Đang tải... (xem toàn văn)
PHẦN I_GIỚI THIỆU CHUNG I. GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM K2SO4 K2SO4 (Kali sunfat) lµ mét trong nh÷ng hîp chÊt v« c¬ quan träng ®îc sö dông kh¸ phæ biÕn . K2SO4 là muối của H2SO4 và KOH, có nhiệt độ sôi cực đại là 46,70C . Trong công nghiệp sản xuất, do những yêu cầu về năng suất và chÊt lîng sản phẩm mà người ta cần sử dụng K2SO4 ở dạng dung dịch với nồng độ đặc. Bởi vậy người ta phải tiến hành để làm tăng nồng độ của dung dịch lên giới hạn cho phép trong sản xuất. Một trong những phương pháp được làm phổ biến nhất hiện nay là phương pháp cô đặc dung dịch. II. SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC Quá trình cô đặc là quá trình làm đậm đặc dung dịch bằng việc đun sôi. Đặc điểm của quá trình này là dung môi được tách ra khỏi dung dịch ở dạng hơi, chất hoà tan được giữ lại trong dung dịch, do đó, nồng độ của dung dịch sẽ tăng lên. Khi bay hơi, nhiệt độ của dung dịch sẽ thấp hơn nhiệt độ sôi, áp suất hơi của dung môi trên mặt dung dịch lớn hơn áp suất riêng phần của nó ở khoảng trống trên mặt thoáng dung dịch nhưng nhỏ hơn áp suất chung.Trạng thái bay hơi có thể xảy ra ở các nhiệt độ khác nhau và nhiệt độ càng tăng thì tốc độ bay hơi càng lớn, còn sự bốc hơi (ở trạng thái sôi) diễn ra ngay cả trong lòng dung dịch( tạo thành bọt) khi áp suất hơi của dung môi bằng áp suất chung trên mặt thoáng , trạng thái sôi chỉ có ở nhiệt độ xác định ứng với áp suất chung và nồng độ của dung dịch đã cho. Trong quá trình cô đặc, nồng độ của dung dịch tăng lên, do đó mà một số tính chất của dung dịch cũng sẽ thay đổi. Điều này có ảnh hưởng đến quá trình tính toán, cấu tạo vá vận hành của thiết bị cô đặc. Khi nồng độ tăng, hệ số dẫn nhiệt , nhiệt dung riêng C, hệ số cấp nhiệt của dung dịch sẽ giảm. Ngược lại, khối lượng riêng , độ nhớt , tổn thất do nồng độ ’ sẽ tăng. Đồng thời khi tăng nồng độ sẽ tăng điều kiện tạo thành cặn bám trên bề mặt truyền nhiệt, những tính chất đó sẽ làm giảm bề mặt truyền nhiệt của thiết bị. Hơi của dung môi được tách ra trong quá trình cô đặc gọi là hơi thứ, hơi thứ ở nhiệt độ cao có thể dùng để đun nóng một thiết bị khác, nếu dùng hơi thứ để đun nóng cho một thiết bị ngoài hệ thống thì ta gọi đó là hơi phụ. Quá trình cô đặc có thể tiến hành trong thiết bị cô đặc một nồi hoặc nhiều nồi, làm việc liên tục hoặc gián đoạn. Quá trình cô đặc có thể được thực hiện ở các áp suất khác nhau tuỳ theo yêu cầu kĩ thuật, khi làm việc ở áp suất thường thì có thể dùng thiết bị hở, khi làm việc ở áp suất thấp thì dùng thiết bị kín cô đặc trong chân không vì có ưu điểm là có thể giảm được bề mặt truyền nhiệt ( khi áp suất giảm thì nhiệt độ sôi của dung dịch giảm dẩn đến hiệu số nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch tăng). Cô đặc nhiều nồi là quá trình sử dụng hơi thứ thay cho hơi đốt, do đó nó có ý nghĩa kinh tế cao về sử dụng nhiệt. Nguyên tắc của quá trình cô đặc nhiều nồi có thể tóm tắt như sau: Ở nồi thứ nhất, dung dịch được đun nóng bằng hơi đốt, hơi thứ của nồi này đưa vào đun nồi thứ hai, hơi thứ nồi hai đưa vào đun nồi ba...hơi thứ nồi cuối cùng đi vào thiết bị ngưng tụ. Dung dịch đi vào lần lượt từ nồi nọ sang nồi kia, qua mỗi nồi đều bốc hơi môt phần, nồng độ dần tăng lên. Điều kiện cần thiết để truyền nhiệt trong các nồi là phải có chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch sôi, hay nói cách khác là chênh lệch áp suất giữa hơi đốt và hơi thứ trong các nồi, nghĩa là áp suất làm việc trong các nồi phải giảm dần vì hơi thứ của nồi trước là hơi đốt của nồi sau.Thông thường nồi đầu làm việc ở áp suất dư, còn nồi cuối làm việc ở áp suất thấp hơn áp suất khí quyển. Trong các loại hệ thống cô đặc nhiều nồi thì hệ thống cô đặc nhiều nồi xuôi chiều được sử dụng nhiều hơn cả . Ưu điểm của loại này là dung dịch tự di chuyển từ nồi trước sang nồi sau nhờ sự chênh lệch áp suất giữa các nồi, nhiệt độ sôi của nồi trước lớn hơn nồi sau, do đó dung dịch đi vào mỗi nồi (trừ nồi đầu) đều có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi, kết quả là dung dịch được làm lạnh đi, lượng nhiệt này sẽ làm bốc hơi thêm một phần nước làm quá trình tự bốc hơi. Nhược điểm: nhiệt độ dung dịch ở các nồi sau thấp dần nhưng nồng độ của dung dịch lại tăng dần làm cho độ nhớt của dung dịch tăng nhanh, kết quả hệ số truyền nhiệt sẽ giảm đi từ nồi đầu đến nồi cuối. Hơn nữa, dung dịch đi vào nồi đầu có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi nên cần phải tốn thêm một lượng hơi đốt để đun nóng dung dịch.
B CễNG THNG TRNG HCN H NI KHOA CN HO HC CNG HO X HI CH NGHA VIT NAM c lp- T do- Hnh phỳc NHIM V THIT K MễN HC Giỏo viờn hng dn : Nguyễn Thế Hữu 1. u thit k: Thit k h thng cụ c hai ni xuụi chiu tuần hoàn cỡng bức Dung dch: K 2 SO 4 Vi nng sut: 7500 kg/h Chiu cao ng gia nhit l 3 m 2.Cỏc s liu ban u: Nng u ca dung dch : 14% Nng cui ca dung dch: 34% p sut hi t ni 1 : 4atm p sut hi ngng t: 0,2 atm 3. Ni dung cỏc phn thuyt minh v tớnh toỏn: * Bn v dõy chuyn kh A 4 * Tinh toỏn thit b chớnh. * Tớnh toỏn thit b ph. * Tớnh c khớ. * Mt s chi tit khỏc. Xỏc nhn ca thy (cụ ) Ngy thỏngnm (Sinh viờn giao np) SV: Lờ Th Chõm - 1 - Lp: CH-H3K3 MỤC LỤC Phần 1 - Giới thiệu chung 3 I. Giới thiệu về sản phẩm K 2 SO 4 3 II. Sơ lược về quá trình cô đặc 3 III. Sơ đồ - Mô tả quá trình sản xuất 5 Phần II – Tính toán thiết bị chính 7 1. Tính toán lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống W 7 2. Tính toán lượng hơi thứ bốc ra khỏi mỗi nồi 7 3. Nồng độ cuối sản phẩm ra khỏi mỗi nồi 8 4. Chênh lệch áp suất chung của hệ thống 8 5. Xác định áp suất, nhiệt độ hơi đốt của mỗi nồi 8 6. Xác định áp suất, nhiệt độ hơi thứ ra khỏi mỗi nồi 9 7. Tính tổn thất nhiệt cho từng nồi 10 8. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống 12 9. Tính cân bằng hơi đốt, lượng hơi thứ cho từng nồi. Sơ đồ cân bằng vật chất và nhiệt lượng 13 10. Tính toán hệ số cấp nhiệt, nhiệt lượng trung bình từng nồi 16 11. Xác định hệ số truyền nhiệt từng nồi 21 12. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích từng nồi 22 13. So sánh và tính sai số 23 14. Tính bề mặt truyền nhiệt F 23 Phần III – Tính toán thiết bị phụ 24 1. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 24 2. Hiệu số nhiệt độ trung bình giữa 2 lưu thể 24 3. Tính hệ số cấp nhiệt cho từng lưu thể 25 4. Tính diện tích trao đổi nhiệt 28 5. Số ống truyền nhiệt 28 6. Tính đường kính trong của thiết bị đun nóng 28 7. Tính vận tốc và chia ngăn 30 8. Tính thùng cao vị 31 9. Tính toán thiết bị ngưng tụ 37 TÓM TẮT SỐ LIỆU TÍNH TOÁN THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMET 42 Phần IV – Tính toán thiết bị cơ khí 43 1. Buồng đốt 43 2. Tính buồng bốc 54 3. Một số chi tiết khác 54 4. Tính và chọn tai treo 58 5. Chọn kính quan sát 63 6. Bề mặt dày lớp cách nhiệt (lớp bảo ôn) 63 Phần V - Kết luận 65 SV: Lê Thị Châm - 2 - Lớp: CĐĐH-H3K3 Tµi liÖu tham kh¶o 66 SV: Lê Thị Châm - 3 - Lớp: CĐĐH-H3K3 PHN I_GII THIU CHUNG I. GII THIU V SN PHM K 2 SO 4 K 2 SO 4 (Kali sunfat) là một trong những hợp chất vô cơ quan trọng đợc sử dụng khá phổ biến . K 2 SO 4 l mui ca H 2 SO 4 v KOH, cú nhit sụi cc i l 46,7 0 C . Dung dịch K 2 SO 4 không màu, thờng sử dụng trong sản xuất phân bón, sơn hóa chất xây dung. Trong cụng nghip sn xut, do nhng yờu cu v nng sut v chất lợng sn phm m ngi ta cn s dng K 2 SO 4 dng dung dch vi nng c. Bi vy ngi ta phi tin hnh lm tng nng ca dung dch lờn gii hn cho phộp trong sn xut. Mt trong nhng phng phỏp c lm ph bin nht hin nay l phng phỏp cụ c dung dch. II. S LC V QU TRèNH Cễ C Quỏ trỡnh cụ c l quỏ trỡnh lm m c dung dch bng vic un sụi. c im ca quỏ trỡnh ny l dung mụi c tỏch ra khi dung dch dng hi, cht ho tan c gi li trong dung dch, do ú, nng ca dung dch s tng lờn. Khi bay hi, nhit ca dung dch s thp hn nhit sụi, ỏp sut hi ca dung mụi trờn mt dung dch ln hn ỏp sut riờng phn ca nú khong trng trờn mt thoỏng dung dch nhng nh hn ỏp sut chung.Trng thỏi bay hi cú th