Đồ án môn Quá trình thiết bị đề tài Thiết kế hệ thống cô đặc 2 nồi xuôi chiều có ống tuần hoàn cưỡng bức dùng để cô đặc dung dịch NH4NO3 với năng suất 12550 kggiờ.

81 82 0
  • Loading ...
1/81 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 17/03/2018, 11:26

Thiết kế hệ thống cô đặc 2 nồi tuần hoàn cưỡng bức làm việc xuôi chiều cô đặc dung dịch NH4NO3 với năng suất 12550 kgh. Năng suất 12550 kggiờ. Chiều cao ống gia nhiệt: 3 m. Nồng độ đầu của dung dịch: 10% Nồng độ cuối của dung dịch: 32% áp suất hơi đốt nồi 1: 4,4 at. áp suất hơi ngưng tụ: 0,22 at Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Môn QT&TB TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HĨA  - - ĐỒ ÁN MƠN: Q TRÌNH & THIẾT BỊ Giáo viên hướng dẫn : VŨ MINH KHÔI Sinh viên thực : PHẠM VĂN LINH Mã số sinh viên : 1174140010 Lớp : CĐ ĐH HÓA KHÓA : 11 Hà Nội: 2017 GVHD: Vũ Minh Khơi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP HÀ NỘI Đồ Án Mơn QT&TB CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH THIẾT BỊ Số : ………………… Họ tên HS-SV : Phạm Văn Linh Lớp : CĐĐH Hoá Khoá: 11 Khoa : Cơng nghệ Hố Giáo viên hướng dẫn : Vũ Minh Khôi NỘI DUNG Thiết kế hệ thống đặc nồi xi chiều ống tuần hồn cưỡng dùng để đặc dung dịch NH4NO3 với suất 12550 kg/giờ Chiều cao ống gia nhiệt: m Các số liệu ban đầu: - Nồng độ đầu dung dịch: 10% - Nồng độ cuối dung dịch: 32% - áp suất đốt nồi 1: 4,4 at - áp suất ngưng tụ: 0,22 at T T Tên vẽ Vẽ dây chuyền sản xuất Vẽ nồi đặc Khổ giấy Số lượng A4 A0 01 01 PHẦN THUYẾT MINH Ngày giao đề : ………………………………… Ngày hoàn thành : ………………………………… TRƯỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Mơn QT&TB ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH THIẾT BỊ Họ tên : Phạm Văn Linh Lớp : CĐ ĐH Hóa – K11 Khoa : Cơng nghệ Hóa Giáo viên hướng dẫn : Vũ Minh Khôi NỘI DUNG ĐỀ BÀI: Thiết kế hệ thống đặc nồi tuần hồn cưỡng làm việc xi chiều đặc dung dịch NH4NO3 với suất 12550 kg/h - Năng suất 12550 kg/giờ - Chiều cao ống gia nhiệt: m - Nồng độ đầu dung dịch: 10% - Nồng độ cuối dung dịch: 32% - áp suất đốt nồi 1: 4,4 at - áp suất ngưng tụ: 0,22 at GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Môn QT&TB NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ………………………………………… Hà Nội, Ngày … Tháng …Năm Người nhận xét Mục Lục ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ PHẦN I :GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.Giới thiệu dung dịch NH4NO3 .6 1.1.1.Định nghĩa 1.1.2.Tính chất vật lý .6 GVHD: Vũ Minh Khơi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Môn QT&TB 2.1 Vẽ thuyết minh dây chuyền sản xuất Các thông số ban đầu: 11 2.1.Cân vật liệu .11 2.2 Cân nhiệt 11 2.2.2.1 Tính tổn thất nhiệt độ nồng độ tăng cao 13 2.2.2.2 Tính tổn thất nhiệt độ áp suất thủy tĩnh 14 2.2.3.1 Hiệu số nhiệt độ hữu ích hệ thống đặc 16 2.2.3.2 Hiệu số nhiệt độ hữu ích nồi 16 2.2.5.1.Tính hệ số cấp nhiệt, nhiệt lượng trung bình nồi 22 2.2.5.2 Tính hệ số cấp nhiệt phía dung dịch .23 3.1 Thiết bi gia nhiệt hỗn hợp đầu: 33 3.2.Thiết bị ngưng tụ Baromet 40 3.2.6.1 Đường kính 46 3.2.6.2 Chiều cao ống Barometx 46 3.3.Bơm 47 3.4.Thùng cao vị 52 PHẦN 4: TÍNH TỐN KHÍ 61 4.1.Buồng đốt nồi đặc 61 4.2 Buồng bốc 68 4.3.Đường kính ống dẫn .72 4.4.Tính tai treo chân đỡ 76 4.5.Chọn kính quan sát 81 4.6.Tính bề dày lớp cách nhiệt: .82 PHẦN I :GIỚI THIỆU CHUNG 1.1.Giới thiệu dung dịch NH4NO3 1.1.1.Định nghĩa GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Môn QT&TB Muối amôni nitrat sản phẩm phản ứng NH axít HNO3.Muối NH4NO3 hợp chất ion, phân tử gồm cation NH4+ anion NO31.1.2.Tính chất vật lý -Tinh thể NH4NO3 khơng màu, tan nhiều nước, tan etanol, l00 g nước o C hoà tan 110 g AN; 25 oC, hoà tan 114 g; 100 oC, hoà tan 870 g Khi tan hấp thụ nhiều nhiệt Dễ hút ẩm năm dạng thù hình khác theo nhiệt độ Khi chuyển dạng thù hình, thể tích thay đổi AN độ hút ẩm cao nên dễ vón cục, khó sử dụng Để giảm vón cục, người ta trộn AN với lượng nhỏ số thuốc nhuộm hay muối sắt axit béo rắc bột số muối vô lên hạt AN AN trộn lẫn chất hữu hay bột kim loại mịn dễ gây nổ, dung dịch amoni nitrat chất điện ly mạnh, gần hoàn toàn NH4NO3 = NH4+ + NO3- Phân huỷ nhiệt: Muối nitrat không bền nhiệt độ cao vào khoảng 200oC - Khối lượng riêng: 1,725g/cm3 - Nhiệt độ nóng chảy: 170oC 1.1.3.Tính chất hóa học Phản ứng trao đổi ion Dung dịch NH4NO3 phản ứng với kiềm tạo NH Dựa vào tính chất ta nhận biết ion amoni điều chế NH phòng thí nghiệm NH4+ + OH- = NH3 + H2O Phản ứng phân hủy Muối amoni nitrat bị nhiệt phân theo cách: GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Môn QT&TB 1.1.4 Điều chế Muối amoninitrat điều chế cách cho dung dịch axit HNO3 tác dụng với NH3 HNO3 + NH3 = NH4NO3 Hay kết tinh phân nhiệt muối amoni sunfat với natri nitrat 1.1.5.Ứng dụng dùng làm phân bón, dùng làm thuốc nổ cơng nghiệp, dùng làm bề mặt kim loại, chế tạo hỗn hợp lạnh, vv… 2.1 Vẽ thuyết minh dây chuyền sản xuất 2.1.1 sở lý thuyết trình đặc Trong cơng nghiệp sản xuất hóa chất thực phẩm ngành cơng nghiệp khác nói chung thường phải làm việc với hệ dung dịch lỏng chứa chất tan không bay hơi, để làm tăng nồng độ chất tan người ta thường làm bay phần dung môi dựa nguyên lý truyền nhiệt, nhiệt độ sôi, phương pháp gọi phương pháp đặc Mục đích q trình đặc làm tăng nồng độ chất tan, tách chất rắn hòa tan dạng tinh thể (kết tinh), thu dung môi dạng nguyên chất đặc tiến hành hiệt độ sôi, áp suất (như áp suất chân khơng,áp suất khí quyển,áp suất dư), hệ thống đặc nồi hay nhiều nồi.Hơi dung môi tách gọi thứ, thứ nhiệt độ cao dùng để đun nóng thiết bị khác, dùng thứ đun nóng thiết bị ngồi hệ thống đặc ta gọi phụ.Truyền nhiệt q trình đặc GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Môn QT&TB thể trục tiếp hay gián tiếp,truyền nhiệt trực tiếp thường dùng khói lò cho tiếp xúc với dung dịch, truyền nhiệt gián tiếp thường dùng nước bão hòa để đốt nóng Q trình đặc tiến hành áp suất khác tùy theo u cầu kỹ thuật Đó đặc áp suất chân không, áp suất cao áp suất khí quyển, áp suất Khi đặc áp suất chân không dùng cho dun dịch nhiệt đóơi cao dung dịch dễ bị phân hủy nhiệt, ngồi làm tăng hiệu sốnhiệt độ đốt nhiệt độ sơi trung bình trung bình dung dịch ( hiệu số nhiệt độ hữu ich), dẫn đến giảm bề mặt truyền nhiệt.Mặt khác, đặc chân khơng nhiệt độ sơi dung dịch thấp nên tận dụng nhiệt thừa trình sản xuất khác (hay sử dụng thứ) cho q trình dặc đặc áp suất cao áp suất khí thuong dùng cho dung dịch không bị phân hủy o nhiệt độ cao dung dịch muoi vô cơ, để sử dụng thứ cho đặc cho q trình đun nóng khác đặc áp suất khí thứ khơng sử dụng mà thải ngồi khơng khí Đây phương pháp đơn giản không kinh tế Trong hệ thống đặc nhiều nồi nồi thường làm việc áp suất cao áp suất khí quyển, nồi khác làm áp suất chân không đặc úng dụng nhà máy sản xuất hóa chất thực phẩm, ví dụ đặc muối vơ cơ,dung dịch kiềm Q trình đặc thực thiết bị đặc nồi hay thiết bị đặc nhiều nồi, đặc nồi gây lãng GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Mơn QT&TB phí nhiên liệu,hiệu kinh tế khơng cao thích hợp q trình sản xuất đơn giản,do người ta phải đặc nhiều nồi Sau em xin giới thiệu đặc hai nồi xuôi chiều 2.1.2.Dây chuyền sản xuất: Sơ đồ dây chuyền sản xuất thiết bị đặc tuần hoàn cưỡng 11 10 12 Hinh1: Sơ đồ dây chuyền sản xuất thiết bị đặc tuần hồn cưỡng Chú thích: Thùng chứa dung dịch đầu Thiết bị đặc Bơm Thùng chứa nước Thùng cao vị Thùng chứa sản phẩm GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Môn QT&TB Lưu lượng kế 10.Thiết bị ngưng tụ Baromet Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu Thiết bị đặc 11.Thiết bị tách bọt 12.Bơm chân khơng 13 Ống tuần hồn Ngun tắc hoạt động: Dung dịch đầu NH4NO3 bơm (2) đưa vào thùng cao vị (3) từ thùng chứa (1) thùng cao vị thiết kế gờ chảy tràn để ổn định mức chất lỏng thùng, sau chảy qua lưu lượng kế (4) vào thiết bị trao đổi nhiệt (5) (thiết bị ống chùm) Ở thiết bị trao đổi nhiệt dung dich đun nóng sơ đến nhiệt độ sơi nước bảo hòa cung cấp từ ngồi vào, 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 khơng ngưng đưa qua tháo khí khơng ngưng.Nước nưng đưa khỏi phòng đốt tháo nước ngưng Dung dịch sôi , dung môi bốc lên phòng bốc gọi thứ Dưới tác dụng đốt buồng đốt thứ bốc lên dẫn sang buong đốt thiết bị (7).Dung dịch từ nồi (6) tự di chuyển qua nồi thứ (7) 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 (7) nhiệt độ cao nhiệt độ sơi , 