Đồ án thiết kế hệ thống cô đặc nước sơ ri 2 nồi, xuôi chiều

Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu CHƯƠNG Tổng quan 1.1.NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN Thiết kế hệ thống cô đặc nước sơ ri nồi, xuôi chiều với thông số sau : - Thiết bị cô đặc dạng ống dài thẳng đứng - Năng suất sản phẩm: 3000 kg/h - Nồng độ nhập liệu: 10 % - Nồng độ sản phẩm : 45% - p suất đốt: at - p suất thứ thiết bị ngưng tụ: 0.2 at - Các thông số khác tự chọn 1.2 LỰAC CHỌN THIẾT BỊ CÔ ĐẶC 1.2.1.Khái quát cô đặc Cô đặc trình làm tăng nồng độ chất rắn hoà tan dung dịch cách tách phần dung môi dạng hay kết tinh chất tan Quá trình cô đặc thường dùng phổ biến công nghiệp với mục đích làm tăng nồng độ dung dịch loãng, để tách chất rắn hoà tan Quá trình cô đặc bốc có đặc điểm sau: + thường tiến hành áp suất khác Khi làm việc áp suất thường ( áp suất khí quyển) ta dùng thiết bị hở, làm việc áp suất khác (ví dụ áp suất chân không) người ta dùng thiết bị kín + tiến hành hệ thống cô đặc nồi nhiều nồi, làm việc liên tục gián đoạn, xuôi chiều hay ngược chiều + thường tiến hành trạng thái sôi, nghóa áp suất riêng phần dung môi bề mặt dung dịch áp suất làm việc thiết bị 1.2.2 Phân loại thiết bị cô đặc Có nhiều cách phân loại thường phân loại thành nhóm sau: SVTH : Trang Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu Nhóm 1: dung dịch đối lưu tự nhiên → dùng để cô đặc dung dịch loãng, độ nhớt thấp, đảm bảo tuần hoàn tự nhiên dung dịch dẽ dàng qua bề mặt truyền nhiệt Nhóm 2: dung dịch đối lưu cưỡng bức→ dùng cho dung dịch sệt, có độ nhớt cao, giảm bám cặn hay kết tinh phần bề mặt truyền nhiệt Nhóm 3: dung dịch chảy thành màng mỏng → cho phép dung dịch chảy thành màng qua bề mặt truyền nhiệt lần để tránh tác dụng nhiệt độ lâu làm biến tính số thành phần dung dịch Tuỳ vào số tính chất dung dịch, tính hiệu mặt mà thiết kế buồng đốt hay cho thiết bị cô đặc 1.2.3 Khái quát nguyên liệu Sơri (Barbados), tên khoa học Malpighia glaboa, thuộc họ Malpighiacea, thứ trái nhỏ, có khía, tròn, màu đỏ (khi chín) có hương vị đặc trưng Trước đến sơ ri dùng để ăn số trái khác, tính chất mềm, dễ dập nên phải thường ăn Ngày nay, sau phân tích thành phần chất có trái sơ ri, người ta phát có hàm lượng vitamin cao(đặc biệt vitamin C), khoáng, đạm…Điều có nghóa sơ ri có giá trị cao việc chế biến số thức uống: rược vang, nước trái có hàm lượng đường vừa đủ, thêm số vitamin khoáng chất… Thành phần tính cho 100g ăn Đườ ng (g) 8.0 Chất đạm (g) 0.67 Nươ ùc (g) 91.0 Vitamin (mg) C B1 B2 B3 3.00 0.0 0.0 0.2 Carote n (mg) 500 Chaát khoaùng (mg) Ca Mg K Fe 13 11 12 0.6 1.2.4 Lựa chọn thiết bị cô đặc Chọn thiết bị cô đặc chảy màng, ống dài, buồng đốt ngoài, hệ thống hai nồi , xuôi chiều, liên tục  Ưu điểm: Hệ thống cô đặc áp suất không cao, nhiệt độ sôi không cao nên thích hợp để cô đặc dung dịch dễ biến tính, tránh hư hỏng sản phẩm phù hợp với dung dịch dung dịch thực phẩm, chứa đường số vitamin Dùng hệ cô đặc nồi nên tiết kiệm chi phí đốt tận