Trng: HCN H Ni n Mụn Hc QTTB CN Húa Hc N MễN HC QU TRèNH THIT B H v tờn : Th Thng Lp : H Cụng Ngh húa 1-k6 Mó SV : 0641120066 Khoa : Cụng Ngh Húa Giỏo viờn hng dn : Nguyn Xuõn Huy NI DUNG BI: Thit k h thng ni cụ c xuụi chiu tun hon Trung Tõm cụ c dung dch Na2SO4 vi nng sut 16000 kg/h Chiu cao ng gia nhit: 2,0 m Nng u vo ca dung dch: 10% Nng cui ca dung dch: 34% p sut hi t ni 1: 4,1 at p sut hi ngng t: 0,3 at NHN XET CUA GIO VIấN Ha Nụi, Ngay Thang Nm 2015 Ngi nhõn xet GVHD :Nguyn Xuõn Huy SVTH : Th Thng Trng: HCN H Ni n Mụn Hc QTTB CN Húa Hc MC LC GVHD :Nguyn Xuõn Huy SVTH : Th Thng Trng: HCN H Ni n Mụn Hc QTTB CN Húa Hc LI M U bc u lm quen vi cụng vic ca mt k s hoỏ cht l thit k mt thit b hay h thng thit b thc hin mt nhim v sn xut, sinh viờn khoa Cụng ngh Hoỏ hc trng i hc Cụng nghip H Ni c nhn ỏn mụn hc: Quỏ trỡnh v thit b Cụng ngh Hoỏ hc Vic thc hin ỏn l iu rt cú ớch cho mi sinh viờn vic tng bc tip cn vi thc tin sau ó hon thnh lng kin thc ca giỏo trỡnh C s cỏc quỏ trỡnh v thit b Cụng ngh Hoỏ hc Trờn c s lng kin thc ú v kin thc ca mt s mụn khoa hc khỏc cú liờn quan, mi sinh viờn s t thit k mt thit b, h thng thit b thc hin mt nhim v k thut cú gii hn cỏc quỏ trỡnh cụng ngh Qua vic lm ỏn mụn hc ny, mi sinh viờn phi bit cỏch s dng ti liu vic tra cu, dng ỳng nhng kin thc, quy nh tớnh toỏn v thit k, t nõng cao k nng trỡnh by bn thit k theo phong khoa hc v nhỡn nhn mt cỏch cú h thng Trong ỏn mụn hc ny, nhim v cn phi hon thnh l thit k h thng cụ c hai ni xuụi chiu, ng tun hon trung tõm lm vic liờn tc vi dung dch Na2SO4, nng sut 16000 kg/h, nng dung dch ban u 10%, nng sn phm 34% Do hn ch v thi gian, chiu sõu v kin thc, hn ch v ti liu, kinh nghiờm thc t v nhiu mt khỏc nờn khụng trỏnh nhng thiu sút quỏ trỡnh thit k Em rt mong nhn c s úng gúp ý kin, xem xột v ch dn thờm ca cỏc thy cụ giỏo ỏn c hon thin hn Em xin chõn thnh cm n TS Nguyn Xuõn Huy ó hng dn em hon thnh ỏn ny GVHD :Nguyn Xuõn Huy SVTH : Th Thng Trng: HCN H Ni n Mụn Hc QTTB CN Húa Hc PHN I GII THIU CHUNG bc u lm quen vi cụng vic ca mt k s hoỏ cht l thit k thit b, h thng thit b phc v mt nhim v ky thut sn xut, sinh viờn khoa cụng Ngh Hoỏ hc c nhn ỏn mụn hc Qỳa trỡnh & Thit b cụng Ngh Hoỏ hc Vic lm ỏn l mt cụng vic tt giỳp cho mi sinh viờn bc tip cn tt vi thc tin sau ó hon thnh lng kin thc ca giỏo trỡnh C s cỏc quỏ trinh & thit b Cụng Ngh Hoỏ hc Trờn c s lng kin thc ú v lng kin thc ca mụn hc khỏc, mi sinh viờn bit dung ti liu tham kho tra cu, dng ỳng nhng kin thc, quy nh thit k, t nõng cao ky nng