Đang tải... (xem toàn văn)
ống tuần hoàn trung tâm×thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều×đề tài thiết kế hệ thống thiết bị cô đặc hai nồi xuôi chiều dung dịch naoh×thiết kế hệ thống 2 nồi cô đặc xuôi chiều tuần hoàn trung tâm cô đặc dung dịch naoh với năng suất 3 6 kg× Từ khóa cô đặc tuần hoàn trung tâmhệ thống cô đặc 2 nồi xuôi chiềuthiết kế hệ thống cô đặc 2 nồi xuôi chiềucô đặc 3 nồi xuôi chiềuđồ án cô đặc 3 nồi xuôi chiềuđồ án cô đặc 2 nồi xuôi chiều cacl2
Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CƠNG 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 Họ tên SV : Nguyễn Thị Mến Lớp : ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Khoa : Cơng Nghệ Hóa Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Minh Việt NỘI DUNG Thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xi chiều , ống tuần hồn trung tâm ,thẳng đứng Cô đặc dung dịch NaNO3 suất 8,5 Tấn/h ,chiều cao ống gia nhiệt h =2m Các số liệu ban đầu : -Nồng độ đầu dung dịch 15% -Nồng độ cuối 45 % -Áp suất đốt nồi : at -Áp suất ngưng tụ : 0,2 at TT Tên vẽ Vẽ dây chuyền sản xuất Vẽ nồi cô đặc Khổ giấy A4 A0 Số lượng 01 01 PHẦN THUYẾT MINH Mở đầu Vẽ thuyết minh dây truyền sản xuất Tính tốn cân vật liệu nhiệt lượng Tính tốn khí Tính tốn chọn thiết bị phụ Kết luận TRƯỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN MỤC LỤC Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Lời mở đầu Phần I Giới thiệu thiết bị cô đặc Khái niệm: Phân loại thiết bị cô đặc Một số tính chất vật lý dung dịch liên quan đến q trình đặc giới thiệu dung dịch NaNO3 10 4.1.Tính chất vật lí: 10 4.2.Tính chất hóa học: 10 4.3.Ứng dụng : 11 Sơ đồ dây chuyền sản xuất thuyết minh 13 PHẦN II CÂN BẰNG VẬT LIỆU VÀ NHIỆT LƯỢNG 14 tính tốn thiết bị gia nhiệt .14 1.1 tính tốn lượng thứ khỏi hệ thống 14 1.2 Lượng thứ khỏi nồi 14 1.3 Nồng độ cuối dung dịch nồi .14 1.4 Chênh lệch áp suất chung hệ thống (∆Р) 15 1.5 Nhiệt độ, áp suất đốt nồi .15 1.6 Áp suất, nhiệt độ thứ khỏi nồi 16 1.7 tổn thất nhiệt nhiệt độ cho nồi 16 1.7.1 Tổn thất nhiệt độ sôi dung dịch cao dung môi( ) .16 1.7.2 Tổn thất tăng áp suất thủy tĩnh .17 1.7.3 Tổn thất nhiệt độ trở lực đường ống .18 1.7.4 Tổng tổn thất nhiệt hệ thống là: 18 1.8 Hiệu số nhiệt độ hữu ích hệ thống .18 1.8.1 Nhiệt độ sôi dung dịch nồi 18 1.8.2 Hiệu số nhiệt độ hữu ích( thi ) .18 1.9 Tính nhiệt lượng đốt D, thứ Wi ( kg/h) 19 1.9.1 Sơ đồ cân nhiệt lượng 19 1.9.2 phương trình cân nhiệt lượng 19 2.1 Sai số so với giả thuyết ban đầu: .21 2.2 Tỷ lệ phân phối thứ nồi: .21 2.3 Bảng tổng hợp số liệu .22 Hệ số cấp nhiệt, nhiệt lượng trung bình nồi 22 3.1 Hệ số hiệu chỉnh nồi 22 3.2 Tổng nhiệt trở thành ống truyền nhiệt 24 3.3.Hệ số cấp nhiệt, nhiệt lượng trung bình nồi .25 a.Hệ số cấp nhiệt ngưng tụ nước : 25 b.Nhiệt tải riêng phía ngưng tụ: .26 c.Hệ số cấp nhiệt từ bề mặt đốt đến chất lỏng sôi: .26 d.nhiệt tải riêng phía dung dịch 26 i Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội e.So sánh sai số ta thấy 27 4.Hệ số cấp nhiệt trung bình nồi 2: .27 a.Hệ số cấp nhiệt ngưng tụ nước 27 b.Nhiệt tải riêng phía ngưng tụ 27 c.Hệ số cấp nhiệt 22 từ bề mặt đốt đến chất lỏng sôi 27 d.Nhiệt tải riêng phía dung dịch 27 e.So sánh q12 q22 27 Xác định hệ số truyền nhiệt nồi .28 5.1 Hệ số truyền nhiệt Ki 28 a.Nhiệt tải riêng trung bình: 28 b.Hệ số truyền nhiệt 28 5.2.Lượng nhiệt tiêu tốn 28 Nhiệt độ hữu ích nồi 29 6.1 Lập tỷ số: Li = Qi/ Ki 29 6.2 Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích cho nồi .29 So sánh Thi Thi* .30 Tính bề mặt truyền nhiệt F .30 PHẦN III : TÍNH TỐN CƠ KHÍ VÀ LỰA CHỌN 31 1.tính buồng đốt 31 1.1.Số ống truyền nhiệt buồng đốt (n) 31 1.2.Đường kính buồng đốt (Dtr) 31 1.3 Đường kính ống tuần hoàn trung tâm .32 1.4.Chiều dày buồng đốt (S) 32 1.5.Kiểm tra độ bền theo áp suất thử 34 1.6.Chiều dày đáy buồng đốt 34 1.7.Tính tốn lưới đỡ 35 Tính buồng bốc 36 2.1.Thể tích khơng gian (Vb) .36 2.2.Chiều cao buồng bốc 36 2.3.Chiều dày buồng bốc 37 2.4.Tính nắp buồng bốc 37 3.mặt bích 38 Một số chi tiết khác 40 4.1 đường kính ống nối dẫn dung dịch vào thiết bị 40 4.1.1 ống dẫn đốt vào: 40 4.1.2.ống dẫn dung dịch vào 40 4.1.3 Đối với ống dẫn thứ 41 4.1.4 Đối với ống dẫn dung dịch 41 4.1.5 Đối với ống tháo nước ngưng 42 Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội 5.Tính chọn tai treo 42 5.1.Tính Gnk 42 a Khối lượng đáy lồi nắp buồng đốt 42 b.tính khối lượng than buồng đốt 42 c khối lượng bích ghép thân đáy buồng đốt .43 d tính khối lượng thân buồng bốc .43 e Khối lượng nắp đáy buồng bốc 43 f khối lượng bích ghép thân đáy buồng bốc .44 g.Khối lượng lưới đỡ ống 44 h khối lượng ống truyền nhiệt 44 i khối lượng hai phần trụ nối nắp, thân, đáy, buồng đốt với ống dẫn 44 j tổng khối lượng nồi không 45 5.2.tính Gnd 45 a thể tích khơng gian buồng đốt buồng bốc 45 b khối lượng nước chứa đầy nồi là: 45 5.3.khối lượng nồi thử thủy lực 46 5.4 Chọn tai treo chân đỡ 46 chọn kính quan sát 48 Tính bề dày lớp cách nhiệt : 48 PHẦN IV TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ 50 1.gia nhiệt hỗn hợp đầu .50 1.1 Nhiệt lượng trao đổi :( Q) 50 1.2 Hiệu số nhiệt độ hữu ích: 50 1.3 Tính hệ số cấp nhiệt cho lưu thể: 51 1.4 Nhiệt tải riêng phía ngưng tụ: .52 1.5 Hệ số cấp nhiệt phía hỗn hợp chảy xốy: 52 1.6 Nhiệt tải riêng phía dung dịch : 55 1.7 Bề mặt truyền nhiệt : 55 1.8 Số ống truyền nhiệt : 55 1.9 Đường kính thiết bị đun nóng 56 1.10 Tính lại vận tốc chia ngăn : 56 a Xác định vận tốc thực .56 b Xác định vận tốc giả thuyết: 57 c số ngăn: .57 Chiều cao thùng cao vị .57 2.1 Trở lực đoạn ống từ thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu đến cô đặc : 58 2.2.