dụng thứ nồi trước làm đốt nồi sau Cô đặc dạng màng lưu chất dàn ống bốc nhẹ nhàng Sử dụng ống dài giúp tăng thời gian lưu để bốc SVTH : Trang Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu tốt hơn, dung dịch chảy dạng màng qua bề mặt truyền nhiệt lần nên tránh tác dụng nhiệt độ lâu làm biến tính dung dịch Nồng độ nước sơ ri dây thực chất coi nồng dộ đường sau chế biến ép nước sơ ri nồng dộ đường lớn nhất, nồng độ chất khác nhỏ coi mức ảnh hưởng không đáng kể Tuy nhiên việc muốn giữ lại chất sau cô đặc xong ta phải quan tâm đến nhiệt độ trình Đồng thời việc chảy xuôi chiều giúp nhiệt độ không cao phần cuối dế làm biến tính dung dịch nhiêt cục  Nhượïc điểm: Hệ cô đặc nhiều nồi đòi hỏi chi phí cho thiết bị nhiều hơn, diện tích nhà xưởng lớn hơn, đặc biệt việc chọn buồng đốt làm tốn diện tích Cô đặc chân không nên điều kiện an toàn khó khăn, tốn lượngvà chi phí vận hành thiết bị 1.3.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1.3.1 Thuyết minh quy trình công nghệ (có sơ đồ đính kèm) Dung dịch nước sơ ri sau qua số công đoạn ép, lọc, tinh chế trước đưa vào bồn chứa, trì nhiệt độ 60 C nhằm tránh phát triển vi sinh vật Sau nước sơ ri bơm lên thiết bị gia nhiệt với suất lượng 3000 kg/h Qua trình bơm có điều chỉnh lưu lượng cho thích hợp với hệ thống tự động điều khiển lưu lượng Thiết bị gia nhiệt sử dụng thiết bị gia nhiệt ống chùm dạng vỏ áo, đặt thẳng đứng, bên gồm nhiều ống truyền nhiệt nhỏ bố trí theo đỉnh tam giác Các đầu ống giữ cố định nhờ vỉ ống gắn với thân Thiết bị gia nhiệt sử dụng đốt lấy từ lò với áp suất tuyệt đối at Dung dịch đưa vào chiều dòng để tránh tượng dòng bị cháy tiếp xúc với nhiệt độ cao.Ngoài việc dung dịch chảy từ xuống tận dụng lực trọng trường nên không tiêu tốn lượng Trong thiết bị gia nhiệt có trao đổi nhiệt dòng lỏng dòng qua vách ống truyền nhiệt Dòng lỏng gia nhiệt để đạt đến nhiệt độ sôi trước vào thiết bị cô đặc t =110.210C Việc gia nhiệt lên nhiệt độ sôi có ý nghóa lớn cho trình diễn lúc sau thiết bị cô đặc ta thêm lượng cho việc gia nhiệt đến nhiệt độ sôi, đảm bảo trình truyền nhiệt để bốc buồng đốt thật hiệu Còn dòng ngưng tụ thành lỏng sôi đựơc thoát thiết bị gia nhiệt có ống thoát khí không ngưng để đảm bảo an toàn áp suất thiết bị trình truyền nhiệt có hiệu SVTH : Trang Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu Từ thiết bị gia nhiệt, dung dịch đưa sang hệ thống cô đặc Ở ta sử dụng thiết bị cô đặc có buồng đốt ngoài, ống dài, hai nồi liên tục xuôi chiều Loại thiết bị thích hợp với việc cô đặc dung dịch thực phẩm chế độ nhiệt êm dịu không tăng nhanh Đầu tiên dòng lỏng vào buồng đốt (thiết bị cô đặc 1) Thiêùt bị có cấu tạo thiết bị gia nhiệt loại màng có phận phân phối lỏng (là phận có nhiều lỗ nhỏ ống ngắn hàn vào đóa, ống có dưòng kính nhỏ ống truyền nhiệt đặt đồng tâm, lọt vào ống truyền nhiệt Ở dòng lỏng để chế độ chảy màng từ xuống ống truyền nhiệt để tận dung lực trọng trường tạo màng lỏng mỏng Việc phân phối lỏng thực nhờ vào đóa phân phối