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 sản phẩm (9) qua thiết bị bơm (2).Hơi thứ bốc khỏi nồi (7) đưa vào thiết bị 10 GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Mơn QT&TB d: đường kính lớn ( hay kích thước lớn lỗ khơng phải hình tròn) (CT-VII.42-ST2-T74) Với :V lưu lượng khỏi nồi :m3/s = 0,785 kg/m3 vận tốc thích hợp thiết bị;với bão hào ta chọn = 2040(m/s), ta chọn= 20m/s Thay vào ta : 0,312 m K=1-=0,688 + Dựa vào Dt = 1,6m, tra hb theo bảng XIII.10-ST2- T382: hb = 400 mm + p áp suất khỏi phòng đốt p = 1,456at = 14,278.104(N/m2) xét  50 ta bỏ p mẫu số biểu thức (*) viết dạng là: S=+C S = + C= 1,398.10-3 + C ,m Đại lượng bổ xung C S – C < 10 phải tăng giá trị C thêm 2mm nên ta : C = 1,8 + = 3,8 mm  S = 1,398.10-3 + 3,8.10-3 = 5,198 mm ,chọn S = mm Kiểm tra ứng suất thành thiết bị theo áp suất thử thủy lực công thức XIII.49-ST2-T386 = (N/m2) P0 = 1,5.p = 1,5.14,278.104 = 21,417.104 N/m2  = Độ bền đảm bảo an tồn.Vậy chọn S = 6mm 4.2.5.Tra bích để lắp đáy nắp thân buồng bốc 67 GVHD: Vũ Minh Khơi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Mơn QT&TB -Tra bích buồng bốc (bảng XIII.27-ST2-T420)-loai bích1 Kích thước nối Pb.106 N/m2 0,6 Dtr D D1 (mm Db (mm (mm ) (mm) ) ) 160 177 0 1700 166 Bu lông D0 (mm ) db Z(cái) 1615 M30 40 Kiểu bích h (mm) 40 D Db D1 db Do Dt 4.3.Đường kính ống dẫn Đường kính ống dẫn vào tính theo cơng thức dựa vào phương trình lưu lượng: Vs = ,m3/s (CT VI.41-ST2-T74) d= ,m (CT VI.42-ST2-T74) Trong đó: + Vs: lưu lượng dung dịch hay ống m3/s Vs = ,: khối lượng riêng dung dịch hay ống + : vận tốc thích hợp dung dịch hay ống d = (*) 4.3.1.Đường kính ống dẫn đốt vào: Đối với đốt = ( 20 ;40) lấy = 30 m/s W = D = 4711,878 (Kg/h) - D lượng đốt :khối lượng riêng nước bão hòa 68 GVHD: Vũ Minh Khơi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Môn QT&TB =2,3176 kg/m3 Phđ = 4,4 at (bảng I.251-ST1-T355) d = = 0,155m quy chuẩn d = 200mm Kích thước nối Pb.10-6 Dtr N/m2 (mm D D1 D0 Bu lông db Z(cái) (mm (mm (mm (mm ) 0,6 Db ) 219 200 ) 310 ) 270 ) 242 Kiểu M20 bích h (mm) 22 4.3.2 Đường kính ống dẫn dung dịch vào W = Gđ = 12550 kg/h vận tốc thích hợp dung dịch ống.Với dung dịch NH4NO3 : = 0,5 m/s chọn = 0,5m/s = 1036,5 kg/m3 ( nhiệt độ đầu vào 250C, nồng độ 10%) (*)d = =0,093 m quy chuẩn d =100mm Tra bích buồng bốc (bảng XIII.27-ST2-T412) Kích thước nối Pb.1 Dtr 0-6 (mm N/m2 ) 0,6 100 D Db D1 Kiểu D0 Bu lông db Z(cái) (mm (mm) (mm) (mm ) 108 205 ) 148 170 M16 bích h (mm) 14 4.3.3.Đường kính ống dẫn thứ ra: Ta có: W=W1=4276,314(Kg/h) lượng thứ khỏi nồi1 khối lượng riêng thứ khỏi nồi1 Tra bảng I.251-ST1-T314,315 ta = 0,785 kg/m3 69 GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Mơn QT&TB vận tốc thích hợp ống,chọn =20m/s Thay số vao công thức (*) ta : d = =0,31m quy chuẩn d = 0,35m = 350mm Tra bích buồng bốc (bảng XIII.27-ST2-T412) Kích thước nối Pb.10- Dtr (mm N/m2 ) 0,25 D Db D1 D0 (mm (mm) (mm) ) 377 350 485 Kiểu Bu lông db Z(cái (mm) 445 415 ) 12 M20 bích h (mm) 22 4.3.4.