THIẾT kế hệ THỐNG cô đặc một nồi GIÁN đoạn LOẠI PHÒNG đốt TREO DÙNG để cô đặc MgSO4 từ NỒNG độ 5% đến 15%

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU KHOA HOÁ HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÔ ĐẶC MỘT NỒI GIÁN ĐOẠN LOẠI PHÒNG ĐỐT TREO DÙNG ĐỂ CÔ ĐẶC MgSO4 TỪ NỒNG ĐỘ 5% ĐẾN 15% GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn SVTH: Đỗ Thanh Tâm Phạm Tâm Nguyễn Chí Tâm Lớp: DH11H1  Vũng Tàu, tháng năm 2014 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU KHOA HOÁ HỌC VÀ CNTP Độc lập – Tự – Hạnh phúc  NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC Họ tên SV Giới tính Nơi sinh - Đỗ Thanh Tâm Nam Đồng Tháp - Phạm Tâm Nam Sóc Trăng - Nguyễn Chí Tâm Nam Đồng Tháp Khoa: Hoá học Công nghệ Thực Phẩm Tên đề tài: Thiết kế hệ thống cô đặc nồi gián đoạn loại phòng đốt treo dùng để cô đặc MgSO4 từ nồng độ đầu 5% đến 15%, suất 1200/mẻ Nhiệm vụ đồ án - Giới thiệu công nghệ - Căng vật chất, lượng - Tính toán thiết kế nồi cô đặc: - - + Đường kính, chiều cao nồi + Tai treo, đáy, nắp + Các đường ống dẫn, cửa Tính toán thiết bị truyền nhiệt: + Ống dẫn đốt + Ống trao đổi nhiệt Thiết bị phụ: - + Thiết bị ngưng tụ Baromet + Bơm Kết luận Ngày giao đề tài: 20/03/2014 Ngày hoàn thành: 08/05/2014 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Th.s Nguyễn Văn Toàn Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 08 tháng 05 năm 2013 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN  Qua gần ba tháng thực đồ án với nổ lực nhóm,chúng nhận giúp đỡ quý báu quý thầy cô bạn bè Nhân đây, xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Th.s Nguyễn Văn Toàn, người mà trực tiếp hướng dẫn thực đồ án Chúng xin bày tỏ lòng cảm ơn đến quý thầy cô giảng dạy truyền thụ kiến thức quý báu để cỏ thể thực tốt đồ án LỜI MỞI ĐẦU  Ngày nay, công nghiệp sản xuất hóa chất ngành công nghiệp quan trọng ảnh hưởng đến nhiều ngành khác Một sản phẩm quan tâm sản xuất nhiều MgSO4 khả sử dụng rộng rãi Trong quy trình sản xuất MgSO4, trình cô đặc thường sử dụng để thu dung dịch MgSO4 có nồng độ cao, thỏa mãn nhu cầu sử dụng tiết kiệm chi phí vận chuyển, tồn trữ Đồ án môn học Quá trình & Thiết bị môn học mang tính tổng hợp trình học tập kỹ sư Công nghệ Hóa học tương lai Môn học giúp sinh viên tính toán cụ thể: quy trình công nghệ, kết cấu, giá thành thiết bị sản xuất hóa chất – thực phẩm Đây lần sinh viên vận dụng kiến thức đại học để giải vấn đề kỹ thuật thực tế cách tổng hợp Nhiêm vụ cụ thể đồ án môn học thiết kế hệ thống cô đặc nồi gián đoạn loại phòng đốt treo dùng để cô đặc MgSO4 từ nồng độ 5% đến nồng độ 15%, suất 1200kg/mẻ ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương 1: Thiết kế sơ đố công nghệ CHƯƠNG THIẾT KẾ SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ  I SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương 1: Thiết kế sơ đố công nghệ II THIẾT MINH SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ Khởi động bơm chân không đen áp suât Pck = 0,5at Sau bơm dung dịch ban đầu có nồng độ 5% bể chứa nguyên liệu vào nồi cô đặc bơm ly tâm Quá trình nhập liệu diễn vòng 15 phút đến nhập đủ 3600kg ngừng Khi nhập liệu đủ 3600kg bắt đầu cấp đốt (là nước bão hòa áp suất3at) vào buồng đốt để gia nhiệt dung dịch.Buồng đốt gồm nhiều ống nhỏ truyền nhiệt, đốt Dung dịch chảy ốngđược gia nhiệt bời đốt ống Dung dịch ống sôi tuần hoàn qua thành ống có đường