lỏng Khi lỏng vào buồng đốt (phần nắp) chảy từ từ qua lỗ nhỏ men theo thành rỗng ống truyền nhiệt ống ngắn để tạo thành màng mỏng với bề dày theo yêu cầu đặt Dòng sử dụng từ lò với áp suất tuyệt đối at, dùng lượng lấy từ ngưng tụ nước để cấp nhiệt cho dòng lỏng Trong thiết bị này, khác với thiết bị gia nhiệt chỗ dòng lỏng không nhận nhiệt để thay đổi nhiệt độ mà đẻ thay đổi entanpi nhằm chuẩn bị cho trình bốc diễn buồng bốc Tưong tự thiêát bị gia nhiệt dòng ngưng tụ thành lỏng thoát buồng đốt có ống thoát khí không ngưng Sau chảy qua hệ thống ống truyền nhiệt, dung dịch xuống thân phụ để chuyển qua buồng bốc Thân phụ giúp trì vận tốc ổn dịnh cho dòng lỏng Thân phụ nối với bồng bốc nhờ ống hình chữ nhật vuông góc với thân phụ tiếp tuyến với thân buồng bốc để tạo dòng chuyển động xoáy giúp xáo trộn tốt lỏng giúp trình bốc dễ dàng Ở buồng bốc 1, dung dịch thực trình bốc (sau nhận đủ nhiệt để chuyển trạng thái) Hơi nứơc bốc lên với áp suất 1.47 at dung dịch lại tăng nồng độ lên 16.9% Trong trình bốc có tượng dòng lôi giọt lỏng theo điều làm ảnh hưởng đến thiết bị phía sau có tạo cặn lên ống truyền nhiệt làm giảm hiệu truyền nhiệt Để khắc phục điều buồng bốc thường có phận phân ly giọt lỏng Tuỳ vào loại thiết bị mà dựa vào lực trọng trường, dính ướt hay ly tâm ta sử dụng thiết bị phân ly theo kiểu dính ướt dạng nón Khi dòng bốc lên gặp bề mặt nón, giọt lỏng bị giữ lại nón chảy xuống lại buồng đốt theo ống mao quản, thứ tràn qua phần nón theo ống dẫn để sang truyền nhiệt cho buồng đốt Còn dung dịch bơm sang buồng đốt để tiếp tục thực trình cô đặc SVTH : Trang Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu Ở hệ thống nồi cô đạc tượng xảy tương tự nồi nhiên có số khác biệt đốt đầu dòng sau: Ở buồng đốt 2, dung dịch sơ ri (lúc có giảm mạnh lưu lượng) chảy màng từ xuống thực chế độ truyền nhiệt êm dịu Hơi đốt lúc thứ lấy từ buồng bốc Do có thay đổi đáng kể áp suất mặt thoáng dung dịch nên nhiệt độ sôi dung dịch giảm xuống ứng vơi nhiệt độ có dung dịch Do dung dịch cần nhận nhiệt lượng phục vụ cho việc tăng entanpi để bốc sang buồng bốc Nứơc ngưng khí không ngưng thoát Dung dịch chảy xuống thân phụ đưa sang buồng bốc Tại buồng bốc 2, trình bay thực Hơi thứ lúc có áp suất tuyệt đối nhỏ 0.21 at theo ống dẫn đên thiết bị ngưng tụ baromet Trong dung dịch nước sơ ri sau trình bốc đạt đến nồng độ 45 % nhiệt độ 61.30C đưa vào bồn chứa chuẩn bị cho công đoạn sau Thiết bị ngưng tụ baromet chọn thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại khô Lúc dòng thứ từ lên, tiếp xúc trực tiếp dòng lỏng cấp vào từ xuống có nhiệt độ thấp 300C ngưng tụ thành lỏng theo dòng nước xuống bồn chứa với nhiệt độ nước ngưng 50 0C Trong trình có lượng lớn ngưng tụ nên áp suất giảm tạo áp suất chân không Chính nhờ điều mà áp suất thiết bị trì ổn định Sau qua thiết bị ngưng tụ, dòng khí không ngưng lại chuyển qua thiết bị tách lỏng Tấm ngăn làm vật cản để dính ướt giọt lỏng sót lại dòng khí sau cho qua thiết bị bơm chân không để tránh