Hiện nay, đường đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống cũng như trong sản xuất. Vì thế, ngành công nghiệp sản xuất đường trên thế giới và ở nước ta không ngừng phát triển, các sản phẩm ngày càng đa dạng. Để nâng cao nồng độ của dung dịch đường theo yêu cầu sản xuất, người ta cần dùng các biện pháp tách bớt phần dung môi ra khỏi dung dịch đường. Phương pháp phổ biến là sử dụng thiết bị cô đặc giúp dung môi bị tách khỏi dung dịch ở dạng hơi, còn chất rắn hòa tan trong dung dịch không bay hơi, do đó nồng độ của dung dịch sẽ tăng dần lên theo yêu cầu nhà sản xuất mong muốn. Đề tài: Thiết kế hệ cô đặc đường mía hai nồi xuôi chiều liên tục, buồng đốt trong có ống tuần hoàn ngoài. (Nồng độ đầu là 10%, nồng độ cuối là 68% với nhập liệu 4000 kg.h1)
TỔNG QUAN
Nhiệm vụ
Thiết kế thiết bị cô đặc dung dịch đường ba nồi xuôi chiều, buồng đốt trong có ống tuần hoàn trung tâm
Năng suất nhập liệu: 4000 kg.h -1
Tổng quan về cây mía
Cây mía gồm các phần chủ yếu: rễ, thân, lá và hoa Hiểu rõ đặc điểm của từng thành phần giúp cho việc kiểm soát chất lượng nguồn nguyên liệu và hiệu quả tái tạo đường được tốt hơn[1]
Giống mía đóng vai trò quan trọng có vai trò quan trọng trong việc sản xuất nguyên liệu cho công nghiệp chế biến đường Các giống mía có thời gian sinh trưởng khác nhau (chín sớm, chín trung bình, chín muộn) góp phần hình thành cơ cấu giống mía, nhằm rải vụ trồng và kéo dài thời gian chế biến cho các nhà máy đường[1]
Mía là tên gọi chung của một số loài thuộc chi mía (Saccharum), chúng thuộc tông Andropogoneae của họ Hòa thảo (Poacae) Phân bố chủ yếu ở khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới Cây mía Mía được chia thành 3 nhóm chính:
- Nhóm saccharum officinarum: là giống thường gặp, được trồng nhiều nhất trên thế giới và ở Việt Nam
- Nhóm saccharum violaceum: lá màu tím, thân ngắn cứng và không trổ cờ
- Nhóm saccharum simense: cây nhỏ cứng, thân màu nâu nhạt, được trồng nhiều ở Trung Quốc
Ngoài ra còn có nhóm saccharum barberi, saccharum bengalense, saccharumedule nhưng những nhóm này ít phổ biến
Thành phần hóa học trong cây mía có thể thay đổi theo điều kiện trồng ở mỗi vùng, theo giống mía,… trong mía có thành phần chủ yếu là nước và đường sacharose, và phần nhỏ những hợp chất không đường như các chất hữu cơ, chất sáp, acid hữu cơ,…
Bảng 1-1: Thành phần hóa học của mía và nước mía[1]
Nguyên liệu Thành phần Hàm lượng (%)
Các loại muối 3 – 7.5 Muối axit vô cơ 1.5 – 4.5 Muối axit hữu cơ 1 - 3 Axit hữu cơ tự do 0.5 – 2.5
Chất béo, sáp mía 0.05 - 0.15 Chất không đường chưa xác định 3 - 5
Là loại đường phổ biến nhất, có nhiều trong các loại động vật, thực vật
Saccarozo còn được gọi với một số tên như: Đường kính (đường có độ tinh khiết cao),đường ăn,đường cát,đường trắng,đường nâu (đường có lẫn tạp chất màu), đường mía (đường trong thân cây mía), đường phèn (đường ở dạng kết tinh), đường củ cải (đường trong củ cải đường), đường thốt nốt (đường trong cây thốt nốt) a, Tính chất vật lý:
Saccarozo là chất kết tinh không màu Có vị ngọt, dễ tan trong nước, đặc biệt tan nhiều trong nước nóng b, Tính chất hóa học của saccarozo
Công thức phân tử C12H22O11 là một disaccarit, cấu tạo từ hai đường đơn là gốc 𝛽-glucose và gốc 𝛾-fructose liên kết với nhau thông qua nguyên tử oxi Vì không có nhóm chức andehit (-CH=O) nên saccarozo không có tính khử như glucozo (không có phản ứng tráng bạc) Saccarozơ chỉ có tính chất của ancol đa chức và có phản ứng của đisaccarit
Một số phản ứng chủ yếu của saccharose:
+ Phản ứng ancol đa chức: Dung dịch saccarose phản ứng với Cu(OH)2 tạo thành dung dịch phức đồng có màu xanh thẫm
2C12H22O11 + Cu(OH)2 → (C12H22O11)2Cu + 2H2O + Phản ứng thủy phân: Khi saccharose được đun nóng với dung dịch acid hay có xúc tác tác enzym (invertaza) thì sacharose bị thủy phân thành glucose và fructose
+ Saccarozơ bị thủy phân thành glucozơ và fructozơ khi: Đun nóng với dung dịch axit và có xúc tác enzim trong hệ tiêu hóa của người
Phản ứng caramen hóa: dưới tác dụng của nhiệt độ cao, đường saccarozo bị mất nước tạo thành caramen là sản phẩm có màu như caramenlan, caramenlen, caramenlin(hợp chất humin) Nếu trong môi trường kiềm saccharose bị phân hủy thành lactose, glucose, fructose và các đường khác, dung dịch được đun nóng trong thời gian dài ở độ pH từ 8 đến 9 thì sacchrose sẽ bị phân hủy thành các hợp chất màu vàng hay nâu Tốc độ phân hủy sẽ tăng theo độ pH, ví dụ cùng ở nhiệt độ sôi đun trong một giờ thì với độ pH từ 8 đến 9 thì saccharose chỉ bị phân hủy 0,05%, nhưng nếu tăng độ pH lên 12 thì sự phân hủy tăng 0,5%
1.2.4 Ứng dụng của đường Saccarozo:
Saccarozơ được dùng nhiều trong công nghiệp thực phẩm, để sản xuất bánh kẹo,nước giải khát Trong công nghiệp dược phẩm để pha chế thuốc Đường giữ một vai trò rất quan trọng trong khầu phần ăn hàng ngày của con người, là nguyên liệu cho công nghiệp thực phẩm, pha chế thuốc, dùng trong sản xuất bánh kẹo, … là nhu cầu không thể thiếu trong đời sống xã hội
1.2.5 Thông số kỹ thuật trong quá trình cô đặc mía đường:
Quá trình cô đặc thực phẩm có 3 thông số cơ bản: nhiệt độ sôi, thời gian sảnphẩm lưu lại trong thiết bị (thời gian cô đặc) và cường độ bốc hơi[1] a, Nhiệt độ sôi:
Khi tiến hành một quá trình cô đặc mía đường người ta đun nóng dung dịch mía đường tới nhiệt độ sôi Nước trong dung dịch bốc hơi cho đến khi nồng độ đường(chất hòa tan) đã đến nồng độ yêu cầu thì ngừng quá trình cô đặc và cho dung dịch ra khỏi thiết bị.Nhiệt độ sôi của dung dịch đường phụ thuộc áp suất hơi ở trên bề mặt, nồng độchất hòa tan và thành phần của dung dịch đường mía.Khi áp suất hơi trên bề mặt của dung dịch đường mía càng thấp thì nhiệt độ sôicủa dung dịch đường mía càng thấp và ngược lại Vì vậy việc tạo độ chân không trong thiết bị cô đặc sẽ giảm được nhiệt độ sôi của dung dịch đường mía Hay nói cách khác là điều chỉnh nhiệt độ sôi bằng cách thay đổi độ chân không.Trong quá trình cô đặc, nồng độ đường tăng dần nên nhiệt độ sôi của dung dịch đường cũng tăng dần.Nhiệt độ sôi thấp thì tính chất của dung dịch đường mía ít bị biến đổi như thành phần ít bị tổn thất, màu sắc bị biến đổi, mùi thơm cũng ít bị bay hơi Nhiệt độ sôi thấp còn làm kéo dài thời gian bền của vật liệu làm thiết bị cô đặc b, Thời gian cô đặc:
Là thời gian lưu lại của dung dịch mía đường trong thiết bị cô đặc cho sự bốc hơi nước ra khỏi nguyên liệu để đạt đến nồng độ yêu cầu[1]
Thời gian cô đặc phụ thuộc vào phương pháp làm việc của thiết bị và cường độ bốc hơi của dung dịch mía đường Các thiết bị cho nguyên liệu vào, sản phẩm ra liên tục và sản phẩm có cường độ bốc hơi lớn thì thời gian lưu lại của sản phẩm trong thiết bị càng ngắn c, Cường độ bốc hơi:
Cường độ bốc hơi của dung dịch mía đường phụ thuộc cường độ trao đổi nhiệt giữa hơi nóng và sản phẩm bốc hơi Cường độ trao đổi nhiệt được đặc trưng bằng hệ số truyền nhiệt của quá trình cô đặc Hệ số truyền nhiệt càng lớn, cường độ bốc hơi càng cao
1.2.6 Biến đổi của dung dịch mía đường trong quá trình cô đặc
Dưới tác dụng của nhiệt độ, sacaroza có thể bị chuyển hóa thành glucoza và fructoza Khi nhiệt độ tăng 10 ℃ thì tốc độ chuyển hóa tăng 2 - 3 lần Ngoài ra, trong điều kiện nhiệt độ cao đường sacaroza bị mất nước tạo thành caramen là sản phẩm có màu như caramenlan, caramenlen, caramenlin Chất màu caramen được coi như hợp chất humin (C12H8O4)n Đó là sự polyme hóa ở mức độ khác nhau của β-anhidrit[1]
Khái quát về cô đặc
Cô đặc là phương pháp thường dùng để tăng nồng độ một cấu tử nào đó trong dung dịch hai hay nhiều cấu tử, với mục đích[2]:
Làm tăng nồng độ chất tan
Tách chất rắn hòa tan ở dạng tinh thể (kết tinh)
Thu dung môi ở dạng nguyên chất
Quá trình cô đặc của một dung dịch lỏng – rắn hay một dung dịch lỏng– lỏng mà có chênh lệch nhiệt độ sôi rất cao thì thường được tiến hành bằng cách tách một phần dung môi Tùy theo tính chất của cấu tử (khó bay hơi hay không bay hơi trong quá trình đó), có thể sử dụng phương pháp đun nóng bốc hơi hay làm lạnh kết tinh để tách một phần dung môi (thành phần dễ bay hơi) trong dung dịch[3]
Hơi đốt: hơi dùng để đun sôi dung dịch trong hệ thống cô đặc
Hơi thứ: hơi bốc lên từ nồi cô đặc đem đun một thiết bị khác trong hệ thống cô đặc
Hơi phụ: hơi lấy ra làm hơi đốt cho thiết bị ngoài hệ thống cô đặc
1.3.2 Các phương pháp cô đặc
Về cơ bản trong cô đặc có hai phương pháp chính là phương pháp nhiệt và phương pháp lạnh[3]
Phương pháp nhiệt (đun nóng), dưới tác dụng của nhiệt (do đun nóng) dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suất bên ngoài tác dụng lên mặt thoáng dung dịch (tức khi dung dịch sôi) để cô đặc các dung dịch không chịu được nhiệt độ cao (như dung dịch đường) đòi hỏi phải cô đặc ở nhiệt độ đủ thấp ứng với áp suất cân bằng ở mặt thoáng hay thường ở áp suất chân không Đó là phương pháp cô đặc chân không[3]
Với phương pháp nhiệt, nó là quá trình ngược với quá trình hòa tan: nếu quá trình hòa tan là quá trình thu nhiệt thì trong quá trình cô đặc là tỏa nhiệt (phải tải nhiệt đi bằng một chất tải nhiệt thích hợp) và ngược lại nếu quá trình hòa tan là quá trình tỏa nhiệt thì trong quá trình cô đặc là thu nhiệt tức phải cấp thêm nhiệt nhiệt do dung dịch tỏa ra hay thu vào trong quá trình cô đặc gọi là nhiệt cô đặc Tùy theo loại dung dịch nhiệt cô đặc có thể là âm (tỏa nhiệt như dung dịch (NH4)2SO4, NaNO3, NH4NO3…), dương (thu nhiệt như dung dịch NaOH, KOH, CaCl2, K2CO3…) hay bằng không (như dung dịch đường)[3]
Trong phương pháp lạnh, khi hạ thấp nhiệt độ đến một mức nào đó, một cấu tử sẽ tách ra dưới dạng tinh thể của đơn chất tinh khiết; thường là kết tinh dung môi để tăng nồng độ chất tan Tuỳ tính chất cấu tử và áp suất bên ngoài tác dụng lên mặt thoáng mà quá trình kết tinh đó xảy ra ở nhiệt độ cao hay thấp và đôi khi ta phải dùng máy lạnh[3]
