CHƯƠNG 1: TỒNG QUAN 4 1. Tổng quan về sản phẩm: 4 2. Nguyên liệu sản xuất nhôm hydroxit 4 2.1 Quặng Bôxit: (47% Al2O3) 4 2.2.NaOH 5 2.3.Vôi CaCO3(dạng bột) 5 2.4.Các nguyên liệu phụ khác 5 3. Phương pháp sản xuất: 5 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ QUY TRÌNH 7 1. Thiết kế quy trình công nghệ: 7 1.1 Bản vẽ sơ đồ công nghệ: 7 1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ: 7 1.2.1.Giai đoạn nghiền quặng 7 1.2.2.Giai đoạn gia nhiệt dòng huyền phù 7 1.2.3.Giai đoạn phản ứng 8 1.2.4.Giai đoạn pha loãng: 8 1.2.5.Giai đoạn lắng 8 1.2.6. Giai đoạn lọc aluminat 9 1.2.7.Giai đoạn làm nguội dung dịch aluminat 9 1.2.8. Giai đoạn phân ly 10 1.2.9.Giai đoạn lọc thành phẩm 10 1.2.10.Giai đoạn rửa bã 10 1.2.11.Quá trình cô đặc nước cái số 3 10 1.2.12.Giai đoạn gia nhiệt hỗn hợp xút 11 2. Tính toán nguyên liệu: 11 2.1 Quặng bauxite: 11 2.2 Xút: 13 3. TÍNH TOÁN CỤM THIẾT BỊ CÔ ĐẶC 15 3.1. Đề bài và giả thiết 15 3.2. Cân bằng vật chất – Cân bằng năng lượng: 15 3.2.1. Xác định tổng lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống và lượng hơi bốc ra ở mỗi nồi 15 3.2.2. Xác định nồng độ cuối của dung dịch tại mỗi nồi 16 3.2.3 Chênh lệch áp suất chung của hệ thống và xác định áp suất, nhiệt độ hơi đốt cho mỗi nồi 16 3.3. Tính nhiệt độ và áp suất hơi thứ ra khỏi mỗi nồi 17 3.4. Tính tổn thất nhiệt độ cho từng nồi 17 3.4.1. Tổn thất nhiệt độ do nồng độ 17 3.4.2. Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh tăng cao 18 3.4.3. Tổn thất nhiệt của toàn bộ hệ thống 19 3.5. Hiệu số nhiệt hữu ích của hệ thống 19 3.6. Phương trình cân bằng nhiệt lượng 20 4. TÍNH TOÁN CƠ KHÍ CHO THIẾT BỊ CÔ ĐẶC 23 4.1. Buồng đốt 23 4.1.1 Số ống trong buồng đốt 23 4.1.2 Đường kính trong buồng đốt : Dtr 25 4.1.3 Chiều dày buồng đốt 25 4.1.4 Chiều dày đáy buồng đốt 27 4.2 Buồng bốc 28 4.2.1 Đường kính buồng bốc 28 4.2.2 Chiều cao buồng bốc 28 4.2.3 Bề dày buồng bốc 30 4.2.3 Bề dày nắp buồng bốc 31 4.3 Đường kính các ống dẫn 33 4.3.1 Đường kính ống dẫn hơi đốt 33 4.3.2 Đường kính ống dẫn hơi thứ 35 4.3.3 Đường kính ống dẫn dung dịch 35 4.4 Bề dày lớp cách nhiệt 37 4.5 Mặt bích 39 4.6 Tai treo 41 4.6.1 Trọng lượng thân thiết bị Gth : 41 4.6.2 Tải trọng của ống truyền nhiệt và ống tuần hoàn trung tâm : 41 4.6.3 Trọng lượng của dung dịch trong thiết bị 42 4.6.4 Trọng lượng vĩ ống 42 4.6.5 Trọng lượng của đáy buồng đốt : 43 4.6.6 Trọng lượng của nắp buồng bốc 43 4.6.7 Trọng lượng của bích 43 4.7 Trọng lượng của hơi 45 4.8 Trọng lượng của lớp cách nhiệt 46 5. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ BAROMETER 48 1.1 Sơ đồ hệ thống thiết bị thuyết minh 48 1.2 Số liệu để tính toán 48 1.3 Tính toán thiết bị baromet 49 1.3.1 Lượng nước lạnh cần thiết để ngưng tụ 49 1.3.2 Đường kính trong của thiết bị ngưng tụ 49 1.3.3 Kích thước tấm ngăn 51 1.3.4 Chiều cao thiết bị ngưng tụ 51 1.3.5 Kích thước ống baromet 52 1.3.6 Lượng hơi và khí không ngưng. 54 KẾT LUẬN 55
Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS. Nguyễn Quốc Hải MỤC LỤC 2. Nguyên liệu sản xuất nhôm hydroxit 3 2.1 Quặng Bôxit: (47% Al2O3) 3 2.2.NaOH 4 2.3.Vôi CaCO3(dạng bột) 4 2.4.Các nguyên liệu phụ khác 4 1.2.1.Giai đoạn nghiền quặng 6 1.2.2.Giai đoạn gia nhiệt dòng huyền phù 6 1.2.3.Giai đoạn phản ứng 7 1.2.4.Giai đoạn pha loãng: 7 1.2.5.Giai đoạn lắng 7 1.2.6. Giai đoạn lọc aluminat 8 1.2.7.Giai đoạn làm nguội dung dịch aluminat 8 1.2.8. Giai đoạn phân ly 9 1.2.9.Giai đoạn lọc thành phẩm 9 1.2.10.Giai đoạn rửa bã 9 1.2.11.Quá trình cô đặc nước cái số #3 9 1.2.12.Giai đoạn gia nhiệt hỗn hợp xút 10 2. Tính toán nguyên liệu: 10 2.1 Quặng bauxite: 10 3. TÍNH TOÁN CỤM THIẾT BỊ CÔ ĐẶC 14 3.1. Đề bài và giả thiết 14 3.2. Cân bằng vật chất – Cân bằng năng lượng: 14 3.2.1. Xác định tổng lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống và lượng hơi bốc ra ở mỗi nồi 14 14 3.2.2. Xác định nồng độ cuối của dung dịch tại mỗi nồi 15 3.2.3 Chênh lệch áp suất chung của hệ thống và xác định áp suất, nhiệt độ hơi đốt cho mỗi nồi 15 3.3. Tính nhiệt độ và áp suất hơi thứ ra khỏi mỗi nồi 16 3.4. Tính tổn thất nhiệt độ cho từng nồi 16 3.4.1. Tổng tổn thất nhiệt độ do nồng độ () 16 3.4.3. Tổn thất nhiệt của toàn bộ hệ thống 18 3.5. Hiệu số nhiệt hữu ích của hệ thống 18 3.6. Phương trình cân bằng nhiệt lượng 19 SVTH: Nhóm 08 - Lớp DH10H2 Trang 1 Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS. Nguyễn Quốc Hải KẾT LUẬN 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 SVTH: Nhóm 08 - Lớp DH10H2 Trang 2 Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS. Nguyễn Quốc Hải CHƯƠNG 1: TỒNG QUAN 1. Tổng quan về sản phẩm: Nhôm hydroxyt là một nghuyên liệu quan trọng trong các ngành công nghiệp như công nghiệp nhôm và các sản phẩm của nhôm, công nghiệp polymer, công nghiệp dược phẩm, … Các tính chất vật lý cơ bản của AL(OH)3 Bề ngoài: bột màu trắng, hơi ngã vàng Phân tử lượng: 78 g/mol Tỷ trọng: 2,42 g/cm 3 Điểm nóng chảy: 300 0 C (573 K) Độ tan trong nước:0,0001 g/100 ml (20 0 C) Entanpi hòa tan: ΔH 0 = -1277 kJ/mol Ứng dụng Nhôm hydroxyt là nguyên liệu để sản xuất nhôm kim loại, phèn nhôm, được dung để lọc nước, vật liệu chịu lửa,… 2. Nguyên liệu sản xuất nhôm hydroxit 2.1 Quặng Bôxit: (47% Al 2 O 3 ) Quặng Bôxit thuộc loại khoáng ghixit có chất lượng cao. Thành phần chủ yếu. Al 2 O 3 : 47-52%. SiO 2 : ~5%. SiO 2 hoạt tính: chưa xác định. Fe 2 O 3 : 18-22%. Các thông số khác. Độ ẩm: 12%. Màu sắc: nâu đỏ. Kích thước: dạng hạt từ 10cm trở lên. Trước khi đưa vào sản xuất quặng Bôxit được nghiền đến một kích thước nhất định. Tồn trữ - bảo quản – vận chuyển: Quặng Bôxit sau khi khai thác từ mỏ được vận chuyển bằng xe tải đến bãi chứa để tách ẩm tự nhiên. Sau đó được đưa lên phễu định lượng để vận chuyển vào máy nghiền bi. SVTH: Nhóm 08 - Lớp DH10H2 Trang 3 Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS. Nguyễn Quốc Hải Khả năng thay thế: Nước ta có nhiều quặng Bôxit. Thành phần Al 2 O 3 trong quặng khá lớn so với các quặng khác, nên không cần thay thế nguyên liệu khác cho quặng Bôxit. 2.2.NaOH Sử dụng để hòa tan quặng Bôxit tạo hỗn hợp Aluminat. Nguồn cung cấp là nhà máy hóa chất Biên Hòa. Nồng độ yêu cầu là 320g/l. Trong quá trình sản xuất ngoài việc cung cấp lượng dư NaOH, nhà máy cũng tận dụng nguồng tái sinh từ các quá trình cô đặc. Tồn trữ: NaOH được chứa trong bồn 1, lượng xút này được hòa với xút tái sử dụng để đạt nồng độ theo yêu cầu trước khi cho vào các bồn phản ứng. Khả năng thay thế: so với những loại bazơ khác thì NaOH rẻ tiền, dễ kiếm, cho phản ứng hiệu suất cao nên không cần thiết phải thay thế nguyên liệu khác. 2.3.Vôi CaCO 3 (dạng bột) Làm tăng độ hòa tan SiO 2 trong quặng Bôxit, cho vào quặng với hàm lượng rất thấp (1 – 2% quặng nghiền) trong quá trình nghiền. Khả năng thay thế: có thể thay thế bằng các chất khác có khả năng hòa tách quặng Bôxit nhưng do vôi rẻ tiền, thông dụng nên trong sản xuất vẫn dùng CaCO 3 . Trong quá trình sản xuất, sự xuất hiện của ion Ca 2+ cũng ngăn cản sự khoáng hóa của Al(OH) 3 . Do đó tăng hiệu suất quá trình sản xuất. 2.4.Các nguyên liệu phụ khác Các nguyên liệu phụ khác. Bột mì: có tác dụng làm chất trơ lắng. Nước: đã qua xử lí. 3. Phương pháp sản xuất: Ngày nay nhôm hydroxyt được sản xuất từ quặng bauxite bằng phương pháp thủy luyện (hay phương pháp Bayer). Trong phương pháp này bauxite được chuyển hóa thành nhôm hydroxyt bằng dung dịch NaOH tạo thành dung dịch natri aluminat. Các oxit khác trong quặng bauxite không phản ứng với NaOH và được tách ra ngoài dưới dạng bùn đỏ. Dung dịch natri aluminat sau khi được lọc sẽ được đem đi kết tinh. Nhôm hydroxyt được sản xuất bằng phương pháp Bayer kết tinh ở SVTH: Nhóm 08 - Lớp DH10H2 Trang 4 Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS. Nguyễn Quốc Hải dạng tinh thể rắn nên rất dễ để lắng lọc thành phấm và có độ tinh khiết cao. SVTH: Nhóm 08 - Lớp DH10H2 Trang 5 Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS. Nguyễn Quốc Hải CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ QUY TRÌNH 1. Thiết kế quy trình công nghệ: 1.1 Bản vẽ sơ đồ công nghệ: 1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ: 1.2.1.Giai đoạn nghiền quặng Quặng từ bải chứa cho vào phểu định lượng, nhờ vít tải xoắn đưa vào máy nghiền bi với năng suất nghiền: khoảng 4,5 tấn/giờ (giá trị này có thể thay đổi tùy