CƠ sở TÍNH TOÁN THIẾT kế THIẾT bị hóa học CHỦ đề 3 THIẾT lập QUY TRÌNH THIẾT kế hệ THỐNG cô đặc CHÂN KHÔNG 3 nồi LIÊN tục

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC CƠ SỞ TÍNH TỐN THIẾT KẾ THIẾT BỊ HÓA HỌC CHỦ ĐỀ THIẾT LẬP QUY TRÌNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐẶC CHÂN KHƠNG NỒI LIÊN TỤC GVHD: ThS HỒNG TRUNG NGƠN NHĨM THỰC HIỆN: TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com THÀNH VIÊN 1911140 1910649 1910706 191179 1910208 Nguyễn Hoàng Huy Trần Thị Thủy Tiên 1910122 Nguyễn Phan Minh Đăng Nguyễn Hoàng Uyên 1915915 Phạm Quốc Việt Phạm Thị Tường Vân 1912193 1910684 1915891 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 2/97 MỤC LỤC I TỔNG QUAN II CƠ SỞ LÝ THUYẾT III TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ IV TÍNH TỐN THIẾT BỊ VTỔNG KẾT TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 3/97 I TỔNG QUAN 1.1 NHIỆM VỤ Thiết kế khí cho thiết bị cô đặc chân không nồi xuôi chiều liên tục để cô đặc dung dịch NaOH Năng suất nhập liệu Nồng độ đầu Nồng độ cuối 5000 kg/h 10% 40% Gia nhiệt Hơi nước bão hịa có áp suất dư pe = 3at Áp suất ngưng tụ buồng bốc pvac = 0.2at u cầu Tính tốn khí cho thiết bị theo tiêu chuẩn ASME TCVN Tính tốn khí cho thiết bị phụ theo tiêu chuẩn ASME TCVN TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 4/97 TỔNG QUAN 1.2 NGUYÊN LIỆU NaOH 5% Tính chất vật lý Tính chất hóa học Khối lượng mol: 40.01 g/mol Rắn, màu trắng Tỷ trọng: 2.13 g/cm3 Nhiệt độ nóng chảy: 318oC Nhiệt độ sơi: 1390oC Độ hịa tan nước: 11mg/100ml (20oC) pH: 14 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 5/97 TỔNG QUAN 1.3 ỨNG DỤNG Xử lý nước hồ bơi Công nghiệp dệt nhuộm màu Công nghiệp chế biến thực phẩm Cơng nghiệp dầu khí Cơng nghiệp lượng Công nghiệp sản xuất gỗ, giấy Khử trùng y tế TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 6/97 II CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHƯƠNG PHÁP CÔ ĐẶC 2.1 ĐỊNH NGHĨA Cơ đặc Là q trình làm bay phần dung mơi dung dịch có chứa chất tan khơng bay 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 (cất nước) TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 7/97 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHƯƠNG PHÁP CƠ ĐẶC 2.3 BẢN CHẤT Q trình đặc chuyển thể phần dung môi từ thể lỏng sang thể Trong q trình đặc Dung môi tách bớt khỏi dung dịch Chất tan dung dịch không bay Nồng độ chất tan dung dịch tăng dần TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 8/97 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHƯƠNG PHÁP CƠ ĐẶC 2.3 PHÂN LOẠI Chế độ hoặt động Cơ đặc gián đoạn Cô đặc liên tục Áp suất Cô đặc chân không Cô đặc áp suất dương Cô đặc áp suất khí Số giai đoạn Chế độ làm việc Cô đặc nồi Xuôi chiều Cô đặc nhiều nồi Ngược chiều Song song TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 9/97 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 78/97 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ 4.2 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ PHỤ 4.2.1 THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMETER Lượng nước lạnh cần để cung cấp cho thiết bị ngưng tụ Gn = (kg/s) Thông số G Ý nghĩa Lượng nước lạnh cấp TBNT n W i Lượng ngưng vào TBNT NLR ngưng Tính tốn: Gn = 24873,49 kg/h TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 79/97 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ 4.2 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ PHỤ 5.2.1 THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMETER Lượng khơng khí cần hút khỏi thiết bị Gkk = 0,000025W3 + 0,000025Gn + 0,01W3 (kg/s) Vkk = 0,001[0,02(W + Gn) + 8W] (m3/s) Thông số G kk Lượng khơng khí cần hút kk W Thể tích khơng khí cần hút Lượng ngưng vào TBNT Gn Lượng nước lạnh cấp cho TBNT V Tính tốn: G TIEU LUAN MOI download TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ 4.2 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ PHỤ 4.2.1 THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMETER Đường kính thiết bị ngưng tụ Dtr = 1,383 (m) Thơng số D Ý Đường kính TBNT Lượng ngưng vào TB tr W KLR Tốc độ TBNT Tính tốn: Dtr = 0,384 