1.3.3 Phân loại thiết bị cô đặc: a Phân loại theo cấu tạo
Có nhiều cách phân loại thiết bị cô đặc khác nhau nhưng tổng quát lại theo đặc điểm cấu tạo sau đây là dễ dàng nhất
Nhóm 1: Dung dịch đối lưu tự nhiên (tuần hoàn tự nhiên) dùng cô đặc dung dịch khá loãng, độ nhớt thấp, đảm bảo sự tuần hoàn tự nhiên của dung dịch dễ dàng qua bề mặt truyền nhiệt Gồm: Có buồng đốt trong (đồng trục buồng bốc) có thể có ống tuần hoàn trong hoặc ngoài Có buồng đốt ngoài (không đồng trục buồng bốc)[3] Nhóm 2: Dung dịch đối lưu cưỡng bức, dùng bơm để tạo vận tốc dung dịch từ 1,5-3,5 m/s tại bề mặt truyền nhiệt Có ưu điểm: tăng cường hệ số truyền nhiệt, dùng cho dung dịch đặc sệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn và kết tinh trên bề mặt truyền nhiệt Gồm: Có buồng đốt trong, ống tuần hoàn ngoài Có buồng đốt ngoài, ống tuần hoàn ngoài[3]
Nhóm 3: Dung dịch chảy thành màng mỏng, chảy một làn tránh tiếp xúc nhiệt lâu làm biến chất sản phẩm Đặc biệt thích hợp cho các dung dịch thực phẩm như dung dịch nước trái cây, hoa quả ép…Gồm: Màng dung dịch chảy ngược, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dịch sôi tạo bọt khó vỡ Màng dung dịch chảy xuôi, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dịch sôi ít tạo bọt và bọt dễ vỡ[3] b Phân loại theo phương thức thực hiện quá trình:
- Cô đặc được tiến hành ở nhiệt độ sôi tại mọi áp suất (áp suất chân không, áp suất thường hay áp suất dư), trong hệ thống cô đặc thiết bị cô đặc (nồi), hay trong hệ thống nhiều thiết bị cô đặc Quá trình cô đặc có thể tiến hành gián đoạn hay liên tục Hơi của dung môi được tách ra trong quá trình cô đặc (thường là hơi nước) được gọi là “hơi thứ”, thường có nhiệt độ cao, ẩn nhiệt hóa hơi lớn nên được sử dụng làm hơi đốt cho các nồi cô đặc khác hoặc thiết bị khác ở trong quy trình Nếu “hơi thứ” được sử dụng để đun nóng cho một thiết bị ngoài dây chuyền cô đặc gọi là “hơi phụ”[2]
- Cô đặc áp suất thường (thiết bị hở): nhiệt độ sôi và áp suất không đổi, thường được dùng trong cô đặc dung dịch liên tục để giữ mức dung dịch cố định, nhằm đạt năng suất cực đại và thời gian cô đặc ngắn nhất dùng cho các dung dịch không bị phân hủy ở nhiệt độ cao như các dung dịch muối vô cơ, để sử dụng hơi thứ cho cô đặc và cho các quá trình đun nóng khác
- Cô đặc áp suất chân không: dung dịch có nhiệt độ sôi thấp ở áp suất chân không Dung dịch tuần hoàn tốt, ít tạo ra cặn và sự bay hơi dung môi diễn ra liên tục, có thể dùng hơi đốt ở áp suất thấp, điều đó rất có lợi khi ta dùng hơi thải của các quá trình sản xuất khác Cô đặc chân không cho phép ta cô đặc những dung dịch ở nhiệt độ sôi cao (ở áp suất thường) có thể sinh ra những phản ứng phụ không cần thiết (oxy hóa, nhựa hóa, đường hóa, ) Mặt khác do nhiệt độ sôi của dung dịch thấp thì tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh sẽ nhỏ hơn khi cô đặc ở áp suất thường
- Cô đặc áp suất dư: dùng cho các dung dịch không phân hủy ở nhiệt độ cao, sử dụng hơi thứ cho các quá trình khác
- Cô đặc gián đoạn: dung dịch cho vào thiết bị một lần rồi cô đặc đến nồng độ yêu cầu, hoặc cho vào liên tục trong quá trình bốc hơi để giữ mức dung dịch không đổi đến khi nồng độ dung dịch trong thiết bị đã đạt yêu cầu sẽ lấy ra một lần sau đó lại cho dung dịch mới để tiếp tục cô đặc
- Cô đặc liên tục: cho kết quả tốt hơn cô đặc gián đoạn Có thể được điều khiển tự động nhưng chưa có thiết bị cảm biến đủ tin cậy, trong hệ thống một nồi hoặc nhiều nồi dung dịch và hơi đốt cho vào liên tục, sản phẩm cũng được lấy ra liên tục
- Cô đặc một nồi: chỉ dùng khi năng suất thấp và khi không dùng hơi thứ làm chất tải nhiệt trong đun nóng
- Cô đặc nhiều nồi: mục đích chính là tiết kiệm hơi đốt Số nồi không nên quá lớn vì nó làm giảm hiệu quả tiết kiệm hơi Người ta có thể cô đặc chân không, cô đặc áp lực hoặc có thể áp dụng cả hai phương pháp, đặc biệt có thể sử dụng hơi thứ cho mục đích khác để nâng cao hiệu quả kinh tế Đối với mỗi nhóm thiết bị, ta đều có thể thiết kế buồng đốt trong, buồng đốt ngoài, có hoặc không có ống tuần hoàn Tuỳ theo điều kiện kỹ thuật và tính chất của dung dịch, ta có thể áp dụng chế độ cô đặc ở áp suất chân không, áp suất thường hoặc áp suất dư
1.3.4 Cấu tạo chính của thiết bị cô đặc:
Trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm các loại thiết bị cô đặc đun nóng bằng hơi được dùng phổ biến, loại này gồm có hai thành phần chính là buồng đốt và buồng bốc:
• Bộ phận đun sôi dung dịch (buồng đốt): được bố trí bề mặt truyền nhiệt để đun sôi dung dịch
Bộ phận bốc hơi (buồng bốc): là một khoảng không gian trống bên trong thiết bị, ở đây hơi thứ được tách ra khỏi hỗn hợp lỏng – hơi của dùng dịch sôi (khác với thiết bị chỉ có buồng đốt) Tùy theo mức đọ cần thiết người ta có thể cấu tạo thêm bộ phận phân ly hơi – lỏng ở trong phòng bốc hơi hoặc ở trên ống dẫn hơi thứ để thu hồi các hạt dung dịch bị hơi thứ mang theo
Khi cấu tạo thiết bị cần chú ý tới các yêu cầu sau:
Thiết bị phải đơn giản, gọn, chắc, dễ chế tạo, dễ sửa chữa, dễ lắp ráp, các chi tiết phải tuân theo quy chuẩn, giá thành rẻ
Đáp ứng yêu cầu kỹ thuật: chế độ làm việc ổn định, ít bám cặn, vệ sinh thiết bị, dễ điều chỉnh và bảo trì thiết bị
Cường độ truyền nhiệt lớn (hệ số truyền nhiệt K lớn)
1.3.5 Ứng dụng của thiết bị cô đặc
Phương pháp cô đặc được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đặc biệt là trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm Trong sản xuất hóa chất, dùng cô đặc dung dịch NaOH, KOH, NaCl, CaCl2, các muối vô cơ… Trong sản xuất lương thực, thực phẩm, dùng để cô đặc đường, bột ngọt, nước trái cây…
1.3.6 Các thiết bị và chi tiết trong hệ thống cô đặc
- Ống nhập liệu, ống tháo liệu
- Ống tuần hoàn, ống truyền nhiệt
- Buồng đốt, buồng bốc, đáy, nắp
- Các ống dẫn: hơi đốt, hơi thứ, nước ngưng, khí không ngưng
- Bơm dung dịch từ nồi 1 sang nồi 2
- Thiết bị ngưng tụ baromet
- Thiết bị đo nhiệt độ, áp suất…
1.3.7 Lựa chọn phương án thiết kế
Lựa chọn thiết bị cô đặc dung dịch đường mía
THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Sơ đồ quy trình công nghệ
Hình 2 -1: Sơ đồ qu y tr ình c ôn g ng hệ thi ế t b ị cô đ ặ c 2 n ồ i, bu ồng đ ố t trong
1 Bồn chứa nguyên liệu đầu
6 Thiết bị gia nhiệt dung dịch
13 Bể chứa nước làm mát
Thuyết minh quy trình công nghệ
Nhập liệu đầu vào là dung dịch mía đường 10% Dung dịch được bơm từ bể chứa nguyên liệu lên bồn cao vị Dung dịch từ bồn cao vị chảy vào thiết bị gia nhiệt nằm đứng và được đun nóng đến nhiệt độ sôi Thiết bị gia nhiệt là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm: thân hình trụ, đặt nằm dọc, bên trong gồm nhiều ống nhỏ được bố trí theo hình lục giác đều Các đầu ống được cố định bởi các vỉ ống trên và vỉ ống dưới và được hàn vào thân Nguồn cấp nhiệt là hơi nước bão hòa có áp suất 1,4 at đi bên ngoài ống (phía vỏ) Dung dịch đi từ trên xuống dưới bên trong ống Hơi nước bão hòa đi mặt ngoài của ống và cấp nhiệt cho dung dịch để nâng nhiệt độ dung dịch lên nhiệt độ sôi Dung dịch sau khi được gia nhiệt sẽ chảy vào nồi 1 thiết bị cô đặc để thực hiện quá trình bốc hơi Hơi nước ngưng tụ thành nước lỏng và theo ống dẫn qua bẫy hơi đi ra ngoài
Phần dưới của thiết bị cô đặc là buồng đốt, gồm các ống truyền nhiệt và được gắn một ống tuần hoàn ngoài Dung dịch đi trong ống, còn hơi đốt (hơi nước bão hòa) đi ở khoảng không gian ngoài ống Dung dịch đi trong ống chiều từ trên xuống dưới và nhận nhiệt do hơi đốt cung cấp để sôi, làm hóa hơi một phần dung môi
Lực tạo ra sự chuyển động tuần hoàn tự nhiên của dung dịch trong thiết bị gây nên là do độ chênh khối lượng riêng của dung dịch đưa vào (chưa đốt nóng) và của dung dịch được đốt nóng (hỗn hợp hơi và lỏng), từ đó tạo nên độ chênh áp suất ∆𝑃
Khi thiết bị làm việc, dung dịch trong ống truyền nhiệt sôi tạo thành hỗn hợp lỏng- hơi có khối lượng riêng giảm đi và đẩy từ dưới lên trên miệng ống Do đường kính ống truyền nhiệt nhỏ hơn nhiều so với ống tuần hoàn ngoài nên lượng dung dịch tiếp xúc diện tích bề mặt truyền nhiệt của ống truyền nhiệt nhiều hơn, nhiệt độ dung dịch trong ống truyền nhiệt cao hơn, thể tích dung dịch theo một đơn vị bề mặt truyền nhiệt lớn hơn so với trong ống truyền nhiệt nên lượng hơi trong ống truyền nhiệt lớn hơn Vì vậy, khối lượng riêng của hỗn hợp lỏng- hơi ở ống tuần hoàn lớn hơn so với ống truyền nhiệt và hỗn hợp được đẩy xuống dưới
Phần phía trên thiết bị là buồng bốc để tách hỗn hợp lỏng- hơi thành hai dòng Hơi thứ đi lên phía trên buồng bốc, đến bộ phận tách giọt, tách bọt để tách những giọt lỏng ra khỏi dòng Giọt lỏng chảy xuống dưới, hơi thứ tiếp tục đi lên và làm hơi đốt cho nồi cô đặc 2 Dung dich ở nồi 1 sau khi đạt nồng độ 17.63% tiếp tục chảy qua nồi cô đặc
2 để cô đặc dung dịch lên 68% Dung dich ở nồi 2 sau khi đạt nồng độ 68% được bơm ra ngoài theo ống tháo liệu sản phẩm nồi 2 vào bể chứa sản phẩm nhờ bơm Hơi thứ phía trên buồng bốc nồi 2 đi vào thiết bị ngưng tụ baromet Chất làm lạnh là nước được bơm vào ngăn trên cùng còn dòng hơi thứ được dẫn từ dưới lên Dòng hơi thứ đi lên gặp nước giải nhiệt để ngưng tụ thành lỏng và chảy xuống dưới bồn chứa qua ống baromet Khí không ngưng tiếp tục đi lên trên, được dẫn qua bộ phân tách giọt rồi được bơm chân không hút ra ngoài Khi hơi thứ ngưng tụ thành lỏng thì thể tích của hơi giảm làm áp suất trong thiết bị ngưng tụ giảm
Vì vậy thiết bị baromet là thiết bị ổn định, duy trì áp suất trong hệ thống Thiết bị làm việc ở áp suất khí quyển nên nó phải được lắp đặt ở độ cao cần thiết để nước ngưng có thể tự chảy ra ngoài mà không cần bơm Bình tách giọt có một vách ngăn với nhiệm vụ tách những giọt lỏng bị lôi cuốn theo dòng khí không ngưng để đưa về bồn chứa nước ngưng.
CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
Cân bằng nhiệt lượng
3.2.1 Xác định áp suất và nhiệt độ của mỗi nồi: Áp suất mỗi nồi
Gọi P1, P2, Pnt lần lượt là áp suất nồi 1, 2 và thiết bị ngưng tụ t đ1 , t đ2 , t ntlần lượt là nhiệt độ hơi đốt vào nồi 1, 2 và thiết bị ngưng tụ t w1 , t w2lần lượt là nhiệt độ hới thứ ra khỏi nồi 1, 2
Giả sử thất thoát nhiệt Δ = 1ºC
Chọn áp suất hơi đốt: Phđ1 = P1 = 1,232 at , ứng với nhiệt độ hơi đốt Thđ15ºC Áp suất ngưng tụ: Pngưng = 0,25 at, ứng với nhiệt độ ngưng tụ Tngưngd.2 ºC Độ chênh lệch áp suất của cả hệ thống cô đặc:
Chọn tỉ số phân phối áp suất giữa các nồi
Từ (1), (2) và (3) ta được: ∆𝑃1 = ∆𝑃2 = 0.491 at Áp suất hơi đốt ở các nồi là:
Nồi 2: 𝑃2 = 𝑃1 – ∆𝑃1 = 1,232 – 0.491= 0.741 at Áp suất ngưng tụ: 𝑃ngưng = 𝑃2 – ∆𝑃2 = 0.741 – 0.491= 0.25 at
Xác định nhiệt độ của mỗi nồi:
Thường dựa theo các giá trị áp suất để tra các nhiệt độ tương ứng trong các sổ tay chuyên môn Cần lưu ý rằng: nhiệt độ hơi đốt của nồi sau bằng nhiệt độ hơi thứ của nồi trước trừ đi 1℃ (1℃ chính là tổn thất nhiệt độ do trở lực ống dẫn), còn nhiệt độ hơi thứ của nồi cuối cùng thì bằng nhiệt độ ở thiết bị ngưng tụ cộng thêm 1℃ Đặt: tđ1, tđ2, tnt lần lượt là nhiệt độ hơi đốt vào nồi 1, 2 và thiết bị ngưng tụ tht1, tht2 lần lượt là nhiệt độ hới thứ ra khỏi nồi 1, 2
Giả sử tổn thất nhiệt độ trên đường ống giữa các nồi là 1 o C t hđ2 = t ht1 - 1 t ht2 = t nt + 1
Tra bảng I.250 (Tính chất hóa lý của hơi nước bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ), trang 312, [6] và bảng I.251, (Tính chất hóa lý của hơi nước bão hòa phụ thuộc vào áp suất) trang 314 [6]:
Bảng 3-2: Tóm tắt áp suất, nhiệt độ (giả thiết) của các dòng hơi
3.2.2 Xác định nhiệt độ tổn thất cho từng nồi a Tổn thất do nồng độ gây ra:
Theo công thức Tisencô VI.10, trang 59, [7]
Nồi 1 Nồi 2 Thiết bị ngưng tụ
∆ 0 ’: Tổn thất nhiệt độ do nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi ở áp suất thường (áp suất khí quyển), tra bảng VI.2, trang 60, [7] f: Hệ số hiệu chỉnh, tra bảng VI.1, trang 59, [7]
Bảng 3-3: Bảng tổn thất theo nồng độ ở áp suất thường
Bảng 3-4: Bảng nhiệt độ hơi thứ và hệ số hiệu chỉnh f
Hệ số hiệu chỉnh f 0.948 0.7910 b Tổn thất do nồng độ gây ra cho hai nồi cô đặc:
Vậy tổng tổn thất nhiệt độ do nồng độ trong toàn hệ thống:
∑ ∆′ = ∆′1 + ∆′2 = 0.25 + 3.5 = 3.75℃ c Tổn thất nhiệt do áp suất thủy tĩnh gây ra Áp suất thủy tĩnh ở lớp giữa của khối chất lỏng cần cô đặc được tính theo công thức VI.12/60, [7] :
Từ áp suất thủy tĩnh ta tính được áp suất trung bình ở mỗi nồi theo công thức VI.15/61, [7]:
Có được giá trị áp suất trung bình ta tra bảng 16/98 [3] được nhiệt độ trung bình
Nhiệt độ tổn thất do áp suất thủy tĩnh ở các nồi bằng hiệu số giữa nhiệt độ trung bình của nhiệt độ của dung dịch trên mặt thoáng (bằng với nhiệt độ hơi thứ): Δ"1 = Ttb1 - Tmt1 Δ"2 = Ttb2 - Tmt2
∆": Tổn thất nhiệt do áp suất thủy tĩnh
Tmt, Tht: Nhiệt độ dung dịch trên mặt thoáng hay nhiệt độ hơi thứ ( o C)
P’: Áp suất hơi trên bề mặt dung dịch hay áp suất của hơi thứ (N.m-2)
∆P : Áp suất thủy tĩnh kể từ mặt dung dịch đến giữa ống (N.m -2 ) h1: Chiều cao của lớp dung dịch sôi kể từ miệng trên ống truyền nhiệt đến mặt thoáng của dung dịch (m) Ta chọn chọn h1 = 0,3 m cho cả hai nồi hơi h2: Chiều cao của dung dịch trong ống truyền nhiệt (m) Chọn h2 = 2,2 m cho cả hai nồi hơi ρ 𝑠 : Khối lượng riêng của dung dịch khi sôi (Kg.m -3 ), ta có: ρ 𝑠 = ρ 𝑑𝑑
2 ρ 𝑑𝑑 : Khối lượng riêng của dung dịch (kg.m -3 ) g: Gia tốc trọng trường, g = 9,81 m.s -1
Bảng 3-5: Thông số tổn thất do áp suất thủy tĩnh gây ra
2 68 65,2 1310,2 655,1 8997,14 0,35 72,05 6,85 d Tổn thất nhiệt độ do sức cản thủy lực trong các ống dẫn (∆′′′)
Tổn thất nhiệt trên các ống dẫn hơi thứ từ nồi này sang nồi kia, và nồi hai đến thiết bị ngưng tụ, thường chấp nhận tổn thất từ 1 đến 1,5ºC [7]
Nhiệt độ dung dịch sôi và hiệu số nhiệt độ hữu ích
Ta có công thức tính nhiệt độ sôi của dung dịch như sau: ts1 = tht1 + ∆′1 + ∆′′1 = 94,626 (℃) ts2 = tht2 + ∆′2 + ∆′′2 = 75,55 (℃)
Chênh lệch nhiệt độ hữu ích ở mỗi nồi cũng có thể xác định theo công thức
Vậy tổng nhiệt độ hữu ích là Σ∆thi = 25.569(℃)
Tính nhiệt dung riêng, nhiệt lượng riêng
* Tính cho hơi đốt, hơi thứ:
Gọi ihđ, iht, Cn lần lượt là nhiệt lượng riêng của hơi đốt, hơi thứ và nhiệt dung riêng của nước ngưng nồi Các giá trị này được tra trong bảng I-250/312 [6]
* Tính nhiệt dung riêng của dung dịch
Nhiệt dung riêng của dung dịch đường được tính theo công thức (I-50), trang
- t là nhiệt độ của dung dịch, ℃
- x là nồng độ của dung dịch đường, phần khối lượng
Nhiệt dung riêng của dung dịch trước khi cô đặc:
Nhiệt dung riêng của dung dịch nồi 1 (theo nồng độ cuối):
C1 = 4190 – (2514 – 7,542 × 94,626) × 17.63% = 3870,57 J.kg -1 độ -1 Nhiệt dung riêng của dung dịch nồi 2 (theo nồng độ cuối):
Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng Đặt:
- D1, D2: lượng hơi đốt vào nồi 1, 2 kg h -1
- Gđ, Gc :lượng dung dịch đầu, cuối, kg h -1
- W, W1, W2 lượng hơi thứ bốc lên ở cả hệ thống và từng nồi, kg h -1
- i, i1, i2 : hàm nhiệt của hơi đốt, hơi thứ ở nồi 1, nồi 2 J kg -1
- Cđ, Cc: nhiệt dung riêng của dung dịch đầu và cuối, J.kg -1 độ -1
- C1, C2: nhiệt dung riêng của dung dịch nồi 1, nồi 2, J.kg -1 độ -1
- θ1, θ2: nhiệt độ nước ngưng ở nồi 1, nồi 2, ℃
- Cn1, Cn2 :nhiệt dung riêng của nước ngưng ở nồi 1, nồi 2, J.kg -1 độ -1
- Qxq1, Qxq2: nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh từ nồi 1, 2, W
- tđ, ts1, ts2: nhiệt độ sôi ban đầu, ra khỏi nồi 1, nồi 2 của dung dịch,℃
Phương trình cân bằng nhiệt lượng cho các nồi cô đặc trong hệ thống được thiết lập dựa trên nguyên tắc tổng nhiệt đi vào bằng tổng nhiệt đi ra:
𝐷1.𝐼1 + Gđ.Cđ tđ = W1.i1 + (Gđ −W1) C1 ts1 + 𝐷1 Cn1 θ1 + 0.05 𝐷1 𝐼1 (1)
𝐷2.𝐼2 +(Gđ −W1).C1.ts1 =W2.i2 +(Gđ−W1−W2).C2 ts2 +𝐷2.Cn2.θ2 + 0.05.𝐷2 𝐼2
Nhiệt độ nước ngưng lấy bằng nhiệt độ hơi đốt:
Bảng 3-6: Tóm tắt kết quả các thông số dòng hơi và dung dịch
Hơi đốt Hơi thứ Dung dịch
Kiểm tra lại giả thiết phân bố hơi thứ ở các nồi:
Sau khi tính được lượng hơi thứ của các nồi, tiến hành kiểm tra bằng cách so sánh kết quả tính toán được với giả thiết ban đầu của từng nồi Nếu chênh lệch giữa tính toán và giả thiết nhỏ hơn 1% là được, còn nếu lớn hơn 1% thì phải giả thiết lại và tính lại từ đầu Công thức so sánh cho từng nồi: η 1 = |W1 − W2|
Từ (1), (2), (3), (4) ta rút ra được:
Bảng 3-7: Lượng hơi đốt và hơi thứ ở mỗi nồi hơi
Nồi D (kg.h -1 ) WLT (kg.h -1 ) WTT (kg.h-1) Sai số (%)
=> Sai số nhỏ hơn 1% nên giả thiết ban đầu là phù hợp.
TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH
Tính truyền nhiệt
Bề mặt truyền nhiệt F (m 2 ) được tính theo công thức:
Q: Lượng nhiệt do hơi đốt cung cấp, W
∆thi: Hiệu số nhiệt có ích, o C
K: Hệ số truyền nhiệt, W.m -2 độ -1
4.1.1 Tính nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp
Nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp được tính theo công thức (VI.6a), trang 57,[7]:
Tra bảng I.251, trang 314, [6] ta được ẩn nhiệt hóa hơi của hơi đốt:
Bảng 4-1: Ẩn nhiệt hóa hơi của hơi đốt Áp suất, at Ẩn nhiệt hóa hơi, kJ.kg -1
D 1 : Lượng hơi đốt tiêu tốn cho nồi 1, kg h -1 r 1 : ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi đốt trong nồi 1, J kg -1
D 2 : Lượng hơi đốt tiêu tốn cho nồi 2, kg h -1 r 2 : ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi đốt trong nồi 2, J kg -1
4.1.2 Tính hệ số truyền nhiệt K của mỗi nồi:
Với: α1: Hệ số cấp nhiệt phía hơi ngưng, W.m -2 độ -1 α2: Hệ số cấp nhiệt phía dung dịch, W.m -2 độ -1 Σr: Tổng nhiệt trở của thành ống đốt, W.m -2 độ -1 qtb: Nhiệt tải trung bình, W/m 2 , có công thức tính như sau: q tb = q 1 +q 2
2 q1: Nhiệt tải riêng phía hơi ngưng tụ, W.m -2 q2: Nhiệt tải riêng phía dung dịch sôi, W.m -2 a Tính tổng nhiệt trở của thành đốt
𝑟1 = 2,32 × 10 -4 m -2 độ.W 1 nhiệt trở do lớp nước ngưng trên thành ống, tra bảng
𝑟2 = 3,87 × 10 -4 m -2 độ.W 1 nhiệt trở do lớp cặn của dung dịch bám lên thành ống, tra bảng VI, trang 313, [7] λ = 16,2 W.m -1 độ -1 hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm thành ống δ: bề dày thành ống đốt, chọn δ = 3.9 mm (theo tiêu chuẩn ống thép không gỉ) b Hệ số cấp nhiệt phía hơi ngưng α 1
Hệ số cấp nhiệt phía hơi ngưng được tính theo công thức V.101, trang 28, [7]
Trong đó, r: ẩn nhiệt ngưng tụ, J.kg-1
H: chiều cao ống truyền nhiệt, chọn H = 2.2 m
∆𝑡1 = 𝑡hđ – 𝑡T : hiệu số giữa nhiệt độ ngưng (nhiệt độ bão hòa) và nhiệt độ phía mặt tường tiếp xúc với hơi ngưng
A: hệ số phụ thuộc vào nhiệt độ màng T
Bảng 4-2: Bảng giá trị A phụ thuộc vào nhiệt độ độ màng, trang 28, [7] t, ℃ 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Bảng 4-3: Tóm tắt các thông số của nhiệt tải riêng phía hơi ngưng
Nhiệt tải riêng phía hơi ngưng được tính theo công thức V.87, trang 25, [7] q1 = α1 × ∆t1, W m -2 Suy ra:
Nồi 2: q11 = 5912.125 W m -2 q12 = 6407.649 W m -2 c Hệ số cấp nhiệt phía dung dịch sôi 𝜶 𝟐 Được tính theo công thức VI.27/71
Và ta có công thức V.91/26:
𝛼 𝑛 = 0,145 𝛥𝑡 2 2,33 𝑝 0.5 Trong đó: các chỉ số dung dịch thuộc về dung dịch, còn chỉ số n thuộc về nước
𝜆 : Hệ số dẫn nhiệt, W/m.độ
C : Nhiệt dung riêng, J/kg.độ
𝜇 : Độ nhớt động học, m.Pa.s p: Áp suất tuyệt đối trên mặt thoáng hay bằng với áp suất hơi thứ, at
∆𝑡2 = 𝑡𝑤2 - 𝑡𝑑𝑑𝑠 : Là hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt độ vách và nhiệt độ sôi của dung dịch
Giả sử q = q1 = q2 thì ta có được Δ𝑡𝑤 = 𝑡𝑤1 - 𝑡𝑤2 = 𝑞 Σ𝑟
Tính được giá trị 𝑡𝑤2 sau đó suy ra giá trị Δt2 Ta tính được 𝛼2 trình bày trong bảng 4-5
Tính thông số vật lí của nước ngưng:
Tra bảng I.249/310, [6], ta được các thông số vật lí của của nước, trình bày trong bảng sau:
Bảng 4-4: Thông số vật lí của nước ngưng
Tính thông số vật lí của dung dịch sôi:
Khối lượng riêng của dung dịch đường tra bảng I.86/58
Tính độ nhớt động học của dung dịch theo công thức Paplov I.17/85
𝜃 𝜇1 −𝜃 𝜇2 = 𝐾 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 Trong đó: t μ1 , t μ2 : Nhiệt độ của chất lỏng cú độ nhớt à1, à2 θ μ1 , θ μ2 : Nhiệt độ của chất lỏng chuẩn cú cựng giỏ trị độ nhớt à1, à2
Chọn chất chuẩn là nước:
=> θ μ1 = 31,93 o C(Bảng I 102, trang 94, [6]) Tại tà2 = 70 °C => à2 = 0,666 ì 10 -3 Pa.s ,
Với nhiệt độ sôi của dung dịch đường là 𝑡𝑠1 = 94.626 ℃, ta tính được độ nhớt của dung dịch đường như sau:
Suy ra: àdd1 = 0.49 ì 10 -3 Pa.s (Bảng I 102, trang 94, [6])
- Nồi 2: 𝑥 = 68%, ts2= 75,55 => àdd2 = 14,753 ì 10 -3 Pa.s (sugartech.co.za)
Tính hệ số dẫn nhiệt của dung dịch ta có công thức sau:
A: hệ số phụ thuộc vào mức độ liên kết của chất lỏng, đối với nước A= 3,58×
Cp: nhiệt dung riêng đẳng áp của chất lỏng, J.kg -1 độ -1
M: khối lượng mol của chất lỏng ρ: khối lượng riêng của chất lỏng, kg.m -3 g = 9,81 m.s -2 : gia tốc trọng trường μ: độ nhớt, N.s.m -2
Bảng 4-5: Thông số vật lí của dung dịch đường
Từ các số liệu ở trên ta tính được hệ số cấp nhiệt và nhiệt tải riêng của dungdịch sôi, kết quả được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 4-6: Hệ số cấp nhiệt phía dung dịch sôi 𝜶 𝟐
Bảng 4-7: Nhiệt tải riêng của dung dịch sôi
Kiểm tra lại sai số nhiệt tải:
Các sai số so với giả thiết ban đầu đều nhỏ hơn 1% nên kết quả cuối cùng có thể chấp nhận được
Nhiệt tải trung bình của mỗi nồi:
Hệ số truyền nhiệt của mỗi nồi
Hệ số truyền nhiệt được xác định theo công thức (III.21, trang 118, [6])
Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo công thức III.21, trang 118, [6]:
Bề mặt truyền nhiệt của nồi 1:
Bề mặt truyền nhiệt của nồi 2:
Bảng 4-8: Bề mặt truyền nhiệt F(m 2 )
Tính kích thước buồng đốt
* Tra bảng tiêu chuẩn ống inox ta chọn loại ống có các kích thước sau: Đường kính ngoài: d n = 60,3 (mm)
Bề dày: 𝛿 = 3,9 𝑚𝑚 Đường kính trong theo công thức sau: 𝑑𝑡 = 𝑑𝑛 - 2 × 𝛿 = 52,5 (𝑚𝑚)
* Tính số ống truyền nhiệt theo công thức sau, rồi tra bảng V.II/48 [3], để quy chuẩn và xác định số ống trên đường viên phân, kết quả tính trong bảng 2-17 Ta bố trí các ống truyền nhiệt theo hình sáu cạnh.
𝑑 𝑡 : đường kính trong ống truyền nhiệt, m
𝐻: chiều cao ống truyền nhiệt, 𝐻 =2,2 (m)
Bảng 4-9: Số ống truyền nhiệt của từng nồi
Nồi Số hình 6 cạch Số ống trên đường xuyên tâm (m)
Tổng số ống của thiết bị (n)
4.2.2 Tính đường kính ống tuần hoàn ngoài:
+ Tổng diện tích bề mặt truyền nhiệt các ống truyền nhiệt:
+ Tiết diện bề mặt ống tuần hoàn ngoài 𝐹𝑡ℎ (m 2 ), thường chọn 𝐹𝑡ℎ0%𝐹𝑡
+ Đường kính ống tuần hoàn ngoài 𝐷𝑡ℎ(m)
Bảng 4-10: Đường kính ống tuần hoàn ngoài
Nồi 𝑭 𝒕 (𝒎 𝟐 ) 𝑭 𝒕𝒉 (𝒎 𝟐 ) Đường kính ống tuần hoàn ngoài(m)
4.2.3 Đường kính buồng đốt Đường kính trong buồng đốt được tính theo công thức:
𝐷đ: đường kính trong buồng đốt, m t: bước ống b: số ống trên đường chéo của hình 6 cạnh d: đường kính ngoài ống truyền nhiệt, m
Bảng 4-11: Đường kính trong buồng đốt (m)
Tính kích thước buồng bốc
* Chọn đường kính buồng bốc Db (m), 𝐷𝑏 = 0 ÷ 0.6 𝐷đ (𝑚)
Bảng 4-12 Đường kính trong buồng bốc
Ta sẽ chọn Dbb sau đó tính Hkgh Thường đường kính buồng bốc lớn hơn buồng kính buồng đốt không quá 0.6m
Ta có công thức VI.34/72, [7], tính chiều cao buồng bốc Hb (m)
Vkgh: thể tích không gian hơi buồng bốc, m 3 Được tính theo công thức VI.32/71, [7]:
𝑈 𝑝 : cường độ bốc hơi cho phép của khoảng không gian hơi (thể tích hơi nước bốc lên trên một đơn vị diện tích của không gian hơi trên một đơn vị thời gian),(m 3 m -
3.h -1 ) Được tính theo công thức VI.33/72: 𝑈 𝑝 =f b U t
U t : cường độ bốc hơi thể tích (m3.m-3.h-1), tính toán gần đúng ta chọn Ut00 (m 3 m 3 h -1 )
W: lượng hơi thứ bốc lên trong thiết bị (kg.h -1 ) f b : hệ số hiệu chỉnh xác định theo đồ thị VI.3/72, [7]
Từ các số liệu trên ta có bảng kết quả:
Bảng 4-13: Chiều cao buồng bốc
Chọn chiều cao buồng bốc cho cả 2 nồi hơi là Hb = 1,8 m.
Tính kích thước đáy, nắp
Chọn vật liệu làm đáy, nắp của buồng đốt và buồng bốc là thép không gỉ SUS304
Chọn kiểu đáy và nắp là kiểu elip tiêu chuẩn
Chọn đường kính trong của đáy và nắp bằng đường kính trong của thân buồng đốt và buồng bốc Đối với đáy, nắp hình elip tiêu chuẩn ta có:
Trong đó: ht: chiều sâu của đáy và nắp elip, mm
Dt: Đường kính trong của đáy và nắp elip, mm
Bảng 4-14: Đường kính và chiều cao đáy và nắp elip
Nồi Buồng đốt Buồng bốc
Tính kích thước các ống dẫn
4.5.1 Đường kính các ống dẫn hơi a Đường kính ống dẫn hơi đốt
Nồi 1: Ở áp suất 1,232 at, khối lượng riêng 𝜌 của hơi đốt là 0,699 kg.m 3 , bảng I.251, trang 314, [6]
Chọn vận tốc dòng hơi đốt ω = 7 m.s -1
Lưu lượng khối lượng hơi đốt:
3600 = 0,516 kg.s -1 Lưu lượng thể tích hơi đốt:
0,785×7= 366,5 mm Ở áp suất 0,741 at, khối lượng riêng 𝜌 của hơi đốt là 0,437 kg.m -3 , bảng I.251, trang 314, [6]
Chọn vận tốc dòng hơi đốt ω = 7 m.s -1
Lưu lượng khối lượng hơi đốt:
3600 = 0,479 kg.s -1 Lưu lượng thể tích hơi đốt:
Bảng 4-15: Kết quả tính toán đường kính ống dẫn hơi đốt
Lưu lượng khối lượng, kg.s -1
Vận tốc hơi trong ống,
𝝆 kg.m 3 Đường kính trong ống tính toán, mm
Nồi 2 0,479 1,096 7 0,437 446,6 b Đường kính các ống dẫn hơi thứ
Nồi 1: Đường kính ống dẫn hơi thứ nồi 1 bằng đường kính ống dẫn hơi đốt của nồi 2 (d= 446,6 mm)
Nồi 2: Ở áp suất 0,258 at, khối lượng riêng 𝜌 của hơi thứ là 0,163 kg.m -3 , bảng I.251, trang 314
Chọn vận tốc dòng hơi thứ ω = 7 m.s -1
Lưu lượng khối lượng hơi thứ:
3600 = 0,469 kg.s -1 Lưu lượng thể tích hơi thứ:
Bảng 4-16: Kết quả tính toán đường kính ống dẫn hơi thứ Đường kính trong ống dẫn hơi thứ, mm
4.5.2 Đường kính các ống dẫn dung dịch a Đường kính ống dẫn dung dịch vào thiết bị gia nhiệt:
Giả sử dung dịch ban đầu có nhiệt độ 60℃ và nồng độ ban đầu xđ là 10% Dựa vào các công thức tính toán ống dẫn như trên ta có kết quả như sau:
Bảng 4-17: Các giá trị tính được của ống dẫn dung dịch vào thiết bị gia nhiệt
Vận tốc dung dịch trong ống (m.s -1 )
Khối lượng riêng 𝛒 (kg.s -3 ) Đường kính trong ống (mm)
1,111 0,001087 0,5 1022 52,63 b Đường kính ống từ thiết bị gia nhiệt đến nồi 1:
Dung dịch sau khi được gia nhiệt có nhiệt độ 94,626 ℃ và nồng độ 10% được dẫn vào nồi 1 Với kích thước ống dẫn được tính với kết quả như sau:
Bảng 4-18: Các giá trị tính được của ống dẫn từ thiết bị gia nhiệt vào nồi 1
Vận tốc dung dịch trong ống (m.s -1 )
Khối lượng riêng 𝛒 (kg.s -3 ) Đường kính trong ống (mm)
1,111 0,001068 0,5 1040,1 52,16 c Đường kính ống dẫn dung dịch từ nồi 1 vào nồi 2:
Dung dịch sau khi ra khỏi nồi 1 có nhiệt độ là 94,626 ℃ và nồng độ là 17,63%
Với kích thước ống dẫn được tính như sau:
Bảng 4-19: Các giá trị tính được của ống dẫn từ nồi 1 vào nồi 2
Vận tốc dung dịch trong ống (m.s -1 )
Khối lượng riêng 𝛒 (kg.s -3 ) Đường kính trong ống (mm)
0,63 0,0005873 0,5 1072,7905 38,68 d Đường kính ống dẫn dung dịch từ nồi 2 vào bồn chứa sản phẩm:
Dung dịch sau khi ra khỏi nồi 2 có nhiệt độ là 75,55 ℃ và nồng độ là 68% Với kích thước ống dẫn được tính như sau:
Bảng 4-20: Các giá trị tính được của ống dẫn từ nồi 2 vào bồn chứa thành phẩm d Đường kính ống dẫn tháo nước ngưng
Dựa vào các công thức tính toán ống dẫn như trên ta có bảng kết quả sau:
Bảng 4-21: Các giá trị tính được của ống dẫn nước ngưng
Lưu lượng khối lượng (kg.s -3 )
Vận tốc dung dịch trong ống (m.s -1 )
Khối lượng riêng 𝛒 (kg.s -3 ) Đường kính trong ống (mm)
Vận tốc dung dịch trong ống (m.s -1 )
Khối lượng riêng 𝛒 (kg.s -3 ) Đường kính trong ống (mm)
Dựa vào các dữ liệu trên, tra bảng ống thép không gỉ [9], ta chọn kích thước tiêu chuẩn ống dẫn nước ngưng cho hệ thống
Bảng 4-22: Kết quả tính toán đường kính các loại ống dẫn quy chuẩn [15] Ống dẫn Đường kính trong quy chuẩn dt, mm Đường kính ngoài quy chuẩn dn, mm
Bề dày Ống dẫn hơi đốt nồi 1 387,34 406,4 9,53 Ống dẫn hơi đốt nồi 2, hơi thứ nồi 1 488,94 508 9,53 Ống dẫn hơi thứ nồi 2 742,94 762 9,53 Ống dẫn dung dịch toàn hệ thống 40,94 48,3 3,68 Ống tháo nước ngưng nồi 1, nồi 2 26,64 33,4 3,38 Ống dẫn khí không ngưng 26,64 33,4 3,38
Chọn kích thước ống dẫn khí không ngưng cả hai nồi bằng kích thước ống tháo nước ngưng cả hai nồi.
TÍNH TOÁN CƠ KHÍ
Bề dày thiết bị
5.1.1 Chọn vật liệu làm thiết bị
Chọn vật liệu chế tạo là thép không gỉ SUS304, có bọc lớp cách nhiệt
Bảng 5-1: Tính chất vật liệu làm thiết bị
5.1.2 Tính bề dày buồng đốt a Tính bề dày thân buồng đốt
Nồi 1: Áp suất tính toán là:
Nhiệt độ của hơi đốt vào là t hđ = 105 ℃ , vậy nhiệt độ tính toán của buồng đốt là: (trường hợp thân có bọc lớp cách nhiệt)
Hệ số bền mối hàn của thép φ h = 0,8 (giáp hàn hai phía) Bảng (1-8) Giá trị hệ số bền mối hàn φ h đối với các chi tiết làm bằng kim loại, trang 19, [8]:
Từ (*) chọn công thức (5-3), trang 96, [8], để tính bề dày tối thiểu cho thân buồng đốt:
Giới hạn bền của vật liệu Hệ số bền Ứng suất của vật liệu cho phép Ứng suất kéo,
Hệ số bền kéo, N.mm -2
Hệ số bền chảy, N.mm -2 Ứng suất kéo, N.mm -2 Ứng suất chảy, N.mm -2
Chọn hệ số ăn mòn hoá học là Ca = 1 mm (thời gian làm việc 10 năm), Cb = 0, hệ số bổ sung do sai lệch chế tạo Cc = 0,2 mm
Chọn hệ số bổ sung quy tròn kích thước Co = 8,532 mm
Tổng hệ số bổ sung sẽ bằng:
C = Ca + Cb + Cc+ Co= 1 + 0 + 0,2 + 8,532 = 9,732 mm
Bề dày thực của thân:
S = S′ + C = 0,268 + 9,732 = 10 mm Kiểm tra bề dày buồng đốt:
Kiểm tra điều kiện bền theo công thức (5-10), trang 97, [8]:
Như vậy, điều kiện (5-10) thỏa mãn, có thể sử dụng bề dày thiết bị S = 10 mm để kiểm tra ứng suất cho phép trong thân thiết bị
Kiểm tra ứng suất cho phép trong thân thiết bị theo công thức (5-11), trang 97, [8]:
Như vậy, điều kiện (5-11) thỏa mãn, bề dày thân S = 10 mm có thể được sử dụng an toàn
Suy ra đường kính ngoài của buồng đốt nồi 1:
Chịu áp suất ngoài Áp suất tính toán là:
Nhiệt độ của hơi đốt vào là t hđ = 90.817 ℃ , vậy nhiệt độ tính toán của buồng đốt là: (trường hợp thân có bọc lớp cách nhiệt)
Hệ số bền mối hàn của thép φh = 0,8 (giáp hàn hai phía) Bảng (1-8) Giá trị hệ số bền mối hàn φh đối với các chi tiết làm bằng kim loại, trang 19, [8]:
Từ (*) chọn công thức (5-3), trang 96, [8], để tính bề dày tối thiểu cho thân buồng đốt:
Chọn hệ số ăn mòn hoá học là Ca = 1 mm (thời gian làm việc 10 năm), Cb = 0, hệ số bổ sung do sai lệch chế tạo Cc = 0,2 mm
Chọn hệ số bổ sung quy tròn kích thước Co = 0,24 mm
Tổng hệ số bổ sung sẽ bằng:
C = Ca + Cb + Cc+ Co = 1 + 0 + 0,2 + 0,24 = 1,44 mm
Bề dày thực của thân:
S = S′ + C = 8,56 + 1,44 = 10 mm Kiểm tra bề dày buồng đốt:
Kiểm tra điều kiện bền theo công thức (5-15), trang 97, [8]:
2160≤ √ 2×(10−1) 2160 ⇔ 0,137 ≤ 1,02 ≤ 10,95 (𝑡ℎỏ𝑎) Kiểm tra điều kiện bền theo công thức (5-16), trang 97, [8]:
Kiểm tra ứng suất cho phép trong thân thiết bị theo công thức (5-19), trang 99, [8]:
Như vậy, điều kiện (5-18) thỏa mãn, bề dày thân S = 10 mm có thể được sử dụng an toàn
Suy ra đường kính ngoài của buồng đốt nồi 2:
𝐷 𝑛 = 𝐷 𝑡 + 2𝑆 = 2160 + 2 × 10 = 2180𝑚𝑚 b Tính bề dày đáy buồng đốt
Chọn đáy elip tiêu chuẩn: 𝑅 𝑡 = 𝐷 𝑡 = 2320 mm
Chọn bề dày đáy elip bằng bề dày của thân chịu áp suất trong,
𝑃 𝑡𝑡 = 0,023𝑁/𝑚𝑚 2 , Sthân = Sđáy = 10mm Kiểm tra bề dày đáy buồng đốt:
Kiểm tra điều kiện bền theo công thức (5-10), trang 97, [8]:
Như vậy, điều kiện (5-10) thỏa mãn, có thể sử dụng bề dày đáy elip S = 10 mm để kiểm tra ứng suất cho phép
Như vậy, điều kiện (5-11) thỏa mãn, chọn bề dày nắp elip bằng 10 mm Tính bền cho các lỗ:
Vì nắp chỉ có ống dẫn hơi thứ nên đường kính lớn nhất của lỗ cho phép không cần tăng cứng được tính như sau:
Dt - đường kính trong của buồng đốt
S - bề dày của buồng đốt
S ′ – bề dày tối thiểu của buồng đốt
C a = 1 mm – hệ số ăn mòn bổ sung
So sánh: Đường kính trong ống dẫn hơi thứ từ nồi 1 vào nồi 2: 488,94 < 𝑑max Vậy đáy không cần tăng cứng
Chọn đáy elip tiêu chuẩn: Rt = Dt = 2160 mm
Chọn bề dày đáy elip bằng bề dày của thân chịu áp suất ngoài,
𝑃 𝑡𝑡 = 0,124𝑁/𝑚𝑚 2 , Sthân = Sđáy = 10mm Kiểm tra điều kiện bền: Đối với thép không gỉ x = 0,7 – tỉ số giới hạn đàn hồi của thép, trang 127, [8]
𝑥 = 0,7 là tỉ số giới hạn đàn hồi của vật liệu đối với thép không gỉ
𝜎 𝑐 𝑡 là giới hạn chảy của vật liệu ở nhiệt độ tính toán, N.mm -2
[𝜎𝑛 ] là ứng suất nén cho phép của vật liệu tính theo công thức 5.31, trang 103,N.mm -2
𝐸 𝑡 × 𝑞 𝑐 ≤ 0,155 ↔ qc = 0,113 (tra bảng trang 103,[8]) Suy ra
Chọn bề dày đáy buồng đốt nồi 2 là 10 mm
Tính bền cho các lỗ:
Dt −đường kính trong của buồng đốt
S - bề dày của buồng đốt