thuộc vào độ cứng của quặng). Hoạt động: Trước quặng cho vào máy nghiền bi, nó được trộn với một lượng bột vôi( theo tỉ lệ 1-2% nguyên liệu : khoảng 40kg/4.5 tấn quặng). Quặng sẽ được nghiền ướt với dung dịch cái số # 2 và một phần vôi được tái sử dụng sau quá trình rửa bã quá trình lọc aluminat ( được dẫn từ bồn chứa bã lọc sau lọc). Quặng sau khi nghiền có dạng huyền phù chảy ra bồn trung gian (vách 1). Phần hạt quặng không đạt tiêu chuẩn được vít xoắn đưa trởi lại máy nghiền. Phần huyền phù được máy bơm đẩy lên cyclon phân cấp, tại đây:các hạt quặng không đạt tiêu chuẩn đươc rớt về thùng nghiền, các hạt nhẹ được đẩy lên cyclone theo ống dẩn về bồn trung gian (vách 2). Huyền phù từ bồn trung gian được bơm qua bồn (M),khuấy liên tục với tốc độ 21 vòng/phút dêr tránh lắng động. 1.2.2.Giai đoạn gia nhiệt dòng huyền phù Từ bồn trung gian (M), huyền phù được bơm vào thiết bị truyền nhiệt để nâng nhiệt độ lên khoảng 100 o C trước khi cho vào bồn phản ứng. + Dung dịch huyền phù đi trong ống. + Hơi ấp nhiệt ( hơi bão hòa lấy từ lò hơi) đi ngoài ống. Dòng huyền phù sau gia nhiệt được bơm lên bồn trung gian chuẩn bị đưa vào bồn phản ứng. SVTH: Nhóm 08 - Lớp DH10H2 Trang 6 Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS. Nguyễn Quốc Hải 1.2.3.Giai đoạn phản ứng Huyền phù từ bồn trung gian sẽ được bơm vào bình phản ứng. Gia nhiệt của xút ban đầu ( nồng độ 320 g/l NaOH) với dung dich #2 sau cô đặc. Cả 2 dòng nguyên liệu trên được pha trộn với tỷ lệ : 2 2 3 1,645 Na O Al O α = × Đề phòng trường hợp các xúc tác không cấp đủ nhiệt dẫn đến phản ứng kém, có một dòng hơi bão hòa cấp trực tiếp cho các bình hơi = 150 o C ÷ 160 o C. Nhiệt độ này Al 2 O 3 tách ra khỏi quặng Bauxite tạo thành dung dịch natri aluminat theo phản ứng sau: Al 2 O 3 + 2NaOH 2NaAlO 2 + H 2 O Sắt oxít (Fe 2 O 3 ),oxít titan (TiO 2 ) không tham gia phản ứng. Dung dịch phản ứng sau khi được bơm vào bình phản ứng sẽ được khuấy trộn liên tục. Trong thiết bị hệ thống cánh khuấy trộn liên tục với tốc độ khoảng 20 vòng/phút nhằm đảo trộn đồng đều dung dịch, tăng bề mặt tiếp xúc pha,tránh tình trạng phản ứng sảy ra cục bộ và đóng cặn xuống đáy thiết bị. Sau đó, phần đáy thiết bị có mức chuyển hóa cao dưới tác dụng của áp suất được đẩy theo ống tháo liệu ra ngoài. Dung dịch từ bình phản ứng sẽ được ép qua bồn pha loãng. 1.2.4.Giai đoạn pha loãng: Dung dịch từ bình phản ứng được ép qua bồn pha loãng với 180 o C và được pha loãng với dung dịch #4 (nước sau quá trình rữa bã) theo tỉ lệ pha loãng 1,16- 2,08 và kết hợp với việc khuấy trộn khoảng 25 vòng/phút đảm bảo sự đồng nhất của dung dịch. Nồng độ pha loãng thích hợp vào khoảng 110-120 g/l NaOH. Dung dịch sau pha loãng được bơm qua thiết bị tách cát trước khi vào quá trình lắng. 1.2.5.Giai đoạn lắng Trong giai đoạn này ta sử dụng bột mì làm chất trợ lắng với hàm lượng thích hợp. Nguyên lí hoạt động của thiết bị lắng: Đây là quá trình hoạt động liên tục: nhập liệu - tháo liệu liên tục, lấy bã gián đoạn. SVTH: Nhóm 08 - Lớp DH10H2 Trang 7 Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS. Nguyễn Quốc Hải Đầu tiên dung dịch bột mì được hòa tan với nước nóng, sau đó trộn với dung dịch natri aluminat (đã được tách cát). Hỗn hợp này được thùng trung gian phân phối cho bồn lắng. Ở bồn lắng: dòng hỗn hợp được đưa vào ống trung tâm để đi sâu vào lòng bồn , nhờ ống trung tâm nên dòng chảy không bị sáo trộn nhiều. Dưới tác dụng của lực trọng trường và tác dụng của bột mì, phần quặng không phản ứng tồm tại ở dạng rắn (gọi là “bã đỏ”) sẽ bị lắng xuống đáy thiết bị và được khuấy đảo trộn đều để tránh đóng lớp dưới đáy thiết bị. Phần dung dịch chứa một lượng nhỏ đổi chiều nổi lên trên, tràn qua lổ chảy vào gờ xung quanh thiết bị, sau đó theo ống chảy chuyền chảy vào bồn chứa trung gian. Đồng thời cánh khuấy răng bừa cũng cạo phần cặn đáy xuống rửa tháo cặn bã sẽ được lấy ra gián đoạn rồi đưa ra thiết bị rửa để rửa. 1.2.6. Giai đoạn lọc aluminat Để tăng hiệu suất lọc phần rắn không tan dạng bùn đỏ (bao gồm Fe 2 O 3 ,các tạp chất khác….) và tăng độ sạch của sản phẩm: trước khi kết tinh, dung dịch từ bồn lắng được qua quá trình lọc. Dung dịch aluminat được bơm vào thiết bị lọc dể quá trình lọc ở nhiệt độ khoảng 95 o C÷98 o C Dung dịch sau khi lọc được dẫn qua thiết bị trao đổi nhiệt (trao đổi dung dịch với nước cái số #3) để giảm nhiệt độ trước khi đem kết tinh. 1.2.7.Giai đoạn làm nguội dung dịch aluminat Quá trình trao đổi nhiệt là ngược chiều, hai dòng được bố trí sen kẽ nhau. Dung dịch aluminat sau khi lọc được làm nguội đến nhiệt độ kết tinh khoảng 65 o C÷68 o C rồi mới kết tinh. Tại bồn kết tinh công nhận vận hành sẽ bổ sung thêm mầm kết tinh Al(OH) 3 với một lượng thích hợp từ bồn phân ly để tăng hiệu quả kết tinh. NaAlO 2 +2H 2 O Al(OH) 3 + NaOH - Dung dịch aluminat sau lọc đã được làm nguội sẻ bơm vào thiết bị kết tinh và được trộn với mầm kết tinh. - Thiết bị kết tinh đều có cánh khuấy(n=10÷14vòng/phút) nhờ vậy dung dịch được giải nhiệt và mầm kết tinh được trộn đều. SVTH: Nhóm 08 - Lớp DH10H2 Trang 8 Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS. Nguyễn Quốc Hải 1.2.8. Giai đoạn phân ly Sau khi dung dịch ở thiết bị kết tinh đạt yêu cầu thì sẽ được bơm lên xyclon lắng. Trong xyclon, huyền phù được lắng theo phương vuông góc với vận tốc 25m/s. Dòng hỗn hợp quay tròn trong rãnh giữa ống tâm và vỏ trụ. Dưới tác dụng của lực ly tâm, các hạt nhôm hydroxyt văng ra thành mất động năng và lắng xuống đáy, nhờ van đưa vào bồn phân ly. Dung dịch theo ống trung tâm vào bồn phân ly, các hạt to nặng sẽ lắng xuống đáy nhờ trọng lực và xuống bồn chứa trung gian. Còn các hạt nhỏ ra khỏi ống . Nước cái từ bồn phân ly sẽ được cho hoàn lưu về bồn chứa trung tâm sẽ cuốn theo dòng nước cái nước cái tràn qua hai bồn phân ly. Tại hai bồn này, hỗn hợp tiếp tục được phân ly, các hạt nhỏ lắng xuống đáy bồn, qua van xả đáy được bơm vào bồn chứa. Một phần được đưa vào bồn chứa để tạo mầm kết tinh. #3 1.2.9.Giai đoạn lọc thành phẩm Hydroxit nhôm ở dạng huyền phù từ bồn chứa được bơm vào máng của thiết bị lọc hút chân không kiểu tang trống. Do chênh lệch áp suất giữa áp suất lọc và áp suất khí quyển do bơm hút chân không tạo ra, bột hydroxit nhôm được hút nước, rửa kiềm bằng giàn phun nước nóng. Nước nóng rửa sản phẩm được lấy từ nước ngưng của quá trình cô đặc hoặc của các thiết bị phản ứng. Nước sau lọc có chứa xút được thu hồi. Sản phẩm hydroxit nhôm bám trên bề mặt lọc vẫn còn chứa nhiều ẩm nên phải dùng hơi nước phun vào để lôi cuốn ẩm bay hơi. Bột hydroxit nhôm sau khi sấy được gạt xuống máng thành phẩm và đem đóng bao với trọng lượng 50kg. 1.2.10.Giai đoạn rửa bã Bùn đỏ sau quá trình lắng được đưa vào bồn rửa bã để tiến hành rửa bã. Bùn đỏ từ bồn lắng bơm qua bồn rửa bã đồng thời sử dụng nước để rửa. Bã sau cùng sau khi ra khỏi thiết bị rửa bã sẽ được xử lí, khi đạt tiêu chuẩn sẽ thải ra sân chứa bã. Bã khô được dùng làm bột màu trong vật liệu xây dựng. 1.2.11.Quá trình cô đặc nước cái số #3 Nước cái #3 sau khi phân ly còn chứa một hàm lượng xút đáng kể, được tuần hoàn trở lại để tái sử dụng. Sau khi đã trao đổi nhiệt với dung dịch aluminat SVTH: Nhóm 08 - Lớp DH10H2 Trang 9 Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS. Nguyễn Quốc Hải sau lọc để tăng nhiệt độ, nước cái #3 nồng độ 110-120 g/l sẽ được cô đặc để tăng nồng độ lên 170-190 g/l NaOH. Sử dụng thiết bị cô đặc 3 nồi xuôi chiều. Dung dịch cô đặc và hơi gia nhiệt vào nồi đầu và ra nồi cuối. Dung dịch cô đặc tự di chuyển giữa các nồi do chênh lệch áp suất. 1.2.12.Giai đoạn gia nhiệt hỗn hợp xút Nước cái #2 sau cô đặc được pha chung với hỗn hợp ban đầu. Nước cái chia làm hai phần : − Một phần tuần hoàn lại quá trình nghiền . − Phần lớn nước cái còn lại sử dụng cho quá trình phản ứng tạo Natri aluminat (trước khi đi vào phản ứng phải gia nhiệt cho phần nước cái này). − 2 thiết bị tận dụng lại nguồn hơi còn dư trong các quá trình khác để gia nhiệt. 2. Tính toán nguyên liệu: - Công suất thiết kế của dây quy trình này là 10 tấn nhôm hydroxyt/ ngày. -Thời gian làm việc là 24h/ ngày. 2.1 Quặng bauxite: -Để đạt sản lượng như trên ta cần 1 lượng quặng bauxite, lượng sản phẩm tao thành sẽ hao hụt qua từng công đoạn sản xuất. lượng quặng thực tế đưa vào sản xuất lớn hơn nhiều so với lý thuyết. Lượng sản phẩm thất thoát qua từng công đoạn như sau: • Công đoạn lọc, sấy và đóng gói sản phẩm: Công đoạn này bao gồm các quy trình lọc, sấy và đóng gói thành phẩm trước khi đưa đi tiêu thụ. Tiêu hao sản phẩm qua công đoạn này dự kiến là khoảng 1% lượng sản phẩm. 10000 . 