dng, tớnh toỏn, trỡnh by ni dung thit k theo phong khoa hc v nhỡn nhn mt cỏch cú h thng Trong ỏn ny, nhim v cn hon thnh l thit k h thng cụ c ni xuụi chiu ng tun hon trung tõm lm vic liờn tc vi dung dch Na 2SO4 nng sut 16000kg/h, nng u 10%, nng sn phm 34% Tng quan v dung dch Na2SO4 * Tớnh cht húa hc v vt lý Natri sunfat l mui natri ca acid sunfuric , dng khan nú l mt tinh th rn cú mu trng v cú cụng thc húa hc l Na2SO4 Natri sunfat rt bn v mt húa hc, khụng tng tỏc vi hu ht cỏc oxi húa dng thng, nhit cao nú cú th kh natri sunfit Na2SO4 + 2C Na2S + 2CO2 Natri sunfat l mui trung hũa tan nc to thnh mui cú PH = Tớnh trung hũa trng t mui bt ngun t axit mnh axit sunfuric Hn na ion vi ch in tớch dng cú kh nng phõn cc cỏc phõn t nc ca nú rt yu l cú ion kim loi dung dch Na2SO4 + H2SO4 2NaHSO4 * iu ch Phn ln thu c l quỏ trỡnh sn xut axit clohidric GVHD :Nguyn Xuõn Huy SVTH : Th Thng Trng: HCN H Ni - n Mụn Hc QTTB CN Húa Hc NaCl + H2SO4 HCl + Na2SO4 NaCl + SO2 + O2 + H2O HCl + Na2SO4 Ngun sn xut ln th l t quỏ trỡnh m axit sunfuric c trung hũa bi Natri hidroxit NaOH(aq) + H2SO4(aq) Na2SO4(aq) + H2O(l) - Trong phũng thớ nghim: 2NaHCO3 + MgSO4 Na2SO4 + Mg(OH)2 + 2CO2 * ng dng Natri sunfat l vt liu r tin, ng dng l lm cht n, dung sn xut bt giy, sn xut thy tinh, sn xut vi, thớ nghim Natri sunfat khan c dung nh cht lm khụ tr Cỏc ng dng khỏc bao gm phỏ bng ca kớnh, cht lm thm thm, sn xut bt h v cht ph gia thc n gia xỳc 2.Tng quan v quỏ trỡnh cụ c 2.1 Khỏi nim Quỏ trỡnh cụ c l quỏ trỡnh lm tng nng ca cht ho tan( khụng hoc khú bay hi) dung mụi bay hi c im ca quỏ trỡnh cụ c l dung mụi c tỏch dung dch dng hi, cũn dung cht ho tan dung dch khụng bay hi, ú nng ca dung cht s tng dn lờn, khỏc vi quỏ trỡnh chng ct, cu t hn hp cung bay hi, ch khỏc v nng mi nhit Hi ca dung mụi tỏch quỏ trỡnh cụ c gi l hi th, hi th nhit cao cú th dung un núng thit b khỏc Cụ c nhiu ni Cụ c nhiu ni l quỏ trỡnh s dng hi th thay cho hi t, ú cú ý ngha v s dng nhit Nguyờn tc ca cụ c nhiu ni l: ni u dung dch c un núng bng hi t, hi bc lờn ni ny c a vo ni th lm hi t, hi th ca ni th li lm hi t cho ni th Hi th ni cui c a vo thit b ngng t Dung dch i vo ln lt t ni u n ni cui, qua mi ni nng ca dung dch tng dn lờn mt phn dung mụi bc hi H thng cụ c xuụi chiu c s dng khỏ phụ bin u im GVHD :Nguyn Xuõn Huy SVTH : Th Thng Trng: HCN H Ni n Mụn Hc QTTB CN Húa Hc ca loi ny l dung dch t di chuyn t ni trc ni sau nh chờnh lch ỏp sut gia cỏc ni Nhc im ca nú l nhit ni sau thp hn nhng nng li cao hn ni trc nờn nht ca dung dch