cấu tạo, nguyên tắc làm việc, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các thiết bị cô đặc

Từ khóa (*) cấu tạo nguyên lý làm việc của máy biến áp×cấu tạo nguyên lý làm việc của transistor×cấu tạo nguyên lý làm việc của máy phát điện×cấu tạo nguyên lý làm việc máy biến áp×cấu tạo nguyên lý làm việc của thyristor×cấu tạo nguyên lý làm việc của tụ điện× cấu tạo nguyên lý làm việc của triaccấu tạo nguyên lý làm việc của bếp điệncấu tạo nguyên lý làm việc của nồi cơm điệncấu tạo nguyên lý làm việc máy phát điện

Cấu tạo, nguyên tắc làm việc, ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng

của các loại thiết bị cô đặc.

Giảng viên hướng dẫn:

SVTH:

GỒM CÓ 5 LOẠI THIẾT BỊ CÔ ĐẶC CHỦ YẾU SAU:

I- Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn ở tâm

II- Thiết bị cô đặc phòng đốt treo

III- Thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài

IV- Thiết bị cô đặc cưỡng bức

V- Thiết bị cô đặc loại màng

VI- Thiết bị cô đặc có vành dẫn chất lỏng

VII- Thiết bị cô đặc loại rôto

1- Cấu tạo

1- Phòng đốt 2- Ống truyền nhiệt 3- Ống tuần hoàn 4- Phòng bốc hơi 5- Phòng bốc hơi

I- Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn ở tâm

2- Nguyên tắc làm việc

- Đầu tiên dung dịch sẽ được cho vào các ống

truyền nhiệt và ống tuần hoàn qua van, sau đó mở

van hơi cho hơi vào Phải để dung dịch phủ kín

toàn bộ các ống mới được mở van hơi Nhằm

tránh hiện tượng cháy nổ

- Tại phòng đốt này, dung dịch trong các ống sẽ

được truyền nhiệt từ hơi đốt ở bên ngoài Trong

ống truyền nhiệt dung dich sẽ sôi lên và trở thành

hỗn hợp hơi-lỏng Hỗn hợp này nóng nên khối

lượng riêng giảm đi và bị đẩy từ dưới lên miệng

ống Còn trong ống tuần hoàn, thể tích dung dịch

theo một đơn vị bề mặt truyền nhiệt lớn hơn ống

truyền nhiệt do đó lượng hơi tạo ra ít hơn, dẫn đến

khối lượng của hỗn hợp hơi-lỏng lớn hơn và sẽ bị

đẩy xuống dưới

I- Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn ở tâm

2- Nguyên tắc làm việc

Kết quả là trong thiết bị có chuyển động tuần

hoàn tự nhiên từ dưới lên trong ống truyền nhiệt

và từ trên xuống trong ống tuần hoàn

- Phía trên phòng đốt là phòng bốc hơi Ở đây, hơi

thứ sẽ mang theo những cấu tử Vì thế, có bộ phận

tách bọt nhằm thu hồi lại những cấu tử

- Trong quá trình truyền nhiệt, dung dịch được cô

đặc sẽ thoát ra qua cửa II , nước ngưng tụ sẽ thoát

ra qua cửa IV Còn hơi thứ sau khi được loại cấu

tử sẽ thoát ra qua cửa V

I- Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn ở tâm

3- Đặc điểm, ưu nhược điểm

 Đăc điểm: Vận tốc tuần hoàn của loại thiết bị

này thường không quá 1,5m/s Khi năng suất

thiết bị quá lớn ta có thể thay ống tuần hoàn

bằng vài ống có đường kính nhỏ hơn

 Ưu điểm: Thiết bị cô đăc có ống tuần hoàn ở

tâm có ưu điểm là cấu tạo đơn giản, dể sửa

chữa và làm sạch

 Nhược điểm: Vận tốc tuần hoàn chậm, và có

thể bị giảm do ống tuần hoàn bị nóng lên

I- Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn ở tâm

4- Phạm vi áp dụng

Áp dụng với lượng sản phẩm ít, năng suất

không quá lớn

- Đầu tiên dung dịch sẽ được cho vào ống

truyền nhiệt (3), cho hơi đốt vào phòng đốt

(2) qua ống dẫn hơi đốt (4)

