THIẾT KẾ THIẾT BỊ CÔ ĐẶC HAI NỒI LIÊN TỤC MÍA ĐƯỜNG

70 32 0
  • Loading ...
1/70 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 18/12/2018, 09:25

Ngành công nghiệp mía đường là một ngành công nghiệp lâu đời ở nước ta. Do nhu cầu thị trường nước ta hiện nay mà các lò đường với quy mô nhỏ ở nhiều địa phương đã được thiết lập nhằm đáp nhu cầu này. Tuy nhiên, đó chỉ là các hoạt động sản xuất một cách đơn lẻ, năng suất thấp, các ngành công nghiệp có liên quan không gắn kết với nhau đã gây khó khăn cho việc phát triển cộng nghiệp đường mía. Trong những năm qua, ở một số tỉnh thành của nước ta, ngành công nghiệp mía đường đã có bước nhảy vọt rất lớn. Diện tích mía đã tăng lên một cách nhanh chóng, mía đường hiện nay không phải là một ngành đơn lẻ mà đã trở thành một hệ thống liên hiệp các ngành có quan hệ chặt chẽ với nhau. Mía đường vừa tạo ra sản phẩm đường làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp như bánh, kẹo, sữa… đồng thời tạo ra phế liệu là nguyên liệu quý với giá rẻ cho các ngành sản xuất như rượu… Trong tương lai, khả năng này còn có thể phát triển hơn nữa nếu có sự quan tâm đầu tư tốt cho cây mía cùng với nâng cao khả năng chế biến và tiêu thụ sản phẩm. Xuất phát từ tính tự nhiên của cây mía, độ đường sẽ giảm nhiều và nhanh chóng nếu thu hoạch trễ vàkhông chế biến kịp thời. Vì tính quan trọng đó của việc chế biến, vấn đề quan trọng được đặt ra là hiệu quả sản xuất nhằm đảm bảo thu hồi đường với hiệu suất cao. Hiện nay, nước ta đã có rất nhiều nhà máy đường như Bình Dương, Quãng Ngãi, Biên hoà, … nhưng với sự phát triển ồ ạt của diện tích mía, khả năng đáp ứng là rất khó. Bên cạnh đó, việc cung cấp mía khó khăn, sự cạnh tranh của các nhà máy đường, cộng với công nghệ lạc hậu, thiết bị cũ kỹ đã ảnh hưởng mạnh đến quá trình sản xuất. Ngành công nghiệp mía đường là một ngành công nghiệp lâu đời ở nước ta. Do nhu cầu thị trường nước ta hiện nay mà các lò đường với quy mô nhỏ ở nhiều địa phương đã được thiết lập nhằm đáp nhu cầu này. Tuy nhiên, đó chỉ là các hoạt động sản xuất một cách đơn lẻ, năng suất thấp, các ngành công nghiệp có liên quan không gắn kết với nhau đã gây khó khăn cho việc phát triển cộng nghiệp đường mía. Trong những năm qua, ở một số tỉnh thành của nước ta, ngành công nghiệp mía đường đã có bước nhảy vọt rất lớn. Diện tích mía đã tăng lên một cách nhanh chóng, mía đường hiện nay không phải là một ngành đơn lẻ mà đã trở thành một hệ thống liên hiệp các ngành có quan hệ chặt chẽ với nhau. Mía đường vừa tạo ra sản phẩm đường làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp như bánh, kẹo, sữa… đồng thời tạo ra phế liệu là nguyên liệu quý với giá rẻ cho các ngành sản xuất như rượu… Trong tương lai, khả năng này còn có thể phát triển hơn nữa nếu có sự quan tâm đầu tư tốt cho cây mía cùng với nâng cao khả năng chế biến và tiêu thụ sản phẩm. Xuất phát từ tính tự nhiên của cây mía, độ đường sẽ giảm nhiều và nhanh chóng nếu thu hoạch trễ vàkhông chế biến kịp thời. Vì tính quan trọng đó của việc chế biến, vấn đề quan trọng được đặt ra là hiệu quả sản xuất nhằm đảm bảo thu hồi đường với hiệu suất cao. Hiện nay, nước ta đã có rất nhiều nhà máy đường như Bình Dương, Quãng Ngãi, Biên hoà, … nhưng với sự phát triển ồ ạt của diện tích mía, khả năng đáp ứng là rất khó. Bên cạnh đó, việc cung cấp mía khó khăn, sự cạnh tranh của các nhà máy đường, cộng với công nghệ lạc hậu, thiết bị cũ kỹ đã ảnh hưởng mạnh đến quá trình sản xuất. ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĨAHHỌC KHOA KỸ THUẬT Bộ mơn Hóa hữu ĐỒ ÁNTHIẾT KẾ KỸ THUẬT HỐ HỌC MSMH: CH4007 THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐẶC HAI NỒI LIÊN TỤC MÍA ĐƯỜNG ên hướng dẫn: PGS.TS êLThị Kim Phụng Giảng vi Sinh vi ên:Nguyễn Phạm Thanh Hải Mã số sinh vi ên:1411065Lớp:HC14CHC Ngành:Hóa hữucơ Năm học2017-2018 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH Bảng 3.1 Nhiệt độ áp suất đốt thứ 16 Bảng 3.2 Nồng độ molan độ tăng điểm sôi 17 Bảng 3.3 Tổn thất cột chất lỏng nồi 18 Bảng 3.4 Nhiệt dung riêng dung dịch nhập liệu đầu nồi nồi 19 Bảng 3.5 Các thông số tính tốn cân nhiệt lượng 20 Bảng 4.1 Các thơng số tính tốn nhiệt tải phía đốt………………………………………………………23 Bảng 4.2 Các thơng số tính tốn hệ số dẫn nhiệt dung dịch 24 Bảng 4.3 Các thông số tính tóan nhiệt tải phía dung dịch sơi 25 Bảng 5.1 Vận tốc lắng w0………………………………………………………………………………………………… 29 Bảng 5.2 Chiều cao buồng bốc nồi nồi 30 Bảng 5.3 Vận tốc đường kính ống dẫn 32 Bảng 6.1 Thơng số tính tốn bề dày tối thiểu buồng đốt nồi nồi 2……………… … 34 Bảng 6.2 Thơng số tính tốn bề dày nắp 46 Hình 2.1 Quy trình đặc mía đường……………………………………………………………………………… 13 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH .2 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG .7 1.1 Nguyên liệu sản phẩm trình đặc mía đường 1.1.1 Đặc điểm nguyên liệu 1.1.2 Đặc điểm sản phẩm 1.1.3 Biến đổi ngun liệu sản phẩm q trình đặc 1.1.4 Yêu cầu chất lượng sản phẩm 1.2 đặc q trình đặc .9 1.2.1 Định nghĩa 1.2.2 Các phương pháp đặc 1.2.3 Bản chất đặc nhiệt 1.2.4 Ứng dụng đặc 10 1.2.5 Đánh giá khả phát triển đặc 10 1.3 Các thiết bị đặc nhiệt .10 1.3.1 Theo cấu tạo 10 1.3.2 Theo phương pháp thực trình 11 1.4 Các thiết bị chi tiết 11 CHƯƠNG 2: CHỌN QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ 13 CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG .15 3.1 Dữ kiện ban đầu 15 3.2 Cân vật chất 15 3.2.1 Suất lượng nhập liệu Gđ 15 3.2.2 Tổng lượng thứ bốc lên (W): 15 3.2.3 Lượng thứ nồi 15 3.2.4 Xác định nồng độ cuối dung dịch nồi .16 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC 3.3 Cân lượng 16 3.3.1 Xác định áp suất nhiệt độ nồi .16 3.3.2 Xác định nhiệt độ tổn thất .16 3.3.3 Cân lượng .18 CHƯƠNG 4: TRUYỀN NHIỆT 22 4.1 Tính nhiệt lượng đốt cung