kinh lớn ông truyên nhiệt nên dung dịch thành ống sôi ống truyền nhiệt, khối lượng riêng dung dịch thành ống lớn khối lượng riêng dung dịch ống truyền nhiệt Vì tạo áp lực đẩy dung dịch từ thành ống sang ông truyền nhiệt Dung môi nước bốc thoát qua ống dẫn thứ sau qua buồng bốc thiết bị tách giọt Hơi thứ dẫn qua thiết bị ngưng tụ baromet ngưng tụ nước lạnh, sau ngưng tụ thành lòng chảy bồn chứa Phần không ngưng dẫn qua thiết bị tách giọt để khí không ngưng bơm chân không hút Hơi đốt ngưng tụ chảy qua cửa tháo nước ngưng, qua bẫy xả Quá trình tiếp tục đến đạt nồng độ 15% (sau thời gian cô đặc tính: 150phút) ngừng cấp Mở van thông áp, sau tháo sản phẩm cách mở van tháo liệu III CÁC THIÉT BỊ ĐƯỢC LỰA CHỌN TRONG QUY TRÌNH CỘNG NGHỆ III.1 Bơm - Bơm sử dụng quy trình công nghệ gồm: bơm ly tâm bơm chân không - Bơm ly tâm cấu tạo gồm vỏ bơm, bánh guồng đỏ cỏ cánh hướng dòng Bánh guồng gắn trục truyền động, ống hút ống đẩy - Bơm ly tâm dùng để bơm dung dịch MgSO từ bể chứa nguyên liệu vào nồi cô đặc GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị - Chương 1: Thiết kế sơ đố công nghệ Bơm chân không dùng đề tạo độ chân không hệ thống bắt đầu làm việc III.2 Thiết bị cô đặc Đây thiết bị quy mô cồng nghệ Thiết bị gồm đáy, nắp, buồng bốc buồng đốt Bên buồng đốt gồm nhiều ống truyền nhiệt nhỏ ống dẫn đốt có đường kính lớn Tác dụng buồng đốt để gia nhiệt dung dịch, buồng bốc để tách hỗn hợp lỏng thành giọt lỏng rơi trở lại, dẫn qua ống dẫn thứ Ống tuần hoàn sư dụng tạo dòng chảy tuần hoàn thiết bị III.3 Thiết bị ngưng tụ Thiết bị ngưng tụ sử dụng quy trình công nghệ loại thiết bị ngưng tụ trực tiếp(thiết bị ngưng tụ baromet) Chất làm lạnh nước đưa vào ngăn thiết bị Thiết bị thường làm việc áp suất chân không nên phải đặt độ cao cần thiết để nước ngưng tự chảy khí mà không cần máy bơm III.4 Thiết bị tách lỏng Thiết bị tách lỏng đặt sau thiết bị baromet nhằm để tách cấu tử bay sót lại, chưa kịp ngưng tụ, không cho chúng vào bơm chân không III.5 Các thiết bị phụ trợ khác - Bẩy - Các loại van - Thiết bị làm lạnh không khí - Nhiệt kế, áp kế - Các loại bể chứa GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 10 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Vthep (1) = Chương 4: Tính toán khí thiết bị π π Dng2 ( bich ) − Dng2 ( bb ) ) H bich = ( 1,342 − 1, 22 ) 0, 025 = 0, 007 m3 ( => Tổng thể thép làm thiết bị không kể ống truyền nhiệt: V = 0,34m3 = > Khối lượng thép làm thiết bị không kể ống truyền nhiệt: m1 = 0,34.7900 = 2686kg - Khối lượng thép làm thiết bị: m2 = 2686 + 7900.0,04 = 3002kg - Khối lượng dịch lớn là: 7200kg - Tổng tải trọng thiết bị: M = 7200 + 3002 = 10202kg VIII.2 Tai treo - Dùng tai treo - Tải trọng tay treo: m= 10202 = 2550,5 N Tra bảng XIII.36, trang 438, tài liệu [2] ta được: - Tải trọng cho phép: 40.104N - Bề mặt đỡ là: - Tải trọng cho phép bề mặt đỡ: - Các kích thước: F = 297.10-4m2 q = 1,34.10-6N/m2 L = 190mm S = 10mm B = 160mm l = 80mm B1 = 170mm a = 25mm H = 280mm d = 30mm Khối lượng 7,35kg, vật liệu thép CT3 IX CÁC ĐƯỜNG ỐNG DẪN VÀ CỬA IX.1 Ống cửa nhập liệu - Thời gian nhập liệu: - Lưu lượng nhập liệu: Vnl = GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 3,450 = 3,83 10 −3 900 m3/s 38 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương 4: Tính toán khí thiết bị - Chọn vận tốc dung dịch ống: (trang 74, tài liệu [2]) - Vậy đường kính ống nhập liệu: - Chọn ống thép tiêu chuẩn theo bảng XIII.33, tài liệu [2]: • Đường kính trong: 60mm • Bề dày: 4mm • Chiều dài ống: 100mm IX.2 Ống cửa tháo liệu - Thời gian tháo liệu: - Lưu lượng tháo liệu: - Chọn vận tốc dung dịch ống:(trang 74, tài liệu [2]) - Đường kính ống tháo liệu: - Chọn ống tháo liệu: • Đường kính trong: 40mm • Bề dày: 3,5mm • Chiều dài: 100mm IX.3 Ống dẫn thứ - Thời gian cô đặc (lấy giai đoạn đầu): - Lượng thứ giao đoạn đầu: W = 1350kg - Vậy lưu lượng hơi: - Chọn vận tốc ống: => Đường kính dẫn ống thứ: Chọn: - Bề dày: - Chiều dài: GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 39 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương 4: Tính toán khí thiết bị IX.4 Ống dẫn đốt - Thời gian cô đặc gia nhiệt: - Lượng đốt: - Khối lượng riêng đốt 3at: ⇒ lưu lượng đốt: Chọn vận tốc đốt: ⇒ đường kính dẫn ống đốt: • Chọn • Bề dày S = 4,5mm • Chiều dài: l = 150mm IX.5 Ống dẫn nước ngưng - Lượng nước ngưng: - Thời gian ngưng: - Khối lượng riêng nước ngưng oC: - Lưu lượng nước ngưng: - Chọn vận tốc nước ngưng chảy ống: - Đường kính dẫn ống nước ngưng: • Chọn • Chiều dài: l = 90mm • Bề dày: S = 3,5mm Bảng 4.1.Tóm tắt đường ống dẫn cửa Ống Đường kính trong, mm Bề dày, mm Chiều dài, mm Nhập liệu 60 100 Tháo liệu 40 3,5 100 Hơi thứ 250 10 100 GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 40 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương 4: Tính toán khí thiết bị Hơi đốt 150 4,5 150 Nước ngưng 20 3,5 90 GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 41 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương 5: Các chi tiết thiết bị phụ CHƯƠNG CÁC CHI TIẾT THIẾT BỊ PHỤ  I THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMET I.1 Chi phí nước để ngưng tụ Công thức 4.39, trang 188, tài liệu [4] Trong đó: • : lượng nước cần cung cấp, kg • W: lượng nước cần ngưng, kg • i: Entanpi thứ áp suất ngưng tụ at, J/kg • J/kg (bảng I.251,trang 314, tài liệu [1]) • : Nhiệt dung riêng trung bình nước, J/kg.độ • 4178J/kg.độ • : nhiệt độ vào nước, o o o o C C ⇒ I.2 Lượng không khí bơm hút từ thiết bị ngưng tụ Theo công thức 4.40, trang 188, tài liệu [4] Trong đó: • W: lượng thứ cần ngưng, kg • Gn: lượng nước cần cho ngưng tụ, kg • Gkk: lượng không khí cần hút, kg ⇒ - Thể tích không khí cần hút (công thức VI.49, trang 84, tài liệu [2]): Với: GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 42 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương 5: Các chi tiết thiết bị phụ • tkk: nhiệt độ không khí • Thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại khô (công thức VI.50, trang 84, tài liệu [2]): p: áp suất hỗn hợp thiết bị ngưng tụ, N/m2 p = 0,5at = 49050N/m2 ph: áp suất riêng phần nước hỗn hợp, lấy áp suất bão hòa tkk ph = 0,0503at = 4934,43N/m2 - Vậy thể tích không khí cần hút: - Thể tích không khí cần hút 0và 760mmHg: I.3 Đường kính thiết bị ngưng tụ Theo công thức VI.52, trang 84, tài liệu [2] Với: W: lưu lượng ngưng, kg/s • : khối lượng riêng áp suất 0,3 at • = 0,3027kg/s (trang 314 Tài liệu [1]) • : tốc độ hơi, m/s • Chọn = 20m/s • : đường kính thiết bị ngưng tụ:  Chọn đường kính thiết bị ngưng tụ 300mm I.4 Kích thước ngăn Tấm ngăn dạng hình viên phân - Chiều rộng ngăn b: - Trên ngăn đục nhiều lỗ nhỏ GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 43 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị - Nước làm nguội nước - Lấy đường