xy ra cỏc nhit khỏc nhau v nhit cng tng thỡ tc bay hi cng ln, cũn s bc hi ( trng thỏi sụi) din ra ngay c trong lũng dung dch( to thnh bt) khi ỏp sut hi ca dung mụi bng ỏp sut chung trờn mt thoỏng , trng thỏi sụi ch cú nhit xỏc nh ng vi ỏp sut chung v nng ca dung dch ó cho. Trong quỏ trỡnh cụ c, nng ca dung dch tng lờn, do ú m mt s tớnh cht ca dung dch cng s thay i. iu ny cú nh hng n quỏ trỡnh tớnh toỏn, cu to vỏ vn hnh ca thit b cụ c. Khi nng tng, h s dn nhit , nhit dung riờng C, h s cp nhit ca dung dch s gim. Ngc li, khi lng riờng , nht , tn tht do nng s tng. ng thi khi tng nng s tng iu kin to thnh cn bỏm trờn b mt truyn nhit, nhng tớnh cht ú s lm gim b mt truyn nhit ca thit b. SV: Lờ Th Chõm - 4 - Lp: CH-H3K3 Hơi của dung môi được tách ra trong quá trình cô đặc gọi là hơi thứ, hơi thứ ở nhiệt độ cao có thể dùng để đun nóng một thiết bị khác, nếu dùng hơi thứ để đun nóng cho một thiết bị ngoài hệ thống thì ta gọi đó là hơi phụ. Quá trình cô đặc có thể tiến hành trong thiết bị cô đặc một nồi hoặc nhiều nồi, làm việc liên tục hoặc gián đoạn. Quá trình cô đặc có thể được thực hiện ở các áp suất khác nhau tuỳ theo yêu cầu kĩ thuật, khi làm việc ở áp suất thường thì có thể dùng thiết bị hở, khi làm việc ở áp suất thấp thì dùng thiết bị kín cô đặc trong chân không vì có ưu điểm là có thể giảm được bề mặt truyền nhiệt ( khi áp suất giảm thì nhiệt độ sôi của dung dịch giảm dẩn đến hiệu số nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch tăng). Cô đặc nhiều nồi là quá trình sử dụng hơi thứ thay cho hơi đốt, do đó nó có ý nghĩa kinh tế cao về sử dụng nhiệt. Nguyên tắc của quá trình cô đặc nhiều nồi có thể tóm tắt như sau: Ở nồi thứ nhất, dung dịch được đun nóng bằng hơi đốt, hơi thứ của nồi này đưa vào đun nồi thứ hai, hơi thứ nồi hai đưa vào đun nồi ba hơi thứ nồi cuối cùng đi vào thiết bị ngưng tụ. Dung dịch đi vào lần lượt từ nồi nọ sang nồi kia, qua mỗi nồi đều bốc hơi môt phần, nồng độ dần tăng lên. Điều kiện cần thiết để truyền nhiệt trong các nồi là phải có chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch sôi, hay nói cách khác là chênh lệch áp suất giữa hơi đốt và hơi thứ trong các nồi, nghĩa là áp suất làm việc trong các nồi phải giảm dần vì hơi thứ của nồi trước là hơi đốt của nồi sau.Thông thường nồi đầu làm việc ở áp suất dư, còn nồi cuối làm việc ở áp suất thấp hơn áp suất khí quyển. Trong các loại hệ thống cô đặc nhiều nồi thì hệ thống cô đặc nhiều nồi xuôi chiều được sử dụng nhiều hơn cả . Ưu điểm của loại này là dung dịch tự di chuyển từ nồi trước sang nồi sau nhờ sự chênh lệch áp suất giữa các nồi, nhiệt độ sôi của nồi trước lớn hơn nồi