m Quy chuẩn đường kính TBNT barometer thành 500 mm TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ 4.2 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ PHỤ 4.2.1 THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMETER Kích thước ngăn t = 0,866d (mm) b = + 50 (mm) Thông số Ý b Chiều rộng ngăn t Bước lỗ Dtr TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Đường kính TBNT Tỷ số tổng số diện tích diện TBNT Tính tốn: b = 82/97 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ 5.2 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ PHỤ 5.2.1 THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMETER Chiều cao thiết bị ngưng tụ P= Thông số P t Nhiệt độ đầu nước tướ Nhiệt độ cuối nước tướ bh Nhiệt độ bão hồ ngưng Tín t Tra bảng, ta có: P = 0,774 Mức độ đun nóng nước 2đ t 2c Ý TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 83/97 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ 4.2 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ PHỤ 4.2.1 THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMETER Kích thước ống barometer d = (m) Thông số d Đường kính ống Gn Lượng nước lạnh tưới vào W3 Lượng ngưng Tốc độ nước chất lỏ Quy chuẩn kích thước ống barometer thành 0,4 m TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com Tính 84/97 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ 4.2 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ PHỤ 4.2.1 THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMETER Kích thước ống barometer h1 = 10,33 (m) Thông số Ý h1 Chiều cao cột nước ố b Độ chân không TBNT Tính TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 85/97 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ 4.2 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ PHỤ 4.2.1 THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMETER Kích thước ống barometer = Re = Thơng số d Ý nghĩa Đường kính ống dẫn KLR nước ttb Tốc độ nước chảy Độ nhớt nước ttb Tính tốn: Re = 275155,71 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 86/97 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ 4.2 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ PHỤ 4.2.1 THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMETER Kích thước ống barometer h2 = (m) Thông số h2 Ý nghĩa Chiều cao cột nước ống barometer Tốc độ nước chảy ống barometer g Gia tốc trọng trường Tính tốn: h2 = 0,0319 + 5,86.10-4H TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 87/97 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ 4.2 TÍNH TỐN CƠ KHÍ THIẾT BỊ PHỤ 4.1.2 THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMETER Kích thước ống barometer H = h1 + h2 + 0,5 (m) Thông số Ý H Chiều cao ống barometer h1 Chiều cao cột nước ố Chiều cao cột nước ố h 0,5 Chiều cao dự trữ Tính Quy chuẩn chiều cao ống barometer thành 10 m TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 88/97 V TỔNG KẾT NHẬN XÉT Nhận xét rút Việc thiết kế tính tốn hệ thống đặc việc phức tạp, địi hỏi tính tỉ mỉ q trình lâu dài Nó khơng u cầu người thiết kế phải có kiến thức sâu q trình đặc mà cịn phải hiểu biết số lĩnh vực khác như: cấu tạo thiết bị phụ, quy chuẩn vẽ kỹ thuật,… Cơng thức tính tốn khơng gị bó mà mở rộng dựa giả thiết điều kiện chế độ làm việc thiết bị Vì tính tốn, người thiết kế phải tính đến ảnh hưởng điều kiện thực tế để đưa vào vận hành thiết bị hoạt động ổn định TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com 89/97 CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com ... động Cô đặc gián đoạn Cô đặc liên tục Áp suất Cô đặc chân không Cô đặc áp suất dương Cơ đặc áp suất khí Số giai đoạn Chế độ làm việc Cô đặc nồi Xuôi chiều Cô đặc nhiều nồi Ngược chiều Song song... 1850 1295 2 131 .9 2 735 thứ (kJ/kg) Hệ số 2 735 .7 2712.4 TÍNH TỐN CƠ ĐẶC 93 23. 1 Nồi 925 24. 034 2707 116.1 2674.9 TIEU LUAN MOI download : skknchat1 23@ gmail.com 22/97 TÍNH TỐN CƠ ĐẶC 3. 9 LƯỢNG HƠI... Chọn giá trị hệ số truyền nhiệt tổng quát cho hệ nồi sau: Nồi Số % U (J/m2-s-K) Hệ số truyền nhiệt nồi hệ thống cô đặc nồi đó, số % giá trị HSTN nồi thứ i so với nồi đầu hệ nhiều nồi TIEU LUAN