cấp 22 4.2 Tính hệ số truyền nhiệt K nồi 22 4.2.1 Tính tổng nhiệt trở r 22 4.2.2 Tính nhiệt tải riêng phía ngưng (q1) 22 4.2.3 Tính nhiệt tải riêng phía dung dịch (q2) 23 4.2.4 Kiểm tra lại giả thuyết chọn t1 .25 4.2.5 Tính hệ số truyền nhiệt nồi K 25 4.3 Hệ số nhiệt hữu ích thực nồi t 'hii 26 4.3.1 Lượng nhiệt cung cấp cho nồi 26 4.3.2 Tính nhiệt hữu ích thực nồi t 'hii 26 4.3.3 Kiểm tra lại nhiệt hữu ích nồi 26 4.4 Tính diện tích bề mặt truyền nhiệt F 26 CHƯƠNG 5: TÍNH THIẾT BỊ ĐẶC 27 5.1 Tính buồng bốc 27 5.1.1 Đường kính buồng bốc 27 5.1.2 Chiều cao buồng bốc .29 5.2 Kích thước buồng đốt 30 5.2.1 Xác định số ống truyền nhiệt 30 5.2.2 Đường kính ống tuần hồn trung tâm 30 5.2.3 Đường kính buồng đốt 31 5.3 Tính kích thước ống dẫn, tháo liệu 32 CHƯƠNG 6: TÍNH KHÍ CÁC CHI TIẾT CỦA THIẾT BỊ 33 6.1 Tính cho buồng đốt .33 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC 6.1.1 Sơ lược cấu tạo 33 6.1.2 Tính tốn 33 6.1.3 Tính bền cho lỗ 35 6.2 Tính cho buồng bốc .36 6.2.1 Sơ lược cấu tạo 36 6.2.2 Tính toán .36 6.2.3 Tính bền cho lỗ .40 6.3 Tính cho đáy thiết bị 41 6.3.1 Sơ lược cấu tạo 41 6.3.2 Tính tốn .41 6.4 Tính nắp thiết bị 45 6.4.1 Sơ lược cấu tạo 45 6.4.2 Tính tốn bề dày nắp .45 6.5 Tính mặt bích 47 6.5.1 Mặt bích nối buồng đốt buồng bốc 47 6.5.2 Mặt bích nối buồng đốt đáy 48 6.5.3 Mặt bích nối buồng bốc nắp .48 6.6 Tính vỉ ống 49 6.6.1 Tính cho vỉ ống buồng đốt 49 6.6.2 Tính cho vỉ ống buồng đốt 50 6.7 Tính tai treo 51 6.7.1 Sơ lược cấu tạo tai treo 51 6.7.2 Thể tích phận thiết bị 51 6.7.3 Tổng khối lượng 53 CHƯƠNG 7: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ .55 7.1 Thiết bị ngưng tụ baromet 55 7.1.1 Lượng nước lạnh tưới vào thiết bị ngưng tụ 55 7.1.2 Thể tích khơng khí khí khơng ngưng cần hút khỏi thiết bị 55 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC 7.1.3 Các kích thước chủ yếu thiết bị ngưng tụ baromet 56 7.2 Tính thiết bị gia nhiệt nhập liệu 59 7.3 Tính bơm chân khơng 61 7.4 Tính bơm nước vào thiết bị ngưng tụ 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO .64 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG Ngành cơng nghiệp mía đường ngành cơng nghiệp lâu đời nước ta Do nhu cầu thị trường nước ta mà lò đường với quy mơ nhỏ nhiều địa phương thiết lập nhằm đáp nhu cầu Tuy nhiên, hoạt động sản xuất cách đơn lẻ, suất thấp, ngành cơng nghiệp liên quan khơng gắn kết với gây khó khăn cho việc phát triển cộng nghiệp đường mía Trong năm qua, số tỉnh thành nước ta, ngành cơng nghiệp mía đường 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 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… Trong tương lai, khả phát triển 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 vàkhơng 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 nhiều nhà máy đường Bình Dương, Qng Ngãi, Biên hồ, … 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 đặc yếu ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC tố quan trọng không hệ thống sản xuất thành phần khơng thể xem thường Một vài số liệu sản lượng đường giới (đơn vị tính: 1000 tấn): Năm 1945- 19521965- 1977- 1978- 1979- 1980Sản lượng 1981- 1946 1953 1966 1978 1979 1980 1981 1982 19934 35486 63097 92280 91858 88920 91000 97900 1.1 Nguyên liệu sản phẩm trình đặc mía đường 1.1.1 Đặc điểm ngun liệu Nguyên liệu dạng dung dịch bao gồm: - Dung mơi: nước - Các chất hồ tan: gồm nhiều cấu tử với hàm lượng thấp (xem khơng có) chiếm chủ yếu đường sacácaroze Các cấu tử xem khơng bay q trình đặc 1.1.2 Đặc điểm sản phẩm Sản phẩm dạng dung dịch gồm: - Dung môi: nước - Các chất hòa tan nồng độ cao 1.1.3 Biến đổi ngun liệu sản phẩm q trình đặc Trong q trình đặc, tính chất nguyên liệu sản phẩm biến đổi không ngừng 1.1.3.1 Biến đổi tính chất vật lý: Thời gian đặc tăng làm cho nồng độ dung dịch tăng dẫn đến tính chất dung dịch thay đổi: Các đại lượng giảm: hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung, hệ số cấp nhiệt, hệ số truyền nhiệt Các đại lượng tăng: khối lượng riêng dung dịch, độ nhớt, tổn thất nhiệt nồng độ, nhiệt độ sơi 1.1.3.2 Biến đổi tính chất hố học: ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC Thay đổi pH môi trường: thường giảm pH phản ứng phân hủy amit (Vd: asparagin) cấu tử tạo thành acid Đóng cặn dơ: dung dịch chứa số muối Ca2+ hoà tan nồng độ cao, phân hủy muối hữu tạo kết tủa Phân hủy chất đặc Tăng màu caramen hoá đường, phân hủy đường khử, tác dụng tương hỗ sản phẩm phân hủy amino acid Phân hủy số axit amin 1.1.3.3 Biến đổi sinh học: Tiêu diệt vi sinh vật (ở nhiệt độ cao) Hạn chế khả hoạt động vi sinh vật nồng độ cao 1.1.4 Yêu cầu chất lượng sản phẩm Thực chế độ nghiêm ngặt để: - Đảm bảo cấu tử quý sản phẩm mùi, vị đặc trưng giữ nguyên - Đạt nồng độ độ tinh khiết yêu cầu - Thành phần hoá học chủ yếu khơng thay đổi 1.2 đặc q trình đặc 1.2.1 Định nghĩa đặc phương pháp dùng để nâng cao nồng độ chất hoà tan dung dịch hai hay nhiều cấu tử Q trình đặc dung dịch lỏng - rắn hay lỏng- lỏng chênh lệch nhiệt sơi cao thường tiến hành cách tách phần dung môi (cấu tử dể bay hơn) Đó q trình vật lý - hóa lý 1.2.2 Các phương pháp đặc Phương pháp nhiệt (đun nóng): dung mơi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái tác dụng nhiệt áp suất riêng phần áp suất tác dụng lên mặt thống chất lỏng ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC Phương pháp lạnh: hạ thấp nhiệt độ đến mức cấu tử tách dạng tinh thể đơn chất tinh khiết, thường kết tinh dung môi để tăng nồng độ chất tan Tùy tính chất cấu tử áp suất bên tác dụng lên mặt thống mà q trình kết tinh xảy nhiệt độ cao hay thấp phải dùng đến máy lạnh 1.2.3 Bản chất đặc nhiệt Dựa theo thuyết động học phân tử: để tạo thành (trạng thái tự do) tốc độ chuyển động nhiệt phân tử chất lỏng gần mặt thoáng lớn tốc độ giới hạn Phân tử