Đường kính ống dẫn dung dịch Ta có: W=Gd -W1 = 12550 – 4314,063= 8273,686 (Kg/h) : vận tốc thích hợp dung dịch ống dẫn , chọn = = 1060,1 kg/m3 khối lượng riêng dung dịch 0,5m/s khỏi nồi (*)d = =0,074m Quy chuẩn d = 0,8m = 80mm Tra bích buồng bốc (bảng XIII.27-ST2-T412) Kích thước nối Pb.10- Dtr (mm N/m2 ) 0,25 D Db D1 D0 (mm (mm (mm) (mm 80 ) `76 ) 160 ) 110 130 Kiểu Bu lơng bích db Z(cái h M12 ) (mm) 14 70 GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Mơn QT&TB 4.3.5.Đường kính tháo nước ngưng: Chọn đường kính ống tháo nước ngưng lấy bằng: d = 70mm Tra bích buồng bốc (bảng XIII.27-ST2-T412) Pb.10 - N/m 0,25 Kích thước nối Dtr (mm D Db D1 D0 ) (mm (mm (mm) (mm ) ) ) 70 76 160 130 110 Bu lông db Z(cái ) M12 Kiểu bích h (mm) 14 4.1.6 Ống tuần hoàn: Người ta thường lấy : fbd : tiết diện buồng đốt fth : tiết diện ống tuần hồn dn : đường kính ngồi ống tuần hồn Quy chuẩn đường kính ngồi ống tuần hồn: 0,4m chọn: chiều dày : S = mm chiều cao : H = m Tra bích ống tuần hoàn dựa vào bảng XIII.26 /ST2 – T409 Bảng 10 : ống Kích thước nối bích 71 GVHD: Vũ Minh Khơi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Môn QT&TB Py 106 N/m2 0,6 Dy mm 400 Dn D Di Dt Mm mm mm mm 89 185 150 128 Bu lơng Db Z mm Cái M16 h 14 4.4.Tính tai treo chân đỡ Trọng lượng nồi tính thủy lực Gtl = Gnk + Gnd ,N Gnk: trọng lượng nồi không,N Gnd: trọng lượng nước đổ đầy nồi,N 4.4.1 Tính Gnk Để tính Gnk ta cân tính thơng số sau: a)Khối lượng đáy đốt: m 1=khối lượng nắp Kích thước đáy:+ đường kính đáy buồng đốt: Dtr=1300 mm +chiều dày: S= 6mm +chiều cao gờ: h = 25 mm tra bảng XIII.11-ST2-T384 ta khối lượng đáy elip: m1=92 (kg) b)Khối lượng thân buồng đốt: m2 m2 = ,kg : khối lượng riêng thép CT3: 7900 kg/m3 V2: thể tích thân buồng đốt m3:V2 = h( Dn – Dtr ) m3 h: chiều cao buồng đốt chiều cao ống truyền nhiêt h= 3m Dn: đường kính ngoai buồng đốt: Dn = Dtr + 2S = 1300 + 2.6= 1312 mm V2 = (1,3122 – 1,32) = 0,074 m3 , 72 GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Môn QT&TB m2 = 7900.0,074 = 584,6 kg c)Khối lượng hai lưới đỡ ống m3 m3 = ,kg V3: thể tích lưới đỡ ống: V3 = S ,m3 S: chiều dày lưới đỡ ống 12.10-3 m D: đường kính buồng đốt: 1,3 m dn: đường kính ngồi ống truyền nhiệt: 0,038 m  khối lượng riêng thép CT3: 7900 kg/m3 V3 = V3 = 12.10-3 = 0,011 m3 m3 = 7900.0,011= 173,8 (kg) d)Khối lượng ống truyền nhiệt: m m 4 = n.,kg V4: thể tích ống truyên nhiệt:V = H m3 H: chiều cao ống truyền nhiệt: m dn: đường kính ngồi ống chảy truyền: 0,038 m dtr: đường kính ống chảy truyền: 0,034 m n: số ống truyền nhiệt: 331 ống  khối lượng riêng thép CT3: 7900 kg/m3 V4 =3 = 6,782.10-4 m3 m4 =331.7900 6,782.10-4 = 1773,425 (kg) e)Khối lượng thân buồng bốc: m5 m5 = ,kg V5: thể tích thân buồng bốc:V5 = h.