Chương 2: Đun nóng - Lạm nguội - Ngưng tụ (P2) docx

GV: TS. Nguyễn Minh Tân Bộ môn QTTB CN Hóa – Thực phẩm Chương 2 Đun nóng – Làm Nguội – Ngưng tụ QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 2 2.1. NGUỒN NHIỆT VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐUN NÓNG Nguồn nhiệt 2.1. Đun nóng - Nguồn nhiệt trực tiếp: khói lò, dòng điện - Chất tải nhiệt trung gian (lấy nhiệt từ nguồn nhiệt rồi truyền nhiệt cho vật liệu cần đun nóng): hơi nước, hơi nước quá nhiệt, dầu khoáng, các chất hữu cơ có nhiệt độ sôi cao và hơi của nó, các muối vô cơ nóng chảy hoặc hỗn hợp của nó và một số kim loại hoặc hợp kim ở trạng thái lỏng - Nhiệt của các khí thải hoặc chất lỏng thải có nhiệt độ cao Tiêu chí lựa chọn chất tải nhiệt : - Nhiệt độ đun nóng và khả năng điều chỉnh nhiệt độ - áp suất hơi bão hoà và độ bền do ảnh hưởng của nhiệt độ - Độ độc và tính hoạt động hoá học - Độ an toàn khi đun nóng ( không cháy , nổ v.v ) - Rẻ và dễ tìm; QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 3 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐUN NÓNG Đun nóng bằng hơi nước bão hòa 2.1. Đun nóng ưu điểm: - Hệ số cấp nhiệt lớn ( = 1000015000 w/m2độ) - Lượng nhiệt cung cấp lớn (tính theo một đơn vị chất tải nhiệt) - Đun nóng được đồng đều - Dễ điều chỉnh nhiệt độ đun nóng - Vận chuyển xa được dễ dàng theo đường ống. Nhược điểm: - Không thể đun nóng được ở nhiệt độ cao Ví dụ hơi nước ở 350oc thì áp suất hơi bão hoà là 180 at; ở 374oc ( nhiệt độ tới hạn) áp suất là 225 at và ẩn nhiệt hoá hơi bằng 0 (r = 0). QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 4 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐUN NÓNG Đun nóng bằng khói lò 2.1. Đun nóng Đun nóng bằng khói lò được dùng rất phổ biến, nhất là trong hoàn cảnh nước ta hiện nay, phương pháp này có thể đạt được tới 1000oc. Khói lò được tạo thành khi đốt cháy các nhiên liệu rắn, lỏng hoặc khí ở trong các lò đốt Nhược điểm: - Hệ số cấp nhiệt rất nhỏ ( không quá 100 w/m2độ) do đó thiết bị cồng kềnh - Nhiệt dung riêng thể tích nhỏ - Đun nóng không được đồng đều - Khó điều chỉnh nhiệt độ đun nóng nên dễ có hiện tượng quá nhiệt cục bộ và gây ra phản ứng phụ không cần thiết - Khói lò thường có bụi và khí độc của nhiên liệu do đó khi đun nóng gián tiếp, bề mặt truyền nhiệt sẽ bị bám cặn - Khi đun nóng trực tiếp sẽ bị hạn chế: Nếu đun nóng các chất dễ cháy, dễ bay hơi thì không an toàn - Trong khói luôn có một lượng ôxy dư, khi tiếp xúc với thiết bị sẽ ôxy hoá kim loại làm hỏng thiết bị - Hiệu suất sử dụng thiết bị thấp, lớn nhất 30%. Ưu điểm: có thể tạo được nhiệt độ cao QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 5 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐUN NÓNG Đun nóng bằng dòng điện 2.1. Đun nóng Nhược điểm: - Thiết bị phức tạp - Giá thành cao Ưu điểm: - Có thể tạo được nhiệt độ cao (tới 3200oc) mà các phương pháp khác không thực hiện được - Điều chỉnh nhiệt độ dễ dàng và chính xác - Hiệu suất rất cao, có thể đạt tới 95% điện tiêu hao. QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 6 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐUN NÓNG Đun nóng bằng chất tải nhiệt đặc biệt 2.1. Đun nóng Phương thức: Dùng khói lò hoặc dòng điện để đun các chất tải nhiệt, sau đó các chất tải nhiệt này ở trạng thái lỏng hoặc hơi truyền nhiệt cho các vật liệu cần đun nóng. Khi cần đun nóng ở nhiệt độ cao hơn 180 oc, dùng các chất tải nhiệt đặc biệt: -Nước quá nhiệt -Chất lỏng có nhiệt độ sôi cao ở áp suất bão hoà nhỏ, không bị phân huỷ ở nhiệt độ cao -Các chất tải nhiệt hữu cơ thường dùng là điphênyl, etediphenyl , hỗn hợp diphenyl và êtediphenyl, hỗn hợp các muối, các kim loại nóng chảy.v.v. QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 7 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐUN NÓNG Đun nóng bằng khí thải và chất lỏng thải 2.1. Đun nóng đun nóng tiết kiệm, tận dụng nhiệt trong khí thải hoặc chất lỏng thải ra từ các nhà máy, xí nghiệp mà nhiệt độ của chúng còn cao. QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 8 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐUN NÓNG Đun nóng bằng khí thải và chất lỏng thải 2.1. Đun nóng đun nóng tiết kiệm, tận dụng nhiệt trong khí thải hoặc chất lỏng thải ra từ các nhà máy, xí nghiệp mà nhiệt độ của chúng còn cao. QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 9 ĐUN NÓNG BẰNG HƠI BÃO HÒA Đun nóng bằng đun nóng bằng hơi nước trực tiếp 2.1. Đun nóng cho hơi nước sục thẳng vào trong lòng chất lỏng cần đun nóng. Hơi nước ngưng tụ và cấp ẩn nhiệt cho chất lỏng, nước ngưng tạo thành lại trộn lẫn với chất lỏng. Thiết bị loại sục QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 10 ĐUN NÓNG BẰNG HƠI BÃO HÒA Đun nóng bằng đun nóng bằng hơi nước trực tiếp 2.1. Đun nóng Thiết bị loại sủi bọt vừa đun nóng vừa khấy trộn chất lỏng . phẩm Chương 2 Đun nóng – Làm Nguội – Ngưng tụ QTTB II 01 TS. Nguyễn Minh Tân 2 2.1. NGUỒN NHIỆT VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐUN NÓNG Nguồn nhiệt 2.1. Đun nóng - Nguồn nhiệt trực tiếp: khói lò, dòng điện - Chất. Nguyễn Minh Tân 9 ĐUN NÓNG BẰNG HƠI BÃO HÒA Đun nóng bằng đun nóng bằng hơi nước trực tiếp 2.1. Đun nóng cho hơi nước sục thẳng vào trong lòng chất lỏng cần đun nóng. Hơi nước ngưng tụ và cấp ẩn nhiệt cho. hòa 2.1. Đun nóng ưu điểm: - Hệ số cấp nhiệt lớn ( = 1000015000 w/m2độ) - Lượng nhiệt cung cấp lớn (tính theo một đơn vị chất tải nhiệt) - Đun nóng được đồng đều - Dễ điều chỉnh nhiệt độ đun nóng -