TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC  BÀI TẬP LỚN MƠN: Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ THIẾT KẾ THÁP MÂM XUYÊN LỖ HẤP THỤ HƠI METHANOL TRONG KHƠNG KHÍ GVHD: ThS Cao Thanh Nhàn SVTH: MSSV: LỚP: DHHO11A Tp.Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 11 năm 2018 LỜI MỞ ĐẦU Ơ nhiễm khơng khí từ ngành sản xuất công nghiệp nước ta, năm gần vấn đề quan tâm khơng nhà nước mà tồn xã hội mức độ nguy hại đ đến lúc báo động Bên cạnh nguyên nhân l lĩnh vực mẻ mà chưa thấy hết mối nguy hiểm đối người sinh vật , mặt khác chưa có hệ thống quản lý mơi trường thật hồn chỉnh để kiểm sốt , chưa trọng đáng mức từ phía nhà sản xuất Vì đồ án mơn học kỹ thuật xử lý chất thải với nhiệm vụ thiết kế tháp hấp thụ khí Methanol nước số cơng việc cần làm vo lc để giúp giảm thiểu ô nhiễm từ dạng khí thải Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn , thầy cô mơn bạn sinh viên giúp em hồn thành đồ án Sinh viên thực Nhận xét giáo viên hướng dẫn Phần đánh giá: Nội dung thực hiện: Hình thức trìnhbày: Tổng hợp kết quả: Điểm số: Điểm chữ: Tp.HCM, ngày……tháng……năm…… TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) Nhận xét giáo viên phản biện Phần đánh giá: Nội dung thực hiện: Hình thức trình bày: Tổng hợp kết quả: Điểm số: .Điểm chữ: Tp.HCM, ngày……tháng……năm…… TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 1 Khái niệm 1.1 Hấp thụ 1.2 Các yếu tố phụ thuộc để lựa chọn dung môi Cơ sở lí thuyết : 2.1 Cơ sở vật lý trình hấp thụ 2.2 Các trình trình hấp thụ 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu hấp thụ: 2.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ: 2.3.2 Ảnh hưởng áp suất : 2.3.3 Các yếu tố khác: Tổng quan methanol 3.1 Tính chất .5 3.2 Ứng dụng 3.3 Cơ chế nhiễm độc 3.4 Cơ sở lý thuyết trình xử lý methanol CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHƯƠNG 3:TÍNH TỐN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 11 Tính cân vật chất .12 Tính tốn thiết bị .13 2.1 Tính tốn thơng số trung bình .13 2.1.1 Tính tốn thơng số trung bình pha khí 13 2.1.2 Độ nhớt pha khí: .13 2.1.3 Lưu lượng pha khí trung bình: 14 2.1.4 Tính tốn thơng số trung bình pha lỏng 14 2.1.5 Tính đường kính tháp hấp thụ .14 2.1.6 Tính tốn hiệu suất chiều cao tháp 15 2.2 Tính toán chiều cao tháp 16 2.2.1 Tính tốn thiết kế số lỗ mâm 17 2.2.2 Tính tốn trở lực 17 2.2.3 Chiều cao lớp bọt đĩa: 18 CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN CƠ KHÍ 19 Chọn vật liệu: 20 Áp suất tính tốn: 21 2.1 Tính chiều dày thân : 21 2.2 Kiểm tra : 21 2.3 Bề dày tối thiểu thân trụ : .21 2.4 Bề dày thân thiết bị : 21 2.5 Kiểm tra: .22 Tính chiều dày đáy nắp 22 3.1 Chọn bích: 23 3.1.1 Bích nối đáy , nắp , thân thiết bị: 23 3.1.2 Kiểm tra ứng suất cho phép 24 3.1.3 Đường kính chân ren bulông: 25 3.1.4 Bề dày bích liền: 26 3.2 Tính đường ống dẫn: 27 3.2.1 Đường kính ống dẫn: 27 3.2.2 Ống dẫn lỏng: .27 Ống dẫn khí: 28 4.1 Khối lượng thiết bị: .28 4.2 Khối lượng đáy tháp: 30 4.3 Khối lượng thiết bị: .30 4.4 Thể tích thiết bị 31 Tính tai treo .31 Tính chân đỡ: 32 CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ 33 Tính tốn máy quạt khí 34 Tính tốn chọn bơm chất lỏng 34 KẾT LUẬN 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO .37 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM 1 Khái niệm 1.1 Hấp thụ Hấp thụ: trình xảy cấu tử pha khớ khuếch tán vào pha lỏng tiếp xúc hai pha khí lỏng Khí hấp thụ gọi chất bị hấp thụ ; chất lỏng dùng hấp thụ gọi dung mơi (chất hất thụ ), khí khơng bị hấp thụ gọi khớ trơ Mục đích: hấp thụ hay nhiều cấu tử hỗn hợp khí để tạo dung dịch có cấu tử chất lỏng trình xảy tiếp xúc pha khí lỏng Q