tượng xâm thực xảy làm hư bơm.Do áp suất bên thiết bị thấp áp suất bên nên khí không ngưng không tự thoát phải sử dụng bơm hút chân không giúp hút khí không ngưng để áp suất không bị thay đỏi hệ thống Lượng nước ngưng thoát từ thiết bị gia nhiệt, buồng đốt 1, buồng đốt gom lại qua tháp giaiû nhiệt hạ đến nhiệt độ thường phục vụ cho mục đích khác tuỳ vào độ tinh SVTH : Trang Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu SVTH : Trang Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu SVTH : Trang Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu Thông số công nghệ Ky ù hie äu 10 Dòng lưu chất Suất lượng (kg/h) Nồng độ Nhiệt độ (0C)ä Nguyên liệu ban đầu Nguyên liệu gia nhiệt Nguyên liệu vào nồi Sản phẩm Hơi đốt Hơi thứ nồi I Hơi thứ nồi Nước làm nguội Nước khỏi thiết bị ngưng tụ Khí không ngöng 3000 3000 0.1 0.1 60 110.21 1777.78 0.169 61 666.67 1473.2 1222.22 1111.11 34812 35928 0.45 61.6 142.9 110.1 60.7 30 50 12.06 Aùp suaát (at) 1.47 0.21 36 1.3.2.Kiểm soát điều khiển trình Mục tiêu điều khiển trình cô đặc thu sản phẩm có nồng độ mong muốn đảm bảo cân vật chất lượng tất thiết bị suốt trình 1.3.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình cô đặc: Các yếu tố ảnh hưởng đến trình cô đặc chia thành nhóm sau dựa vào việc ta kiểm soát, điều khiển có đặt yêu cầu kiểm soát điều khiển hay không đòng thời với vai trò định chúng đến kết trình Tác động nhiễu cho phép ổn định: - Lưu lượng, nồng độ, nhiệt độ dung dịch nhập liệu - Lưu lượng đốt Tác động nhiễu không ổn định: - Nhiệt lượng tổn thất - p suất đốt - Nồng độ dung dịch nhập liệu - Hệ số truyền nhiệt Các đại lượng cần điều chỉnh: - Nồng độ sản phẩm - Lưu lượng nhập liệu - p suất thứ nồi cuối - Mức dung dịch nồi - Nhiệt dộ dung dịch nhập liệu Tác động diều chỉnh: - Lưu lượng sản phẩm SVTH : Trang Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu - Lưu lượng dung dịch vào nồi - Lưu lượng đốt vào nồi thiết bị gia nhiệt - Lưu lượng nước làm nguội thiết bị ngưng tụ Các thông số cần kiểm tra: - p suất nồi trung gian - Lưu lượng nhiệt độ dòng nhập liệu - Mức chất lỏng bồn chứa nhiệt độ dung dịch 1.3.2.2 Hệ thống điều khiển: Các thông số công nghệ ổn định hệ thống điều khiển tự động vòng sau: STT Thông số cần ổn định Tác động điều chỉnh Nồng độ sản phẩm Lưu lượng đốt cho nồi Mức dung dịch Suất lượng tháo liệu nồi nồi p suất thứ nồi Lưu lượng nước ngưng tụ cuối Nhiệt độ nhập liệu vào Lưu lượng đốt cho thiết bị gia nồi nhiệt Với nồng độ dung dịch xác định gián tiếp thông qua độ tăng phí điểm dung dịch sản phẩm Tiến hành đo nhiệt độ sôi dung dịch buồng bốc II nhiệt độ thứ điều kiện áp suất Tín hiệu đo nhiệt độ truyền đến tính toán để tính hiệt nhiệt độ xác định nồng độ sản phẩm Ngoài phải kể đến việc có thay đổi áp suất phần thân buồng đốt có mặt khí không ngưng,và ta có phận xả khí không ngưng tự động có tăng áp suất thiết bị mà không cần phải kiểm soát 1.3.2.3 Sơ đồ cấu trúc hệ thống điều chỉnh tự động vòng: Z x y ĐTĐK BPTH CBÑL xÑC TBÑC y