Áp suất để khắc phục trở lực ma sát: .58 Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội 2.3 Trở lực ống dẫn từ thùng cao vị đến thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu : 60 2.4 Trở lực thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu vào thiết bị cô đặc: .61 chiều cao thùng cao vị : 62 Bơm 64 4.1 Xác định áp suất toàn phần bơm tạo ra: 64 4.2.Năng suất yêu cầu trục bơm 68 4.3.Công suất động điện 68 thiết bị ngưng tụ Baromet .69 5.1 hệ thống thiết bị 69 5.2 Lượng nước lạnh (Gn) cần thiết cung cấp cho thiết bị ngưng tụ 72 5.3 Đường kính thiết bị ngưng tụ (Dtr) 73 5.4 kích thước ngăn 73 5.5.chiều cao thiết bị ngưng tụ 73 5.6 kích thước ống Baromet 74 a đường kính ống Baromet 74 b xác định chiều cao ống baromet 75 5.7 Lượng khí khơng ngưng 76 a lượng khơng khí cần hút 76 5.8.Tính tốn bơm chân khơng 77 Thống kê số liệu thiết bị phụ 78 6.1 thống kê thông số thiết bị ngưng tụ .78 6.2 thống kê số liệu bơm 79 6.3 thống kê số liệu thùng cao vị 79 Phần V Kết luận 85 Tài liệu tham khảo 83 Lời mở đầu Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Trong kỹ thuật sản xuất cơng 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 khơng bay hơi, nồng độ dung dịch tăng lên theo yêu cầu mong muốn Thiết bị dùng chủ yếu thiết bị đặc ống tuần hồn trung tâm, tuần hồn cưỡng bức, phòng đốt ngồi, …trong thiết bị đặc tuần hồn 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 cơng việc kỹ sư hóa chất thiết kế thiết bị hay hệ thống thực nhiệm vụ sản xuất ,em nhận đồ án môn học : “Q trình thiết bị Cơng 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 Cơng nghệ Hóa học “ sở lượng kiến thức kiến thức số mơn 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 q trình cơng 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 định tính tốn 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 mơn học , nhiệm vụ cần phải hồn thành thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều , ống tuần hoàn trung tâm làm việc liên tục với dung Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội dịch CaCl2 ,năng suất 8500kg/h, nồng độ dung dịch ban đầu 8%, nồng độ sản phẩm 35% Phần I Giới thiệu thiết bị cô đặc Khái niệm: Cô đặc phương pháp thường dùng để tăng nồng độ cấu tử dung dịch gồm hai hay nhiều cấu tử Tùy theo tính chất cấu tử khó bay hay dễ bay ta tách phần dung môi ( cấu tử dễ bay hơn) phương pháp nhiệt độ ( đun nóng ) hay phương pháp làm lạnh kết tinh Trong đồ án ta dùng phương pháp nhiệt Trong phương pháp nhiệt tác dụng nhiệt ( đun nóng ), dung mơi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái áp suất rieng phần áp suất bên ngồi tác dụng lên mặt thống dung dịch ( tức dung dịch sôi ) Để cô đặc dung dịch không chịu nhiệt độ cao ( dung dịch đường ) đòi hỏi phải cô đặc nhiệt độ đủ thấp ứng với áp suất cân mặt thoáng thấp Phân loại thiết bị cô đặc Thiết bị cô đặc chia thành nhóm: Nhóm : Dung dịch đối lưu tự nhiên hay tuần hoàn tự nhiên Thiết bị dạng dùng để cô đặc dung dịch loãng độ nhớt thấp, đảm bảo tuàn hoàn tự nhiên dung dich dễ dàng qua bề mặt truyền nhiệt Nhóm : Dung dịch đối lưu cưỡng hay tuần hoàn cưỡng Thiết bị nhóm dùng cho dung dịch sệt, độ Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội nhớt cao giảm bám cặn hay kết tinh phần bề mặt truyền nhiệt Nhóm : Dung dịch chảy thành màng mỏng, màng chảy ngược lên suôi xuống Thiết bị dạng cho phép dung dịch chảy thành màng qua bề mặt truyền nhiệt