( Dn – Dtr ) h: chiều cao buồng bốc: 3m Dtr: đường kính buồng bốc: 1,6m Dn: đường kính ngồi buồng bốc Dn = Dtr + 2.S = 1,6+ 2.4.10-3 = 1,608 m V5 = 3= 0,06 m3 73 GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Môn QT&TB m5 = 7900 0,06 = 474 (kg) f) Khối lượng nắp: m6 = khối lượng nắp Kich thước nắp: + Đường kính trong: Dtr = 1,3m + Chiều dày: S =6 mm + Chiều cao gờ: h = 25mm tra bảng XIII.11-STQT&TB-2/384 ta khối lượng nắp elip: m =92 (kg) g) Khối lượng phần nón cụt: m7 m7 = ,kg V7: thể tích nón cụt:V7 = h( Dn – Dtr ) h: chiều cao phần nón cụt: 0,5 m Dn = = = 1460mm Dtr = = = 1450mm Dddn: đường kính ngồi ống dẫn thứ Dddtr: đường kính ống dẫn thứ V7 = 0,5.= 0,011 m3 m7 =0,011.7900= 90,23 (kg) h) Khối lượng bích ghép nắp, thân đáy buồng đốt với hình nốn cụt: m8= 4., kg V8: thể tích bích:V8= H: chiều cao bích: 0,035m  V8 =  m8=4.7900.5,978.10-3= 188,9(kg) 74 GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội i) Đồ Án Mơn QT&TB Khối lượng bích ghép nắp thân buồng bốc: m9=2 ,kg V9: thể tích bích:V9=  V9 =  m9=2.7900.5,85.10-3= 92,43(kg) k) Tổng khối lượng nồi khơng: Gnk=g=9,81(m1 +m2+m3+m4+m5+m6+m7+m8+m9) Thay số vào ta có: Gnk=( 92 +584,6 + 173,8 + 1773,425 + 474 + 92 + 90,23 + 188,9 + 92,43 ).9,81 Gnk=34973,187 N 4.4.2.Tính Gnd a) Thể tích khơng gian buồng đốt buồng bốc: V = ,m3 Trong đó: + hb chiều cao buồng bốc: m + hd chiều cao buồng đốt :3 m + Dtrbb đường kính buồng bốc + Dtrd đường kính buồng đốt V = = 10 (m3) b) Khối lượng nước chứa đầy nồi: Gnd = g =9,81.1000 10 = 98100 (N) Vậy khối lượng nồi thử thủy lực: Gtl = Gnd + Gnk = 98100 + 34973,187 = 133037,187 N 4.4.3 Chọn tai treo chân đỡ Chọn tai treo chân đỡ 4, tải trọng tai treo, chân đỡ phải chịu là: G = = = 3,33.104 N Tra bảng XIII.36-ST2-T438 tai treo thiết bị thẳng đứng 75 GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Môn QT&TB a S H B1 B L S 20 d Tải trọng cho phép chân đỡ 4,0 G.10-4 (N) Bề mặt đỡ, F.104 N/m2 297 Tải trọng cho phép lên bề mặt đỡ 1,34 q.10-6 (N/m2) L 190 B 160 B1 170 H 280 S 10 mm L 80 A D Khối lượng tai treo(kg) 7,35 4.5.Chọn kính quan sát:ta chọn kính quan sát làm thuỷ tinh silicat dày: = 15mm, đường kính: d = 300mm.Áp suất làm việc nhỏ 6at 76 GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Mơn QT&TB Chọn bích kiểu 1,bảng bảng XIII.27-ST 2-T414).bích liền kim loại để nối phận thiết bị Kích thước nối Pb.10-6 Dtr N/m2 (mm ) 0,6 300 D Db D1 Kiểu bích D0 Bu lơng db Z(cái (mm (mm (mm (mm ) 325 ) 435 ) 395 ) 365 M20 ) 12 h (mm) 24 4.6.Tính bề dày lớp cách nhiệt: bề dày lớp cách nhiệt cho thiết bị đươc tính theo cơng thức: n (tT2 - tkk) = ( tT1 - tT2) (CT VI.66-ST2-T92) (*) Trong đó: + tT2: nhiệt độ bề mặt lớp cánh nhiệt phía khơng khí, khoảng 40 50 0C, chọn tT2 = 50 0C + tT1: nhiệt độ lớp cách nhiệt tiếp giáp bề mặt thiết bị trở lực tướng thiết bị nhỏ so với trở lực lớp cách nhiệt tT lấy gần nhiệt độ đốt tT1 = 149,46 C + tkk: nhiệt độ môi trường xunh quanh Tra bảng VII.1-ST2-T98, chọn tkk = 23,4 0C, lấy Hà Nội trung bình năm +: hệ số dẫn nhiệt chất cách,chọn vật liệu cách nhiệt = 0,055 kcal/m.h.độ = 0,0638 W/mđộ (PL sách tập tập 1) +: hệ số cách nhiệt từ bề mặt lớp cách nhiệt đến khơng khí : n = 9,3 +0,058 tT2 (CT VI.67-ST2-T92) 77 GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Môn QT&TB  n = 9,3 +0,058.50 = 12,2 W/m2.độ Thay số vào (*) (m) = 20mm Các thông số kỹ thuật hệ thống thiết bị đặc ống tuần hồn cưỡng với dung dịch NH4NO3: Năng suất Nồng độ dung dịch Đầu Cuối Lượng đốt vào nồi Lượng thứ bốc Nồi Nồi Nồi Nồi Nồi Nhiệt độ sôi dung dịch Hệ số truyền nhiệt 2 12550 10 32 411,878 4276,314 4351,811 113,158 75,197 922,768 Kg/h % % Kg/h Kg/h Kg/h C C W/m2.đ ộ W/m2.đ Nồi 859,552 Hệ số nhiệt độ hưu ích hệ thống Bệ mặt truyền nhiệt Nồi Nồi Các thông số cấu tạo thiết bị: Buồng đốt Buồng bốc Kính quan sát ống dẫn đốt Đường kính Chiều cao Chiều dày Chiều dày lưới đỡ ống Chiều dày đáy nồi 66,65 94,601 93,508 ộ C m2 m2 1300mm 3000mm 6mm 12mm 6mm phòng đốt Chiều dày ống truyền 38mm nhiệt Đường kính Chiều cao Chiều dày Chiều dày nắp buồng 1600mm 3000mm 4mm 6mm bốc Đường kính Đường kính 300mm 150mm 78 GVHD: Vũ Minh Khôi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Đồ Án Mơn QT&TB vào ống dẫn dung Đường kính 100mm dịch vào ống dẫn thứ Đường kính 300mm ống dẫn dung Đường kính 80mm dịch ống tuần hồn ống tháo nước Đường kính Đường kính 400mm 70mm ngưng 79 GVHD: Vũ Minh Khơi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Môn QT&TB KẾT LUẬN Qua trình em rút vài kinh nghiệm sau: - Việc thiết kế tính tốn hệ thống đặc việc làm phức tạp, tỉ mỉ lâu dài Nó khơng yêu cầu người thiết kế phải kiến thức thực sâu q trình đặc mà phải biết số lĩnh vực khác như: Cấu tạo thiết bị phụ, quy định vẽ kỹ thuật - Các công thức tốn học khơng gò bó mơn học khác mà mở rộng dựa giả thuyết điều kiện, chế độ làm việc thiết bị Bởi tính tốn người thiết kế tính đến số ảnh hưởng điều kiện thực tế, nên đem vào hoạt động hệ thống làm việc ổn định Không vậy, việc thiết kế đồ án mơn học q trình thiết bị giúp em củng cố thêm kiến thức trình đặc nói riêng q trình khác nói chung; nâng cao kỹ tra cứu, tính tốn, xử lý số liệu Biết cách trình bày theo văn phong khoa học nhìn nhận vấn đề cách hệ thống Việc thiết kế đồ án môn học “Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa học” hội tốt cho sinh viên nghành hóa nói chung thân em nói riêng làm quen với cơng việc