sau, do đó dung dịch đi vào mỗi nồi (trừ nồi đầu) đều có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi, kết quả là dung dịch được làm lạnh đi, lượng nhiệt này sẽ làm bốc hơi thêm một phần nước làm quá trình tự bốc hơi. Nhược điểm: nhiệt độ dung dịch ở các nồi sau thấp dần nhưng nồng độ của dung dịch lại tăng dần làm cho độ nhớt của dung dịch tăng nhanh, kết quả hệ số truyền nhiệt sẽ giảm đi từ nồi đầu đến nồi cuối. Hơn nữa, dung dịch đi vào nồi đầu có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi nên cần phải tốn thêm một lượng hơi đốt để đun nóng dung dịch. SV: Lê Thị Châm - 5 - Lớp: CĐĐH-H3K3 Trong công nghệ hoá chất và thực phẩm, Cô đặc là quá trình làm bay hơi một phần dung môi của dung dịch chứa chất tan không bay hơi. ở nhiệt độ sôi; với mục đích: + Làm tăng nồng độ của chất hoà tan trong dung dịch + Tách các chất hoà tan ở dạng rắn(kết tinh) + Tách dung môi ở dạng nguyên chất .v.v. III_ SƠ ĐỒ _ MÔ TẢ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT 1) Sơ đồ dây chuyền hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều, gồm các thiết bị chính sau: - Hai nồi cô đặc xuôi chiều cưỡng bức, thực hiện quá trình bốc hơi một phần dung môi - Thiết bị đun nóng dung dịch đến nhiệt độ sôi - Thiết bị ngưng tụ Baromet, ngưng tụ hơi nước hoặc hơi của chất lỏng không có giá trị hoặc không tan trong nước. - Bơm dung dịch và bơm hút chân không - Các thùng chứa, ly chứa. 2) Nguyên lý làm việc của hệ thống. SV: Lê Thị Châm - 6 - Lớp: CĐĐH-H3K3 Dung dịch ban đầu có nồng độ thấp chứa trong thùng (1) qua bơm (2) được bơm lên thùng cao vị (3). Từ đây nó được điều chỉnh lưu lượng theo yêu cầu qua lưu lượng kế (4) trước khi vào thiết bị gia nhiệt (5). Tại thiết bị (5), dung dịch được đun nóng đến nhiệt độ sôi bằng tác nhân hơi nước bão hòa và được cấp vào nồi cô đặc thứ nhất (6) , thực hiện quá trình bốc hơi. Dung dịch ra khỏi nồi 1 được đưa vào nồi thứ hai (7). Tại đây cũng xảy ra quá trình bốc hơi tương tự như ở nồi 1 với tác nhân đun nóng chính là hơi thứ của nồi thứ nhất (đây chính là ý nghĩa về mặt sử dụng nhiệt trong cô đặc nhiều nồi). Hơi thứ của nồi thứ 2 sẽ đi vào thiết bị ngưng tụ (8). Ở đây, hơi thứ sẽ được ngưng tụ lại thành lỏng chảy vào thùng chứa ở ngoài; còn khí không ngưng đi vào thiết bị thu hồi bọt (9) rồi vào bơm hút chân không . Dung dịch sau khi ra khỏi nồi 2 được bơm ra ở phía dưới thiết bị cô đặc đi vào thùng chứa sản phẩm . Nước ngưng tạo ra trong hệ thống được chứa trong các cốc hoặc được tuần hoàn trở lại thiết bị hoá hơi, hoặc được đưa đi xử lý. Hệ thống cô đặc xuôi chiều (hơi đốt và dung dịch đi cùng chiều với nhau từ nồi nọ sang nồi