q11 = α 1i ∆t1i [W/m2] Ta có: q11 = α 11.∆t11 = 9897,095 2,75 = 27217,01 q12 = α 12 ∆t12 = 9520,07.2,6 = 24752,18 [w/m2] [w/m2] Bảng số liệu 4 Nồi ∆ t1i , oC tmi , oC A α1 , W/m2độ q1i , W/m2... 2,1 [oC] d/ Tổng nhiệt độ tổn thất bằng: = + + =10,951 +10,01 +2,1=23,061 [oC] 8 Hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống - Hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống: 2 2 i =1 i =1 ∑ ∆Ti = T1 − Tng − ∑ ∆ Theo công thức VI.17 và VI.18 [3-67] Trong đó: Phạm Văn Tuyến – CNKT MÔI TRƯỜNG - K513 17 ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD: TS NGUYỄN THỊ THU HUYỀN : Nhiệt độ hơi đốt ở nồi i; oC Ti Tng : Nhiệt độ của hơi thứ ở thiết bị... ÁN MÔN HỌC GVHD: TS NGUYỄN THỊ THU HUYỀN ∆t21 = ∆T1 - ∆t11 - ∆tT1 = 29,626– 2,75 –20,09 = 6,786 [oC] ∆t22 = ∆T2 - ∆t12 - ∆tT2 = 30,513 – 2,6 – 18,27 = 9,643[oC] • ψ : Hệ số hiệu chỉnh, được tính theo công thức VI.27 [3-71] : λ Ψ =  dd  λ nc    0 , 565  ρ  dd  ρ nc    2  C dd   C nc  µ nc   µ dd    0 , 435 III.24 (dd: dung dịch ; nc: nước) Trong đó : λ : Hệ số