Thiết kế hệ thống chưng cất methanol bằng tháp đệm có năng suất 4000kg h nhập liệu ở nhiệt độ sôi với nồng độ 40 sản phẩm đỉnh có nồng độ 98

LỜI MỞ ĐẦU Cơng nghệ hóa học sản phẩm có ảnh hưởng lớn đến nhiều ngành sản xuất khác Trong methanol sản phẩm quan tâm Trong quy trình sản xuất, methanol thường chưng cất để đạt nồng độ cao, thỏa mãn nhu cầu sử dụng tiết kiệm chi phí vận chuyển, lưu trữ Nhiệm vụ đồ án thiết kế hệ thống chưng cất methanol tháp đệm có suất 4000kg/h, nhập liệu nhiệt độ sôi với nồng độ 40% , sản phẩm đỉnh có nồng độ 98%, sản phẩm đáy có nồng độ 0.5% khối lượng/khối lượng Hệ thống gia nhiệt nước có áp suất at Việc thực đồ án hội tốt để sinh viên hệ thống hóa kiến thức học làm quen với việc lựa chọn tính tốn thiết bị thực tế Thực đồ án bước để sinh viên làm quen với công việc kỹ sư tương lai Đồ án thực giúp đỡ hướng dẫn trực tiếp thầy Nguyễn Văn Lục Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn giúp đỡ thầy thời gian qua để em hồn thành đồ án http://www.ebook.edu.vn MỤC LỤC A I II 2.1 2.2 2.3 B C I II III 3.1 3.2 3.3 3.4 IV 4.1 4.1.1 4.1.2 4.2 4.2.1 4.2.2 4.3 4.4 V 5.1 5.1.1 5.1.2 5.2 5.2.1 5.2.2 VI VII 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 VIII 8.1 8.2 8.3 8.4 GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT SƠ LƯỢC VỀ NGUYÊN LIỆU Methanol Nước Ứng dụng methanol QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT PHƯƠNG TRÌNH LÀM VIỆC CỦA THÁP CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Cân nhiệt lượng thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu Cân nhiệt lượng tháp chưng luyện Cân nhiệt lượng thiết bị ngưng tụ hoàn toàn Cân nhiệt lượng thiết bị làm lạnh ĐƯỜNG KÍNH THÁP ĐỆM Lượng trung bình tháp Lượng trung bình đoạn luyện Lượng trung bình đoạn chưng Khối lượng riêng trung bình Khối lượng riêng trung bình pha lỏng Khối lượng riêng trung bình pha Tốc độ tháp Đường kính tháp đệm CHIỀU CAO THÁP ĐỆM Chiều cao đoạn luyện Số đơn vị chuyển khối đoạn luyện Chiều cao đơn vị chuyển khối đoạn luyện Chiều cao đoạn chưng Số đơn vị chuyển khối đoạn chưng Chiều cao đơn vị chuyên khối đoạn chưng TRỞ LỰC CỦA THÁP ĐỆM TÍNH BỀN THÁP ĐỆM Tính bề dày thân tháp Tính đáy, nắp Tính mặt bích Tính tai treo Tính chân đỡ TÍNH CÁC ỐNG DẪN Ống nhập liệu Ống hồi lưu sản phẩm đỉnh Ống tháo sản phẩm đáy Ống lấy đỉnh 4 5 5 7 10 10 11 11 12 12 12 12 13 14 14 15 15 16 16 17 17 18 19 19 20 21 22 22 23 23 25 26 26 26 26 27 27 http://www.ebook.edu.vn 8.5 D I II III IV E I 1.1 1.2 II 2.1 2.2 F Ống đáy TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ THIẾT BỊ GIA NHIỆT HỖN HỢP ĐẦU THIẾT BỊ NGƯNG TỤ SẢN PHẨM ĐỈNH TÍNH THÙNG CAO VỊ VÀ BƠM THIẾT BỊ GIA NHIỆT SẢN PHẨM ĐÁY AN TOÀN LAO ĐỘNG PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ Những nguyên nhân gây cháy nổ trực tiếp Các biện pháp phòng chống cháy nổ AN TOÀN ĐIỆN Các nguyên nhân gây tai nạn điện Các biện pháp để phòng tai nạn điện TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 28 28 29 30 33 34 34 36 36 36 36 37 37 http://www.ebook.edu.vn A I GIỚI THIỆU SƠ BỘ VỀ QUÁ TRÌNH CHƯNG CẤT Chưng cất trình dùng để tách cấu tử hỗn hợp lỏng hỗn hợp khí lỏng thành cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay khác cấu tử hỗn hợp Thay đưa vào hỗn hợp pha để tạo nên tiếp xúc hai pha trình hấp thụ nhả khí, q trình chưng cất, pha tạo nên bốc ngưng tụ Khi chưng cất ta thu nhiều sản phẩm thường cấu tử thu đực nhiêu sản phẩm Sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm cấu tử có độ bay lớn phần cấu tử có độ bay bé Sản phẩm đáy chủ yếu gồm cấu tử có độ bay bé phần cấu tử có độ bay lớn Đối với hệ methanol – nước sản phẩm đỉnh chủ yếu methanol, sản phẩm đáy chủ yếu nước Các phương pháp chưng cất thường phân loại dựa vào áp suất làm việc ( áp suất thấp, áp suất thường, áp suất cao), nguyên lý làm việc (chưng cất đơn giản, chưng nước trực tiếp, chưng cất) hay dựa vào phương pháp cấp nhiệt (trực tiếp hay gián tiếp) Việc lựa chọn phương pháp chưng cất tùy thuộc vào tính chất lý hóa sản phẩm Đối với hệ methanol nước ta chọn phương pháp chưng cất liên tục, cấp nhiệt gián tiếp nồi đun áp suất thường Trong sản xuất thường dùng nhiều loại thiết bị khác để tiến hành chưng cất Tuy nhiên yêu cầu chung thiết bị giống bề mặt tiếp xúc pha phải lớn Điều phụ thuộc vào mức độ phân tán pha vào pha Ta khảo sát hai loại tháp thường dùng tháp mâm tháp chêm • Tháp mâm: thân hình trụ, thẳng