u SVTH : Trang Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu - ĐTĐK: đối tượng điều khiển - CBĐL: cảm biến đo lường - TBĐC: thiết bị điều chỉnh - BPTH: phận thừa hành - y: đại lượng điều chỉnh - x: tác động điều chỉnh - xDC: tín hiệu điều khiển - u: giá trị chủ đạo 1.3.2.4 Dụng cụ đo điều khiển: Để đảm bảo an toàn sản xuất cấu thừa hành sử dụng nguyên tắc truyền động khí nén Dụng cụ đo chọn sau: - Đo áp suất áp kế hộp xếp khí nén có tín hiệt dạng khí nén - Đo nhiệt độ cặp nhiệt điện cho độ xác cao áp dụng khoảng biến thiên rộng đại lượng - Đo mức mức kế thuỷ tónh có phao chìm - Đo lưu lượng lưu lượng kế có độ chênh áp biến thiên SVTH : Trang 10 Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu (1.76g-[10]) (112) Bảng 3.3: Thông số thiết bị ngưng tụ Đại lượng Suất lượng Khối lượng riêng Vận tốc Sáuất lượng Khối lượng riêng Vận tốc Suất lượng Nhiệt độ Vận tốc Độ nhớt tuyệt đối Khối lượng riêng Độ chân không thiết bị SVTH : Kí hiệu Đơn vị Giá trị Hơi vào W3 kg/s 0.31 kg/m 0.134 h vh m/s 35 Nứơc làm nguôïi Glv kg/s 9.67 kg/m3 996 lv vl m/s 0.62 Doøng nước Glr kg/s 6.63 tlr C 50 vlr m/s 0.5 10-3Pas 0.556 lr kg/m3 988 lr b mmHg 608 Ghi Chọn theo T85-[4] Tra bảng 39-[2] Chọn theo T85-[4] Chọn theo T85-[4] Tra bảng 39-[2] Trang 43 Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu Bảng 3.4: Kết qủa tính thiết bị ngưng tụ Đại lượng Đường kính thiết bị ( tính) Đường kính thiết bị (thực) Chiều rộng Chiều dày Chiều cao gờ Đường kính lỗ Mức độ đun nóng Số ngăn Tổng diện tích lỗ Diện tích tiết diện thiết bị Bước lỗ Khoảng cách ngăn Chiều cao thiết bị ngưng tụ Đường kính Chuẩn số Re Hệ số trở lực vào ống Hệ số trở lực khỏi ống Hệ số trở lực masát Chiều cao cột nước Chiều cao khắc phục trở lực Chiều cao ống baromet SVTH : Ký hiệu Dt Đơn vị mm Giá trị 364 Ghi Dt mm 500 Chọn 300 40 0.673 0.016 0.198 Chọn Chọn Chọn (104) Bảng VI.7-[5] (101) (103) Tấm ngăn b mm mm hg mm de mm P Z caùi fe m2 ftb m2 (99) t h mm mm 0.495 400 Chọn Bảng VI.17-[5] Htb mm 4000 (105) 160 142158 0.5 (106) (110) OÁng baromet dt mm Re Choïn h1 h2 m m 0.03 8.3 0.054 (112) (108) (109) Hb m 8.854 (107) Trang 44 Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu 3.3 BƠM Ký hiệu đại lượng Ký hiệu G Q N H P1, p2 bơm Đơn vị kg/s m3/s KW m Ý nghóa Lưu lượng Năng suất bơm Công suất bơm Cột áp bơm p suất đầu hút đầu kg/m3 Khối lượng riêng dòng lưu chất Hiệu suất bơm 3.3.1.Bơm chất lỏng Được tính theo tài liệu [7], T112-113 - Công suất bơm: (113) - Lưu lượng bơm: Q= (114) Cột áp bơm: H = H1 + H2 + H3 + H4 + H5 (115) Coät áp để khác phục chiều cao nâng hình học: H1 = z2-z1 (116) Cột áp để khắc phục chênh lệch áp suất hai đầu ống hút đẩy: - H2= - Cột áp để khắc phục trở lực đường ống: H3+H4 Với : - (117) ) (118) v= (119) Re = (120) Đối với trường hợp chảy rối ống nhám ( CT1.76 –[10]) (121) Cột áp để khắc phục động ống hút ống đẩy: Coi đường kính ống hút ống đẩy nhö => v 1= v2 => H5 = Vậy cột áp bơm là: H = SVTH : (122) Trang 45 Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu Bảng 3.5 :Kết qủa tính bơm Đại lượng Đường kính ống Chiều dài ống Suất lượng Độ nhớt Khối lượng riêng Vận tốc dung dịch Chiều cao hình học p suất Ky ù hie äu Đơn vị dt Bơm nước làm nguộ i Ghi Bơm nhập liệu Nồi I Nồi II m 0.025 0.025 0.025 0.15 Choïn L m 15 15 15 15 Choïn G kg/s 10-3 Pas 0.833 0.221 0.48 0.291 0.185 0.61 9.67 0.8007 kg/m3 1040.1 1069.6 1205.6 995.7 V m/s 1.63 0.91 0.31 0.55 (104) H0 m 10 10 10 14 Choïn P1 P2 105N/m 105N/m 1.442 1.442 0.21 0.21 0.981 0.2 0.5 0.5 0.5 0.5 0.97 1.11 0.98 0.39 2 1.1 9.44 9.72 9.46 5.58 191.78 8.361 25.317 102.59 0.05 0.054 0.052 0.03 mm 0.5 0.5 0.5 0.5 H mH2O 25.08 0.75 2.36 0.75 16.91 0.75 6.074 0.75 N kW 0.27 0.015 0.061 0.77 Trở lực cục Cửa vào Cửa Van thẳng (2 cái) Co 90 (3 cái) Tổng trở  lực Chuẩn số Re Re Hệ số masát Độ nhám Cột áp bơm Hiệu suất Công suât bơm Bơm tháo liệu 103 Bảng 13-[3] (106) Bảng 12-[3] (102) (100) 3.3.2.Bơm chân không Công suất bơm chân không: SVTH : Trang 46 Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu 3.4 TAI TREO Chọn vật liệu làm tai treo thép CT3 Tai treo hàn vào thiết bị, chọn số gân Chọn thiết bị có khối lượng lớn để tính toán tai treo, ta chọn nồi cô đặc kết thống cho hai nồi Tải trọng tác dụng lên tai treo: Chọn số tai treo - Tải trọng tác dụng lên tai treo: Q = Bảng 3.6 :Khối lượng thiết bị tính tai treo Vật liệu Bộ phận Thể tích vật liệu m3 Thể tích rỗng m3 Thân Thân phụ Buồng đốt CT3 1.43 0.038 X18H10T 0.17 4.56*10- Nắp đáy X18H10T Khối lượng (kg) Số lượng (cái) 298.3 36.2 1 14.14 23.78 25.38 19.43 8.96 61 35.2*10 - Bích Vỉ ống Đóa phân phối X18H10T X18H10T X18H10T 0.003 0.0032 2.45*103 ng truyền nhiệt X18H10T 4.54*103 Khối lượng dịch (kg) Khối lượng liệu (kg) Thân Đáy Nắp Bích Khối lượng dịch (kg) Khối lượng liệu (kg) dung 1689.2 vật 1122.16 Buồng bốc X18H10T 3.08 X18H10T 0.823 X18H10T 0.421 X18H10T dung 705.6 286.84 184.83 158.57 5213.01 vật 1504.9 Đại lượng SVTH : Buồng đốt 0.089 0.02 1 Buồng bốc Trang 47 Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu Tổng khối lượng Số tai treo Tải trọng (N) Tải trọng chọn (N) SVTH : 2811.36 6894.86 10000 Chọn theo bảng XIII.36-[5] 6717.91 16475.7 25000 Trang 48 Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu 3.5 LỚP CÁCH NHIỆT Bề dày lớp cách nhiệt (theo T92-[5]) Với : Hệ số cấp nhiệt từ mặt lớp cách nhiệt đến không khí =9.3+0.058t2 (W/m2.độ) tt2: nhiệt độ bề mặt lớp cách nhiệt phía không khí khoảng 40-500C, chọn 450C tt1: nhiệt độ lớp cách nhiệt tiếp giáp bề mặt thiết bị Vì trở lực tường thiết bị thường nhỏ so với trở lực nhiệt lớp cách nhiệt nên coi tt1 = tD tkk: nhiệt độ không khí chọn 300C Chọn lớp cách nhiệt thuỷ tinh có hệ số cấp nhiệt 0.0372W/m2.độ - Giá trị Ký hiệu Đơn vị tt2 C W/ m2.độ C C W/ m2.độ m tt1 tkk Buồng đốt Buồng bốc 45 11.92 142.9 110.28 30 0.0372 0.02 0.014 => Thoáng cho hai nồi ta chọn sau: Buồng đốt : =200mm Buồng bốc : =150mm SVTH : Trang 49 Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu CHƯƠNG Tính giá thành thiết bị Bảng4.1: Bảng tính kinh tế thiết bị chính(xét cho nồi) Bộ phận Vật liệu Đơn vị tính Buồng đốt Thân CT3 kg Thân phụ X18H10 kg T Nắp X18H10 kg đáy T Bích X18H10 kg T Vỉ ống X18H10 kg T Đóa phân X18H10 kg phối T Ống X18H10 kg truyền T nhiệt Buồng bốc Thân X18H10 kg T Đáy X18H10 kg T Nắp X18H10 kg T Bích X18H10 kg T Tổng giá thành vật tư Giá gia công Tổng SVTH : Đơn giá (đồng) 10000 Khối lượng 298.3 Số lượn g Thành tiền (triệu đồng ) 5.966 50000 36.15 3.615 50000 14.14 2.828 50000 23.78 7.134 50000 25.38 5.076 50000 19.43 1.943 50000 8.96 122 54.656 50000 705.6 70.56 50000 286.84 28.684 50000 184.83 18.483 50000 158.57 31.714 230.659 230.689 461.318 Trang 50 Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu TỔNG KẾT Thông số công nghệ HỆ THỐNG CÔ ĐẶC Đại lượng Ký hiệu Suất lượng Nhiệt độ sôi Nồng độ Gđ tđ xđ Suất lượng Nhiệt độ sôi Nồng độ Gc tc xc Suất lượng p suất Nhiệt độ W PW tW Suất lượng p suất Nhiệt độ D PD tD Suất lượng Nhiệt độ D tD SVTH : Đơn vị Nồi I Giá trị Nồi II Dung dịch vào kg/h 3000 C 110.206 0.1 Dung dòch kg/h 1777.78 C 110.28 0.169 Hơi thứ kg/h 1222.22 at 1.47 C 110.1 Hơi đốt kg/h 1473.2 at C 142.9 Nước ngưng Kg/h 1473.2 C 142.9 1777.78 61 0.169 666.67 61.6 0.45 1111.11 0.21 60.7 1222.22 1.42 109.1 1222.22 109.1 Trang 51 Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu THIẾT BỊ PHỤ Đại lượng Đơn vị Suất lượng Nhiệt độ Nồng độ kg/h C Suất lượng Nhiệt độ sôi Nồng độ kg/h C Suất lượng p suất Nhiệt độ kg/h at C Suất lượng p suất Nhiệt độ kg/h at C Suất lượng Nhiệt độ SVTH : kg/h C Thiết bị gia nhiệt Ký hiệu Giá trị Dòng lỏng vào Glv 3000 tlv 60 xv 0.1 Dòng lỏng Glr 3000 tlr 110.21 xr 0.1 Dòng vào D 294.8 PD tD 142.9 Dòng Thiết bị ngưng tụ Ký hiệu Giá trị Glv tlv 34812 30 Glr tlr 35928 50 W pW tW 1111.11 0.2 59.7 Gkk tkk pkk 12.06 36 Nước ngưng D 294.8 tD 142.9 Trang 52 Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ CHÍNH Đại lượng Ký hiệu Thân Vật liệu Chiều cao H Đường kính Dt Bề dày S p suất làm việc Plv Nồi I Nồi II Vật liệu Số lượng Đường kính Bề dày Chiều cao Chiều cao gờ Vật liệu Đường kính Bề dày Chiều cao Chiều cao gờ Vật liệu Diện tích BMTN Chiều cao Đường kínhtrong Bề dày Số ống Bước ống Vật liệu Số lượng Đường kính lỗ Bề dày Vật liệu SVTH : Đơn vị Buồng đốt phu ï mm mm mm CT3 5000 600 X18H10T 600 2000 600 1200 10 105N/m2 105N/m2 2.943 0.461 1.67 1.75 Đáy nắp elip có gờ X18H10T Z Cái Dt mm 600 S mm ht mm 150 h mm 25 Đáy nón Dt S hb h mm mm mm mm Ống truyền nhiệt X18H10T F mm 29.25 H dt S n t S mm mm mm ng mm Vỉ ống z dt Buồng bốc Cái mm 1.67 1.756 X18H10T 1200 10 300 40 X18H10T 1400 10 1269 50 34 61 47.5 X18H10T 38 mm 15 Đóa phân phối lỏng X18H10T Trang 53 Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu Bề dày Đường kính lỗ Đường kính ống Bề dày ống S dt mm mm 10 15 dô mm 28 mm Tai treo 2.5 S Vật liệu Số lượng Tải trọng Cấu tạo bích Vật liệu Đường kính bên thiết bị Đường kính bích Đường kính tâm bulông Chiều cao bích Đường kính bulông Số