Bài giảng Đồ án Quá trình và thiết bị

TỔNG QUAN VỀ MƠN HỌC Q TRÌNH-THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM Kỹ thuật phản ứng Các trình thủy lực, thủy học Các trình thiết bị truyền nhiệt Các trình thiết bị chuyển khối Nghiên cứu Nghiên cứu Nghiên cứu Nghiên cứu Các định luật thủy tĩnh, thủy động, chuyển động chất lỏng, khí; q trình thiết bị vận chuyển chất lỏng, khí (bơm, quạt máy nén); phân riêng hệ không đồng (lắng, lọc, ly tâm), trình đập nghiền sàng Các định luật truyên nhiệt (dẫn nhiệt, cấp nhiệt, xạ nhiệt); trình thiết bị trao đổi nhiệt (đun nóng, ngưng tụ, đặc); q trình thiết bị làm lạnh Các định luật chuyển khối, lý thuyết khuếch tán; trình thiết bị phân riêng tác dụng nhiệt (chưng cất, hấp thụ, trích ly, kết tinh, hấp phụ, sấy) Kỹ thuật phản ứng, q trình hóa học thiết bị phản ứng hóa học HỌC PHẦN ĐỒ ÁN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ KHOA HĨA VÀ MƠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI GIỚI THIỆU MÔN HỌC  LÀ MÔN CƠ SỞ KHỐI NGÀNH DÀNH CHO SINH VIÊN CÁC NGÀNH KỸ THUẬT HĨA HỌC, MƠI TRƯỜNG, CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ SINH HỌC  ĐỒ ÁN MÔN HỌC “Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ HỐ HỌC” NHẰM GIÚP SINH VIÊN BIẾT VẬN DỤNG CÁC KIẾN THỨC CỦA MƠN HỌC “ Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CƠNG NGHỆ HỐ HỌC” VÀ CÁC MƠN HỌC KHÁC VÀO VIỆC THIẾT KẾ MỘT THIẾT BỊ CHÍNH VÀ MỘT SỐ THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG THIẾT BỊ ĐỂ THỰC HIỆN MỘT NHIỆM VỤ KỸ THUẬT CĨ GIỚI HẠN TRONG CÁC Q TRÌNH CÔNG NGHỆ  THÔNG QUA VIỆC THIẾT KẾ ĐỒ ÁN SINH VIÊN CẦN ĐẠT ĐƯỢC CÁC YÊU CẦU SAU : - BIẾT SỬ DỤNG TÀI LIỆU THAM KHẢO: TÌM, ĐỌC, TRA CỨU, GHI CHÉP, SẮP XẾP - NÂNG CAO KỸ NĂNG TÍNH TỐN, TRÌNH BÀY THEO PHONG CÁCH KHOA HỌC - VẬN DỤNG ĐÚNG NHỮNG KIẾN THỨC, QUY ĐỊNH THIẾT KẾ KHI TRÌNH BÀY BẢN VẼ THIẾT KẾ - NHÌN NHẬN VẤN ĐỀ THIẾT KẾ MỘT CÁCH HỆ THỐNG Giáo trình sử dụng, tài liệu tham khảo Giáo trình: [1] Nguyễn Bin, Các q trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm; tập 1, 2, 4, NXB Khoa học kỹ thuật, 2013 [2] Phạm Xuân Toản, Các trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm; tập 3, NXB Khoa học kỹ thuật, 2013 Các tài liệu tham khảo: [1] Nguyễn Bin, Tính tốn q trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm tập 1,2, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2004 [2] Đỗ Văn Đài, Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất 1,2, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006 [3] Nguyễn Hữu Tùng, Kỹ thuật tách hỗn hợp từ nhiều cấu tử, NXB Bách Khoa Hà Nội, 2010 [4] Trần Hữu Quế, Vẽ kỹ thuật tiêu chuẩn quốc tế, NXB Bách khoa Hà Nội, 2006 [5] James R Couper, W Roy Penney, James R Fair, Chemical Process Equipment, Selection and Design, Elsevier, 2012 I Bản thuyết minh : Gồm phần sau: 1)Đầu đề thiết kế 2)Mục lục 3)Phần mở đầu (dài trang)  Thể nhận thức mục đích việc làm đồ án, cách viết phải sát với đầu đề, không dùng lời lẽ sáo rỗng, viển vơng  Phân tích vắn tắt phương pháp cơng nghệ giao thiết kế nói chung phương thức cụ thể chọn ( giao đề ) nói riêng  Nêu tính chất sản phẩm liên hệ với việc bảo quản ứng dụng chí việc bảo vệ mơi trường khí thải, ý đến tính chất có liên quan đến việc chọn  phương thức sản xuất, chọn thiết bị Giới thiệu kết cấu đồ án (gồm chương nào, thể vấn đề 4) Sơ đồ - Mơ tả dây chuyền sản xuất  Thuyết minh trình tiến hành theo dây chuyền thiết bị sản xuất thiết bị cần rõ thơng số công nghệ chế độ làm việc (kể dịng vào dịng ra)  Chú thích đầy đủ loại thiết bị, đường ống, bơm có thiết bị (nếu chọn theo cataloge ghi rõ ký mã hiệu), vị trí tương đối thiết bị, vị trí cửa dịng vào  dòng Nêu nguyên lý làm việc hệ thống thiết bị  Trình tự tiến trình diễn hệ thống thiết bị  Chỉ rõ yêu cầu chuẩn bị nguyên liệu trước lúc vào công đoạn, yêu cầu công đoạn, chất thải, an tồn cho người thiết bị (nếu có) 5) Tính thiết bị  Phân tích tính chất đặc điểm thiết bị chọn, chọn chiều dòng vật liệu tác nhân cần  Tính tốn xác định kích thước chủ yếu giá trị đại lương quan trọng để đảm bảo cho thiết bị làm việc mức độ mong muốn xác định thông số chế độ làm việc Lưu ý chọn phương pháp công thức có sở khoa học tiên tiến, số liệu tra cứu chọn lựa Lưu ý cơng thức số liệu phải thích tài liệu tham khảo Trong thực tế số số liệu cho khoảng lớn nên muốn có số liệu xác dùng phép nội suy vẽ đồ thị Nếu số liệu cần có ngồi khoảng cho dùng phép ngoại suy  Thiết kế chi tiết thiết bị cho phù hợp với yêu cầu công nghệ hợp lý kết cấu 6) Tính chọn thiết bị phụ (Tính khí)  Các thiết bị phụ cần tính tốn gồm bơm, quạt, bơm chân khơng (bài tốn thiết kế thuỷ lực), thiết bị đun nóng, đun sơi, ngưng tụ trực tiếp gián tiếp (bài toán truyền nhiệt), thiết bị lắng, lọc, xyclon (bài toán  phân riêng) Tuỳ theo yêu cầu mà thực theo mức độ thiết kế sau: o Tính để xác định kích thước thiết bị đảm bảo yêu cầu công nghệ, cấu trúc thiết bị ( chủ yếu thiết bị truyền nhiệt) o Tính để có sở chọn thiết bị cho hệ thống ( thiết bị thuỷ lực phân riêng) Lưu ý giới hạn toán điều kiện làm việc ( ví dụ mức độ làm sạch, nhiệt độ làm việc thiết bị, độ ẩm khí thải ) để chọn thiết bị cho phù hợp Cần có bổ xung cấu trúc hay phân tích biến đổi tính chất q trình thiết bị chọn làm việc miền khác với miền dự liệu biện pháp khắc phục có o Các thiết bị phụ khơng tính tốn chọn dựa vào cataloge tự thiết kế dựa vào cấu trúc có 7) Kết luận: Đánh giá kết đạt điều cần lưu - Phần công nghệ, mơ hình, tính tốn - Phần q trình - Phần thiết kế 8) Phần phụ lục (nếu có) 9) Tài liệu tham khảo IX CẤU TẠO MÁY SẤY Máy sấy đối lưu với lớp vl đảo trộn 1.4 Máy sấy thùng quay - Vật liệu nạp liên tục vào đầu cao thùng chuyển động dọc theo thùng nhờ đệm ngăn: phân bố vl đảo trộn vl - Vận tốc kk nóng (khói lị) 2-3 m/s, thùng quay 5-8 vòng/phút Ưu điểm: qt sấy đặn mãnh liệt nhờ tiếp xúc tốt vl tác nhân sấy Cường độ sấy lớn đạt 100 kg ẩm/m3.h Thiết bị gọn, tự đơng hóa Nhược: bụi nhiều, cần thu hồi chất lượng sp giảm Quá Trình thiết bị III – Phân riêng tác dụng nhiệt (Mass transfer) IX CẤU TẠO MÁY SẤY Máy sấy đối lưu với lớp vl trạng thái sôi (lỏng giả) 1.Máy sấy tầng sôi bậc NLLV: kk quạt đẩy qua caloriphe thổi vào phần tb sấy tầng sôi 4, qua lớp phân phối vl sấy với vận tốc lớn Vl ẩm qua phận tiếp liệu cấp liên tục định lượng vào tb tầng sôi trạng thái lơ lửng, Hạt vl khô rơi vào tháo liệu vào băng tải - KK lượng bụi dẫn vào cyclone lọc bụi tay áo, khí thải quạt hút ngồi Ưu điểm: Máy sấy tiên tiến nhất, bề mặt tiếp xúc pha lớn, vl khuấy trộn mãnh liệt, cường độ sấy cao, sấy đồng Nhược: Khó khống chế chế độ lv ổn định, vl bị vỡ vụn, bào mòn tb tốn lượng cho tb thu hồi Quá Trình thiết bị III – Phân riêng tác dụng nhiệt (Mass transfer) IX CẤU TẠO MÁY SẤY Máy sấy đối lưu với lớp vl trạng thái sơi (lỏng giả) 3.2 Máy sấy tầng sơi phịng sấy - Phịng sấy phía 1, phịng sấy phía - Vl sấy nạp định lượng từ xuống - Mỗi phịng sấy có nhiệt độ khác tùy theo tính chất vl sấy - Vận tốc qua tiết diện tự lớn 60-70 m/s - Ưu điểm: Máy sấy tiên tiến nhất, bề mặt tiếp xúc pha lớn, vl khuấy trộn mãnh liệt, cường độ sấy cao, sấy đồng - Điều chỉnh nhiệt độ phòng sấy nên tăng vận tốc sấy Quá Trình thiết bị III – Phân riêng tác dụng nhiệt (Mass transfer) IX CẤU TẠO MÁY SẤY Máy sấy đối lưu với lớp vl trạng thái sôi (lỏng giả) 3.3 Máy sấy tầng sôi nhiều bậc - Khơng khí nóng từ lên, chui qua lưới phân phối với vận tốc lớn cản cho vl khơng chui qua lỗ trì vật liệu trạng thái lơ lửng, qt sấy sảy mãnh liệt - Có gia nhiệt bổ sung bậc - Sấy vl dạng hạt, dễ phân hủy nhiệt - Ưu điểm: điều chỉnh nhiệt độ tác nhân sấy bậc nên phù hợp với vl dễ phân hủy nhiệt Quá Trình thiết bị III – Phân riêng tác dụng nhiệt (Mass transfer) IX CẤU TẠO MÁY SẤY Máy sấy đối lưu với lớp vl trạng thái sôi (lỏng giả) 3.4 Máy sấy Phun - Sấy vl lỏng sữa, trứng, huyền phù… dùng tb sấy phun - Vật liệu lỏng phun vào sấy thành bụi, - QT sấy xảy nhanh ko kịp đốt nóng vl tới giới hạn cho phép - SP thu dạng bột mịn - PP phun chất lỏng: - Ly tâm: cho chất lỏng vào đĩa quay nhanh: 2000-5000 vòng/phút, chất lỏng văng thành bụi; phun chất lỏng nhớt, hp - Cơ khí: bơm áp suất cao 200 at, đường kính vịi phun