lần tránh tác dụng nhiệt độ lâu làm biến chất số thành phần dung dịch Đối với nhóm thiết bị thiết kế buồng đốt buồng đốt Tùy theo điều kiên dung dich mà ta sử dụng đặc điều kiện chân không, áp suất thường, áp suất dư Một số tính chất vật lý dung dịch liên quan đến q trình đặc -Nhiệt hòa tan: Khi hòa tan chất rắn vào dung mơi có hai q trình xảy ra: Quá trình thu nhiệt trình tỏa nhiệt Q trình thu nhiệt dung mơi làm nhiệt độ dung môi lạnh tương tác phân tử dung môi phân tử chất tqan mà mạng lưới tinh thể chất tanbị phá hủy Quá trình tỏa nhiệt tạo thành từ mối liên kết cácphân tử chất tan với phân tử dung môi gọi q trình solvat hóa, dung mơi nước gọi hydrat hóa Vậy nhiệt hòa tan tổng hai lượng nhiệt Bởi nhiệt hòa tan âm hay dương, tùy theo tính chất của chất hòa tan dung mơi Đới với chất dễ tạo thành q trình solvat hóa nhiệt hòa tan dương,còn câhts khơng tạo thành solvat hóa(hydrat hóa) nhiệt hòa tan âm Do tính tốn t cần biết nhiệt hòa than chất để thêm hay bớt nhiệt đi, nhiệt hòa tan tra sổ tay trình thiết bị -Nhiệt độ sôi dung dịch: Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Nhiệt độ sơi dung dịch có tính chất quan trọng tính tốn thiết kế thiết bị đặc từ nhiệt độ sơi dung dịch ta chọn chất tải nhiệt để đốt nóng chế độ làm việc thiết bị Hiệu số nhiệt độ chất tải nhiệt dung dịch yếu tố xác định bề mặt truyền nhiệt thiết bị Nhiệt độ sôi dung dịch phụ thuộc vào tính chất dung mơi chất hòa tan, nồng độ tăng nhiệt độ sôi tăng Nhiệt độ sôi dung dịch lớn nhiệt độ sôi dung môi áp suất, điều giải thích theo định luật Raun: Ps P n Ps N Ở Ps – áp suất bão hòa dung môi nguyên chất P – áp suất bão hòa dung mơi mặt dung dịch n – số mol chất hòa tan; N – số mol dung môi Từ biểu thức ta thấy Ps > P nghĩa áp suất bão hòa dung môi mặt dung môi nguyên chất luôn lớn áp suất bão hòa dung mơi mặt dung dịch có nhiệt độ nhau, từ biểu thức ta thấy tăn gn (tăng nồng độ dung dịch) P giảm Hiệu số P s – P = P gọi độ giảm áp suất dung môi dung dịch Nếu nhiệt độ áp suất dung môi dung dịch nhỏ áp suất dùng mơi dung mơi ngun chất ngược lại có áp suất bên ngồi nhiệt độ sôi dung dịch luôn lớn nhiệt độ sôi dung môi nguyên chất Hiệu số nhiệt độ sôi dung dịch dung môi nguyên chất t – ts = ’ Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Công Nghiệp Hà Nội ’ độ tăng nhiệt độ sôi dung dịch so với dung môi nguyên chất, ’ phụ thuộc nồng độ, nồng độ tăng ’ tăng Đại lượng gọi tổn thất nhiệt độ nồng độ Trị số ’ phụ thuộc vào chất hòa tan Khi tính tổn thất nhiệt độ nồng độ áp suất khác ta ứng dụng quy tắc Babô, theo quy tắc này: độ giảm tương đối áp suất bão hòa dung mơi dung dịch nồng độ cho đại lượng không đổi không phụ thuộc vào nhiệt độ sôi Nghĩa là: Ps P = số Ps P = số Ps Từ biểu thức ta biết nhiệt độ sôi dung dịch nồng độ cho ứng với áp suất ta xác định nhiệt độ sôi áp suất khác Như dung dịch khác nhau, tính chất vật lý, hóa học khác ta cần lựa chọn thiết bị cô đặc phù hợp giới thiệu dung dịch NaNO3 4.1.Tính chất vật lí: - Natri nitrat thường dạng tinh thể không