bulông Số bích ghép thân-đáynắp z Q Thép CT3 Thép CT3 4 N 10 2.5*104 Bich - Bulông Bích liền không cổ Thép X18H10T   mm  600 1400    mm 740 1540    mm 690 1490   mm  20 30   mm  20 20 caùi  20 40 bích z Đệm Vật liệu Đường kính Đường kính Chiều dày Ống liệu Ống liệu Ống đốt Ống thứ Ống nhập Paronit Dt mm 2 Dn mm 630 1430 mm 650 Đường kính ống dẫn Dống mm 50 thaó cấp 50 150 dẫn dẫn SVTH : 1454 300 20 Trang 54 Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu nước ngưng Tỷ lệ chi tiết vẽ Ký hiệu Ghi Thiết bị A-A B-B Nồi cô đặc Đóa phân phối Thân buồng đốt Ống dẫn từ buồng đốt sang buồng bốc Bích, bulong vỉ ống buồng đốt Cửa đốt Tai treo Cửa tháo nước ngưng Bích bulong buồng bốc Bố trí ống tạo màng đóa Bố trí lỗ đóa Bố trí ống truyền nhiệt C-C Chi tieát I Chi tieát II Chi tieát III Chi tieát IV Chi tieát V Chi tieát VI Chi tiết VII Chi tiết VIII SVTH : Tỷ lệ vẽ : 15 1:5 1:5 1:5 1:2 1:4 1:4 1:2 1:2 1:2 1:2 1:2 Trang 55 Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phan Văn Thơm “Sổ tay thiết kế hóa chất chế biến thực phẩm đa dụng” Bộ GD ĐT, Viên Đào Tạo Mở Rộng, 1992 [2] Phạm Văn Bôn (chủ biên), Nguyễn Đình Thọ “Quá trình thiết bị Công nghệ hoá học – Tập –Quá trình thiết bị truyền nhiệt” ĐHBK Tp HCM [3] Phạm Văn Bôn, Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam “Quá trình thiết bị Công nghệ hoá học – Tập 10 – Ví dụ tập” ĐHBK TpHCM [4] Các tác giả “ Sổ tay trình thiết bị Công nghệ hoá chất – Tập 1” NXB KHKT [5] Các tác giả “Sổ tay trình thiết bị Công nghệ hoá chất – Tập 2” NXB KHKT [6] Hồ Lê Viên “Thiết kế tính toán chi tiết thiết bị hóa chất” NXB KHKT [7] Trần Văn Dũng, Nguyễn Văn Lục, Hoàng Minh Nam, Vũ Bá Minh “Quá trình thiết bị Công nghệ hoá học – Tập – Quyển – Phân riêng khí động, lực ly tâm, bơm, quạt, máy nén, tính hệ thống đường ống” ĐHBK Tp HCM [8] Nguyễn Ngộ “Kỹ thuật đường mía” [9] Tiêu chuẩn ống cho nghành Hoá & Thực phẩm [10] Nguyễn Văn Lụa “Quá trình thiết bị Công nghệ Hoá học-Tập 1-Quyển 1-KhuấyLắng lọc” ĐHBK TpHCM [11] Phạm Văn Bôn Giáo trình “Quá trình thiết bị Công nghệ Hoá học- Tập 11Hướng dẫn đồ án môn học” ĐHBK Tp.HCM [12] Lê Phan Hoàng Chiêu, Trần Tấn Việt, SVTH : Trang 56 Đồ án môn học : Quá trình Thiết bị GVGD : TS Lê Phan Hoàng Chiêu “Tài liệu hướng dẫn đồ án- Biểu diễn thiết bị Tự động hoá sơ đồ công nghệ” ĐHBK TpHCM SVTH : Trang 57 ... Baûng 2. 2 10-4Pas 2. 57 11.61 W/ m.độ 0.508 0. 522 Bảng I.1 12- [4] (33) 1570.4 1.84 0.1 42 176 .2 8.07 0.1 12 (29 ) ( 32) (33) 10-5m 1. 82 4.74 (31) W/ m2độ 104W/m2 3963.5 123 3.4 (28 ) 23 979 24 107 .2 (22 )... 2. 63 W/m2 độ 75 42. 7 7015 .2 (23 ) 24 553 .2 (20 ) 1198.84 Baûng 2. 1 0.134 0.31 Baûng 2. 2 110 .24 61.3 Baûng 2. 2 20 .6 25 .48 C C 116 .29 113 .27 81.78 71.54 Chọn kg/m3 1054.4 1134.5 J/kg.độ 3 628 .54 3 627 .58... at Giá trị Nồi Ghi (CTTT) Nồi 2. 53 1 .26 kg/h at C kJ/kg kJ/kg 122 2 .22 1.47 110.1 26 96.5 22 33.5 1111.11 0 .21 60.7 26 09.59 23 55 .26 C at kJ/kg 1 42. 9 21 41 109.1 1. 42 222 3.7 Theo [1] (4) Baûng 57-[3]