Thiết kế tính toán hệ thống ống dẫn, máy bơm, máy lọc Lọc dung dịch muối cô đặc 20% hòa tan từ muối qua kết tinh lần 1, suất 500kg/h trước kết tinh. Khối lượng riêng dd NaCl 20%: d=1148kg/m3 Khối lượng dd NaCl cần bơm: m= 500: 20% = 2500 (kg/h) dd NaCl 20% Xét thời gian tính toán giờ: Năng suất bơm lý thuyết: Q1= =2,18 (m3/h) Biết lưu lượng V=2,18 m3/h = 6,055.10-4 m3/s MÁY BƠM Dựa vào suất, công suất bơm, theo bảng II.42 bơm pittong nằm ngang – sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất tập 1. Ta chọn bơm: Loại bơm ∏H∏ -4 chất lỏng cần bơm Nước ngọt, nước muối, sản phẩm dầu mỏ co nhiệt độ 10000 Chế độ chảy rối ống thành trơn thủy lực Công thức tính hệ số ma sát hd = λ Tổn thất ma sát λ = ==0,029 L V2 . d 2g Trong L : Chiều dài ống (m)(L= 4m) d : Đường kính ống λ : hệ số ma sát = 0,034 m Tổn thất cục Trong : v vận tốc chất lỏng ống hút m/s g gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2 ϕ hệ số tổn thất cục Diện tích bể chứa lớn diện tích ông dẫn ta có ϕ =0,5 =6.10-3 m Vậy tổng trở lực ống hút H= Hd + Hc =0,034 + 0,006 =0,04 m 2. Quá trình đẩy Vận tốc đẩy vd = = =0,753 Chuẩn số Reynoylds : Re = v.d .ρ µ = =17732,18 >10000 Chế độ chảy rối ống thành trơn thủy lực Công thức tính hệ số ma sát hd = λ Tổn thất ma sát λ = = =0,027 L V2 . d 2g Dường ống đẩy dài 8m (L=8m) =0,195 m Tổn thất động ống Hệ số tổn thất tra bảng ϕcđ ϕ van + 3.ϕco = =2,5 +3.1,1 = 5,8 Hcđ = = = 0,17 m Tổng tổn thất ống đẩy: H = Hd + Hcđ = 0,195 + 0,17 =0,365 m Sử dụng phương trình Bernoully, ta có: z1 + p1 α1v1 + γ 2g +Hb = z2 + p2 α 2v2 + + ∑ h(1 − 2) γ 2g Đặc ống nằm ngang nên Hb = z2 + Hb =4 + p p2 + ∑ h(1 − 2) − γ γ Vậy suất N= = = 2,7 kW Máy lọc ly tâm Do phải lọc nước biển với lưu lương khoảng 2,18 m3/h cặn lơ lững đường kính khoảng 0,4 đến 0,1mm. Tra sổ tay trình va thiết bị công nghệ hóa chất, bảng III.28 Máy ly tâm làm việc gián đoạn. Loại treo, truyền động phía trên. Loại ΠH-1000 Đường kính roto 1000mm Dung tích, lit Trọng tải giới hạn, kg Số vòng quay, vg/phút Yếu tố phân ly lớn Công suất động điện, kW 300 450 1450 1180 40 Chọn vách ngăn lọc sợi kim loại có đường kính lổ mau quản khoảng 0,05mm Với hệ thống máy ly tâm trên, ta cần diện tích bề mặt lọc F= 5m2 Như chiều cao L thùng lọc xác định sau F = 2r.L Trong đó: r (m) khoảng cách từ tâm roto bề mặt lọc (r =0,506m) để roto quay tạo dung tích khoảng 300lit L = = =1,421 m Vậy bán kính thùng quay xác định R = 0,86 m Tốc độ lọc yêu cầu: C = = =1,21.10-4 (m3/m2s) Thời gian lọc tinh sơ = = Thể tích nước đơn vị diện tích lọc (m2) V= = 436 (l/m2) Theo thí nghiệm Tiller, ta ước tính thời gian lọc = 120 phút Thời gian rữa bả lọc = 20 phút, rữa bả phương pháp phun nước rữa ngược. 3. Kiểm tra bả lọc Theo bảng III.27. Chế độ làm việc máy ly tâm Sản phẩm Kích thước hạt, mm Nhiệt độ Nồng độ Năng suất o làm việc, C huyền phù, tính toán % sản phẩm theo sản phẩm Muối ăn 0,4 80-90 50 Chọn độ cuối vào khoảng 2% Độ ẩm cuối % 1,5-2 Lượng nước lại bả V1 = =0,0436 m3 Nồng độ huyền phù tạp chất nước biển thường chiếm khoảng 3-5% Thể tích bả lọc theo nước trong: x = 2,18. 5% = 0,109 m2 4. Tính toán suất lọc máy lọc ly tâm Năng suât lọc xác định theo công thức (V + V1)2= ( 1) Trong V: suất lọc tính theo m3 khoảng thời gian lọc V1 =0,0436 m3: thể tích nước tương ứng bả tạo thành m3 Poz: áp suất tác dụng lên thùng Poz = = =1,6.10-3 kp/m2 Mà = = = 151,8 độ Foz : bề mặt thùng chứa m2 Foz = 2RL = 2. 0,86.1,421 =7,678 m2 : tổng thời gian lọc + mở máy + rữa bã µ: độ nhớt dung dich NaCl 20% µ= 1,56. 10-3 s/m2 = 3.108 (1/m2): trở lực bả lọc chịu nén x = 0,109 m2 : thể tích bả lọc theo 1m3 nước trong, m3 Vậy (V + V1)2 = = 1,17.10-2 (m3) V + V1 = = 0,10816 m3 V = 0,108 – 0,00436 = 0,06456 m3 Năng suất máy lọc ly tâm theo thời gian xác định theo công thức: Vh = = = 0,028 m3/h . thống ống dẫn, máy bơm, máy lọc Lọc dung dịch muối cô đặc 20% hòa tan từ muối đã qua kết tinh lần 1, năng suất 500kg/h trước khi kết tinh. Khối lượng riêng dd NaCl 20% : d=1148kg/m 3 Khối lượng. 4. Tính toán năng suất lọc của máy lọc ly tâm Năng suât lọc xác định theo công thức (V + V 1 ) 2 = ( 1) Trong đó V: năng suất lọc tính theo m 3 trong khoảng thời gian lọc V 1 =0,0436 m 3 :. nghiệm của Tiller, ta ước tính thời gian lọc = 120 phút Thời gian rữa bả lọc là = 20 phút, rữa bả bằng phương pháp phun nước rữa ngược. 3. Kiểm tra bả lọc Theo bảng III.27. Chế độ làm việc của