tng dn dn n h s truyn nhit ca h thng gim t ni u n ni cui 2.2 Cụ c nhiu ni xuụi chiu H thng cụ c xuụi chiu lm vic liờn tc : GVHD :Nguyn Xuõn Huy SVTH : Th Thng Trng: HCN H Ni S dõy chuyn sn xut: (s i kốm) 10 Dungưdịchưmuối GVHD :Nguyn Xuõn Huy 6ư Dungưdịchưdầu hoi nuoc bao hoa Nư ớcưngư ng Nư ớcưngư ng Nư ớcưngư ng Nư ớcưlàmưlạnh 12 11 Bơmưchânưkhông n Mụn Hc QTTB CN Húa Hc SVTH : Th Thng Trng: HCN H Ni n Mụn Hc QTTB CN Húa Hc Trong dõy chuyn gm cú cỏc thit b sau: - B cha dung dch u Bm Thung cao v Lu lng k - Thit b gia nhit hn hp u 6,7 - Ni cụ c 1, Baromet Hỳt chõn khụng 10 Thung cha sn phm 11 Bm chõn khụng 12- Thung cha nc ngng H thng cụ c xuụi chiu (hi t v dung dch i cung chiu vi t ni n sang ni kia) c dung khỏ phụ 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 GVHD :Nguyn Xuõn Huy SVTH : Th Thng Trng: HCN H Ni n Mụn Hc QTTB CN Húa Hc PHN II TNH TON THIT B CHNH S liu ban u : Thit k h thng ni cụ c xuụi chiu tun hon trung tõm cụ c dung dch Na2SO4 vi nng sut 16000 kg/h Chiu cao ng gia nhit: 2m Nng u vo ca dung dch: 10% Nng cui ca dung dch: 34% p sut hi t ni 1: 4,1 at p sut hi ngng t: 0,3 at Xỏc nh lng hi th bc ton b h thng: p dng cụng thc (VI.1/[ 55]) xd W = Gd Gc = Gd (1 - xc ) 10 W= 16000 x (1 - 34 ) =11294,12 (kg/h) 2.Xỏc nh lng hi th bc t mi ni : W1 : Lng hi th bc t ni W2 : Lng hi th bc t ni Chn t l phõn phi hi th hai ni nh sau: W1 : W2= 1:1 M ta cú: W1 + W2 = 11782,5376 W1=W2=5647,06 (kg/h) Xỏc nh nng cui ca dung dch ti tng ni x1:nng cui ca dung dich ti ni x2:nng cui ca dung dich ti ni p dng cụng thc : GVHD :Nguyn Xuõn Huy SVTH : Th Thng Trng: HCN H Ni n Mụn Hc QTTB CN Húa Hc x x W1 = Gd ( 1- G x G W d d ) x1= d d 16000.10 = 15,455% 16000 5647 , 06 x1 = x2 = 34 % 4.Tớnh chờnh lch ỏp xut chung ca h thng - chờnh lch ỏp sut gia hi t ni v thit b ngng t l: P = P1 Png = 4,1 0,3 = 3,8(at ) Trong ú P1 l ỏp xut hi t Png l ỏp xut hi ngng Chờnh lnh ỏp sut , nhit hi t cho mi ni - Chn t l chờnh lch ỏp sut hi t ni l: P1 2,5 = P1 = 2,5P2 P2 m: P1 + P2 = 3,8 P2 = 1,0857 (at ) P1 = 3,8 1,0857 = 2,71428(at ) * Vy ỏp sut hi t tng ni l: P1 = 4,1at P2 = 4,1 2,71428 = 1,3857 (at ) * Xỏc nh nhit hi t ni: Tra bng (I.251[1-316]: Ni 1: vi P1=4,1at ta c : 10 GVHD :Nguyn Xuõn Huy 10 SVTH : Th Thng Trng: HCN H Ni n Mụn Hc QTTB CN Húa Hc + [ u ] = [ k ] = 131,54 + y l yu t hỡnh dng ỏy c xỏc nh theo th XIII.15/[2 400] R Xột t l: Dt Trong ú: R = 240( Tra bng XIII.21[2_394] R = 0,15 y = 1,4 Dt Khi ú: 1,9.13,47.10 4.1,4 S= + C = 1,43.10 + C[m] 2.131,54.10 0,95 Vỡ S C