đứng, phía có gắn mâm có cấu tạo khác pha lỏng pha tiếp xúc với Tùy theo cấu tạo mâm ta có tháp mâm chóp hay tháp mâm xun lỗ • Tháp đệm: tháp trụ gồm nhiều bậc nối với bích hay hàn Vật chêm cho vào tháp hai phương pháp xếp ngẫu nhiên hay có thứ tự So sánh ưu nhược điểm hai loại tháp Ưu điểm Nhược điểm Tháp đệm - Cấu tạo đơn giản - Trở lực thấp - Làm việc với chất lỏng bẩn - Do có hiệu ứng thành nên hiệu suất truyền khối thấp - Độ ổn định không cao, khó vận hành - Thiết bị nặng nề Tháp mâm chóp - Khá ổn định - Hiệu suất cao Tháp mâm xuyên lỗ - Trở lực tương đối thấp - Hiệu suất cao - Trở lực lớn - Kết cấu phức tạp - Không làm việc với chất lỏng bẩn - Kết cấu phức tạp Trong đồ án ta sử dụng tháp đệm với vòng đệm Raschig xếp ngẫu nhiên với kích thước 25x25x3.0 http://www.ebook.edu.vn II 2.1 SƠ LƯỢC VỀ NGUYÊN LIỆU Methanol Methanol chất lỏng khơng màu, tan vơ hạn nước, có mùi đặc trưng, độc Một lượng nhỏ methanol gây mù lịa, lượng lớn gây tử vong Methanol có công thức phân tử CH3OH, phân tử lượng 32.04 đvC Methanol có tính chất lý hóa sau: Nhiệt độ sôi: 64.5oC Khối lượng riêng 20oC: ρ = 791.7 kg/m3 Độ nhớt 20oC: μ = 0.6*10-3 N.s/m2 = 0.6 cP Hệ số dẫn nhiệt 20oC: λ = 0.179 kcal/m.h.độ = 0.2082 W/m.độ Nhiệt dung riêng 20oC: Cp = 2570 J/kg.độ 2.2 Nước Nước chất lỏng không màu, không mùi, không vị Công thức phân tử H2O, phân tử lượng 18.02 đvC Nhiệt độ sôi: 100oC Khối lượng riêng 20oC: ρ = 998 kg/m3 Độ nhớt 20oC: μ = 1.005*10-3 N.s/m2 = 1.005 cP Hệ số dẫn nhiệt 20oC: λ = 0.597 W/m.độ Nhiệt dung riêng 20oC: Cp = 4180 J/kg.độ 2.3 Ứng dụng methanol Methanol hịa tan với nước, alcohol, ester, ether, ketol hầu hết dung mơi hữu Do đó, methanol thường dùng làm dung môi nguyên liệu để sản xuất chất hữu khác với số lượng lớn Methanol có lực đặc biệt với Carbon dioxide hydrogen sulfide, xem dung mơi q trình làm khí Rectisol Mang tính phân cực tự nhiên, methanol thường tạo hỗn hợp cộng phị với nhiều hợp chất Methanol làm giảm nhiệt độ hình thành hydrate khí tự nhiên, nên sử dụng chất chống đông đường ống Methanol dùng để sản xuất formaldehyde, chiếm khoảng 40% lượng tiêu thụ methanol giới Tại Mỹ, vai trò methanol tăng cao sử dụng nhiên liệu oxygenated với MTBE Một ứng dụng quan trọng khác methanol sản xuất acid acetic; ngồi ra, cịn dùng làm dung mơi hóa chất trung gian Ngồi methanol cịn dùng làm nguyên liệu sản xuất hóa chất khác, dimethyl terephthalate (DMT), methyl methacrylate, methylamine, methyl halogenur Ứng dụng ứng dụng nơng nghiệp, phun trực tiếp vào trồng để kích thích phát triển B QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ : Thùng chứa hỗn hợp đầu : Bơm chất lỏng : Thùng cao vị : Lưu lượng kế : Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu : Tháp chưng cất : Thiết bị ngưng tụ : Thiết bị làm nguội : Thùng chứa sản phẩm http://www.ebook.edu.vn 10 : Nồi đun Kettle 11: Thùng chứa hỗn hợp đáy 12 : Bẫy Hỗn hợp từ thùng chứa (1) bơm ly tâm (2) chuyển lên thùng cao vị (3) Từ thùng cao vị, hỗn hợp cho chảy tự nhiên xuống thiết bị gia nhiệt ống chùm Sau qua thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đạt nhiệt độ sôi đưa vào tháp chưng cất đĩa tiếp liệu.Trên đĩa nhập liệu, chất lỏng từ hỗn hợp đầu trộn với phần lỏng xuống từ đoạn luyện Trong tháp, pha từ lên, pha lỏng từ xuống, có tiếp xúc hai pha Trong đoạn chưng, xuống dưới, nồng độ cấu tử dễ bay pha lỏng giảm bị cấu tử dễ bay pha từ nồi đun (10) lên lôi Hơi lên cao nhiệt độ giảm cấu tử có nhiệt độ sơi cao nước ngưng tụ lại xuống Cấu tử có nhiệt độ sơi thấp methanol lơi kéo cấu tử methanol pha lỏng lên Sản phẩm đỉnh chứa chủ yếu methanol phần nhỏ nước Hơi đỉnh dẫn qua thiết bị ngưng tụ (7) Một phần lỏng hồi lưu vào tháp chưng cất phần lớn cho vào thiết bị làm nguội (8) đưa vào thùng chứa sản phẩm đỉnh Hỗn hợp đáy chứa chủ yếu nước đưa vào nồi đun Kettle Hơi từ nồi đun đưa trở lại vào tháp Sản phẩm đáy sau qua nồi đun đưa vào thiết bị làm nguội chuyển thùng chứa sản phẩm đáy (11) http://www.ebook.edu.vn C TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH I CÂN BẰNG VẬT CHẤT Quy ước: F, P, W: hỗn hợp đầu vào, đỉnh đáy GF: lưu lượng hỗn hợp đầu vào, kmol/h GP: lưu lượng sản phẩm đỉnh, kmol/h GW: lưu lượng sản phẩm đáy, kmol/h GR: lượng chất lỏng hồi lưu, kmol/h xf: nồng độ phân mol hỗn hợp đầu vào theo methanol, kmol/kmol xp: nồng độ phân mol hỗn hợp đỉnh theo methanol, kmol/kmol xw: nồng độ phân mol hỗn hợp đáy