kia) được dùng khá phổ biến trong công nghiệp hóa chất. Nhiệt độ sôi của nồi trước lớn hơn nồi sau, do đó, dung dịch đi vào mỗi nồi (trừ nồi 1) đều 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 thêm một lượng nước gọi là quá trình tự bốc hơi. Nhưng khi dung dịch vào nồi đầu có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi của dung dịch, thì cần phải đun nóng dung dịch do đó tiêu tốn thêm một lượng hơi đốt. Vì vậy, khi cô đặc xuôi chiều, dung dịch trước khi vào nồi nấu đầu cần được đun nóng sơ bộ bằng hơi phụ hoặc nước ngưng tụ. Nhược điểm của cô đặc xuôi chiều là nhiệt độ của dung dịch ở các nồi sau thấp dần, nhưng nồng độ của dung dịch tăng dần làm cho độ nhớt của dung dịch tăng nhanh, kết quả là hệ số truyền nhiệt sẽ giảm từ nồi đầu đến nồi cuối. SV: Lê Thị Châm - 7 - Lớp: CĐĐH-H3K3 PHẦN II- TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH Yêu cầu: Thiết kế hệ thống cô đặc 2 nồi xuôi chiều thiết kế thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức cô đặc dung dịch NH 4 NO 3 với năng suất 7500kg/h. Chiều cao ống gia nhiệt: 3m Các số liệu ban đầu: - Nồng độ đầu vào của dung dịch: 14% - Nồng độ cuối của dung dịch: 34% - Áp suất hơi đốt nồi 1: 4atm = 4,132 at - Áp suất hơi ngưng tụ: 0,2 atm = 0,2066 at 1. Tính toán lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống (W) ADCT: W = 1 d d c x G x − ÷ ( CT 5.24T162- [3]) (1) Trong đó: W- Tổng lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống (Kg/s) x d - Nồng độ đầu vào của dung dịch: x d = 14% x c - Nồng độ cuối của dung dịch: x c = 34% G d –Năng suất thiết bị: G d = 7500 (kg/h) 7647,4411) 34 14 1(7500 =−=W (kg/h) 2. Tính toán lượng hơi thứ bốc ra khỏi mỗi nồi. - Gọi: W 1 - Lượng hơi thứ bốc ra khỏi nồi 1: W 1 (kg/s) W 2 - Lượng hơi thứ bốc ra khỏi nồi 2: W 2 (kg/s) Giả thiết mức phân phối lượng hơi thứ bốc ra ở nồi 2 là : Ta chọn: W 1 = 1,1W 2 (1) Mặt khác: W = W 1 + W 2 = 4411,7647 (2) Từ (1) và (2) ta tính được: W 1 = 2310,92 (kg/h) W 2 = 2100,84 (kg/h) 3. Nồng độ sản phẩm ra khỏi mỗi nồi i . W d d i d G X x G = − (CT 5,12T162 - [3]) SV: Lê Thị Châm - 8 - Lớp: CĐĐH-H3K3 Nồng độ cuối ra khỏi nồi 1 là: %23,20 92,23107500 14,0.7500 1 1 = − = − = WG XG x d dd (2) Nồng độ cuối ra khỏi nồi 2 là: x 2 = 34% 4. Chênh lệch áp suất chung của hệ thống (ΔP) ΔP được đo bằng hiệu số giữa áp suất đốt sơ cấp P 1 ở nồi 1 và áp suất hơi thứ ở thiết bị ngưng tụ P ng . Ta có: ΔP = P 1 - P ng (3) = 4,132 – 0,2066 = 3,9254 (at) 5. Xác định áp suất, nhiệt độ hơi đốt của mỗi nồi. - Giả thiết phân bố hiệu suất áp suất hơi đốt giữa các nồi như sau: ΔP 1 /ΔP 2 = 1,715 (4) ΔP = ΔP 1 + ΔP 2 = 3,9254 (4’) Từ (4) và (4’) ta tính được: ΔP 1 = 2,4796 at ; ΔP 2 = 1,4458 at - Áp suất hơi đốt trong nồi được tính theo công thức: P i = P i -1 – ΔP i – 1 (i = 1 2− ) (5) Áp suất hơi đốt nồi 1 là: P 1 = 4,132at Áp suất hơi đốt nồi 2 là: P 2 = P 1 - ΔP 1 = 4,132 – 2,4796 = 1,652at Áp suất hơi ngưng tụ là: P ng = 0,2066at - Nhiệt độ hơi đốt của nồi 1 và 2 được xác định bằng cách tra bảng I-251 [1-314] Ứng với mỗi giá trị của áp suất tìm được ta tìm được nhiệt độ hơi đốt, nhiệt hóa hơi r i , nhiệt lượng riêng hơi nước i 1 tương ứng như sau: P 1 = 4,132at → T 1 = 144,378 0 C i 1 = 2745,32.10 3 (J/kg) r 1 = 2137,832.10 3 (J/kg) P 2 = 1,652at → T 2 = 113,636 0 C i 2 = 2704,56.10 3 (J/kg) r 2 = 2224,4.10 3 (J/kg) P ng = 0,2066at → T ng = 60,294 0 C i ng = 2607,858.10 3 (J/kg) r ng = 2356,548.10 3 (J/kg) SV: Lê Thị Châm - 9 - Lớp: CĐĐH-H3K3 6. Xác định áp suất, nhiệt độ hơi thứ ra khỏi mỗi nồi * Nhiệt độ hơi thứ ra khỏi từng nồi t i’ được xác định theo công thức: t i’ = T i +1 + ''' i ∆ (6) Trong đó: T i +1 : Nhiệt độ hơi đốt trong nồi thứ i ( 0 C) (i = 1 2− ) ''' i ∆ - là tổn thất nhiệt do trở lực đường ống ( o C) Chọn: ''' i ∆ = ''' 1 ∆ + ''' 2 ∆ = 1 + 1 = 2 ( o C) Thay số vào công thức ta được: t’ 1 = t 2 + ''' 1 ∆ = 113,636 + 1 = 114,636 ( o C) t’ 2 = t ng + ''' 2 ∆ = 60,294 + 1 = 61,294 ( o C) Tra bảng I.250 [1-314] – Tính chất hóa lý của hơi nước bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ t’ 1 = 114,636 ( o C) Suy ra: P’ 1 = 1,7075 at i’ 1 = 2706,227.10 3 (J/kg) r’ 1 = 2221,62.10 3 (J/kg) t’ 2 = 61,294 ( o C) P’ 2 = 0,2177 at i’ 2 = 2609,3.10 3 (J/kg) r’ 2 = 2354,1.10 3 (J/kg) Bảng tổng hợp số liệu 1 : Nồi Hơi đốt Hơi thứ x(%) P(at) t( 0 C) I (10 3 J/kg) r (10 3 J/kg) P’ (at) t’ ( 0 C) i’ (10 3 J/kg) r’ (10 3 J/kg) 1 4,132 144,37 8 2745,32 2137,83 2 1,7075 114,63 6 2706,227 2221,62 20,23 2 1,652 113,63 6 2704,56 2224,4 0,2177 61,294 2609,3 2354,1 34 7. Tính tổn thất nhiệt cho từng nồi Trong thiết bị cô đặc xuất hiện sự tổn thất nhiệt độ. Tổng tổn thất này bằng tổn thất nhiệt độ do nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi (∆') do cột áp suất thủy lực (∆'') trong nồi và do trở lực thủy lực (∆''') SV: Lê Thị Châm - 10 - Lớp: CĐĐH-H3K3 [...]... bị cô đặc luôn lớn hơn nhiệt độ sôi của dung dịch ở trên mặt thoáng Thường tính toán ở khoảng giữa ống truyền nhiệt: Ptbi = P0i + (h1 + h2 ).ρ ddsi g , [N/m2] 2 Để thuận tiện cho tính toán ta chuyển sang đơn vị tính atm Lúc đó công thức trên trở thành: Ptbi = P0i + (h1 + h2 1 ).ρ ddsi 4 , [at] 2 10 Poi : Áp suất hơi thứ trên mặt thoáng, [at] Theo bảng số liệu 1: Po1 = 1,7075 at Po2 = 0,2066 at h1: Chiều. .. cấp nhiệt xác định theo công thức 2,33 α 2i = 45,3.Pi '0,5 ∆t2i ϕi (W/m2.