Thiết kế hệ thống cô đặc một nồi có ống tuần hoàn trung tâm

Đồ Án Môn Học Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc Một Nồi Quá Trình Và Thiết Bị Có Ồng Tuần Hoàn Trung Tâm TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HOÁ HỌC Mục Lục Trang 5 ĐỒ ÁN MÔN HỌC NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Trang 7 QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ HÓA CHẤT ĐỀ TÀI: THIẾT KÉ HỆ THỐNG CÔ ĐẶC MỘT NỒI CÓ ỐNG TUẦN HOÀN TRƯNG TÂM PHẦN 1: Cơ SỞ LÝ THUYẾT .Trang 8 Thành phố Hồ Chí Minh - 4/2009 1.1 Định nghĩa Trang 8 Trang 12 http://www.ebook.edu.vn 1.2 Các phương pháp cô đặc Trang 8 Đồ Án Môn Học Quá Trình Và Thiết Bị Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc Một Nồi Có Ồng Tuần Hoàn Trung Tâm 1.4.3 Phưong trình cân bằng nhiệt luợng Trang 20 1.5 Hệ số cấp nhiệt Trang 21 1.5.1 Hệ số cấp nhiệt di, phía hơi ngung tụ Trang 22 1.5.2 Hệ số cấp nhiệt a2từ bề mặt đốt đến chất lỏng sôi .Trang 22 1.6 Nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp Trang 27 1.7 Be mặt truyền nhiệt Trang 27 2 Thiết kế chính Trang 27 2.1 Buồng đốt của nồi cô đặc Trang 27 2.1.1 Tính số ống truyền nhiệt Trang 27 2.1.2 Đường kính buồng đốt Trang 28 2.1.3 Tính bề dày buồng đốt Trang 29 2.1.4 Tính đáy buồng đốt Trang 31 2.2 Buồng bốc hơi Trang 33 2.2.1 Kích thước của không gian bốc hơi Trang 34 2.2.2 .Thể tích không gian hơi Trang 35 2.2.3 Bề dày thân buồng bốc Trang 36 http://www.ebook.edu.vn Trang 3 2.2.4 Bề dày nắp buồng bốc Đồ Án Môn Học Quá Trình Và Thiết Bị Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc Một Nồi Có Ồng Tuần Hoàn Trung Tâm 3.3 Đuờng kính ống dẫn nuớc vào thiết bị ngùng tụ Trang 48 3.4 Đuờng kính ống tháo nước ra khỏi thiết bị ngưng tụ .Trang 48 3.5 Đường kính ống dẫn hơi thứ vào thiết bị ngưng tụ Trang 48 4 Be dày lớp cách nhiệt Trang 49 4.1 Be dày lớp cách nhiệt ống Trang 49 4.2 Be dày lớp cách nhiệt của ống dẫn hơi đốt Trang 49 4.3 Cách nhiệt cho buồng đốt Trang 50 4.4 Cách nhiệt cho buồng bốc Trang 51 5 Tính vỉ ống .Trang 51 6 Chọn mặt bích Trang 52 7 Chọn tai treo Trang 54 7.1 Tai treo cho thiết bị Trang 54 7.2 Thể tích các bộ phận thiết bị Trang 54 7.2.1 Thể tích thép làm ống truyền nhiệt Trang 4 http://www.ebook.edu.vn Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc Một Nồi Có Ồng Tuần Hoàn Trung Tâm Đồ Án Môn Học Quá Trình Và Thiết Bị Trang 5 http://www.ebook.edu.vn Đồ Án Môn Học Quá Trình Và Thiết Bị Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc Một Nồi Có Ồng Tuần Hoàn Trung Tâm Trong công nghiệp hóa chất và dầu khí vấn đề thiết kế và chế tạo các thiết bị phục vụ cho lĩnh vực công nghiệp hóa học là yêu cầu cần thiết đối với các sinh viên được đào tạo chuyên về khối kỹ thuật hóa học Từ cách chọn lựa vật liệu, đến các quan hệ phụ thuộc giữa các kích thước của các chi tiết thiết bị với tính chất của vật liệu; các phép tính toán công nghệ để kiểm tra độ bền các chi tiết và các phương pháp thiết kế Tất cả đều nhằm mục đích tìm được điều kiện tối ưu và thích họp nhất để tạo ra được sản phẩm có chất lượng cao, có hiệu quả kinh tế trong các quá trình chế biến sản xuất Ngày nay sự phát triển của công nghiệp hóa chất và thực phẩm ngày càng mạnh Vì thế nhu cầu sử dụng các loại họp chất tinh khiết và có nồng độ theo ý muốn là không thể thiếu Như quá trình làm sạch muối ăn trong công nghiệp, quá trình cô đặc đường để tạo độ ngọt thích họp cũng như các quy trình sản xuất xút NaOH, KOH ứng dụng trong ngành công nghiệp mỹ phẩm, tổng họp các họp chất hữu cơ và vô cơ Đe tạo ra được các sản phẩm mong muốn này vấn đề công nghệ là yếu tố then chốt quyết định đến chất lượng sản phẩm Từ khâu nhập nguyên liệu đến hàng loạt các khâu trung gian: cô đặc, kết tinh, sấy, tẩy màu Tất cả đều phải được tính toán một cách chi tiết để hạn chế rủi ro xảy ra trong quá trình vận hành Trang 6 http://www.ebook.edu.vn Đồ Án Môn Học Quá Trình Và Thiết Bị Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc Một Nồi Có Ồng