bay thu nhiệt để khắc phục lực liên kết trạng thái lỏng trở lực bên ngồi Do đó, ta cần cung cấp nhiệt để phần tử đủ lượng thực trình Bên cạnh đó, bay chủ yếu bọt khí hình thành q trình cấp nhiệt chuyển động liên tục, chênh lệch khối lượng riêng phần tử bề mặt đáy tạo nên tuần hoàn tự nhiên nồi đặc Tách khơng khí lắng keo (protit) đun sơ ngăn chặn tạo bọt đặc 1.2.4 Ứng dụng đặc Dùng sản xuất thực phẩm: dung dịch đường, mì chính, dung dịch nước trái cây… Dùng sản xuất hóa chất: NaOH, NaCl, CaCl2, muối vơ … 1.2.5 Đánh giá khả phát triển đặc Hiện nay, phần lớn nhà máy sản xuất hố chất, thực phẩm sử dụng thiết bị đặc thiết bị hữu hiệu để đạt nồng độ sản phẩm mong muốn Mặc dù hoạt động gián tiếp cần thiết gắn liền với tồn nhà máy Cùng với phát triển nhà máy việc cải thiện hiệu thiết bị đặc tất yếu Nó đòi hỏi phải thiết bị đại, đảm bảo an toàn hiệu suất cao Đưa đến yêu cầu người kỹ sư phải kiến thức chắn đa dạng hơn, chủ động khám phá nguyên lý thiết bị đặc 10 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC Thể tích thép làm buồng bốc (Vvlbb): V = H.(Dn  Dt )  3.1416.1,2.(0,8122  0,82 )  0,0182m3 Nắp elip tiêu chuẩn có: Dt = 800 mm, h = 40 mm Tra bảng XIII.11 trang 384 [2] Khối lượng thép cần: 36.1,01= 36,36 kg Thể tích thép làm vỉ ống bích: Thể tích thép làm vỉ ống bao gồm bích: Tổng diện tích lổ: 0,0382 54  0,061 m 0,229 Diện tích ống tuần hồn trung tâm:  0,62 Diện tích vỉ:  0,0377 m2 0,283 m2 Diện tích vỉ lại: 0,283 – 0,061 – 0,0377=0,184 m2 Thể tích vỉ: Vvlv = 0,184(0,02 + 0,02 ) = 0,0074 m3 Thể tích thép bích Vb  0,02  (0,742  0,612 2)  0,020   0,01m3 (0,742  0,612 2)  0,028  (0,932  0,812 2) 6.7.3 Tổng khối lượng Chọn vật liệu thép không gỉ,  = 7900 kg /m3 (bảng XII.7 trang 313 [2]) Tổng khối lượng thiết bị 578,98kg Khối lượng dung dịch nồi đặc 56 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC Khối lượng dung dịch nồi nồi Thể tích phần lỏng 0,253 0,249 Khối lượng riêng theo nồng độ trung bình 1040,92 1077,2 Khối lượng riêng dung dịch sơi 520,46 538,6 Vậy khối lượng dung dịch 131,55 134,12 Tổng khối lượng: G1 = GTB + Gdd1 = 578,97 +131,55=710,53 kg G2 = GTB + Gdd2 = 578,97 +134,12=713,1 kg Tổng tải trọng Nồi P1  G g1  710,53.9,81  6970,3N Tổng tải trọng Nồi P2  G g2  713,1.9,81  6995,52N P1 Tải trọng cho tai đỡ nồi P1   6970,3 3485,15N ' P2 3497,76N Tải trọng cho tai đỡ nồi P2    6995,52 '  Chọn tai treo Dự phòng chọn tải trọng 2.104 N Chọn vật liệu thép CT3 Chọn thiết bị gồm tai treo Tải trọng tai treo: 104 N Tra bảng XIII.38 trang 438 [2] ta kích thước tai treo, chân đỡ: Tn gọi G.10-4 F.104 q.10-6 L B B1 H S L a m2 N/m2 N  4 d Khối lượng tai treo, kg 6 Tai treo 2,5 89,5 1,12 110 85 90 170 45 15 23 Tai treo 2,5 89,5 1,12 110 85 90 170 45 15 23 57 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC 58 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC CHƯƠNG 