kỹ sư hóa chất Mặc dù cố gắng hoàn thành tốt nhiệm vụ, song hạn chế tài liệu, hạn chế khả kiến thức kinh nghiệm thực tế, nên emkhông tránh khỏi thiếu sót q trình thiết kế Em mong nhận ý kiến đóng góp thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn 80 GVHD: Vũ Minh Khơi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 Trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Môn QT&TB PHỤ LỤC Tài liệu tham khảo Sổ tay q trình thiết bị Cơng nghệ hóa học -Tập thể tác giả -NXB Khoa học - Kỹ thuật ( 1974, tập 1) Sổ tay trình thiết bị Cơng nghệ hóa học - Tập thể tác giả - NXB Khoa học - Kỹ thuật (1982, tập 2) sở trình thiết bị Cơng nghệ hóa học - Tập thể tác giả -NXB Khoa học - Kỹ thuật (2000, tập 134) Tính tốn q trình thiết bị cơng nghệ hóa-GS.TSKH Nguyễn Bin (tâp 1,2) 4.Cơ sở thiết kế máy hóa chất - Tác giả Hồ Lê Viên ( xuất năm 1997) Chuyển đổi đơn vị thường gặp: 1N = (kg.m/s) 1W = 1(N/m) = 1(J/s) = 4,186 (cal) 1(N.s/m2) = 10P = 1000Cp (at) = 9,81.104 (N/m2) = 735,5 (mmHg) = 1(kg/cm2) 81 GVHD: Vũ Minh Khơi SVTH: Phạm Văn Linh CĐĐH Hố 1-K11 ... NỘI DUNG Thiết kế hệ thống cô đặc nồi xi chiều có ống tuần hồn cưỡng dùng để cô đặc dung dịch NH4NO3 với suất 125 50 kg/giờ Chiều cao ống gia nhiệt: m Các số liệu ban đầu: - Nồng độ đầu dung dịch: ... nghệ Hóa Giáo viên hướng dẫn : Vũ Minh Khơi NỘI DUNG ĐỀ BÀI: Thiết kế hệ thống cô đặc nồi tuần hồn cưỡng làm việc xi chiều đặc dung dịch NH4NO3 với suất 125 50 kg/h - Năng suất 125 50 kg/giờ - Chiều. .. suất khí quyển,áp suất dư), hệ thống cô đặc nồi hay nhiều nồi. Hơi dung môi tách gọi thứ, thứ nhiệt độ cao dùng để đun nóng thiết bị khác, dùng thứ đun nóng thiết bị ngồi hệ thống đặc ta gọi phụ.Truyền
- Xem thêm -

Xem thêm: Đồ án môn Quá trình thiết bị đề tài Thiết kế hệ thống cô đặc 2 nồi xuôi chiều có ống tuần hoàn cưỡng bức dùng để cô đặc dung dịch NH4NO3 với năng suất 12550 kggiờ., Đồ án môn Quá trình thiết bị đề tài Thiết kế hệ thống cô đặc 2 nồi xuôi chiều có ống tuần hoàn cưỡng bức dùng để cô đặc dung dịch NH4NO3 với năng suất 12550 kggiờ., Hay kết tinh phân nhiệt muối amoni sunfat với natri nitrat, W: lượng hơi thứ bốc ra khỏi toàn bộ hệ thống, Δtch= t – Tnt (CT VI.18 – T67- ST2), Vậy lượng hơi nồi 1: W1 = 4276,314 (kg/h), +pi – áp suất làm việc(áp suất hơi thứ) nồi thứ i (at),  M1 = 0,039.80 + ( 1- 0,039) .18 = 20,418, (độ ) ( CT 3.33 – T155- QTTBT3), Thay số vào công thức ta có:, +Công suất đông cơ điện được tính theo công thức sau:, Chiều dày lưới đỡ ống phải thỏa mãn những yêu cầu sau:, Độ bền đảm bảo an toàn.Vậy chọn S = 6mm, W = Gđ = 12550 kg/h, S: chiều dày lưới đỡ ống 12.10-3 m, Tải trọng cho phép lên bề mặt đỡ q.10-6 (N/m2), Khối lượng 1 tai treo(kg)

Từ khóa liên quan

Mục lục

Xem thêm

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay