Đang tải... (xem toàn văn)
Trang 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC ======o0o====== ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH THIẾT BỊ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÔ ĐẶC HAI NỒI XUÔI CHIỀU THIẾT BỊ CƠ ĐẶC CĨ ỐNG
lOMoARcPSD|39475011 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC ======o0o====== ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÔ ĐẶC HAI NỒI XUÔI CHIỀU THIẾT BỊ CÔ ĐẶC CÓ ỐNG TUẦN HOÀN TRUNG TÂM DÙNG CHO CÔ ĐẶC DUNG DỊCH KOH Giáo viên hướng dẫn : Ts Nguyễn Văn Mạnh Nguyễn Thị Thùy Linh Sinh viên thực hiện : ĐH CN Hóa 1 – K14 Lớp : Hà Nội, năm 2021 Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com) lOMoARcPSD|39475011 Khoa CN kỹ thuật Hóa Học Đồ án môn học QT và TB ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ Họ và tên: Nguyễn Thị thùy Linh MSV: 2019601154 Lớp: ĐH Công Nghệ Hóa 1 Khóa: 14 Khoa: Công nghệ hóa Giáo viên hướng dẫn: Thầy Nguyễn Văn Mạnh NỘI DUNG: Thiết kế hệ thống cô đặc 2 nồi xuôi chiều thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung tâm dùng cho cô đặc dung dịch KOH với năng suất 3,25 tấn/giờ, chiều cao ống gia nhiệt 2m Các số liệu ban đầu: • Nồng độ đầu của dung dịch 11,4% Khổ Số • Nồng độ cuối của dung dịch 34,3% giấy lượng • Áp suất hơi đốt nồi 1 là 4at • Áp suất ngưng tụ là 0,3 at A4 01 STT Tên bản vẽ A0 01 1 Dây chuyền sản xuất 2 Nồi cô đặc 1 Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com) lOMoARcPSD|39475011 Khoa CN kỹ thuật Hóa Học Đồ án môn học QT và TB Nhận xét của giáo viên hướng dẫn Hà Nội, ngày… tháng…năm… Người nhận xét 2 Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com) lOMoARcPSD|39475011 Đồ án môn học QT và TB Lời Mở Đầu Khoa CN kỹ thuật Hóa Học Để bước đầu làm quen với công việc của một kỹ sư hóa chất là thiết kế một thiết bị hay hệ thống thực hiện một nhiệm vụ trong sản xuất , em được nhận đồ án môn học : “ Quá trình và thiết bị” Việc thực hiện đồ án là điều rất có ích cho cá nhân em nói riêng và tất cả các sinh viên khoa Hóa nói chung trong việc từng bước tiếp cận với thực tiễn Là một cơ hội tốt để sinh viên có thể tiếp cận với việc tính toán, thiết kế và chọn lựa chi tiết của một thiết bị theo các thông số cụ thể Qua đó sinh viên có thể tích lũy được những kiến thức cần thiết như : khả năng đọc, tra cứu tại liệu và kỹ năng tính toán, trình bày theo phong cách khoa học Những kỹ năng này rất có tích cho sinh viên sau này khi ra trường đi làm việc Để hoàn thành được bản đồ án này em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến các thầy cô khoa Công Nghệ Hóa, đặc biệt là thầy giáo Nguyễn Văn Mạnh đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo điều kiện thuận lợi cho em để hoàn thành đồ án Trong quá trình thực hiện đồ án ,không tránh khỏi những thiếu xót và hạn chế Do đó em rất mong sẽ nhận được sự góp ý từ các các thầy cô để cho em có thể hoàn thành tốt đồ án này Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày… tháng… năm…… Sinh viện thực hiện Nguyễn Thị Thùy Linh 3 Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com) lOMoARcPSD|39475011 Đồ án môn học QT và TB Khoa CN kỹ thuật Hóa Học Chương 1 Giới Thiệu Chung 1.1.Giới thiệu về KOH KOH Công thức phân tử Kali hydroxide Danh pháp IUPAC Tên khác Potassium hydrate Phân tử gam Bề ngoài 56,10564 g/mol Tỷ trọng Chất rắn màu trắng, dễ chảy Điểm nóng chảy 2,044 g/cm³ Điểm sôi 406oC ( 679K;763oF) Độ hòa tan trong nước 1.327oC ( 1.600K; 2.421oF) Độ axit ( pKa) 97g/100mL(0℃) 121g/100mL(25℃) 178 g/100 mL (100 ℃) 13,5 (0,1M) Bảng 1.Giới thiệu về KOH Khi hòa tan trong nước ta được dung dịch KOH là dung dịch không màu,có đầy đủ tính chất của Bazơ mạnh Ở dạng dung dịch, KOH có khả năng ăn mòn thủy tinh, vải, giấy, da còn ở dạng chất rắn nóng chảy, nó ăn mòn được sứ, platin Điều chế bằng cách điện phân dung dịch kali clorua (KCl) có màng ngăn Dùng trong phòng thí nghiệm, sản xuất xà phòng mềm, các muối kali KOH ăn da và rất nguy hiểm khi bắn vào mắt Tuy nhiên KOH lại được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống như : 4 Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com) lOMoARcPSD|39475011 Đồ án môn học QT và TB Khoa CN kỹ thuật Hóa Học • Dùng để sản xuất chất tẩy rửa gia dụng: xà phòng mềm, dầu gội, chất tẩy trắng răng giả, các chất tẩy rửa công nghiệp, vệ sinh chuồng trại • Sản xuất các hợp chất có chứa Kali như K2CO3 • Trong sản xuất dầu diesel sinh học, KOH là nguyên liệu được sử dụng chính mặc dù giá thành mắc hơn sodium hydroxide NaOH • Đối với công nghệ dệt nhuộm KOH là dung dịch để sản xuất thuốc nhuộm vải, len, sợi Ngoài ra còn dùng để xử lý da các loại động vật để chuẩn bị cho công nghệ thuộc da • Trong công nghiệp luyện kim, hóa chất KOH dùng để tẩy rỉ sét và xử lý bề mặt các kim loại và hợp kim không bị ăn mòn bởi KOH Một ứng dụng phổ biến là dùng trong các nhà máy lọc dầu để loại bỏ hợp chất lưu huỳnh và các chất không cần thiết • Được sử dụng để thực hiện những quá trình chiết tách mà Natri hidroxit không thể dùng được hoặc dùng được nhưng hiệu quả kém như chiết quặng dolomit để thu alumin Trong nông nghiệp • Kali Hydroxit được dùng để sản xuất phân bón • Điều chỉnh nồng độ pH chứa trong phân bón hóa học có tính axit như KH2PO4 trước khi mang đi sử dụng cho những giống cây trồng nhạy cảm với sự dao động của pH Trong y tế: • Hóa chất KOH dùng để chẩn đoán các bệnh về nấm và điều trị mụn cóc 5 Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com) lOMoARcPSD|39475011 Đồ án môn học QT và TB Khoa CN kỹ thuật Hóa Học • Xác định một số loại nấm như gilled, boletes, polypores, địa y bằng cách nhỏ vài giọt dung dịch KOH nồng độ 3- 5% rồi quan sát sự thay đổi của màu sắc thịt nấm 1.2 Sơ đồ dây chuyền sản xuất và thuyết minh 1.2.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất Ảnh 1 Sơ đồ dây truyền Chú thích: 6 Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com) lOMoARcPSD|39475011 Đồ án môn học QT và TB Khoa CN kỹ thuật Hóa Học 1 Thùng chứa dung dịch đầu 2 Bơm 3 Thùng cao vị 4 Lưu lượng kế 5 Thiết bị trao đổi nhiệt 6,7 Nồi cô đặc 8 Thiết bị ngưng tụ Baromet 9 Bộ phận thu hồi bọt 10 Thùng chứa sản phẩm 11 Bơm chân không 1.2.2 Thuyết minh dây chuyền công nghệ Hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều làm việc liên tục Dung dịch đầu KOH 11% được bơm (2) đưa vào thùng cao vị (3) từ thùng chứa (1) , sau đó chảy qua lưu lượng kế (4) vào thiết bị trao đổi nhiệt (5) Ở thiết bị trao đổi nhiệt dung dich được đun nóng sơ bộ đến nhiệt độ sôi rồi đi vào nồi (6) Ở nồi này dung dich tiếp tục được dung nóng bằng thiết bị đun nóng kiểu ống chùm , dung dịch chảy trong các ống truyền nhiệt hơi đốt được đưa vào buồng đốt để đun nóng dung dịch Một phần khí không ngưng được đưa qua của tháo khí không ngưng.Nước ngưng được đưa ra khỏi phòng đốt bằng của tháo nước ngưng Dung dịch sôi , dung môi bốc lên trong phòng bốc gọi là hơi thứ Hơi thứ trước khi ra khỏi nồi cô đặc được qua bộ phận tách bọt nhằm hồi lưu phần dung dịch bốc hơi theo hơi thứ qua ống dẫn bọt 7 Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com) lOMoARcPSD|39475011 Đồ án môn học QT và TB Khoa CN kỹ thuật Hóa Học Dung dịch từ nồi (6) tự di chuyển qua nồi thứ 2 do đó sự chênh lệch áp suất làm việc giữa các nồi , áp suất nồi sau < áp suất nồi trước Nhiệt độ của nồi trước lớn hơn của nồi sau do đó dung dịch đi vào nồi thứ (2) có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi , kết quả là dung dịch sẽ được làm lạnh đi và lượng nhiệt này sẽ làm bốc hơi một lượng nước gọi là quá trình tự bốc hơi Dung dịch sản phẩm của nồi (7) được đưa vào thùng chứa sp (10).Hơi thứ bốc ra khỏi nồi (7) được đưa vào thiết bị ngưng tụ Baromet (8).Trong thiết bị ngưng tụ , nước làm lạnh từ trên đi xuống , ở đây hơi thứ được ngưng tụ lại thành lỏng chảy qua ống Baromet ra ngoài còn khí không ngưng đi qua thiết bị thu hồi bọt (9) rồi đi vào bơm hút chân không 8 Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com) lOMoARcPSD|39475011 Đồ án môn học QT và TB Khoa CN kỹ thuật Hóa Học Chương 2.TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH Các số liệu ban đầu Năng suất tính theo dung dịch đầu: Gđ = 3,25 tấn/h = 3250 kg/h Nồng độ đầu : xđ = 11,4% xc = 34,3% P hơi đốt nồi 1 : Phd1 = 4 at P hơi ngưng tụ : Png = 0,3 at = 68,7 to 2.1 Tính cân bằng vật liệu 2.1.1 Tính toán lượng hơi thứ ra khỏi hệ thống Từ công thức( VI.1-ST2- T55): xd W = Gd 1 − xc 9 Downloaded by bong bong (bongbong1@gmail.com)