7: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ 7.1 Thiết bị ngưng tụ baromet 7.1.1 Lượng nước lạnh tưới vào thiết bị ngưng tụ W2 (i Cn t2c ) , kg/s (7.1) Gn = Cn (t 2c t2d ) Trong W2 lượng vào thiết bị ngưng tụ , W2=257,87 kg/h =0.0716 kg/s i hàm nhiệt ngưng, i =2632 kJ/kg, tra bảng 41 trang 39 [5] t2C, t2D nhiệt độ đầu ,cuối nước làm nguội, lấy t2D=300C t2C=tng – =75,4 – =70,4 0C tng nhiệt độ bão hồ ngưng tụ Cn nhiệt dung riêng trung bình nước, tra theo nhiệt độ trung bình tng= t2c t2D  30  70,4  50,2 0C Cn = 4,18 kJ/kg.độ, tra bảng 27 trang 29 [5] W (i Cn.t2c ) G n= 0,0716(2632000 4,18.70,4) 1,94 kg/s  Cn (t2c t2D ) 4,18(70,430) 7.1.2 Thể tích khơng khí khí khơng ngưng cần hút khỏi thiết bị Lượng khí cần hút khỏi thiết bị ngưng tụ baromet (công thức VI.47 trang 84 [2]) Gkk=25.10-6(Gn+W2) + 10-2W2 = 25.10-6(1,94+0,0716) + 10-2.0,0716 = 0,000753 kg/s (7.2) Thể tích khí khơng ngưng cần hút khỏi thiết bị : 59 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC Vkk= 288.Gkk (273 tkk ) (7.3) png  ph Với tkk =t2D + + 0,1(t2C - t2D) =30 + + 0,1(70,4 - 30) = 38,040C png=0,4 at = 40530 N/m2: áp suất làm việc thiết bị ngưng tụ ph =0,068 at = 6890,1 N/m2 : áp suất riêng phần nước hỗn hợp nhiệt độ tkk 0,002 m3/s Vkk = 7.1.3 Các kích thước chủ yếu thiết bị ngưng tụ baromet 7.1.3.1 Đường kính thiết bị (Dtr) Theo VI.52, sổ tay tập 2, trang 84: W2 1,383 0,0716  0,191m (7.4) Dtr 1,383   h h 0,2456.15 Chọn đường kính TBNT 500 mm Trong đó: W2 lượng thứ ngưng tụ, W2 = 0,0716 kg/s h tốc độ TBNT, chọn h = 15 m/s (theo [2], trang 85) h khối lượng riêng hơi, tra bảng 40 trang 38 [5] 7.1.3.2 Kích thước ngăn a Chiều rộng ngăn (b): Theo VI.53 trang 84 [2] b = Dtr / + 50 = 500/2 +50 = 300 mm b Bề dày ngăn (): 60 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC Theo sổ tay tập 2, trang 85: chọn  = mm c Đường kính lổ (d): Theo sổ tay tập 2, chọn nước sông (ao, hồ) để ngưng tụ thứ d=5mm d Chiều cao gờ ngăn: Theo sổ tay tập trang 85, chọn chiều cao gờ là: 40 mm Chọn tốc độ tia nước 0,62 m/s 7.1.3.3 Chiều cao phận ngưng tụ kích thước khác a Các kích thước Tra bảng VI.8 trang 88 [2] Theo tiêu chuẩn hố quy cách TBNT ta kích thước: Ký hiệu kích thước Ký hiệu Kích thước mm 61 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC Đường kính thiết bị Dtr 500 Chiều dày thành thiết bị S Khoảng cách từ ngăn đến nắp thiết bị a 1300 P 1200 b 350 K1 675 H 4300 T 1300 D1 h 400 Khoảng cách từ ngăn cuối đến đáy thiết bị Bề rộng ngăn Khoảng cách tâm TB ngưng tụ TB thu hồi Chiều cao hệ thống thiết bị Chiều rộng hệ thống thiết bị Đường kính thiết bị thu hồi 1440 Chiều cao thiết bị thu hồi a1 a2 Khoảng cách ngăn: a3 a4 a5 Đường kính cửa vào: d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 220 260 320 360 390 300 100 -Hơi vào 80 -Nước vào -Hỗn hợp khí -Nối với ống Baromet -Hỗn hợp khí vào thiết bị thu hồi 125 80 50 50 -Hỗn hợp khí khỏi thiết