theo methanol, kmol/kmol af: nồng độ phần khối lượng hỗn hợp đầu vào theo methanol, kg/kg ap: nồng độ phần khối lượng hỗn hợp đỉnh theo methanol, kg/kg aw: nồng độ phần khối lượng hỗn hợp đáy theo methanol, kg/kg yi: nồng độ phần mol pha ứng với nồng độ phần mol xi pha lỏng, kmol/kmol yi*: nồng độ phần mol cân pha ứng với nồng độ phân mol xi pha lỏng, kmol/kmol A, B: ký hiệu methanol nước MA, MB: khối lượng phân tử methanol nước MA= 32.04 ; MB= 18.02 Lưu lượng hỗn hợp đầu vào: F * a f F *(1 − a f ) GF = + MA MB 4000 * 0.4 4000 * (1 − 0.4) + = 183.12 kmol/h 32.04 18.02 Nồng độ phân mol hỗn hợp đầu vào F *af xf = M A * GF GF = 4000*0.4 = 0.27 32.04*183.12 Nồng độ phân mol hỗn hợp đỉnh: xf = http://www.ebook.edu.vn af xp = MA a f 1− a f + MA MB 0.98 32.04 xp = = 0.96 0.98 − 0.98 + 32.04 18.02 Nồng độ phân mol hỗn hợp đáy aw MA xw = aw − aw + MA MB 0.005 32.04 xw = = 0.0028 0.005 − 0.005 + 32.04 18.02 Khối lượng phân tử trung bình hỗn hợp đầu vào MF, đỉnh MP đáy MW 4000 F = = 21.84 kg/kmol MF = G F 183.12 1 MP = = = 31.55 kg/kmol af 1− a f 0.98 − 0.98 + + 32.04 18.02 MA MB 1 = = 18.06 kg/kmol a w − a w 0.005 − 0.005 + + 32.04 18.02 MA MB Phương trình cân vật chất GF = GP + GW Đối với cấu tử dễ bay methanol GF * x f = GP * x p + GW * xw Từ hai phương trình ta suy x f − xw 0.27 − 0.0028 GP = GF * = 183.12* = 51.36 kmol/h x p − xw 0.96 − 0.0028 MW = Gw = GF * xp − x f x p − xw = 183.12* 0.96 − 0.27 = 131.76 kmol/h 0.96 − 0.0028 II [2- 144] [2- 144] [2- 144] [2- 144] PHƯƠNG TRÌNH LÀM VIỆC CỦA THÁP Bảng 1: Cân lỏng hỗn hợp methanol- nước http://www.ebook.edu.vn x y o C 0 100 26.8 92.3 10 41.8 87.7 20 57.9 81.7 30 66.5 78 40 72.9 75.3 50 77.9 73.1 60 82.5 71.2 70 87 69.3 80 91.5 67.6 90 95.8 66 100 100 64.5 Hình 1: Cân lỏng hỗn hợp methanol – nước Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn luyện có dạng: xp Rx y= x+ Rx + Rx + Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng có dạng: R +L 1− L y= x x+ xw Rx + Rx + Với : Rx= Gx/GP: số hồi lưu L=GF/GP Vì hỗn hợp đầu vào nhiệt độ sơi nên ta có x p − y *f R x = * yf − xf [2- 144] [2- 158] [2- 158] Từ đồ thị cân lỏng methanol- nước với xf =0.27 ta tra yf* = 0.64; tf = 79oC; với xp= 0.96 tP =65oC; với xw=0.0028 tw =99.7oC Vậy ta có: http://www.ebook.edu.vn 0.96 − 0.64 = 0.88 0.64 − 0.27 Dùng phương pháp thử ta cho giá trị Rx khác để tính giá trị my khác từ ta có bảng sau: Bảng 2: Chỉ số hồi lưu thích hợp R x = 1.06 1.15 Rx 8.9 8.19 my my(Rx+1) 18.33 17.60 1.24 7.71 17.27 1.33 7.36 17.16 1.42 7.10 17.19 1.5 6.90 17.25 1.59 6.74 17.45 1.68 6.60 17.69 1.77 6.49 17.97 1.86 6.39 18.29 1.95 6.31 18.62 Hình 2: Chỉ số hồi lưu thích hợp Dựa vào đồ thị ta thấy Rx = 1.33 Phương trình đường làm việc đoạn luyện: y = 0.57 x + 0.41 Phương trình đường làm việc đoạn chưng: y = 2.1x − 0.0031 III CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG 3.1 Cân nhiệt lượng thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu 10 http://www.ebook.edu.vn • • • • • b = 22, bo = 0.8b = 17.6 C = 1064mm A = 1118mm Số bulơng Z = 40 Chọn đệm paronit dày 3mm có hệ số áp suất riêng m = 2, áp suất riêng cần thiết để làm biến dạng vật liệu vòng đệm qo = 11 N/mm2 b db Dtb Dn Hình : Các kích thước đệm L db Dt t Dn C A Hình : Các thơng số mặt bích ¾ Tính bulơng ghép bích Lực nén chiều trục sinh siết bulông Q1 = Qa + Qk Qa : lực áp suất thiết bị gây Qk: lực cần thiết để giữ đệm kín 24 http://www.ebook.edu.vn π 3.14 1000 * 0.165 = 129525 4 Qk = π Dtb bo m p = 3.14 * 1022 * 17.6 * * 0.165 = 18638.34 Qa = Dt2 p = N [4- 155] Q1 = 129525 + 18638.34 = 148163.34 Lực cần thiết để ép chặt vòng đệm [4- 155] Q2 = πDtb bo q o = 3.14 *1022 *17.6 * 11 = 621277.89 N Lực tác dụng lên bulông: Q 621277 89 [4- 157] qb = = = 15531 95 N Z 40 Ứng suất tác dụng lên bulông: q 15531.95 [4- 157] σ= b = = 49.46 N/mm2 π 3.14 20 db 4 Chọn vật liệu chế tạo bulơng thép CT3 có [σ] =86 N/mm2 Thường siết bulông ta không định lực vặn cần thiết nên bulơng thường bị kéo căng Do đó, tính tốn thực tế ta phải giảm bớt ứng suất cho phép vật liệu làm bulông sau: [σ]’ = ko [σ] Với ko hệ số giảm ứng suất, ứng với đường kính db = 20mm, ko = 0.8 [σ ]' = 0.8 * 86 = 68.8 > σ thỏa ¾ Tính bền mặt bích C − Dn 1064 − 1044 Cánh tay đòn l = = = 10 2 Bề dày bích phẳng d [σ ]b p l t = 0.41Dn {1 + 7.3 [0.57 Z ( b ) − 1]} C Dn p σ bi [4- 152] 0.165 10 20 49.46 t = 0.41 *1244 * {1 + 7.3 * [0.57 * 40( ) − 1]} = 15.89 128.7 1064 1044 0.165 Chọn chiều dày bích t = 16mm mm 7.4 Tính tai treo Khối lượng riêng thép X18H10T 7900kg/m3, CT3 7850kg/m3 Khối lượng thân tháp ( D − Dt2 ) 1.012 − 12 Gtt = π H n ρ = 3.14 * * 7900 = 747.9 kg 4 Tra bảng XIII.11 sổ tay q trình thiết bị hóa chất tập trang 384 ta Gđ+n = 97.97 kg Ta tính gần khối lượng bích + bulong + đệm công thức sau (d − d t2 ) (1.118 − 1.012 ) 6.