- Tại phòng đốt này, dung dịch trong các ống

truyền nhiệt (3) được truyền nhiệt, dung dịch

sẽ sôi lên và trở thành hỗn hợp hơi – lỏng

Hỗn hợp này nóng nên khối lượng riêng giảm

đi và bị đẩy từ dưới lên miệng ống

3- Đặc điểm, ưu nhược điểm

 Đăc điểm: Phòng đốt 2 đặt ở giữa thiết bị,

khoảng trống vành khăn ở giữa phòng đốt

và vỏ đóng vai trò ống tuần hoàn

 Ưu điểm: Phòng đốt có thể lấy ra ngoài

khi cần sữa chữa hoặc làm sạch Vận tốc

tuần hoàn lớn hơn vì vỏ ngoài không bị đốt

- Dung dịch đi vào phòng đốt 1 được đun sôi

tạo thành hỗn hợp lỏng – hơi đi qua ống 5

vào phòng bốc hơi, ở đây hơi thứ được tách

ra đi lên phía trên, dung dịch còn lại đi về

phòng đốt 1 theo ống tuần hoàn 3

1- Thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài kiểu đứng

1.3- Đặc điểm, ưu nhược điểm

III- Thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài

1- Thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài kiểu đứng

 Đăc điểm: Các ống truyền nhiệt có thể

làm dài (đến 7m) nên cường độ tuần

hoàn lớn, do đó cường độ hơi lớn

 Ưu điểm: Có thể ghép một vài phòng

đốt vào một buồng bốc hơi để làm việc

thay thế khi cần làm sạch và sửa chữa

đảm bảo quá trình làm việc liên tục

 Nhược điểm: Thiết bị có cấu tạo phức

tạp và kích thước lớn

1.4- Phạm vi áp dụng

Áp dụng khi yêu cầu năng suất cao,

dùng cho các loại dung dịch có độ nhớt

khác nhau

- Dung dịch đi vào phòng

đốt 1 được đun sôi tạo

thành hỗn hợp lỏng – hơi đi

qua phòng bốc hơi, ở đây

hơi thứ được tách ra đi lên

phía trên

2- Thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài kiểu nằm ngang 2.1- Cấu tạo

2.3- Đặc điểm, ưu nhược điểm

III- Thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài

2- Thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài kiểu nằm ngang

 Đăc điểm: Phòng đốt là thiết bị truyền nhiệt ống chữ U Dung dịch

ở nhánh dưới của ống truyền nhiệt chuyển động từ trái qua phải, còn ở nhánh trên từ phải qua trái

 Ưu điểm: Phòng đốt được đặt trên một chiếc xe nhỏ và dễ dàng

tách ra khỏi phòng bốc hơi để làm sạch và sửa chữa Loại này có cường độ dung dịch lớn, dễ dàng tháo phòng đốt để sửa chữa và làm sạch

 Nhược điểm: Thiết bị có cấu tạo

phức tạp và kích thước lớn

1.4- Phạm vi áp dụng

Áp dụng khi yêu cầu năng

suất cao, dùng cho các loại

dung dịch có độ nhớt khác

nhau

- Dung dịch đưa vào phòng đốt 1

bằng bơm tuần hoàn, dung dịch đặc

đi ra ở phần dưới của phòng bốc

hơi, còn phần chính chảy về ống 3

do bơm tuần hoàn hút và trộn lẫn

với dung dịch đầu đi vào phòng

đốt

1- Cấu tạo

IV- Thiết bị cô đặc cưỡng bức

 Đăc điểm: Vận tốc dung dịch trong ống truyền nhiệt bằng1,5 đến

3,5m/s, do đó hệ số cấp nhiệt lớn hơn trong tuần hoàn tự nhiên tới 3 đến 4 lần và có thể làm việc được ở điều kiện hiệu số nhiệt độ có ích nhỏ (3-50C) vì cường độ tuần hoàn không phụ thuộc vào hiệu số nhiệt

độ mà phụ thuộc vào năng suất của bơm

3- Đặc điểm, ưu nhược điểm

 Ưu điểm: Hiệu suất cao, không phụ thuộc vào hiệu số nhiệt độ Thiết

bị này tránh được hiện tượng bám cặn trên bề mặt truyền nhiệt và có thể cô đặc những dung dịch có độ nhớt lớn mà tuần hoàn tự nhiên khó thực hiện

 Nhược điểm: Tốn năng lượng để bơm, kết cấu phức tạp.