màu, khối lượng riêng 2,265 g/cm3; có nhiệt độ nóng chảy tnc = 312oC - Natri nitrat tan nước,là chất điện li mạnh - Để ngồi khơng khí chúng bị chảy hấp thụ nước khơng khí - NaNO3 khan bền với nhiệt ( chúng thăng hoa chân khơng 380- 500độC ) 4.2.Tính chất hóa học: * Ở nhiêt độ cao NaNO3 chất oxi hóa mạnh - Khi bị đun nóng NaNO3 bị nhiệt phân hủy tạo thành muối Nitrit Oxi: NaNO3 NaNO2 + O2 - Phản ứng với Cu môi trường axit: 2NO3- + 8H+ + 3Cu 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 4.3.Ứng dụng : Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 10 Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Công Nghiệp Hà Nội thiết bị ngưng tụ Baromet 5.1 hệ thống thiết bị 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 khơng có giá trị khơng tan nước chất lỏng trộn lẫn với nước làm nguội Sơ đồ nguyên lý làm việc thiết bị ngưng tụ Baromet ngược chiều loại khơ mơ 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 khơng ngưng lên qua ống (5) sang thiết bị thu hồi bọt (2) tập trung chảy xuống ống Baromet Khí khơng ngưng hút qua phía bơm chân không Ống Baromet thường cao H>_4,3m để độ chân khơng thiết bị có tăng nước khơng dâng lên ngập thiết bị Loại có ưu điểm nước tự chảy không cần bơm nên tốn lượng , suất lớn Trong cơng nghiệp hóa chất, thiết bị ngưng tụ Baromet chân cao ngược chiều loại khô thường sử dụng hệ thống đặc nhiều nồi, đặt vị trí cuối hệ thống nồi cuối thường làm việc áp suất chân không Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 65 Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội 66 Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Công Nghiệp Hà Nội Các thông số vật lý nước khỏi nồi liệt kê bảng dưới: Các số liệu cần biết : Hơi thứ nồi cuối thiết bị cô đặc w = w2 = 2886,649 kg/h Áp suất thiết bị ngưng tụ Png = 0,2 at Các thông số vật lý thứ khỏi hệ thống P2’ = 0,214 at t2’ = 610C x2 = 45% i2’ = 2608878J/kg r2’ = 2354822 J/kg 5.2 Lượng nước lạnh (Gn) cần thiết cung cấp cho thiết bị ngưng tụ tính theo cơng thức VI.51-[84-2] Gn = w2 ,kg/h 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 Cn = 4,18104315.103 J/kg.độ Gn = 2886,649 = 66274,89 kg/h 5.3 Đường kính thiết bị ngưng tụ (Dtr) tính theo cơng thức VI.52-[ 84- 2] D = 0,02305 m Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 67 Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Công Nghiệp Hà Nội Wh tốc độ thiết bị ngưng tụ bão hòa nên Wh =35m/s h khối lượng riêng h = 0,1223 kg/m3 tra bảng I.250 - [312- 2] D = 0,02305 = 0,599 m = 599 mm Quy chuẩn D = 800 mm 5.4 kích thước ngăn Tấm ngăn có dạng hình viên phân chiều rộng ngăn Theo công thức VI.53 -[ 85- 2] b = Dtr/2 + 50 = 800/2+50 = 450mm ngăn có nhiều lỗ nhỏ đường kính lỗ ngăn dlỗ = 5mm chiều dày tấmngăn chọn = 4mm tổng diện tích bề mặt lỗ tồn mặt cắt ngang thiết bị ngưng tụ theo công thức VI.54 - [85- ] f= m2 Khi chiều cao gờ ngăn 40mm tốc độ tia nước Wc = 0,62m/s Thay số vào ta f = 0,035m2 Bước lỗ t Lỗ xếp theo hình lục giác theo công thức VI-55 - [ 85- 2] t = 0,866.dlo.