ρ = 3.14 * (0.016 + 0.0015) * * 7900 * = 149.65 kg Gb = π t n 4 Thể tích đệm 0.025 − (0.025 − 0.003) V1đ = 3.14 * 0.025 = 2.78 * 10 −6 m3 25 http://www.ebook.edu.vn Khối lượng đệm m= 2.78*10-6*600 = 0.00167 kg Thể tích thân tháp D2 12 V = t 3.14 * H = 3.14 * = 4.71 m3 4 Số đệm tháp Z= 4.71*46*103 = 216660 Khối lượng đệm tháp Gđ = 216660*0.00167 = 359.72 kg Thể tích đệm tháp Vđ = 2.78*10-6*216660 = 0.6 m3 Thể tích chất lỏng tháp Vl = V- Vđ = 4.71- 0.6 = 4.11 m3 Khối lượng chất lỏng tháp Gl = Vl*ρ = 4.11*(801.82 + 907.92)/2 = 3513.92 kg Khối lượng toàn tháp chưng luyện G = Gtt +Gđ+n +Gb+Gđ + Gl = 747.9+97.97+149.65+359.72+3513.92=4869.16 kg Chọn số tai đỡ tải trọng tai đỡ 23883.23 N Tra bảng XIII.36, [2- 438] ta thông số tai đỡ sau Tải trọng tai đỡ, N Diện tích đỡ, mm2 25000 17300 Áp suất riêng tai đỡ N/mm2 1.45 Các kích thước, mm L B B1 H S l a d 150 120 130 215 60 20 30 7.5 Tính chân đỡ Chọn số chân đỡ ta tra bảng XIII.35, [2- 437] ta bảng sau: Tải trọng L B B1 B2 Tải trọng cho phép cho phép Bề mặt bề đỡ, m mm mặt đỡ chân N N/m 25000 0.0444 0,56.106 250 180 215 290 VIII TÍNH CÁC ỐNG DẪN 8.1 Tính ống nhập liệu Nhiệt độ dòng nhập liệu tF = 79oC, ρF = 902 kg/m3 Chọn vận tốc dòng nhập liệu ωF = 0.3 m/s Đường kính ống nhập liệu dF 4000 V dF = = = 0.072 m 0.785 * ω F 3600 * 902 * 0.785 * 0.3 Chọn dF = 0.08m 26 Trọng lượng tai đỡ, kg 3.48 H h s l d 350 185 16 90 27 [1- 369] http://www.ebook.edu.vn Trong V: lưu lượng thể tích, m3/s ωF : tốc độ trung bình, m/s Vận tốc thực dòng nhập liệu: V 4000 ωF = = = 0.245 m/s 0.785 * d F 3600 * 902 * 0.785 * 0.08 Tra bảng XIII.32, [2- 434] ta chiều dài đoạn ống nối 110mm Tra bảng XIII.26, [2- 409] ta thông số ống nối bích sau: Dy Dn D 80 89 185 Dδ mm 150 D1 h db 128 14 16 z 8.2 Tính ống hồi lưu sản phẩm đỉnh Nhiệt độ sản phẩm hồi lưu tR = 65oC, ρR = 754.53 Chọn vận tốc dòng nhập liệu ωR = 0.3 m/s Đường kính ống nhập liệu dR V 68.32 * 31.55 dR = = = 0.058 0.785 * ω R 3600 * 754.53 * 0.785 * 0.3 Chọn dR = 0.08 m Vậy vận tốc dòng lỏng hồi lưu là: V 68.32 * 31.55 ωR = = = 0.158 m/s 0.785 * d R 3600 * 754.53 * 0.785 * 0.08 Chọn thông số chiều dài đoạn ống nối bích tương tự ống nhập liệu 8.3 Tính ống tháo sản phẩm đáy Nhiệt độ sản phẩm đáy tW = 99.7oC, ρw = 956.74 kg/m3, V = Gl’ = 238 kmol/h Chọn vận tốc dòng đáy ωw = 0.3 m/s Đường kính ống tháo sản phẩm đáy: V 238 * 18.06 dw = = = 0.073 m [1- 369] 0.785 * ω w 3600 * 956.74 * 0.785 * 0.3 Chọn dw = 0.08 m Vậy vận tốc tháo sản phẩm đáy thực tế 238 * 18.06 ωw = = 0.25 m/s 3600 * 956.74 * 0.785 * 0.08 Chọn thông số chiều dài đoạn ống nối bích tương tự ống nhập liệu Tính đỉnh 8.4 Nhiệt độ = 65oC, ρp = 1.135 kg/m3 Chọn vận tốc dòng đỉnh ωp = 25m/s Đường kính ống đỉnh: V 51.36 * 31.55 * (1 + 1.33) dp = = = 0.198 m 0.785 * ω p 3600 * 1.135 * 0.785 * 25 Chọn dp = 0.2 m Vận tốc thực tế: 51.36 * 31.55 * (1 + 1.33) ωp = = 29.43 m/s 3600 * 1.135 * 0.785 * 0.2 Tra bảng XIII.32, [2- 434] ta chiều dài đoạn ống nối 130mm Tra bảng XIII.26, [2- 409] ta thơng số bích sau: Dy Dn D D1 Dδ 27 h db z http://www.ebook.edu.vn 200 219 290 mm 255 232 16 16 8.5 Tính ống vào đáy Nhiệt độ đáy tháp thw = 99.7oC, ρh = 0.59 kg/m3 , V= gl’= 106.24 kmol/h Chọn vận tốc 25m/s Đường kính ống đáy tháp: V 106.24 *18.06 dh = = = 0.196 m 0.785 * ω h 3600 * 0.59 * 0.785 * 25 Chọn dh = 0.2m Vận tốc thực tế vào đáy tháp: 106.24 * 18.06 ωh = = 28.74 m/s 3600 * 0.59 * 0.785 * 0.2 Chọn thông số chiều dài đoạn ống nối kích thước bích tương tự ống lấy đỉnh D TÍNH TỐN CÁC THIẾT BỊ PHỤ I THIẾT BỊ GIA NHIỆT HỖN HỢP ĐẦU Chọn thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu thiết bị ống chùm đặt đứng với đường kính ống dn = 38mm, chiều dày ống δ= 3mm đường kính ống d = 32mm Hỗn hợp đầu ống, nước bão hòa dùng để gia nhiệt ống với áp suất at, t = 119.62oC Nhiệt độ hỗn hợp đầu trước vào thiết bị tf = 30oC Nhiệt độ hỗn hợp đầu sau khỏi thiết bị tF = 79oC Nhiệt lượng cần thiết để đun sôi hỗn hợp đầu Q = G F C F (t F − t f ) = 4000 * 3565 * (79 − 30) = 698.74 *10 J/h Chênh lệch nhiệt độ trung bình Δt − Δt (119.62 − 30) − (119.62 − 79) Δt = = = 61.92 oC Δt1 119.62 − 30 ln ln 119.62 − 79 Δt Nhiệt độ trung bình nước bão hịa 119.62oC Nhiệt độ trung bình dung dịch đầu ống : tdd = 119.62- 61.92 =57.7oC Giả sử chênh lệch nhiệt độ tường nước 4oC nhiệt độ tường T1 = 115.62oC Hệ số cấp nhiệt đốt bên ống α1 r α = 2.04 A.4 W/m2.