bị thu hồi -Nối từ thiết bị thu hồi đến ống Baromet - Ong thông khí b Chiều cao ống (H): Theo VI.58 trang 86 [2] H = h1 + h2 + 0,5, m (7.5) 62 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC Trong đó: h1 chiều cao cột nước tĩnh độ chân không h2 chiều cao để khắc phục trở lực nước chảy ống Tính h1: Theo VI.59 trang 86 [2] P h1 = 10,33 =6,198 m (7.6) 760 Với P áp suất chân không thiết bị, P = 760 – 0,4.735 = 466 mmHg Tính h2 Theo VI.60 trang 87 [2] 2 H (1 h2  2.g Trong ) (7.7) d d đường kính ống Baromet, d = 125 mm H chiều cao tổng cộng ống Baromet, m g = 9,81 m/s2, gia tốc trọng trường = 1 + 2 = + 0, = 1,5 1 hệ số trở lực vào ống, 1 = 0,5 2 hệ số trở lực khỏi ống, 2 =  tốc độ nước chảy ống, m/s, chọn =0,5m/s - hệ số trở lực ma sát chảy ống,  = f(Re) Re ..d  9870,,5493.0,.510.0,1253 112315 ,7 105  Chọn độ nhám ống thép  =0,2 mm 63 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC Vì 10  Re 3.10 nn Hệ số ma sát ống 0,221  0,0032  (7.8) Re 0,227  0,0032  (1112315 ,7)0,227  0,0189 0,52 Vậy H  6,198  H (10,0189 2.9,81 1,5)  0,5 0,125 Giải phương trình bậc ẩn số H ta được: H = 7,49 m Chọn H = m 7.2 Tính thiết bị gia nhiệt nhập liệu Chọn loại thiết bị ống chùm thẳng đứng, dung dịch ống, đốt ngồi ống Dòng nhập liệu (dòng lạnh): tD=30 0C tC = 107,490C ttb= 0.5 (tD+tC) = 0,5(30+107,49) = 68,720C Dòng nóng: TD=TC=132,9 0C Hiệu nhiệt độ đầu vào: tvào=132,9 –107,49 = 25,450C tra= 132,9 - 30 = 102.9 0C Hiệu số nhiệt độ trung bình: tlog= tra tvao  102.9 25,45  55,44 0C (7.9) ln tra ln 102.9 tvao 25,45 chọn t1= 3,15 0C  tt1= 132,9 - 6,4 = 129,75 0C tm= =131,3250C Tra bảng ta có: A = 191,4, tra bảng 1.5 trang 43 [5] 64 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC r = 2175,29 kJ/kg Chọn: rcáu1 =0,000232 m2.độ/W rcáu2 =0,000372 m2.độ /W r=0,00073 m2.độ/W thép= 2mm H = 1.5 m Thép không rỉ X18H10T  =16,3 W/m.độ 0,25  1=2,04A( (7.10) r)0,25= 2,04.191,4  2175290 = 10170,57 W/m2.độ  1,5.3,15  Ht1 Ta có: q1= 1.t1= 10170,57.3,15=32037,29W/m2 Ta có: t = q1.r= 32037,29.0,00073 = 23,28 0C t2= tt1 - t – ttb= 126,5 – 23,28 – 68,72 = 37,74 0C tt2=tt1-t=129,75-23,28 = 106,47 0C Ta bảng số liệu sau đây: Khối Nhiệt Khối lương lượng dung phân tử riêng riêng trung bình Tra bảng Nhiệt độ Hệ số dẫn Độ nhớt động nhiệt lực dung dịch dung dịch ttb 68,72 1031,76 4030,22 43,92 0,42635 0,00042 tt2 106,47 1031,76 4052,93 43,92 0,42875 0,00026 Chuẩn số Prandtl: .C Pr=  0,00042 4030 ,22 = 3,97 (công thức V.35 trang 12 [2]) (7.11)  0,42635 PrW= .C  0,00026 4052 ,93 = 2,42  0,42875 Chọn vận tốc dung dịch ống truyền nhiệt: v = 0,12 m/s Đường kính ống truyền nhiệt d = 34/38 mm 65 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC Re = .v.d  1031,76.0,12.0,034 =10019,43 (7.12)  0,00042 Hệ số hiệu chỉnh = Vì Re>10000 nn 0,25  Nu = 0,021Re0,8Pr0,43  Pr Pr  W  = 0,021.1 (10019,43)0,8(3,97)0,43(3,97/2,42)0,25=68,23  (công thức V.40 trang 14 [2]) 2= .Nu  0,42635 68,23 855,5 W/m2.