S’– bề dày tối thiểu của buồng đốt
Ca = 1 mm – hệ số ăn mòn bổ sung
8,532− 0,8) × √2160, (10 − 1) − 1] = 69,067 𝑚𝑚 Đường kính trong ống dẫn hơi thứ từ nồi 1 vào nồi 2: 488,94> dmax Vậy đáy cần tăng cứng
4.1.3 Tính bề dày buồng bốc a) Tính bề dày thân buồng bốc
Nên áp suất tính toán là :
Nhiệt độ của hơi thứ vào là tht = 91,817 ℃ , vậy nhiệt độ tính toán của buồng đốt là: (trường hợp thân có bọc lớp cách nhiệt) ttt = tht + 20 = 111,817 ℃
Hệ số bền mối hàn của thép φh = 0,8 (giáp hàn hai phía) Bảng (1-8) Giá trị hệ số bền mối hàn φh đối với các chi tiết làm bằng kim loại, trang 19, [8]:
Từ (*) chọn công thức (5-3), trang 96, [8], để tính bề dày tối thiểu cho thân buồng bốc:
Chọn hệ số ăn mòn hoá học là Ca = 1 mm (thời gian làm việc 10 năm), Cb = 0, hệ số bổ sung do sai lệch chế tạo Cc = 0,2 mm
Chọn hệ số bổ sung quy tròn kích thước Co = 7,217 mm
Tổng hệ số bổ sung sẽ bằng:
C = Ca + Cb + Cc + Co= 1 + 0 + 0,2 + 7,217= 8,417mm
Bề dày thực của thân:
S = S ′ + C = 1,583 + 8,417 = 10 mm Kiểm tra điều kiện bền theo công thức (5-10), trang 97, [8]:
Như vậy, điều kiện (5-10) thỏa mãn, có thể sử dụng bề dày thiết bị S = 10 mm để kiểm tra ứng suất cho phép trong thân thiết bị
Kiểm tra ứng suất cho phép trong thân thiết bị theo công thức (5-11), trang 97, [8]:
2600+(10−1) = 0,69 > 0,121 N 𝑚𝑚 −2 (Thỏa) Như vậy, điều kiện (5-11) thỏa mãn, bề dày thân S = 10 mm có thể được sử dụng an toàn
Suy ra đường kính ngoài của buồng bốc nồi 1:
Chịu áp suất ngoài Áp suất tính toán là:
Nhiệt độ của hơi thứ vào là tht = 65,2℃ , vậy nhiệt độ tính toán của buồng bốc là: (trường hợp thân có bọc lớp cách nhiệt) ttt = tht + 20 = 85,2℃
Chọn công thức (5-14), trang 98, [8], để tính bề dày tối thiểu cho thân buồng bốc:
Chọn hệ số ăn mòn hoá học là Ca = 1 mm (thời gian làm việc 10 năm), Cb = 0 mm, hệ số bổ sung do sai lệch chế tạo Cc = 0,2 mm
Chọn hệ số bổ sung quy tròn kích thước Co = 0,89
Tổng hệ số bổ sung sẽ bằng:
Bề dày thực của thân:
S = S ′ + C = 8,67+ 1,33 = 10 mm Kiểm tra bề dày buồng bốc:
Kiểm tra điều kiện bền theo công thức (5-15), trang 97, [8]:
0,136 ≤ 0,73 ≤ 11,06 (𝑇ℎỏ𝑎) Kiểm tra điều kiện bền theo công thức (5-16), trang 97, [8]:
Như vậy, điều kiện (5-15) và (5-16) thỏa mãn Kiểm tra ứng suất cho phép trong thân thiết bị theo công thức (5-19), trang 99, [8]:
Như vậy, điều kiện (5-19) thỏa mãn, bề dày thân S = 10 mm có thể được sử dụng an toàn
Suy ra đường kính ngoài của buồng bốc nồi 2:
Dn = Dt + 2S = 2200 + 2 × 10 = 2220 𝑚𝑚 b Tính bề dày nắp elip buồng bốc:
Chọn đáy-nắp elip tiêu chuẩn: Rt = Dt = 2600mm
Chọn bề dày đáy elip bằng bề dày của thân buồng bốc chịu áp suất trong,
Ptt =0,121 N/mm 2 , Sthân=Snắpmm Kiểm tra bề dày nắp buồng bốc:
Kiểm tra điều kiện bền theo công thức (5-10), trang 97, [8]:
Như vậy, điều kiện (5-10) thỏa mãn, có thể sử dụng bề dày nắp elip bằng 10 mm để kiểm tra ứng suất cho phép
Kiểm tra ứng suất cho phép trong thân thiết bị theo công thức (5-11), trang 97, [8]:
Như vậy, điều kiện (5-11) thỏa mãn, chọn bề dày nắp elip bằng 10 mm
Tính bền cho các lỗ:
Vì nắp chỉ có ống dẫn hơi thứ nên đường kính lớn nhất của lỗ cho phép không cần tăng cứng được tính như sau:
Dt - đường kính trong của buồng bốc
S - bề dày của buồng bốc
S ′ – bề dày tối thiểu của buồng bốc
C a = 1 mm – hệ số ăn mòn bổ sung
So sánh: Đường kính trong ống dẫn hơi thứ từ nồi 1 vào nồi 2: 488,94< 𝑑max Vậy nắp không cần tăng cứng
Chọn đáy-nắp elip tiêu chuẩn: Rt = Dt = 2200mm
Chọn bề dày nắp elip bằng bề dày của thân buồng bốc chịu áp suất ngoài,
Ptt =0,171 N/mm 2 , Sthân=Snắp= 10mm
Kiểm tra điều kiện bền: Đối với thép không gỉ x = 0,7 – tỉ số giới hạn đàn hồi của thép, trang 127, [8]
𝑥 = 0,7 là tỉ số giới hạn đàn hồi của vật liệu đối với thép không gỉ
𝜎 𝑐 𝑡 là giới hạn chảy của vật liệu ở nhiệt độ tính toán, N,mm -2
[𝜎𝑛 ] là ứng suất nén cho phép của vật liệu tính theo công thức 5.31, trang 103,N.mm -2
𝐸 𝑡 × 𝑞 𝑐 ≤ 0,155 ↔ qc = 0,117 (tra bảng trang 103,[8]) Suy ra
Chọn bề dày nắp buồng bốc nồi 2 là 10 mm
Tính bền cho các lỗ:
Dt −đường kính trong của buồng bốc
S - bề dày của buồng bốc
S’– bề dày tối thiểu của buồng bốc
Ca = 1 mm – hệ số ăn mòn bổ sung
So sánh: Đường kính trong ống dẫn hơi thứ vào nồi 2: 488,94 >𝑑max Vậy nắp cần tăng cứng bằng bề dày thân.
Chọn mặt bích
Các thông số của bích được tra từ bảng XIII.27 Bích liền bằng thép để nối thiết bị (trang 417) Bu lông, đai ống và bích được làm bằng thép SUS304 Chọn bích liền bằng thép kiểu 1 trong bảng XIII.27 Bích liền bằng thép để nối thiết bị (trang 417)[7]
Hình 5.1: Kiểu bích nối các bộ phận của thiết bị
Các thông số cơ bản của mặt bích:
Dt – đường kính trong thiết bị; m m
D – đường kính ngoài của mặt bích; mm
Db – đường kính vòng bu lông; mm
Dl – đường kính đến vành ngoài đệm; mm
Do – đường kính đến vành trong đệm; mm db – đường kính bu lông; mm
Z – số lượng bu lông; cái h – chiều dày mặt bích; mm
5.2.1 Mặt bích nối nắp, thân buồng bốc
Thân, đáy buồng bốc được nối với nhau theo đường kính trong buồng bốc Chọn dự phòng áp suất trong thân là Py = 0,3 N mm -2 để bích kín thân
Bảng 5-2: Các giá trị của bích nối thân, nắp của buồng bốc
Kích thước nối Kiểu bích
5.2.2 Mặt bích nối thân, đáy buồng đốt
Thân, nắp buồng đốt được nối với nhau theo đường kính buồng đốt
Chọn dự phòng áp suất trong thân là Py = 0,3 N.mm -2 để bích kín thân
Do đường kính của thân, nắp của buồng đốt của cả hai nồi đều bằng nhau nên các bích có cùng kích thước được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 5-3: Các giá trị của bích nối thân, nắp của buồng đốt
Kích thước nối Kiểu bích
5.2.3 Mặt bích ống nối dẫn
Hình 5-2: Kiểu bích nối các bộ phận của thiết bị và ống dẫn [14]
Các ống dẫn được nối với thân thiết bị chính thống qua các mặt bích
Các thông số của bích nối các ống dẫn được tra theo tiêu chuẩn mặt bích DIN Slip-on Flange PN10[14]
Dt – đường kính trong ống dẫn; mm
Dn – đường kính ngoài ống dẫn; mm
D – đường kính ngoài của mặt bích; mm k– đường kính vòng bu lông; mm
D5– đường kính trong mặt bích; mm
Z – số lượng bu lông; cái h – chiều dày mặt bích; mm
Bảng 5-4: Các giá trị của bích nối ống dẫn hơi đốt nồi 1
Bu lông d B Z h mm mm mm cái
Bảng 5-5: Các giá trị của bích nối ống dẫn hơi thứ nồi 1, hơi đốt nồi 2
Bảng 5-6: Các giá trị của bích nối ống dẫn dung dịch của thiết bị
Bu lông d B Z h mm mm mm cái
Bảng 5-7: Các giá trị của bích Bích nối ống dẫn nước ngưng, khí không ngưng
Bu lông d B Z h mm mm mm cái
Chọn vỉ ống loại phẳng tròn, hàn cứng với thân thiết bị Vỉ ống phải giữ chặt các ống truyền nhiệt và bền dưới tác dụng của ứng suất Ống truyền nhiệt được hàn vào vỉ ống
Vật liệu chế tạo là thép không gỉ SUS304
Bề dày vỉ ống được tính theo công thức sau:
Bu lông d B Z h mm mm mm cái
D 𝑡 : đường kính ngoài của vỉ ống (bằng đường kính trong của thân buồng đốt) K: hệ số thực nghiệm, thường chọn K=0,6
𝜑 𝑜 : hệ số làm yếu vỉ ống do khoan lỗ, cho φo=1
[𝜎 𝑢 ]: Ứng suất uốn cho phép của vật liệu SUS304 𝑁/mm 2
𝛥𝑃: áp suất tính toán trong ống với ∆P = 𝑃hđ - (𝑃ht + 𝜌 𝑔 𝐻) 𝑁/mm 2
Ta có H là chiều cao mực chất lỏng, trong trường hợp tính vỉ ống trên buồng đốt thì
H1=0,3 m, còn nếu tính cho vỉ ống phía dưới buồng đốt thì H2= 0,3+2,2 =2,5m
5.3.1 Tính toán cho nồi 1 a, Tính cho vỉ ống ở trên buồng đốt:
Vì áp suất tuyệt đối cao nhất ở bên trong là 1,232 at nên buồng đốt nồi chịu áp suất trong Áp suất tính toán là:
Ptt = Pđốt - (Pht + ρ g H) = 1,232 - (0×768 + 1072,7905×9,81×0.3×0,00001) = 0,4324 at = 0,0424 N/mm 2 Ứng suất cho phép tiêu chuẩn đối với loại thép chịu nhiệt và chịu axit (trang
16) [8] tra được ứng suất cho phép tiêu chuẩn của vật liệu ở nhiệt độ tính toán là:
[σ]*= 140 N/mm 2 Ứng suất uốn cho phép của vật liệu tính theo công thức (1-7), trang 15, [8]:
Với nB = 2,6 tra bảng 1-6 Giá trị các hệ số an toàn đối với các kim loại cơ bản, trang 14, [8]
Chiều dày tính toán tối thiểu ở phía ngoài của vỉ ống tính theo công thức (8-47), trang 181, [8]: h ′ = D 𝑡 × 𝐾 × √ 𝛥𝑃
364 = 15,02 𝑚𝑚 Chọn h’ mm b, Tính cho vỉ ống ở dưới buồng đốt: Áp suất tính toán là:
= 0,201 at = 0,0197 N/mm 2 Ứng suất cho phép tiêu chuẩn đối với loại thép chịu nhiệt và chịu axit (trang
16) [8] tra được ứng suất cho phép tiêu chuẩn của vật liệu ở nhiệt độ tính toán là:
[σ]*= 140 N/mm 2 Ứng suất uốn cho phép của vật liệu tính theo công thức (1-7), trang 15, [8]:
Với nB = 2,6 tra bảng 1-6 Giá trị các hệ số an toàn đối với các kim loại cơ bản, trang 14, [8]