độ [2- 28] Δt.H Với A phụ thuộc vào tm = 0.5(th +T1) = 117.62oC, A= 186.704 r : ẩn nhiệt hóa nước r = 2203303.5 J/kg chọn chiều dài ống 1m 2203303.5 α = 2.04 * 186.704 * = 10376.18 W/m2.độ *1 Cường độ dòng nhiệt bão hòa cung cấp: q1 = α Δt1 = 9813.18 * = 41504.71 W/m2 28 http://www.ebook.edu.vn Tổng nhiệt trở thành ống δ m2.độ/W [2- 3] r = r1 + r2 + λ Chọn ống làm thép X18H10T có bề dày δ = 3mm, λ = 16.3 W/m.độ , [2- 313] Tra bảng V.1, [2- 4] ta được: Nhiệt trở cặn bám ống r1 = 0.387*10-3 m2.độ/W Nhiệt trở nước bên ống r2 = 0.232*10-3 m2.độ/W Tổng nhiệt trở: 0.003 r = 0.387 * 10 −3 + 0.232 * 10 −3 + = 0.803 * 10 −3 m2.độ/W 16.3 Cường độ dòng nhiệt thành ống cường độ dòng nhiệt nước bão hòa Chênh lệch nhiệt độ hai mặt thành ống ΔT = q1 r = 41504.71 * 0.803 * 10 −3 = 33.33 Nhiệt độ mặt tường T2 = T1-ΔT =115.62- 33.33 = 82.29oC Nhiệt độ trung bình tường 98.96oC Ở nhiệt độ trung bình hỗn hợp 57.7oC ta tra giá trị hỗn hợp lỏng sau: μ = 0.00075 N.s/m2, ρ = 914.26 kg/m3, λ = 0.352 W/m.độ Chọn vận tốc lỏng nhập liệu ω =0.4 m/s Chiều dài ống L = 1m ω.d ρ 0.4 * 0.032 * 914.26 Re = = = 15603.37 μ 0.00075 Chế độ chảy dịng chảy xốy nên ta có Pr [2- 14] Nu = 0.021ε Re 0.8 Pr 0.43 ( ) 0.25 Prt Trong giá trị tính nhiệt độ trung bình dung dịch, Prt tính nhiệt độ trung bình tường Với l/d = 31.25 nên ε1 = 1.04 Tra đồ thị V.12, [2- 12] ta Pr = 8.5; Prt = 3.7 8.5 Nu = 0.021 * 1.04 * 15603 37 0.8 * 8.5 0.43 * ( ) 0.25 = 152.68 Hệ số cấp nhiệt α2 phía dịng lỏng: Nu.λ 152.68 * 0.352 α2 = = = 1679 48 W/m2.độ d 0.032 Hệ số truyền nhiệt 1 = = 668.99 W/m2.độ K= 1 1 +r+ + 0.803 * 10 −3 + 1679.48 α1 α 10376.18 Diện tích truyền nhiệt Q 698.74 * 10 F= = = 4.68 m2 K Δt 3600 * 668.99 * 61.92 Số ống truyền nhiệt cần dùng: F 4.68 = = 47 ống n= π d L 3.14 * 0.032 * Chọn số ống 61, với ống cạnh hình lục giác b= ống số ống đường chéo Chọn bước ống t = 45.6mm Vậy đường kính ống: 29 http://www.ebook.edu.vn D = t.(b − 1) + 4d = 0.0456 * (9 − 1) + * 0.038 = 0.5168 m [2- 49] II THIẾT BỊ NGƯNG TỤ SẢN PHẨM ĐỈNH Chọn thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh thiết bị ống chùm nằm ngang với nước ống ngồi ống Chọn ống có chiều dài L = 1m, dn = 0.038m, δ = 0.003m, d =0.032m Chọn nước giải nhiệt ống có nhiệt độ vào 30oC, nhiệt độ 45oC Δt1 = 65-30 =35 Δt2 = 65-45 =20 Δt + Δt 35 + 20 Δt = = = 27.5 2 Nhiệt độ trung bình nước giải nhiệt 30 + 45 tn = = 37.5 oC Tính hệ số cấp nhiệt α1 ống với nhiệt độ 65oC, r = 1145634 J/kg Nhiệt lượng cần thiết để ngưng tụ hoàn toàn đỉnh tháp: Q = Gp.(R+1).r = 51.36*31.55*(1.33+1)*1145634 = 4325399499 J/h Giả sử tổn thât nhiệt thành 6.1oC ta có T1 = 58.9oC, tm = 61.95oC Tại nhiệt độ tm tra giá trị sau: r = 1123109.1J/kg; λ = 0.208W/m.độ; ρ = 756.022kg/m3; μ = 0.000344N.s/m2 Hệ số cấp nhiệt phía sản phẩm đỉnh: r.λ ρ 1123109.1 * 0.2083 * 756.022 = 0.7254 = 2113.19 W/m2.độ μ.Δt.d 0.000344 * 6.1 * 0.038 Cường độ dịng nhiệt ngồi ống; q1 = α * (t h − T1 ) = 2113.19 * (65 − 58.9) = 12890.44 W/m2 Nhiệt trở thành ống làm X18H10T tính tương tự ta 0.003 δ ∑ r = r1 + r2 + = 0.000387 + 0.0005 + = 0.0011 W/m2.độ 16.8 λ Chênh lệch nhiệt độ hai mặt thành ống ΔT = 12890.44*0.0011 = 13.74 T2 = 58.9 – 13.74 = 45.16oC Chọn vận tốc nước ống 0.3m/s; tra nhiệt độ trung bình nước ta ρ=992.75kg/m3, μ = 0.000688 N.s/m2; λ = 0.636 W/m2.độ ω.ρ d 0.3 * 992.75 * 0.024 Re = = = 10389.24 0.000688 μ Chế độ chảy nước ống chế độ chảy xốy, cơng thức tính chuẩn số Nu theo công thức trang 110 [2]; với giá trị Pr = 4.6, Prt = 3.8 ta Nu = 87.33 Hệ số cấp nhiệt lỏng ống Nu.λ 87.33 * 0.636 α2 = = = 1735.7 W/m2.độ d 0.032 Hệ số truyền nhiệt K K= = 472.83 m2.độ/W 1 + 0.0011 + 2113.19 1735.7 Diện tích truyền nhiệt α = 0.7254 30 http://www.ebook.edu.vn 4325399499 = 92.4 m2 3600 * 472.83 * 27.5 Số ống truyền nhiệt cần dùng 92.4 n= = 920 3.14 * 0.032 * Chọn số ống cạnh hình lục giác a = 19; số ống đường chéo b = 2a -1 = 37 Vậy tồng số ống 1027 ống chọn bước ống t = 0.0456 m Đường kính thiết bị D = t(b-1) +4d = 1.77 m F= III CHIỀU CAO THÙNG CAO VỊ VÀ BƠM 3.1 Tổn thất áp suất từ thùng cao vị đến thiết bị gia nhiệt Áp suất cần thiết để khắc phục trở lực từ thùng cao vị đến thiết bị gia nhiệt Δp1 = Δp đ + Δp m1 + Δpc [1- 376] 2 Với Δpđ1 áp suất động lực học , Δpđ1 = (ρ.