độ (7.13) (7.14) d 0,034 q2=2.t2=855,5.37,74=32289,8 W/m2 Kiểm tra: s= 100% =0,782% < 5% Nhiệt tải trung bình: q1 q2 32163,55 W/m2 qtb=  2 32037,2932289,8 Hệ số truyền nhiệt: qtb 32163,55=580,16 W/m2.độ (7.15) K=  tlog 55,44 Q = GD.C.t = 4030,22.(107,4530) 67738,45 W (7.16) Bề mặt truyền nhiệt: Q F= 67738 ,5 (7.17) =2,11 m  K.tlog 580,16.55,4 Chọn bề mặt truyền nhiệt F = 10m2 66 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC F 10 Số ống truyền nhiệt là: n= = 62,41 ống  .d.H (7.18) 3,1416 0.034.1,5 Chọn n = 91 ống, b = 11 ống t =1,4.dn=1,4.0,038 =0,0532 mm (bảng V.11 trang 48 [2]) D= t(b – 1)+4dn=0,0532.10+4.0,038= 0,684 m Chọn D =800 m 7.3 Tính bơm chân khơng Cơng suất bơm chân không:   m1  N= (7.19) 1.103 mm1 pkk.Vkk  p  p1  m  1  CK   Trong CK hệ số hiệu chỉnh, CK=0,8 m số đa biến, m=1,3 p2 áp suất khí quyển, p2=1,033 at Áp suất khơng khí TBNT: pkk = 0,4 – 0,068 = 0,332at= 33639,9 Pa Thể tích khơng khí cần hút khỏi thiết bị: Vkk= 0,002m3/s Công suất bơm: 0,3 N= 0,81.103 1,13,3133639,9.0,0021,0033,4 1.,3 1=0,1 kW   7.4 Tính bơm nước vào thiết bị ngưng tụ Công suất bơm N= .g.H Q (kW) (7.20) 67 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC 1000  Trong H cột áp bơm, m  hiệu suất bơm, chọn =0,75  khối lượng riêng nước 300C,  = 997kg/m3 Q lưu lượng nước lạnh tưới vào Baromet: Gn= 1,94 kg/s 1,94 0,0019 m3/s Q=    997 Gn Phương trình bernoulli cho hai mặt cắt – (mặt thoáng bể nước) – (mặt thoáng thiết bị baromet) Z1+ p1 1.v12  H = Z2+ p2 2.v22  h1-2  2g  2g Với: v1=v2=0 m/s p1=1,033 at p2= 0,4 at  = 0,801.10-3 N.s/m2 Chiều cao từ mặt thoáng bể nước xuống đất Z1 = m Chiều cao từ mặt thoáng thiết bị baromet xuống đất Z2 = 12 m Chọn dhút=dđẩy=đường kính cửa vào thiết bị nước d =100 mm Vận tốc dòng chảy ống: 4.Q 4.0,0019 v  d2  3,1416 0,01  0,242 (m/s)  v.d. 0,242.0,1.997 Chuẩn số Reynolds: Re =  0,801.103 = 30159,25  68 ĐẶC MÍA ĐƯỜNG HAI NỒI LIÊN TỤC Chọn ống thép CT3 nên độ nhám  = 0,2 mm Ren = 218  d  220100 110000   0,2  Do 2300
- Xem thêm -

Xem thêm: THIẾT KẾ THIẾT BỊ CÔ ĐẶC HAI NỒI LIÊN TỤC MÍA ĐƯỜNG, THIẾT KẾ THIẾT BỊ CÔ ĐẶC HAI NỒI LIÊN TỤC MÍA ĐƯỜNG, CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG, CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG, Bảng 3.4 Nhiệt dung riêng của dung dịch nhập liệu và đầu ra nồi 1 và nồi 2, CHƯƠNG 5: TÍNH THIẾT BỊ CÔ ĐẶC, CHƯƠNG 6: TÍNH CƠ KHÍ CÁC CHI TIẾT CỦA THIẾT BỊ, 1 Tính cho buồng đốt, 2 Tính cho buồng bốc, 3 Tính cho đáy thiết bị, Bảng 6.2 Thông số tính toán bề dày nắp, 0,229 2 0,0377 m2, CHƯƠNG 7: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ, 1 Thiết bị ngưng tụ baromet, 2 Tính thiết bị gia nhiệt nhập liệu, 4 Tính bơm nước vào thiết bị ngưng tụ

Mục lục

Xem thêm

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

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