( )0,5 + dlo mm chon f /ftb = 0,1 ( nước làm lạnh bẩn) thay vào ta có t = 6,37mm 5.5.chiều cao thiết bị ngưng tụ xác định mức độ đun nóng nước theo cơng thức VI.56- [85 - 2] = tbh ứng với png tbh = 58,48 0C = = 0,750C quy chuẩn = 0,774 Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 68 Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Từ mức độ đun nóng nước vừa quy chuẩn ta tra số bậc số ngăn khoảng cách ngăn theo bảng VI.7 -[86- 2] Số bậc Số ngăn Khoảng Thời gian Mức độ cách rời qua đun nóng kính tia ngăn bậc nước mm 400 s 0,41 mm 0,774 Đường Chiều cao hữu ích thiết bị ngưng tụ là: hhi 8 400 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 Khi chiều cao thực tế thiết bị ngưng tụ H’ khoảng trung bình ngăn 400mm ta chọn khoảng cách ngăn cuối 450mm, đó: H’ = 450+400+350+300+250+200+150+100 = 2200 mm 5.6 kích thước ống Baromet a đường kính ống Baromet tính theo cơng thức VI.57-[86-2] d= m tốc độ hỗn hợp nước chất lỏng ngưng chày ống Baromet, chọn = 0,5 m/s Thay số vào ta có d = = 0,049 m b xác định chiều cao ống baromet tính theo công thức VI.58-[ 83-2] H=h1+h2+0.5 Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 69 Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội h1 chiều cao cột nước ống baromet cân với hiệu số áp suất khí áp suất thiết bị ngưng tụ: h1 = m Pck độ chân không thiết bị ngưng tụ Pck = 760- 735,6.Png = 760- 735,6.0,2 = 612,88 mmHg Thay vào cơng thức ta có h1 = = 8,33 m h2 :là chiều cao cột nước ống baromet cần để khắc phục toàn trở lực nước chảy ống w2 H h2 2.5 g d theo cơng thức VI.61-[87-2] d: đường kính ống baromet : hệ số trở lực ma sát nước chảy ống 0.3164 Re0.25 công thức baziut Re = Ta có = 0,5 m/s d= 0,049 m khối lượng riêng nước nhiệt độ trung bình, = 993,1 kg/m3 (ttb=37,5) độ nhớt nước nhiệt độ trung bình = 0,6881.10-3 N.s/m2 Thay số vào ta có Re = = 3247,31 Do 0.3164 = Re0.25 = 0,0419 Vậy h2 = (2,5+0,0419 )+0,25 m Mà lại có H= 8,33+ (2,5+0,0419 )+0,5 m Vậy H= 8,968 m Chọn theo quy chuẩn H = 10,5 m Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 70 Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Quá trình thiết bị h1 = 8,33 m Trường: ĐH Công Nghiệp Hà Nội , h2 = 0,406 m 0,5m chiều cao dự trữ để ngăn ngừa nước dâng nên ống chảy tràn vào đường ống dẫn áp suất khí tăng 5.7 Lượng khí khơng ngưng a lượng khơng khí cần hút theo công thức VI.47 - [ 84- 2] Gkk = 0,000025(W2+Gn)+0,01W2 , kg/h = 0,000025(2886,649 +66274,89 )+0,01.2886,649 = 30,596 kg/h b Thể tích khơng khí cần hút khỏi thiết bị ngưng tụ Theo công thức VI 49 -[84- 2] Vkk = m3 Nhiệt độ khơng khí : tkk = tđ +4+0,1.