1,01 = 10100 (kg). Lượng sản phẩm tiêu hao qua công đoạn này là: 100 kg. • Công đoạn phân ly nhôm hydroxyt: Nhiệm vụ chính của công đoạn này là phân ly tinh thể nhôm hydroxyt ra khỏi dung dịch. Tiêu hao qua công đoạn này dự kiến là 0,5% sản phẩm : 10100 . 1,005 = 10150,5(kg) Lượng sản phẩm tiêu hao qua công đoạn này là: 50,5 kg. • Công đoạn kết tinh: SVTH: Nhóm 08 - Lớp DH10H2 Trang 10 [...]... còn lại Theo yêu cầu của đồ án môn học là không thể hiện vè các chi tiết của nồi cô đặc nên một số chi tiết không được tính toán thiết kế đến : − Chọn kính quan sát − Phần lồi của buồng đốt Tổng quan : − Thiết bị làm việc ở áp suất Pmax=3at=294,3.103 nN/m2, nên coi là làm việc ở áp suất thấp − Các chi tiết bộ phận không bị đốt nóng, được cách ly với nguồn đốt trực tiếp − Thiết bị không sản xuất và không... DH10H2 Trang 22 Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS Nguyễn Quốc Hải Quy chuẩn theo bảng VII/48-[2] : − Xếp ống theo hình 6 cạnh − Số hình 6 cạnh : 11 − Số ống trên đường xuyên tâm của hình 6 cạnh : 23 ống − Tổng số ống không kể các ống trong hình viên phân : 397 ống − Số ống trong hình viên phân ở dãy 1 : 7 ống − Tổng số ống trong các hình viên phân : 42 ống − Tổng số ống của thiết bị : 439 ống Thiết bị ống... sau pha trộn sẽ là: = 263,157 (g/lít) Thể tích xút đi vào cụm thiết bị phản ứng: VNaOH = = 48,714 (m3) Sau khi ra khỏi thiết bị phản ứng Dung dịch huyền phù sẽ đi vào thiết bị pha loãng Tại đây, huyền phù sẽ được pha loãng bằng nước rửa bã và làm giảm nồng dộ xút xuống còn khoảng 110 g/lít (nồng độ C% khoảng 10%) trước khi đi qua thiết bị lắng Thể tích NaOH sau khi pha loãng: VNaOH = = 116,541 (m3)... 4/11[4], ta được d = 1109 kg/m3 SVTH: Nhóm 08 - Lớp DH10H2 Trang 13 Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS Nguyễn Quốc Hải Vdd là thể tích dung dịch xút 10% mdd xút = 116,541 1109 = 129243,969 (kg) Vậy lưu lượng xút là: QNaOH = = 5385,165 (kg/h) Vậy lưu lượng xút đi qua thiết bị cô đặc sẽ là 5400 kg/h 3 TÍNH TOÁN CỤM THIẾT BỊ CÔ ĐẶC 3.1 Đề bài và giả thiết Năng suất dung dịch đầu: Gd = 5400 kg/h Nồng độ đầu: xđ... sai số theo công thức : %Wi = Wi ( giathiet ) − Wi ( tinhtoan ) Wi ( giathiet ) Ta có bảng tính toán sai số sau: Wgiả thiết Wtính toán Sai số (%) 818,182 825,53 0,9 900 889,96 1,12 981,818 984,51 0,3 4 TÍNH TOÁN CƠ KHÍ CHO THIẾT BỊ CÔ ĐẶC SVTH: Nhóm 08 - Lớp DH10H2 Trang 21 Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS Nguyễn Quốc Hải Do tính thống nhất hóa trong thiết kế, nên ở đây trong phân tính