Chiều dày tính toán tối thiểu ở phía ngoài của vỉ ống tính theo công thức (8-
5.3.2 Tính toán cho nồi 2 a, Tính cho vỉ ống ở trên buồng đốt:
Vì áp suất tuyệt đối cao nhất ở bên trong là 0.741 at nên buồng đốt nồi chịu áp suất trong Áp suất tính toán là:
= 0,4444 at = 0,044 N/mm 2 Ứng suất cho phép tiêu chuẩn đối với loại thép chịu nhiệt và chịu axit (trang
16) [8] tra được ứng suất cho phép tiêu chuẩn của vật liệu ở nhiệt độ tính toán là:
[σ]*= 140 N/mm 2 Ứng suất uốn cho phép của vật liệu tính theo công thức (1-7), trang 15, [8]:
Với nB = 2,6 tra bảng 1-6 Giá trị các hệ số an toàn đối với các kim loại cơ bản, trang 14, [8]
Chiều dày tính toán tối thiểu ở phía ngoài của vỉ ống tính theo công thức (8-
364 = 14,25𝑚𝑚 Chọn h’ mm b, Tính cho vỉ ống ở dưới buồng đốt: Áp suất tính toán là:
= 0,1617 at = 0,016 N/mm 2 Ứng suất cho phép tiêu chuẩn đối với loại thép chịu nhiệt và chịu axit (trang
16) [8] tra được ứng suất cho phép tiêu chuẩn của vật liệu ở nhiệt độ tính toán là:
[σ]*= 140 N/mm2 Ứng suất uốn cho phép của vật liệu tính theo công thức (1-7), trang 15, [8]:
Với nB = 2,6 tra bảng 1-6 Giá trị các hệ số an toàn đối với các kim loại cơ bản, trang 14, [8]
Chiều dày tính toán tối thiểu ở phía ngoài của vỉ ống tính theo công thức (8-
Bảng 5-8: Bề dày vỉ ống phía trên buồng đốt
Bảng 5-9: Bề dày vỉ ống phía dưới buồng đốt
Tính khối lượng
Khối lượng tai treo chịu: m = mtb + mdd
Tổng khối lượng thép làm thiết bị: mtb = mđáy + mnắp + mb.bốc+ mb.đốt+ mống TN
Trong đó: mđáy – khối lượng thép làm đáy thiết bị, kg mnắp – khối lượng thép làm nắp thiết bị, kg mb.bốc– khối lượng thép làm thân buồng bốc, kg mb.đốt– khối lượng thép làm thân buồng đốt, kg mống TN– khối lượng thép làm ống truyền nhiệt, kg
Khối lượng riêng của thép không gỉ SUS304 là ρ = 7930 kg m -3 ,
5.4.1 Khối lượng thép làm thân buồng đốt
Buồng đốt được làm bằng thép SUS304
Thể tích thép làm buồng đốt:
Dnbđ - đường kính ngoài buồng đốt
Dtbđ - đường kính trong buồng đốt
Hbđ - chiều cao buồng đốt
Thể tích thép làm buồng đốt nồi 1:
4× (2,34 2 − 2,32 2 ) × 2,2 = 0,161 𝑚 3 Khối lượng thép làm buồng đốt nồi 1:
𝑚 𝑏đ1 = ρ × 𝑉 𝑏đ1 = 7930 × 0,161= 1276,73 kg Thể tích thép làm buồng đốt nồi 2:
4× (2,14 2 − 2,12 2 ) × 2,2 = 0,15 𝑚 3 Khối lượng thép làm buồng đốt nồi 2:
𝑚 𝑏đ2 = ρ × 𝑉 𝑏đ2 = 7930 × 0,15 = 1189,5 kg Khối lượng thép làm thân buồng đốt là:
5.4.2 Khối lượng thép làm thân buồng bốc
Buồng bốc được làm bằng thép SUS304
Thể tích thép làm buồng bốc:
Dnbb - đường kính ngoài buồng bốc
Dtbb - đường kính trong buồng bốc
Hbđ - chiều cao buồng bốc
Thể tích thép làm buồng bốc nồi 1:
4× (2,62 2 − 2,6 2 ) × 1,8 = 0,15 𝑚 3 Khối lượng thép làm buồng bốc nồi 1:
𝑚 𝑏𝑏1 = ρ × 𝑉 𝑏đ1 = 7930 × 0,15= 1189,5 kg Thể tích thép làm buồng bốc nồi 2:
4× (2,22 2 − 2,2 2 ) × 1,8 = 0,125 𝑚 3 Khối lượng thép làm buồng bốc nồi 2:
𝑚 𝑏𝑏2 = ρ × 𝑉 𝑏đ2 = 7930 × 0,125 = 991,25 kg Khối lượng thép làm thân buồng bốc là:
5.4.3 Khối lượng phần đáy elip buồng đốt: Đáy elip được làm bằng thép SUS304
Nồi 1: Dt = 2320 mm, S mm và hgờ = 25mm
Tra bảng XIII.11 Chiều dày và khối lượng của đáy và nắp elip có gờ (trang
384) [7] theo đường kính và bề dày thân được khối lượng thép làm đáy elip:
Khối lượng thép làm đáy elip buồng đốt:
Với 1,01 là hệ số khi vật liệu làm nắp elip là thép không gỉ
Nồi 2: D t = 2120 mm, S = 10 mm, và hgờ = 25 mm
Khối lượng thép làm đáy elip buồng đốt:
Tổng khối lượng 2 đáy: mđáy = 491,47 + 367,64 = 859,11 kg
5.4.4 Khối lượng phần nắp elip buồng bốc
Nắp elip được làm bằng thép SUS304
Nồi 1: Dt &00, S mm và hgờ = 25mm
Tra bảng XIII.11 Chiều dày và khối lượng của đáy và nắp elip có gờ (trang
384) [7] theo đường kính và bề dày thân được khối lượng thép làm đáy elip:
Khối lượng thép làm đáy elip buồng bốc:
Với 1,01 là hệ số khi vật liệu làm nắp elip là thép không gỉ.
Nồi 2: Dt = 2200 mm, S = 10 mm, và hgờ = 25 mm
Khối lượng thép làm đáy elip buồng bốc:
Mđáybốc2C8 × 1,01 = 442.38𝑘𝑔 Tổng khối lượng 2 đáy: mđáy = 524,19 + 442,38 = 966,57 kg
5.4.5 Khối lượng ống truyền nhiệt Ống được làm bằng thép không gỉ SUS304
Thể tích thép làm ống truyền nhiệt:
Trong đó: dn – đường kính ngoài của ống truyền nhiệt, m dt – đường kính trong của ống truyền nhiệt, m
H – chiều cao của ống truyền nhiệt, m
Thể tích thép làm ống truyền nhiệt nồi 1:
4 × 2,2 = 0,932𝑚 3 Khối lượng thép làm ống nồi 1:
Thể tích thép làm ống truyền nhiệt nồi 2:
4 × 2,2 = 0,788 𝑚 3 Khối lượng thép làm ống nồi 2:
5.4.6 Khối lượng dung dịch
Khối lượng riêng của dung dịch là khối lượng riêng ở nồng độ 17.63% là ρdd72.7905 kg m -3
Ta có thể tích của dung dịch trong thiết bị là:
4 = 2,83 𝑚 3 Khối lượng của dung dịch là:
Khối lượng riêng của dung dịch là khối lượng riêng ở nồng độ 68% là ρdd10,2 kg.m -3
Ta có thể tích của dung dịch trong thiết bị là:
4 = 2,467 𝑚 3 Khối lượng của dung dịch là:
Bảng 5-10: Khối lượng của mỗi nồi
Thân buồng bốc Đáy buồng đốt
Nắp buồng bốc Ống truyền nhiệt
Khối lượng dung dịch
Tổng khối lượng mỗi nồi
Chọn tai treo và kính quan sát
Khối lượng tai treo chịu: m = mtb + mdd
Tổng khối lượng thép làm thiết bị: mtb = mđáy + mnắp + mb.bốc+ mb.đốt+ mống TN
Trong đó: mđáy – khối lượng thép làm đáy thiết bị, kg mnắp – khối lượng thép làm nắp thiết bị, kg mb.bốc– khối lượng thép làm thân buồng bốc, kg mb.đốt– khối lượng thép làm thân buồng đốt, kg mống TN– khối lượng thép làm ống truyền nhiệt, kg
Khối lượng riêng của thép không gỉ SUS304 là ρ = 7930 kg m -3
Chọn 4 tai treo thẳng đứng được làm từ thép không gỉ SUS304
Tải trọng trên trên mỗi tai treo với n=4 là:
G: tải trọng của mỗi thiết bị 𝐺 = 𝑚 × 9,81(N) n: số tai treo
Bảng 5-11: Tải trọng cho phép ở mỗi tai treo
Nồi Tải trọng G (N) Tải trọng ở mỗi tai treo G’ (N)
Ta quy chuẩn tải trọng cho phép ở mỗi tai treo là 10 4 (N), ta tra bảng XIII.36/438
[7] được thông số của tai treo được thể hiện trong bảng 5.15 như sau:
Bảng 5-12: Tai treo thiết bị thẳng đứng
Vật liệu chế tạo là thủy tinh Đường kính của kính quan sát là D = 250 mm
Kính quan sát dùng để quan sát mực chất lỏng trong buồng bốc, do đó kính phải được thiết kế ở vị trí sao cho ta có thể quan sát được mực chất lỏng.
Tính cách nhiệt
5.6.1 Lớp cách nhiệt cho thân thiết bị
Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức VI.66, trang 92,[5]:
𝑡 𝑇1 – nhiệt độ của lớp cách nhiệt tiếp giáp với bề mặt thiết bị; ℃ Vì nhiệt trở của thành thiết bị rất nhỏ so với nhiệt trở của lớp cách nhiệt nên có thể chọn nhiệt độ hơi đốt, hơi thứ tương ứng
𝑡 𝑇2 – nhiệt độ của bề mặt lớp cách nhiệt về phía không khí, vào khoảng từ 40℃ đến 50℃ Chọn 𝑡 𝑇2 = 40 ℃
𝑡 𝑘𝑘 – nhiệt độ của không khí, ℃ Chọn nhiệt độ không khí ở Cần Thơ, 𝑡 𝑘𝑘 25℃
𝛼 𝑛 hệ số cấp nhiệt từ bề mặt ngoài lớp cách nhiệt đến không khí, W m-1 độ -1
𝜆 𝐶 - hệ số dẫn nhiệt lớp cách nhiệt bằng bông thủy tinh và bằng 0,0372 W m -1 độ -1
Từ các kết quả trên ta có bảng phân phối độ dày lớp cách nhiệt cho hệ thống:
Bảng 5-13: Kết quả tính toán độ dày lớp cách nhiệt của thiết bị
5.6.2 Chiều dày lớp cách nhiệt ống dẫn
Bề dày lớp bọc cách nhiệt cho các ống dẫn trong điều kiện cấp nhiệt ra không khí chuyển động tự do, nhiệt độ môi trường xung quanh khoảng 20 ℃ được tính gần đúng theo công thức V.137 (trang 41)[8]:
Trong đó: dn -đường kính ngoài của ống dẫn (không tính lớp cách nhiệt), mm tt2 – nhiệt độ mặt ngoài ống dẫn kim loại chưa kể lớp cách nhiệt, ℃ q – nhiệt tổn thất tính theo 1 m chiều dài ống dẫn, W/m (Tra bảng V.7 Mức tổn thất nhiệt q1 cho các bề mặt đã có lớp cách nhiệt khi nhiệt độ của không khí là 25 ᴼ C, trang 42, [7]) λ – hệ số dẫn nhiệt lớp cách nhiệt, W.m -1 độ -1
Chọn lớp cách nhiệt là bông thủy tinh có khối lượng riêng là 200 kg.m -3 (Bảng 1.1 Khối lượng riêng của một số vật liệu rắn, trang 8) [4] và hệ số dẫn nhiệt là λ 0,0372 W m -1 độ -1 (Bảng 1.126 Hệ số dẫn nhiệt của môt số vật liệu cách nhiệt, vật liệu xây dựng và các vật liệu khác, trang 128) [4] a Tính cách nhiệt cho các ống dẫn hơi Đại lượng q được tra từ bảng V.7 [5] Mức tổn thất nhiệt cho các bề mặt đã có lớp cách nhiệt khi nhiệt độ không khí là 25 ℃ (trang 42) và xem nhiệt độ tt2 là nhiệt độ lưu chất trong ống, ta có bảng sau:
Bảng 5-14: Thông số cách nhiệt các đường ống dẫn hơi Ống dẫn hơi Hơi đốt nồi 1 Hơi đốt nồi 2 Hơi thứ nồi 2 dn , mm 406,4 508 762 tT2 , ℃ 105 90,817 65,2 λ, W m -1 độ -1 0,0372 0,0372 0,0372 q, W m -1 độ -1 176,17 184,34 207,8