ω )/2 N/m L ρω L Δp m1 = λ = λ .Δp đ N/m2 áp suất để khắc phục trở lực ma sát dòng chảy ổn d td d td định ống thẳng [1- 377] Áp suất để khắc phục trở lực cục bộ: Δp c = ξ ρω = ξ Δp đ N/m2 [1- 377] Chọn đường ống dẫn có d = 0.08m, nhiệt độ đầu vào dung dịch ta tra thông số ρ = 929.5 kg/m3; μ = 0.0016 N.s/m2 Vận tốc dòng lỏng ống V 4000 ω= = = 0.24m / s 0.785 * d 3600 * 929.5 * 0.785 * 0.08 929.5 * 0.24 Δp đ = = 26.31 N/m2 Chọn chiều dài ống L = 4m, độ nhám ống ε = 0.0002 m ω.d ρ 0.24 * 0.024 * 929.5 Re = = = 11058.032 0.0016 μ d 0.024 / Re gh = 6.( td ) / = 6.( ) = 5648.51 [1- 378] ε 0.0002 d 0.024 / [1- 379] Re n = 220.( td ) / = 220.( ) = 186097.34 ε 0.0002 Vì Regh < Re < Ren nên hệ số ma sát tính sau: ε 100 0.25 0.0002 100 λ = 0.1(1.46 + ) = 0.1 * (1.46 + ) 0.25 = 0.034 d td Re 0.024 11058.032 1.2 Δp m1 = 0.034 * 26.31 = 41.16 N/m2 0.024 Tính tổng trở lực cục đường ống cách tra bảng II.16, [1- 382] Trở lực từ thùng cao vị vào ống: 0.5 Trở lực từ ống vào thiết bị gia nhiệt: 0.5 31 http://www.ebook.edu.vn Trở lực ba góc chuyển hướng 90: 0.45 Trở lực van tiêu chuẩn mở hoàn toàn:4 Tổng trở lực cục ξ = 5.45 Δp c1 = 5.45 * 26.31 = 143.39 Tổng tổn thất áp suất từ bồn cao vị đến thiết bị gia nhiệt Δp1 = 26.31 + 41.16 + 143.39 = 213.86 N/m2 3.2 Tổn thất áp suất từ thiết bị gia nhiệt đến tháp chưng cất Nhiệt độ dung dịch sau khỏi thiết bị gia nhiệt 79oC Ở nhiệt độ ta tra thông số ρ = 902 kg/m3; μ = 0.00043 N.s/m2 Chọn đường kính ống d = 0.08m, chiều dài L= 1m, độ nhám ε = 0.0002 m Vận tốc dòng nhập liệu sau khỏi thiết bị gia nhiệt ω = 0.245 m/s 902 * 0.245 Δp d = = 27.11 N/m2 0.245 * 0.08 * 902 Re = = 41146 17 0.00043 Regh < Re < Ren nên hệ số ma sát 0.0002 100 λ = 0.1 * (1.46 * + ) 0.25 = 0.028 0.024 41146 17 Δp m = 0.028 * * 27.11 = 9.46 N/m2 0.024 Tính tương tự ta với góc chuyển hướng 90o ta hệ số trở lực cục ξ = 5.15 Δp c = 5.15 * 27.11 = 139.63 N/m2 Tổng tổn thất áp suất từ thiết bị gia nhiệt đến tháp chưng luyện Δp = Δp đ + Δp m + Δp c = 27.11 + 9.46 + 139.63 = 176.21 N/m2 3.3 Tổn thất áp suất thiết bị gia nhiệt Nhiệt độ trung bình dung dịch thiết bị gia nhiệt 57.7oC; nhiệt độ ta tra giá trị ρ = 914.26 kg/m3, μ = 0.00075 N.s/m2 Chọn ống có chiều dài L = 1.2m, ε = 0.0002m, ống có d =0.024m Vận tốc dòng lỏng ống 4000 ω= = 2.69 m/s 3600 * 914.26 * 0.785 * 0.024 914.26 * 2.69 Δp đ = = 3302.41 N/m2 2.69 * 914.26 * 0.032 Re = = 58976 17 0.00075 0.032 / Re gh = * ( ) = 1982 19 0.0002 0.032 / Re n = 220 * ( ) = 66383 12 0.0002 Regh < Re < Ren nên hệ số ma sát 0.0002 100 λ = 0.1 * (1.46 * + ) 0.25 = 0.18 0.032 58976 17 32 http://www.ebook.edu.vn * 1044.9 = 5885.33 N/m2 0.032 Tổng tổn thất áp suất thiết bị gia nhiệt Δp3 = 1044.9 + 5885.33 = 6930.23 N/m2 3.4 Chiều cao thùng cao vị Phương trình Becnulli cho hai mặt cắt 1-1 ( mặt cắt mặt chất lỏng thùng cao vị) 2-2 (mặt cắt vị trí ống dẫn liệu vào tháp) với mặt cắt 2-2 làm gốc ρ ω ρ ω Z ρ1 g + P1 + 1 = P2 + 2 + ΔP 2 Với Z1: chiều cao từ đĩa tiếp liệu đến mặt thoáng chất lỏng thùng cao vị P1 = Pa = 98100 N/m2 ρ1 = 929.5 kg/m3 ω1 = m/s Chọn ống d = 0.08m, L = 8.4m vận tốc dòng lỏng ống ω2 = 0.245m/s P2 = Pa+ ΔPul = 98100 + 8434.74 = 106534.74 N/m2 Tổng tổn thất áp suất từ thùng cao vị đến mặt cắt 2-2 ΔP = ΔP1 + ΔP2 + ΔP3 = 7320.31 N/m2 Vậy chiều cao từ đĩa tiếp liệu đến mặt thoáng chất lỏng thùng cao vị Z1 = m Tổng chiều cao từ mặt thoáng chất lỏng bồn cao vị đến mặt đất H = Z1 + Z2 = m Với Z2 chiều cao từ mặt đất đến đĩa tiếp liệu , tổng chiều cao đoạn chưng, chiều cao đáy, chiều cao chân đế, chiều cao khoảng đoạn chưng nắp để hồi lưu hơi, chiều cao khoảng đĩa tiếp liệu đến đệm Δp m = 0.189 * 3.5 Tính bơm Chọn đoạn đường ống từ bơm đến bồn cao vị có L = 7m; d = 0.08m, vận tốc dòng lỏng ω = 0.238m/s Từ ta tính Δpđ4 = 26.31 N/m2; Δpm4 = 77.27 N/m2; Δpc4 = 111.16 N/m2 Tổng tổn thất áp suất từ bơm đến thùng cao vị Δp = 214.75 N/m2 Áp suất cần thiết bơm để bơm chất lỏng lên thùng cao vị P = ρ g H + Δp = 929 * 9.81 * + 214 75 = 74985 59 N/m2 Lưu lượng bơm 4000 Q= = 0.0012 m3/s 929.5 * 3600 Công suất yêu cầu bơm Q.P 0.0012 * 74985.59 N= = = 0.112 kW 1000η 1000 * 0.8 Với η = 0.8 hiệu suất bơm Công suất động điện, chọn ηtđ = 0.9; ηđc = 0.9 N 0.112 N dc = = = 0.138 kW η tđ η đc 0.9 * 0.9 Thường chọn công suất động lớn cơng suất tính tốn thừa số β = 2, tra [1- 440] Vậy công suất động điện sử dụng N đcc = β N đc = * 0.138 = 0.28 kW 33 http://www.ebook.edu.vn Chọn bơm ly tâm có cơng suất động điện 0.3 kW IV TÍNH THIẾT BỊ GIA NHIỆT ĐÁY Chọn thiết bị gia nhiệt đáy nồi đun Kettle Ống truyền nhiệt làm thép X18H10T có kích thước 38x3 Hơi gia nhiệt nước bão hòa 2at Nhiệt độ nước 119.62oC Dòng sản phẩm đáy trước vào nồi đun có nhiệt độ 99.2oC Dịng sản phẩm sau khỏi nồi đun có nhiệt độ 99.7oC Nhiệt độ trung bình dịng sản phẩm đáy t = 99.45oC = 372.45 K Δt tính tương tự phần trên, Δt = 20.17 Nhiệt lượng nước cung cấp Qđ = D2*rn = 2323.46*2203303.5=5119287550 J/h = 1422026 W Tính α1 phía dịng r.λ3 ρ W/m2.độ [5- 120] μ.Δt.d Giả sử chênh lệch nhiệt độ dòng ống tường 2.1oC Nhiệt độ tường T1 = 117.52oC Ẩn nhiệt hóa hơi nước rn = 2203303.5 J/kg Độ dẫn nhiệt nước λn = 0.587 W/m.độ Khối lượng riêng nước ρ = 958 kg/m3 Độ nhớt nước μ = 0.0002838 N.s/m2 2203303.5 * 0.587 * 958 α = 0.7254 = 8404.54 W/m2.độ 0.0002838 * 3.2 * 0.038 Cường độ dòng nhiệt ống q n = α Δt = 8404.54 * 2.1 = 17649.54 W/m2 Nhiệt độ mặt ống phía dịng lỏng T2 = T1 − q n r = 117.52 − 17649.54 * 0.000803 = 103.35 oC Tính α2 phía dịng lỏng ρ ' r 0.033 ρ 0.333 λ0.75 q 0.7 α = 7.77 *10 − ( ) ( ) W/m2.độ [2- 26] ' 0.45 0.117 0.37 σ ρ−ρ μ C T Với ρ = 957.084 kg/m3, khối lượng riêng hỗn hợp lỏng ρ’ = 0.59 kg/m3, khối lượng riêng r = 2253560 J/kg, ẩn nhiệt hóa hỗn hợp σ = 0.0124 N/m, sức căng bề mặt hỗn hợp λ = 0.585 W/m.độ, hệ số dẫn nhiệt chất lỏng μ = 0.0002822 N.s/m2, độ nhớt hỗn hợp C = 4227 J/kg.độ, nhiệt dung riêng hỗn hợp 0.59 * 2253560 0.033 957.084 0.333 0.585 0.7517649.54 0.7 α = 7.77 * 10 − ( ) ( ) = 4383.22 957.084 − 0.59 0.0124 0.0002822 0.45 4227 0.117 372.45 0.37 Hệ số truyền nhiệt 1 = = 869.47 W/m2.độ K= 1 1 +r+ + 0.000803 + 4383.22 α1 α 8404.54 α = 0.7254 34 http://www.ebook.edu.vn Diện tích bề mặt truyền nhiệt cần thiết Q 1422026 F= đ = = 81.09 m2 K Δt 869.47 * 20.17 Số ống cần dùng 81.09 F = = 807 ống n= π d L 3.14 * 0.032 * Chọn n = 817 ống ta có a = 17 ống, b = 33 ống, chọn bước ống t = 45.6mm Đường kính thiết bị gia nhiệt sản phẩm đáy D = t.(b-1)+4d = 45.6*(33-1) +4*38 = 1579.2 mm E AN TOÀN LAO ĐỘNG I PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ Tất chất lỏng có khả bay nhiệt độ bay phụ thuộc vào nhiệt độ sơi Sự cháy xảy pha bề mặt thoáng chất lỏng Sau bay cháy yếu tố ảnh hưởng đến trình giống cháy hơi, khí Khả cháy chất lỏng xác định thông số khác nhiệt độ bùng cháy, nhiệt độ bốc cháy, nhiệt độ tự bốc cháy giới hạn nổ, hay dùng nhiệt độ bùng cháy Chất lỏng dễ cháy nhiệt độ bùng cháy thấp nhiệt độ bốc cháy gần nhiệt độ bùng cháy Những nguyên nhân gây cháy nổ trực tiếp: Như tabiết, đám cháy xuất cần có yếu tố: chất cháy, chất oxy hóa với tỷ lệ xác định chúng với mồi bắt cháy Mồi bắt cháy thực tế phong phú Sét tượng phóng điện đám mây có tích điện trái dấu đám mây với mặt đất Điện áp đám mây với mặt đất đạt hàng triệu hay hàng trăm triệu vôn Nhiệt độ sét đánh cao, hàng chục nghìn độ, vượt xa nhiệt độ tự bắt cháy chất cháy Hiện tượng tĩnh điện: tĩnh điện sinh ma sát vật thể Hiện tượng hay gặp bơm rót (tháo, nạp) chất lỏng chất lỏng có chứa hợp chất có cực xăng, dầu,… Hiện tượng tĩnh điện tạo lớp điện tích kép trái dấu Khi điện áp lớp điện tích đạt tới giá trị định phát sinh tia lửa điện gây cháy Mồi cháy sinh hồ quang điện, chập mạch điện, đóng cầu dao điện Năng lượng giải phóng trường hợp thường đủ để gây cháy nhiều hỗn hợp Tia lửa điện mồi phổ biến lĩnh vực sử dụng điện Tia lửa sinh ma sát, va đập vật rắn Trong cơng nghiệp hay dùng thiết bị có nhiệt có nhiệt độ cao, mồi bắt cháy thường xuyên lò đốt, lò nung; thiết bị hay sử dụng nhiên liệu than, sản phẩm dầu mỏ, loại khí cháy tự nhiên, nhân tạo; thiết bị hở mà khơng phát để xử lý kịp thời gây cháy nổ nguy hiểm Đôi cháy nổ xảy độ bền thiết bị không đảm bảo, chẳng hạn áp suất bình khí nén gây nổ độ bền bình khơng đảm bảo Trong sản xuất nhiệt độ gia nhiệt chất cháy lớn nhiệt độ bùng cháy gây cháy, nổ Một số chất tiếp xúc với nước cacbua canxi (CaC2) gây cháy nổ; 1.1 35 http://www.ebook.edu.vn nhiều chất tiếp xúc với lửa trần hay tàn lửa dễ gây cháy nổ, chẳng hạn thuốc nổ clorat kali (KClO3)… Nhiều cháy nổ xảy người sản xuất thao tác không quy trình, chẳng hạn dùng chất dễ cháy để nhóm lị gây cháy, khơng thực trình tự thao tác… Có thể