trình cần truyền vật chất từ pha khí pha lỏng Nếu trình xảy ngược lại , nghĩa l cần truyền vật chất từ pha lỏng pha , ta cần q trình nhả khí Ngun lý hai trình giống Trong cơng nghiệp hóa chất , thực phẩm q trình hấp thụ dùng để: Thu hồi cấu tử quý pha khí Làm pha khí Tách hỗn hợp tạo thành cấu tử riêng biệt Tạo thành dung dịch sản phẩm Hấp thụ bao gồm trình hấp thụ vật lý hấp thụ hóa học - 1.2 Hấp thụ vật lý: dựa sở hòa tan cấu tử pha khí pha lỏng Hấp thụ hóa học : hỗn hợp khí dung mơi xảy phản ứng hóa học Các yếu tố phụ thuộc để lựa chọn dung mơi Q trình khí với mục đích tách cấu tử hổn hợp khí thỡ lựa chọn dung môi tốt phụ thuộc vào yếu tố sau : 1) Độ hòa tan tốt: có tính chọn lọc có nghĩa hòa tan cấu tử cần tách khơng hồ tan đáng kể cấu tử lại Đây điều kiện quan trọng 2) Độ nhớt dung mơi bé trở lực thủ học nhỏ v v cĩ lợi cho qu trỡnh chuyển khối C0 : hệ số bổ sung để quy định kích thước C0 =3 mm  Vậy bề dày thực thi thân thiết bị : S = 0.8 + 0,2 + = mm 2.5 Kiểm tra: = = 0,0029 < 0,1 Vậy công thức thoả P = = P = 7,94.105 N/m2 > Ptt = 1,5645 105 N/m2 Thoả điều kiện bền Vậy chọn S = 4(mm) thích hợp Tính chiều dày đáy nắp Dt =1400mm, nắp có lỗ ta sử dụng vịng tăng cứng nên xem tính tốn bề dày nắp elip không lỗ > 50 ; k = 1-d/Dt = 0.Chọn đáy nắp elip tiêu chuẩn loại có gờ làm thép khơng gỉ X18H10T Dt=800mm Chiều cao gờ h=50 mm ht=195mm Chọn sơ Sđ =Sn =St=4mm Kiểm tra bền: 0.17(thỏa) 21 Kiểm tra ứng suất thành áp suất thủy lực: Po=1.5P=1.5*0.174=0.261N/mm2 Chọn đáy có lỗ tăng cứng k=1 =0,11258.106 N/m2 Vậy Chảy q độ Hệ số (Cơng thức qttb bơm, Nguyễn Bin) Tính trở lực cục Xét toàn mạng ống: - dạng cửa vào : (Qttb tập 1, Nguyễn Bin) - Khuỷu: (Bảng 2.4) - Van: : Số lượng:    Trở lực ống không đáng kể  H=8 mH2O Cơng suất bơm: Vậy: Chọn bơm có cơng suất: , H=8mH2O Q=0,55 m3/s KẾT LUẬN Thiết kế hệ thống xử lý khí thải hồn chỉnh biết trước lưu lượng dòng khí đầu vào Tính tốn tương đối chi tiết q trình làm việc hệ thống khả chịu bền thiết bị tính ăn mòn học hóa học , điều kiện làm việc thiết bị Sơ tính chi phí đầu tư ban đầu cho việc xử lý ô nhiễm Tuy nhiên với xu phát triển chung , ngăn ngừa ô nhiễm tiến tới sản xuất vấn đề cần quan tâm bối cảnh khoa học công nghệ giới phát triển vũ bão đòi hỏi phải đầu tư nghiên cứu ứng dụng quy trình cơng nghệ sản xuất để bắt kịp tiến thời đại , cộng với việc tiết kiệm nguồn nguyên liệu có nguy cạn kiệt vào tương lai khơng xa khả làm 33 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tập thể tác giả, “Sổ tay Q trình Thiết bị Cơng nghệ Hóa học Tập 1”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội,1999 [2] Tập thể tác giả, “Sổ tay Quá trình Thiết bị Cơng nghệ Hóa học Tập 2”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội,1999 [3] Hồ Lê Viên, “Thiết kế Tính tốn thiết bị hóa chất”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1978 [4] GS,TSKH Nguyễn Bin - Các q trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm – tập 1: Các trình thủy lực, bơm quạt máy nén NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội 35 ... 1.1 Hấp thụ Hấp thụ: trình xảy cấu tử pha khớ khuếch tán vào pha lỏng tiếp xúc hai pha khí lỏng Khí hấp thụ gọi chất bị hấp thụ ; chất lỏng dùng hấp thụ gọi dung mơi (chất hất thụ ), khí khơng bị. .. trình hấp thụ dùng để: Thu hồi cấu tử quý pha khí Làm pha khí Tách hỗn hợp tạo thành cấu tử riêng biệt Tạo thành dung dịch sản phẩm Hấp thụ bao gồm trình hấp thụ vật lý hấp thụ hóa học - 1.2 Hấp thụ. .. rắn thấp để tránh tắc thiết bị thu hồi cấu tử hòa tan dễ dàng 6) Ít bay rẻ tiền , dễ kiếm không độc hại với người khơng ăn mòn thiết bị 2.1 Cơ sở lí thuyết : Cơ sở vật lý trình hấp thụ Hấp thụ