(tc -tđ ) = 25+4+0,1(50-25) = 31,50C Ph áp suất riêng phần hỗn hợp Tra Ph theo tkk bảng I.250 , ta có : Ph 0,0475 at Thay số vào công thức ta có Vkk = = 0,05 m3/s 5.8.Tính tốn bơm chân khơng Theo cơng thức [I-465] cơng suất bơm tính theo cơng thức: Nb = = [( )m-1/m - ] m: số đa biến thường chọn m= 1,25 Pk = Png-Ph = 1,496.104 N/m2 P1 = png = 1,962.104 N/m2 P2: áp suất khí 9,81.104 N/m2 Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 71 Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội n: hiệu suất bơm, lấy 0,65 thay số vào cơng thức ta có : Nb = [ -1 ] = 25,97 KW Chọn bơm theo quy chuẩn chọn bơm chân khơng vòng nước PMK(II-58) [513- 2] nhãn Năng st,m3/phút độ chân Số Cơng Cơn Lưu khơng tính theo % so với áp vòng suất g suất khí quay yêu suất nước cầu độn g trục điện bơm kw kw 3,75 4,5 60 80 90 PMK1 1,5 0,88 0,5 0.15 - 1450 Kích thước lượng lượn m3/h Dài rộn 0,01 575 410 6.1 thống kê thông số thiết bị ngưng tụ Dtr=800(mm) Tra bảng Tính tốn Chiều dày thành thiết bị Khoảng cách từ ngăn đến nắp S a 1300 thiết bị Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 72 cao g Thống kê số liệu thiết bị phụ Ký hiệu kích thước Khối Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 390 93 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoảng cách từ ngăn cuối đến đáy P 1200 a1 100 a2 150 a3 200 a4 250 a5 300 thiết bị Khoảng cách ngăn a6 a7 a8 350 400 450 Đường kính cửa vào Hơi vào d1 350 Nước vào d2 200 Hỗn hợp khí d3 125 Nối với ống barômét d4 200 Chiều cao ống baromet H 10500 Đường kính db k49 6.2 thống kê số liệu bơm Bơm cho dung dịch NaNO3 chọn bơm ly tâm Tốc độ chảy bơm từ thùng chứa đến thùng cao vị Chiều cao nâng chất lỏng Công suất yêu cầu trục bơm Công suất động điện 6.3 thống kê số liệu thùng cao vị Chiều cao thùng cao vị Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 73 1,7525m/s 2m 0,39 kw 0,864 kw 5,606 m Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Tổng kết số liệu tính tốn 1.1.Tỉ lệ phân phối thứ nồi Chọn W1=2875,207 (kg/h) W2=2791,463 (kg/h) Cân vật liệu W1=2780,021 (kg/h) W2=2886,649 (kg/h) Sai số 3,3106% 3,2975% 1.2 Thông số nhiệt cho nồi Bảng số liệu: Nồi Ki Qi Thi Thi* Sai số (W/m2.độ) 999,166 897,69 (W/m2) 1653340,267 1604498,19 (0C) 30,8324 30,0098 (0C) 29,348 31,493 4,814% 4,71% 1.3 bề mặt truyền nhiệt : Quy chuẩn F = 63 m2 số liệu tính tốn thiết bị BUỒNG ĐỐT THÂN ĐÁY Đường kính 1000 Chiều dày Chiều cao 2000 Chiều cao gờ 25 Chiều cao phần lồi 300 Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 74 Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị BUỒNG BỐC Trường: ĐH Công Nghiệp Hà Nội THÂN NẮP Chiều dày Đường kính 1200 Chiều dày Chiều cao 2500 Chiều cao gờ 25 Chiều cao phần lồi 300 Chiều dày CHI TIẾT KHÁC ống dẫn đốt vào 200 ống dẫn dung dịch vào 80 ống dẫn thứ 300 ống dẫn dung dịch 70 ống tháo nước ngưng 50 cửa quan sát 300 cửa sửa chữa 500 Thống kê số liệu thiết bị phụ 3.1 thống kê thông số thiết bị ngưng tụ Ký hiệu kích thước Dtr=800(mm) Tra bảng Tính tốn 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 Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 75 Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Khoảng cách ngăn a1 100 a2 150 a3 200 a4 250 a5 300 a6 a7 a8 350 400 450 Đường kính cửa vào Hơi vào d1 350 Nước vào d2 200 Hỗn hợp khí d3 125 Nối với ống barômét d4 200 Chiều cao ống baromet H 10500 Đường kính db k49 3.2 thống kê số liệu bơm Bơm cho dung dịch NaNO3 chọn bơm ly tâm Tốc độ chảy