toán cơ khí chỉ tính... phù hợp trước khi đưa đi phản ứng để tăng hiệu suất của quá trình phản ứng Tiêu hao qua công đoạn này dự kiến là 0,5% nên lượng bauxite cần là: 25262,82 1,005 = 25389,13 (kg) Vậy để sản xuất được 10000kg nhôm hydroxyt/ ngày thì ta cần 1 lượng quặng khoảng 25389,13 kg quặng bauxite/ngày (ta có thể lấy 25400 kg quặng bauxite/ngày) 2.2 Xút: • Phản ứng của xút với nhôm oxit trong quặng bauxite: Lượng nhôm. . .Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS Nguyễn Quốc Hải Công đoạn này có nhiệm vụ là kết tinh nhôm hydroxyt dưới dạng tinh thể từ dung dịch natri aluminat, lượng tiêu hao sản phẩm qua công đoạn này dự kiến là 0,5% và hiệu suất của quá trình kết tinh là 70% 10150,5 1,005 = 10201,25 (kg) Lượng sản phẩm tiêu hao qua công đoạn này là: 50,75 kg Phản ứng kết tinh nhôm hydroxyt từ dung dịch natri... Nhiệt tải riêng mất mát q = α mt + (t2 − tmt ) = λ (t1 − t2 ) δ [5 − 93] Với : t1 : nhiệt độ lớp cách nhiệt tiếp giáp với bề mặt thiết bị, vì trở lực nhiệt tường của thiết bị rất nhỏ so với trở lực của lớp cách nhiệt, cho nên t 1 có thể lấy bằng nhiệt độ hơi đi trong thiết bị t2 : nhiệt độ bề mặt bên ngoài lớp cách nhiệt Chọn t2=400C α mt :hệ số cấp nhiệt từ bề mặt ngoài của lớp cách nhiệt đến không... tiêu hao qua công đoạn này SVTH: Nhóm 08 - Lớp DH10H2 Trang 11 Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS Nguyễn Quốc Hải chủ yếu phụ thuộc vào hiệu suất của quá trình phản ứng giữa quặng bauxite và xút Giả sử hiệu suất của quá trình phản ứng đạt 80%, thì lượng tiêu hao sẽ là: Phương trình phản ứng: Al2O3 + 2NaOH = 2NaAlO2 + H2O 102(g/mol) 2.82(g/mol) mAl2O3 = 12631,41 (kg) Mà hàm lượng Al2O3 có trong quặng bauxite thường... 0,353 4.1.2 Đường kính trong buồng đốt : Dtr Đối với thiết bị ống tuần hoàn trung tâm : SVTH: Nhóm 08 - Lớp DH10H2 Trang 23 Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS Nguyễn Quốc Hải 0, 4.β 2 d n sin α F + (d th + 2.β d n ) 2 , m [4 − 20] ψ H Dtr = − Thường lấy β = 1,3 B 1,5, chon β = 1,3 − dn : đường kính ngoài của ống truyền nhiệt dn=0,038m − sin α = sin 600 = 3 2 − F : tổng bề mặt đốt F = n.H π dt = 439.4.3,14.0, 032 . 2 thiết bị tận dụng lại nguồn hơi còn dư trong các quá trình khác để gia nhiệt. 2. Tính toán nguyên liệu: - Công suất thiết kế của dây quy trình này là 10 tấn nhôm hydroxyt/ ngày. -Thời gian. từ bồn lắng được qua quá trình lọc. Dung dịch aluminat được bơm vào thiết bị lọc dể quá trình lọc ở nhiệt độ khoảng 95 o C÷98 o C Dung dịch sau khi lọc được dẫn qua thiết bị trao đổi nhiệt (trao. Lớp DH10H2 Trang 5 Đồ Án Công Nghệ GVHD: ThS. Nguyễn Quốc Hải CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ QUY TRÌNH 1. Thiết kế quy trình công nghệ: 1.1 Bản vẽ sơ đồ công nghệ: 1.2 Thuyết minh quy trình công