Vậy chọn lớp cách nhiệt cho các ống dẫn hơi δ = 3 mm b Lớp cách nhiệt cho ống dẫn dung dịch Đại lượng q được tra từ bảng V.7, trang 42, [7] và xem nhiệt độ tt2 là nhiệt độ lưu chất trong ống, ta có bảng sau:
Bảng 5-15: Thông số cách nhiệt các đường ống dẫn dung dịch Ống dẫn dung dịch Nồi 1 Nồi 2 dn , mm 48,3 48,3 tT2 , ℃ 94,626 75,55 λ, W m -1 độ -1 0,0372 0,0372 q, W m -1 độ -1 43,95 34,18
𝛿 𝑡í𝑛ℎ ,mm 1,1 1,2 Vậy chọn lớp cách nhiệt cho các ống dẫn dung dịch δ = 2 mm
THIẾT BỊ PHỤ
Thiết bị ngưng tụ Baromet
𝑡 2đ , 𝑡 2𝑐 : lần lượt là nhiệt độ đầu và cuối của nước lạnh
Cn: Nhiệt dung riêng trung bình của nước ( 𝐽
𝑘𝑔.℃ ) Ta tính nhiệt độ trung bình của nước 𝑡tb= 35 ℃, tra bảng nhiệt dung riêng của nước (bảng I.147/165 [6]) ta được:
𝜌: Khối lượng riêng trung bình của nước (kg/m 3 ) Tra bảng khối lượng riêng của nước (I.5/11 [7]) ta có 𝜌 = 994.06 Kg.m -3
Lượng không khí cần hút ra khỏi thiết bị ngưng tụ đối với thiết bị ngưng tụ trực tiếp ( dựa vào công thức VI.47, trang 84 [7]):
= 0,000025 × 0,469 + 0,000025 × 22,47 + 0,01 × 0,469 = 0,005263 kg.s -1 Đối với thiệt bị ngưng tụ trực tiếp loại khô, nhiệt độ không khí được tính theo công thức VI.50 (trang 84)[7]: tkk = t2đ + 4 + 0,1 × (t2c - t2đ) = 35 ℃ Thể tích không khí cần hút được tính theo công thức VI.49 (trang 84)[7]:
P: Áp suất chung của hỗn hợp trong thiết bị ngưng tụ (N m -2 ), P = Pnt = 0,25 at 24516.6 N.m -2
Ph - Áp suất riêng phần của hơi nước trong hỗn hợp (N m -2 ), lấy bằng áp suất hơi nước bão hòa ở nhiệt độ của không khí tkk Ph = 0,0573 at = 5619,21 N.m -2
6.2.1 Đường kính của thiết bị ngưng tụ
* Đường kính trong của thiết bị có thể xác định theo công thức sau VI.52/84 [4]:
D tr : Đường kính trong của thiết bị ngưng tụ (m) ρh = 0,163 kg m -3 – khối lượng riêng của hơi thứ ở nồi 2 (tra bảng I.251 Tính chất lý hóa của hơi nước bão hòa phụ thuộc vào áp suất, trang 314),[6]
𝜔ℎ : tốc độ của hơi thứ trong thiết bị ngưng tụ
+ Nếu áp suất làm việc khoảng 0,1 ÷ 0,2 at thì ta có thể chọn 𝜔ℎ ≈ 35 ÷ 50
+ Nếu áp suất làm việc khoảng 0,2 ÷ 0,4 at thì ta có thể chọn 𝜔ℎ ≈ 15 ÷ 35 (m/s)
Với áp suất làm việc Pngưng = 0,25 at, ta chọn tốc độ hơi cho tính toán 𝜔ℎ 30 m.s -1
Vậy chọn đường kính theo tiêu chuẩn cho ở bảng VI.8 (trang 88)[7] là:
Kích thước tấm ngăn: Tấm ngăn có dạng hình viên phân để bảo đảm làm việc tốt Chiều rộng của tấm ngăn được xác định theo công thức VI.5 (trang 85)[7] b = D tr
Có nhiều lỗ nhỏ được đục trên tấm ngăn, nước làm nguội là nước sạch nên đường kính lỗ được chọn là d = 2 mm
Chiều cao của gờ tấm ngăn hgờ = 25 mm (Chọn theo bề dày thiết bị ngưng tụ -
Bảng XIII.11 Chiều dày và khối lượng của đáy và nắp elip có gờ, trang 384)[7] Chọn bề dày tấm ngăn δngăn = 4 mm
6.2.2 Chiều cao thiết bị ngưng tụ: Để xác định khoảng cách trung bình giữa các ngăn, ta dựa vào mức độ đun nóng nước
Mức độ đun nóng nước được xác định theo công thức VI.56 (trang 85)[7]:
Tra bảng VI.7 Trị số mức độ đun nóng P trong thiết bị ngưng tụ baromet (trang
- Khoảng cách giữa các ngăn h = 400 mm
- Thời gian rơi qua một bậc τ = 0,41 s Trong thực tế, khi hơi đi trong thiết bị ngưng tụ từ dưới lên thì thể tích của nó giảm dần Do đó, khoảng cách hợp lý nhất giữa các ngăn cũng nên giảm dần theo hướng từ dưới lên khoảng 50 mm cho mỗi ngăn (trang 86)[7]
- Chọn khoảng cách giữa các ngăn là 400 mm
- Khoảng cách từ ngăn trên cùng đến nắp thiết bị là 1400 mm
- Khoảng cách từ ngăn dưới cùng đến đáy thiết bị là 1300 mm
- Chiều cao phần gờ của nắp là 25 mm
- Chiều cao phần nắp ellipse là 125 mm
- Chiều cao phần đáy nón là 453 mm (Tra bảng XIII.21 Đáy nón có gờ, bằng thép, góc đáy 60 o (trang 394))[7]
Chiều cao của thiết bị ngưng tụ:
* Đường kính trong của ống baromet, xác định theo công thức VI.57/86 [7]:
Tốc độ của hỗn hợp nước lỏng đã ngưng chảy trong ống, chọn ω = 0,5 m s -1 d = √ 0.004×(𝐺 𝑛 +𝑊)
𝜋×0.5 = 0.242 m Chiều cao ống baromet được tính theo công thức VI.58 (trang 86)[7]:
𝐻 = ℎ1 + ℎ2 + 0,5 (m) (1) Trong đó: h1 – Chiều cao cột nước trong ống baromet cân bằng với hiệu số giữa áp suất khí quyển và áp suất trong thiết bị ngưng tụ
760 = 7,5 𝑚 b: độ chân không trong thiết bị ngưng tụ; mmHg b = (1 – 0,25)×735,6 = 551,7 mmHg h2 – Chiều cao cột nước trong ống baromet cần để khắc phục toàn bộ trở lực khi nước chảy trong ống h2 được tính theo công thức VI.60 (trang 87)[7]:
Lấy hệ số trở lực khi vào ống ξ1 = 0,5 và khi ra khỏi ống ξ2 = 1 thì công thức trên trở thành:
𝑑) , 𝑚 λ - hệ số ma sát trong ống
Nước lạnh và nước ngưng tụ có: ttb = 35 ℃
Chuẩn số Reynolds tính theo công thức II.4 (trang 359)[6]:
→ Chảy rối ω : Tốc độ trung bình của dòng chảy chọn ω = 0,5 m s -1 d: đường kính ống, m ρn: khối lượng riêng của nước, kg m −3 μn: độ nhớt động lực học của nước, N s m −2
Chọn ống thép nguyên và ống hàn trong điều kiện ăn mòn ít nên độ nhám tuyệt đối là: ε = 0,2 mm (, bảng II.15, trang 381)[6]
Khu vực quá độ: Regh < Re < Ren
Hệ số ma sát được tính theo công thức (hình II.64, trang380),[7]: λ = 0,1 × (1,46 × ε
Chọn chiều cao dự trữ h 3 = 0,5 m để đề ngăn ngừa nước dâng lên trong ống và chảy tràn vào đường ống dẫn hơi khi áp suất khí quyển tăng.
ℎ 2 = 0,04 𝑚 Chọn chiều cao ống baromet: H = 9 m
Bảng 6-4 Kết quả tính toán thiết bị ngưng tụ Baromet Đại lượng Giá trị
Lượng nước lạnh cần thiết Gn, kg.s -1 22,47
Thể tích không khí cần hút ra Vkk, m 3 s -1 0,0185 Đường kính thiết bị ngưng tụ Dt, m 0,5
Bề rộng tâm ngăn b, mm 400
Bề dày tấm ngăn δ , mm 2 Đường kính ống Baromet d, mm 0,242
Vậy chiều cao của cả thiết bị ngưng tụ là: ∑ H = 9 + 5,453= 14,453 m
Bồn cao vị
Bồn cao vị có vai trò ổn định lưu lượng và áp suất của hỗn hợp đầu trước khi vào thiết bị gia nhiệt, nhờ đó lưu lượng dung dịch vào thiết bị ổn định theo tính toán và thiết kế Bồn được đặt ở độ cao sao cho dung dịch thắng được trở lực của đường ống và có thể tự chảy vào nồi
Mặt cắt (1-1) là mặt thoáng chất lỏng trong bồn cao vị
Mặt cắt (2-2) là mặt thoáng tại vị trí nhập liệu Áp dụng phương trình Bernoulli, ta có:
Trong đó: z1: Độ cao mặt thoáng (1-1) so với mặt đất, xem như chiều cao bồn cao vị Hcv z1(m) z2: Độ cao mặt thoáng (2-2) so với mặt đất, xem như chiều cao từ vị trí nhập liệu tới mặt đất (m), chọn z2 = 4 m p1: Áp suất tại mặt thoáng (1-1), chọn p1 = 1 at p2: Áp suất mặt thoáng (2-2), bằng áp suất buồng bốc nồi 1, p = 0.768 at v1: Vận tốc tại mặt thoáng (1-1), xem v1 = 0 m/s v2: Vận tốc tại vị trí nhập liệu, v2 = 1 m/s ρ: Khối lượng riêng dung dịch nhập liệu (kg/m 3 ) ρ = 1022 kg/m 3 – Khối lượng riêng của dung dịch mía đường 10% ở tbđ = 60 ℃,
[10] μ = 0.000608 (N s/m 2 ) – độ nhớt động lực của dung dịch mía đường 10% ở tbđ 60 ℃, [10]
Tính tổn thất trên đường ống dẫn:
Trong đó: λ: Hệ số ma sát trong đường ống l: Chiều dài đường ống, chọn l = 15 m
D: Đường kính ống dẫn, lấy bằng đường kính ống nhập liệu Dt = 40,94 mm
: Tổng hệ số tổn thất cục bộ v: Vận tốc dòng nhập liệu trong ống dẫn:
𝜋 0,040942 4 1022 = 0,826 𝑚 𝑠 −1 Chuẩn số Re của dòng nhập liệu trong ống:
Regh được tính theo công thức II.60 (trang 378[6]):
Ren được tính theo công thức II.62 (trang 379[6]):
Hệ số ma sát được tính: ([6], CT 11.64, trang 380) λ = 0.1 × (1,46 × ε
Bảng 6-5: Các hệ số trở lực cục bộ
Yếu tố gây trở lực Ký hiệu Hệ số trở lực cục bộ
Số lượng Đầu vào ξvào 0,5 1 Đầu ra ξra 1 1
2.9,81 = 0,322 m Chiều cao bồn cao vị:
Tính và chọn bơm
Bơm chân không có tác dụng tạo độ chân không cho hệ thống, hút khí không ngưng và không khí ra khỏi thiết bị tách
Ta có lưu lượng bơm cần hút là 66,6 m 3 h -1 , [11]
Vậy chọn Bơm hút chân không vòng dầu Busch R5 0100F
6.4.2 Bơm nước lạnh vào thiết bị ngưng tụ
Chọn bơm ly tâm trục ngang để bơm nước lạnh lên thiết bị ngưng tụ
Gn = 22,47 kg.s -1 = 80892 kg.h -1 , là lượng nước lạnh tưới vào thiết bị ngưng tụ Vậy chọn bơm ly tâm trục ngang Máy bơm ly tâm trục ngang Howaki CM 80- 160D với lưu lượng của bơm từ 66 – 180 m 3 h -1 [12]
6.4.3 Bơm từ bể chứa nguyên liệu vào thiết bị gia nhiệt
Chọn bơm ly tâm trục ngang để bơm nguyên liệu vào thiết bị gia nhiệt
995,68= 4,017 m 3 h -1 Với: G n = 4000 kg h -1 , là lượng nhập liệu vào thiết bị gia nhiệt
Vậy chọn bơm thực phẩm hóa chất Bơm ly tâm trục ngang đa tầng cánh Pentax U3S-90/4T với lưu lượng của bơm là 0.6 – 4.8 m 3 h -1 [13]
Chọn bơm ly tâm trục ngang để bơm sản phẩm tháo liệu
995.68 = 0.591 m 3 h -1 Với: G n = 588,235 kg.h -1 , là lượng sản phẩm tháo liệu
Vậy chọn bơm thực phẩm hóa chất Bơm ly tâm trục ngang đa tầng cánh Pentax U3S-90/4T với lưu lượng của bơm là 0,6 – 4,8 m 3 h -1 [13]