độ) (22) ∆t2i -Hiệu số nhiệt giữa thành ống truyền nhiệt và dung dịch (0C) được tính theo công thức: ∆t2i = tT 2i − tdd = ∆ti − ∆t1i − ∆tTi (0C) (23) ∆tTi - Hiệu số nhiệt độ ở 2 bề mặt thành ống truyền nhiệt theo công thức ∆tTi = q1i ∑ r (0C) ∑ r - Tổng nhiệt trở của thành ống truyền nhiệt được tính theo công thức ∑ r = r1 + r2... - 21 - Theo công thức (III-154) Ki = Nồi 1: qtb1 = qtbi (W/m2 độ) ∆ ti (27) q11 + q21 22794,889 + 22419,108 = = 22606,999 (W/m2) 2 2 Thay số vào công thức (27) ta có K1 = 22606,999 = 924,32 24,458 Lượng nhiệt tiêu tốn được tính theo công thức Q1 = Nồi 2 qtb 2 = D.r1 2178,72.2137,832 3 = 10 = 1293815,93 (W/m2) 3600 3600 q12 + q 22 30561,23 + 30968,064 = = 30764,647 (W/m2) 2 2 Thay số vào công thức (27)... đốt vào nồi 1, nồi 2 và ra khỏi nồi 2: - Dung dịch vào nồi 1 có nồng độ x = 14 % Áp dụng công thức I.42, [1-152] (x20%) Ci = Cht.x + 4186(1 – x) ; J/kg.độ Với Cht là nhiệt dung riêng của NH4NO3 khan được xác định theo công thức I.41, [1-152]: m1.Cht = n1C1 + n2C2 + n3C3 Trong đó: m1 : KLPT K2SO4 : m1 =... số A có trị số phụ thuộc vào nhiệt độ màng (tm) theo công thức (II-28) tmi = Trong đó: t h + ti ∆t = ti − 1i (0C) 2 2 ri - Ẩn nhiệt ngưng tra theo nhiệt độ hơi đốt (J/kg ) H – Chiều cao ống truyền nhiệt H = 3(m) Nồi 1: Ta có tm1 = t1 - ∆ t11 3,48 = 144,378= 143,58 (0C) 2 3 Tra hệ số A theo tm1 : Bảng (II-40) Tra bảng ta được A1 = 195,18 Thay số vào công thức (19) ta được hệ số cấp nhiệt : α 11 = 2,04.195,184... nhiệt các nồi bằng nhau Tính theo công thức (III-145) Fi = Qi K i ∆Ti* (m2) Thay số vào công thức (29) ta được: Nồi 1: F1 = Q1 1293815,93 = 55,15 (m2) * = K1.∆T1 924,32.25,38 Nồi 2: F2 = Q2 1426107,25 = 55,15 (m2) * = K 2 ∆T2 791,52.32,67 Vậy F1 = F2 = 55,15 m2 SV: Lê Thị Châm Lớp: CĐĐH-H3K3 - 23 - Sai số δTi ∆Ti * (0C) 24,458 33,593 Qi (29) (%) 3,7% 2,78% PHẦN III TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 1 Thiết bị gia... Sai số giữa Wi tính toán và giả thiết nằm trong giới hạn sai số kỹ thuật cho phép ( . phần dung môi của dung dịch chứa chất tan không bay hơi. ở nhiệt độ sôi; với mục đích: + Làm tăng nồng độ của chất hoà tan trong dung dịch + Tách các chất hoà tan ở dạng rắn(kết tinh) + Tách dung. thất này bằng tổn thất nhiệt độ do nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi (∆') do cột áp suất thủy lực (∆'') trong nồi và do trở lực thủy lực (∆''') SV:. vic un sụi. c im ca quỏ trỡnh ny l dung mụi c tỏch ra khi dung dch dng hi, cht ho tan c gi li trong dung dch, do ú, nng ca dung dch s tng lờn. Khi bay hi, nhit ca dung dch s thp hn nhit sụi,