thấy nguyên nhân cháy nổ đa dạng từ thiết kế, công nghệ, quản lý, tra, kiểm tra sản xuất 1.2 • Các biện pháp phịng chống cháy nổ: Ngọn lửa trần: Đơi người ta sử dụng lửa trần (không che chắn kín) để chưng cất chất lỏng dễ cháy Những vụ cháy nổ thường xuyên xảy với thiết bị kiểu chứng nguy hiểm chúng Một mặt, nguy cháy nổ xuất q trình rót nạp chất lỏng thiết bị chứa chất lỏng khơng kín Mặt khác có nguy chưng cất bốc lên lắng xuống phía tiếp xúc với lửa Khi làm việc với lửa trần phải thường xuyên kiểm tra độ kín ống dẫn khí (hoặc hơi) cách dùng dung dịch chất có bọt (như dung dịch xà phòng) phết lên chỗ cần kiểm tra để phát xem khí (hoặc hơi) có rị rỉ ngồi khơng Chỉ thực cơng việc hàn cơng việc có sử dụng lửa trần dây chuyền sản xuất có nguy hiểm cháy nổ đước đồng ý cho phép cấp thẩm quyền văn thức, đồng thời phải thực biện pháp phòng chống cháy nổ thích hợp Trong trường hợp cần thiết phải có đội cứu hỏa trực chỗ • Hoạt động xe, máy có động điện: Hoạt động xe, máy có chạy động điện phải quy định đặc biệt Các xe, máy không hoạt động khu vực nguy hiểm hoạt động gần phải giữ khoảng cách an tồn 10m (đối với khu vực có dễ cháy khoảng cách an tồn 20m) Những khu vực nguy hiểm khu vực có khả xuất hỗn hợp dễ cháy nổ khí, bụi với khơng khí, ví dụ khu vực kho có chất dễ cháy nổ, khu vực có thao tác pha trộn, rót, nạp khí chất lỏng dễ cháy nổ Đối với khu vực lưu giữ lượng nhỏ khí chất lỏng dễ cháy (ví dụ 10 bình khí cỡ nhỏ) khơng cần giữ khoảng cách an tồn Xung quanh khu vực có nguy hiểm cháy nổ phải có biển cảnh báo đặt vị trí dễ thấy • Hút thuốc lá, bật diêm, đốt lửa: Lệnh cấm hút thuốc phải tuân thủ tuyệt đối khu vực có nguy hiểm cháy nổ Mặt khác cần quy định nơi đước phép hút thuốc có điều kiện bố trí phịng phép hút thuốc Việc khơng có có q phịng phép hút thuốc dẫn đến vi phạm lệnh cấm hút thuốc với hậu nặng Các hành động bật diêm, đốt lửa phải đươc cấm hồn tồn • • Các thiết bị điện: Trong khu vực có nguy hiểm nổ, thiết bị điện phải thiết kế lắp đặt cho: Nhiệt độ cao phần thiết bị điện thấp nhiệt độ bùng cháy hỗn hợp nguy hiểm Các phận có phát tia lửa điện bảo vệ che chắn Các nguồn gây tác nhân cháy khác: 36 http://www.ebook.edu.vn - Tia lửa hàn điện, mài va đập Tĩnh điện Các khí có nhiệt độ bùng cháy thấp bốc cháy gặp vật thể nóng Các phản ứng tỏa nhiệt trở nên nguồn tác nhân đốt nóng gây cháy nguy hiểm nhiệt độ phản ứng tăng cao II 2.1 AN TOÀN ĐIỆN Các nguyên nhân gây tai nạn điện : Tai nạn điện giật xảy thể người tiếp xúc với điển điện khác khiến cho dòng điện chạy qua thể Có thể xảy tình sau: • Chạm vào dây điện mạng điện: Đối với mạng điện pha chạm vào dây nóng thể chịu điện áp dây, chạm vào dây nóng dây nguội thể chịu điện áp pha Điện áp dây có giá trị 1,73 lần điện áp pha nên mức độ nguy hiểm cao • Chạm dây nóng mạng pha trung tính nối đất (mạng sao): Nếu thể không cách điện với đất chịu điện áp pha • Chạm dây nóng mạng pha trung tính khơng nối đất (mạng tam giác): Dòng điện qua thể phụ thuộc giá trị điện trở rò điện dung ký sinh mạng • Rị điện vỏ thiết bị: Vỏ thiết bị, động cơ,… thường không mang điện Khi chất lượng cách điện giảm hay dây dẫn điện thiết bị chạm vỏ làm vỏ thiết bị mang điện (tương tự dây nóng mạng điện), người chạm vào vỏ thiết bị bị điện giật • Do điện áp bước • Do phóng điện cao áp • Do hồ quang 2.2 • • • • • • • • Các biện pháp kỹ thuật đề phòng tai nạn điện : Nối đất bảo vệ Nối đất trung tính (cịn gọi nối khơng) Nối đẳng Dùng điện áp thấp Biến áp cách ly Cắt điện bảo vệ Cách điện Ngăn chặn che chắn F TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tập thể tác giả, “ Sổ tay Quá trình Thiết bị Cơng Nghệ Hóa Chất Tập 1”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1999, 632tr [2] Tập thể tác giả, “ Sổ tay Quá trình Thiết bị Cơng Nghệ Hóa Chất Tập 2”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1999, 448tr [3] Vũ Bá Minh, Võ Văn Bang, “Quá trình Thiết bị Cơng Nghệ Hóa Học Thực Phẩm – Tập – Truyền Khối”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2007, 390tr 37 http://www.ebook.edu.vn [4] Hồ Lê Viên, “Tính Tốn, Thiết Kế Các Chi Tiết Thiết Bị Hóa Chất Dầu Khí”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 2006, 240tr [5] Phạm Văn Bơn, Vũ Bá Minh, Hồng Minh Nam, “ Q trình Thiết bị Cơng Nghệ Hóa Học - Tập 10 - Ví dụ Bài tập”, Nhà xuất Trường Đại học Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, 468tr 38 http://www.ebook.edu.vn