bơm từ thùng chứa đến thùng cao vị Chiều cao nâng chất lỏng Công suất yêu cầu trục bơm Công suất động điện 3.3 thống kê số liệu thùng cao vị Chiều cao thùng cao vị Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 76 1,7525m/s 2m 0,39 kw 0,864 kw 5,606 m Lớp: ĐH Công Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Công Nghiệp Hà Nội Kết luận Sau thời gian cố gắng tìm đọc, tra cứu tài liệu tham khảo , với giúp đỡ tận tình thầy mơn thầy hướng dẫn em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế giao Qua trình tiến hành em rút số nhận xét sau: Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 77 Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội - Việc thiết kế tính tốn hệ thống đặc việc làm phức tạp, đòi hỏi tính tỉ mỉ lâu dài Nó khơng u cầu người thiết kế phải có kiến thức thực sâu q trình dặc mà phải biết số lĩnh vực khác như: Cấu tạo thiết bị phụ khác, quy chuẩn vẽ kĩ thuật… - Cơng thức tính tốn khơng gò bó môn học khác mà mở rộng dựa giả thiết điều kiện, chế độ làm việc thiết bị Bởi tính tốn, người thiết kế tính tốn đến số ảnh hưởng điều kiện thực tế, nên đem vào hoạt động hệ thống làm việc ổn định - Khơng có vậy, việc thiết kế đồ án mơn q trình thiết bị giúp em củng cố thêm kiến thức q trình đặc nói riêng trình khác nhằm nâng cao kĩ tra cứu tính tốn sử lí số liệu Viêc thiết kế đồ án mơn “ Q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm” hội cho sinh viên ngành hóa nói chung thân em nói riêng làm quen vói cơng việc kỹ sư hóa chất 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 q trình thiết kế Em mong thầy cô xem xét dẫn thêm Em xin chân thành cảm tài liệu tham khảo Gs, TSKH Nguyễn Bin, PGS, TS Đỗ Vân Đài … Sổ tay q trình & thiết bị cơng nghệ hóa chất tập -nxb khoa học kỹ thuật Hà Nội Sổ tay q trình & thiết bị cơng nghệ hóa chất tập - nxb khoa học kỹ thuật Hà Nội Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 78 Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Trường: ĐH Cơng Nghiệp Hà Nội Gs, TSKH Nguyễn Bin- năm 2001 - Cơ sở q trình & thiết bị cơng nghệ hóa chất & thực phẩm tập1,3,4 - nxb khoa học kỹ thuật Hà Nội Gs, TSKH Nguyễn Bin- năm 2001 -Tính tốn q trình & thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm tập 1,2- nxb khoa học kỹ thuật Hà Nội Cơ sở thiết kế máy hóa chất - nxb Trường Đại Học Bách Khoaxuất năm 1993 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 Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 79 Lớp: ĐH Cơng Nghệ Hóa- K2 ... mong muốn Thiết bị dùng chủ yếu thiết bị cô đặc ống tuần hồn trung tâm, tuần hồn cưỡng bức, phòng đốt ngồi, …trong thiết bị đặc tuần hồn có ống trung tâm dùng phổ biến thiết bị có cấu tạo nguyên... 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 đặc hai nồi xi chiều , ống tuần hồn trung tâm làm việc liên tục với dung Sinh Viên:... kính ống tuần hồn trung tâm Đường kính ống tuần hòa trung tâm xác định theo cơng thức : Sinh Viên: Nguyễn Thị Mến 30 Lớp: ĐH Công Nghệ Hóa- K2 Đồ án mơn học Q trình thiết bị Dth = Trường: ĐH Công