4- Phạm vi áp dụng

• Được ứng dụng khi cường độ bay hơi lớn

• Có thể thực hiện ở những thiết bị khác nhau như: Phòng đốt ngoài, phòng đốt treo

- Dung dịch chuyển động dọc theo bề mặt

truyền nhiệt ở dạng màng mỏng từ dưới lên

trên Phòng đốt 1 là một thiết bị truyền nhiệt

ống chùm dài 6-9m, hơi đốt đi vào phía ngoài

ống, dung dịch vào đáy thiết bị chứa 1/4 -1/5

chiều cao ống truyền nhiệt Khi sôi, hơi thứ

chiếm hầu hết tiết diện của ống đi từ dưới lên

với vận tốc rất lớn kéo theo màng chất lỏng ở

1- Cấu tạo

bề mặt ống cùng đi lên, khi màng chất lỏng đi từ dưới lên tiếp tục bay hơi, nồng độ dung dịch tăng lên dần đến miệng ống là đạt nồng độ cần thiết.

V- Thiết bị cô đặc loại màng

 Đăc điểm: Có hệ số truyền nhiệt lớn khi mức chất lỏng thích hợp,

lượng chất lỏng thích hợp được xác định bằng thực nghiệm Nếu mức chất lỏng quá cao hệ số truyền nhiệt sẽ giảm, ngược lại nếu mức chất lỏng quá thấp, bề mặt truyền nhiệt của ống ở phía trên sẽ bị khô, khi

đó quá trình cấp nhiệt phía trong ống là quá trình cấp nhiệt từ thành ống tới hơi

3- Đặc điểm, ưu nhược điểm

 Ưu điểm: Áp suất thuỷ tĩnh nhỏ, do đó tổn thất thuỷ tĩnh bé.

 Nhược điểm: Khó làm sạch vì ống dài, khó điều chỉnh khi áp suất

hơi đốt và mức dung dịch thay đổi, không thích hợp đối với dung dịch nhớt và dung dịch kết tinh

4- Phạm vi áp dụng

Áp dụng đối với loại chất lỏng thích hợp được xác định bằng thực nghiệm

- Hỗn hợp hơi lỏng đi từ phòng sôi đi lên phòng

bốc hơi 5, hơi thứ đi lên phía trên ra ngoài; dung

dịch còn lại đi xuống phòng đốt qua ống tuần

hoàn 4; phần kết tinh lắng xuống đáy 6 Phòng

đốt có nhiệm vụ đun nóng dung dịch rồi đi vào

tấm ngăn áp suất thuỷ tĩnh giảm dung dịch sôi

VI- Thiết bị cô đặc có vành dẫn chất lỏng

 Đăc điểm: Thiết bị gồm phòng đốt 1, phía trên phòng đốt là phòng

sôi 2 cao gần 3m, phân trên phòng sôi đặt những tâm ngăn hình tròn đồng tâm tạo thành những khe hình vành khăn Tác dụng của tấm ngăn làm cho quá trình sôi ổn định không cản trở sự tuần hoàn ở khu vực sôi Thiết bị có vận tốc tuần hoàn lớn (đến 3m/s)

3- Đặc điểm, ưu nhược điểm

 Ưu điểm: Ống truyền nhiệt ít bị bám cặn, thích hợp với các dung

- Dung dịch đầu đưa vào ở phần trên thiết

bị do cánh quay, dưới tác dụng của lực ly

tâm làm văng chất lỏng ra thành thiết bị

và chuyển động xoáy Màng mỏng tiếp

xúc với thiết bị được đun nóng bởi bao

hơi 2; Hơi thứ bay ra được đưa lên phía

trên rồi ra ngoài Sản phẩm được tháo ra

từ đáy thiết bị.

VII- Thiết bị cô đặc loại rô to

 Đăc điểm: Thân thiết bị có 1 bao hơi 2 và rô to quay 3, các cánh 4

lắp vào trục thẳng đứng

3- Đặc điểm, ưu nhược điểm

 Ưu điểm: Cường độ truyền nhiệt lớn, dung dịch bị hơi thứ kéo theo

nhỏ Dùng để cô đặc loại dung dịch dạng keo, đặc sệt

 Nhược điểm: Cấu tạo và gia công phức tạp, giá thành cao do cần bộ

phận chuyển động quay

4- Phạm vi áp dụng

• Dùng để cô đặc dung dịch không bền nhiệt hoặc dung dịch có độ nhớt cao, dung dịch dạng keo, đặc sệt

The End!

Cảm ơn sự quan tâm

theo dõi của cô và các bạn!