Tuần Hoàn Trung Tâm NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Trang 7 http://www.ebook.edu.vn Đồ Án Môn Học Quá Trình Và Thiết Bị Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc Một Nồi Có Ồng Tuần Hoàn Trung Tâm PHẦN 1: Cơ SỞ LÝ THUYẾT Trang 8 http://www.ebook.edu.vn Đồ Án Môn Học Quá Trình Và Thiết Bị Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc Một Nồi Có Õng Tuần Hoàn Trung Tâm CÔ ĐẶC 1.1 Định nghĩa Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất rắn hòa tan trong dung dịch bằng việc đun sôi Đặc điểm của quá trình này là dung môi đuợc tách ra khỏi dung dịch ở dạng hơi, chất hòa tan được giữ lại trong dung dịch Do đó, nồng độ của dung dịch sẽ tăng lên Khác với quá trình chưng cất, trong quá trình chưng cất các cấu tử trong hỗn họp cùng bay hơi chỉ khác nhau về nồng độ trong hỗn họp 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 đun nóng một thiết bị ngoài hệ thống cô đặc thì ta gọi hơi đó là hơi phụ Truyền nhiệt trong quá trình cô đặc có thể trực tiếp hoặc gián tiếp, khi truyền nhiệt trực tiếp thường dùng khói lò cho tiếp xúc với dung dịch, còn truyền nhiệt gián tiếp thường dùng hơi nước bão hòa để đốt nóng Trong công nghệ hóa chất và thực phẩm, cô đặc đóng một vai trò hết sức quan trọng Nó được ứng dụng với mục đích: Trang 9 http://www.ebook.edu.vn Đồ Án Môn Học Quá Trình Và Thiết Bị Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc Một Nồi Có ồng Tuần Hoàn Trung Tâm yêu cầu, hoặc cho vào liên tục trong quá trình bốc hoi để giữ mức dung dịch không đổi đến khi nồng độ dung dịch trong thiết bị đã đạt yêu cầu sẽ lấy ra một lần sau đó lại cho dung dịch mới để tiếp tục cô đặc Khi cô đặc liên tục trong hệ thống một nồi hoặc nhiều nồi dung dịch và hoi đốt cho vào liên tục, sản phẩm cũng đuợc lấy ra liên tục Quá trình cô đặc có thể thực hiện ở các áp suất khác nhau tùy theo yêu cầu kỹ thuật, khi làm việc ở áp suất thuờng (áp suất khí quyển) thì có thể dùng thiết bị hở; còn làm việc ở các áp suất khác thì dùng thiết bị kín cô đặc trong chân không (áp suất thấp) vì có ưu điểm là: khi áp suất giảm thì nhiệt độ sôi của dung dịch cũng giảm, do đó hiệu số nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch tăng, nghĩa là có thể giảm được bề mặt truyền nhiệt Trang 10 http://www.ebook.edu.vn Đồ Án Môn Học Quá Trình Và Thiết Bị Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc Một Nồi Có ồng Tuần Hoàn Trung Tâm trong ống, hơi đốt ( hơi nước bão hòa ) đi vào khoảng trống phía ngoài ống Phía trên phòng đốt là phòng tách hơi thứ khỏi hỗn hợp hơi - lỏng còn gọi là buồng bốc Trong buồng bốc có bộ phận tách bọt dùng để tách những giọt lỏng do hơi thứ mang theo Dung dịch được đưa vào đáy phòng bốc hơi, chảy vào trong các ống truyền nhiệt và ống tuần hoàn trung tâm, hơi đốt được đưa vào phòng đốt Dung dịch được đun sôi, tạo thành hỗn họp lỏng và hơi trong ống truyền nhiệt, khối lượng riêng của dung dịch giảm và chuyển động từ dưới lên miệng ống Trong ống tuần hoàn, thể tích dung dịch theo một đơn vị bề mặt truyền nhiệt lớn hơn so với ống truyền nhiệt do đó lượng hơi tạo ra ít hơn vì vậy khối lượng riêng của hỗn hợp hơi lỏng ở đây lớn hơn trong ống truyền nhiệt Do đó chất lỏng sẽ di chuyển từ trên xuống dưới rồi đi vào ống truyền nhiệt lên trên và trở lại ống tuần hoàn tạo lên dòng tuần hoàn tự nhiên Trang 11 http://www.ebook.edu.vn ... Học Học Đồ Q Trình Và Thiết Bị Bị Quá Trình Và Thiết Thiết Kế Kế Hệ Hệ Thống Thống Cô Cô Đặc Đặc Một Một Nồi Nồi Thiết Có Ơng Tuần Hồn Trung Tâm Có Ống ỐngTuần Hoàn Trung Tâm - đại lượng bổ sung... Môn HọcHọc Môn QuáQuá Trình Và Thiết Bị Bị Trình Và Thiết Thiết K? ?Kế H? ?Hệ Thống C? ?Cô Đặc? ?ặc Một NồiNồi Thiết Thống Một C? ?Có Ơng Tuần Hồn Trung Tâm Ồng Tuần Hồn Trung Tâm V- thể tích riêng, m3/Kg... Thiết Bị Thiết Kế Hệ Thống Cơ Đặc Một Nồi Có Ồng Tuần Hồn Trung Tâm hình 1: sơ đồ cơng nghệ hệ thống đặc nồi có ống tuần hồn trung tâm thùng chứa dung dịch; buồng đốt; thiết bị cô đặc; 4 .Thiết bị