kính lỗ: dlỗ = 2mm - Tổng diện tích lỗ cặp ngăn: Chương 5: Các chi tiết thiết bị phụ (công thức VI.54, trang 85, tài liệu [2]) Gn: lưu lượng nước, m/s : tốc độ tia nước, m/s  Chọn chiều cao gờ ngăn 40mm nên = 0,62m/s ⇒ Với: - Số lỗ n: - Chọn chiều dày ngăn: 4mm - Các lỗ xếp theo hình lục giác - Bước lỗ: tỉ số tổng diện tích tiết diện lỗ vối diện tích tiết diện thiết bị ngưng tụ  Vậy bước lỗ: I.5 Chiều cao thiết bị ngưng tụ - Mức độ đun nóng nước (công thức VI.56, trang 85, tài liệu [2]) Tra bảng VI.7, trang 86, tài liệu [2] với đường kính tia nước mm • Số bậc • Số ngăn • Khoảng cách ngăn 400mm • Thời gian rơi qua bậc 0,41s - Chọn khoảng cách ngăn giảm dần từ lên sau 400mm, 350mm, 300mm, 250mm, 200mm, 150mm, 100mm - Khoảng cách từ ngăn nắp thiết bị 1300mm - Khoảng cách từ ngăn đến đáy thiết bị 1200mm GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 44 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị - - Chương 5: Các chi tiết thiết bị phụ Nắp elip tiêu chuẩn có gờ, đường kính 600mm • Chiều cao gờ 50mm • Chiều cao phần elip 125mm Đáy nón tiêu chuẩn có gờ, góc đáy 60oC đường kính 600mm • Chiều cao có gờ 50mm • Chiều cao phần nón 125mm  Vậy chiều cao thiết bị ngưng tụ: I.6 Đường kính ống baromet Theo công thức VI.57, trang 86, tài liệu [2] Với: • W: lưu lượng ngưng, kg/s • Gn: lưu lượng nước lạnh tưới vào tháp, kg/s • : tốc độ hỗn hợp nước ngưng chảy ống, thường lấy • , chọn • db: đường kính ống baromet, m  Chọn đường kính ống baromet: I.7 Chiều cao ống baromet (công thức VI.58, trang 86, tài liệu [2]) Với: - • h1: chiều cao cột nước ống baromet cân với hiệu số áp suất khí quyền áp suất rong hiết bị ngưng tụ • h2: chiều cao cột nước ống dẫn cần để khắc phục toàn bộtrở lực nước chảy ống Tính h1: (công thức VI.59, trang 86, tài liệu [2]) : độ chân không thiết bị ngưng tụ = 0,5at = 380mmHg - Tính h2: GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 45 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương 5: Các chi tiết thiết bị phụ (công thức VI.60, trang 87, tài liệu [2]) Lấy • o = 0,5: hệ số trở lực vào ống o : hệ số trở lực khỏi ống • H: Chiều cao ống baromet, m • db: đường kính ống baromet, db= 0,2m • λ: hệ số trở lực am sát nước chảy ống Với: • = 0,55m/s vận tốc nước chảy ống • D = 0,2m đường kính ống baromet • = 983,2kg/m3 khối lượng riêng nước 60 • = 0,47.N/m2 độ nhớt động lực nước => => chế độ chảy rối => - Tính H:  Chọn H = 5,7m I.8 Các kích thước khác - Chiều dày thành thiết bị 5mm - Lỗ vào 300mm - Lỗ nước vào 100mm - Hỗn hợp khí nối với thiết bị thu hồi 80mm - Đường kính ống nối từ thiết bị thu hồi đến ống baromet 50mm - Khoảng cách từ tâm thiết bị ngưng tụ đến tâm thiết bị thu hồi 675mm - Đường kính thiết bị thu hồi 400mm - Chiều cao thiết bị thu hồi 1440mm - Hỗn hợp khí khỏi thiết bị thu hồi 50mm GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 46 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị - Chương 5: Các chi tiết thiết bị phụ Ống thông khí 50mm II BƠM II.1 Bơm chân không - Tốc độ hút bơm chân không 0oC 760mmHg: - - Công suất bơm chân không: • m : số đa biến, thường m =1,2→1,62 Lấy m = 1,3 • p1:áp suất truóc nén p1= p – ph= 0,5 – 0,05 = 0,45at • ph= 0,05 áp suất nước hỗn hợp • p2: áp suất nén p2 = p = 1at = 9,81.104N/m2 • Vkk: thể tích không khí cần hút, m3 • t: thời gian cô đặc, s • : hệ số hiệu chỉnh, Chọn bơm chân không: • Hiệu bơm KBH – • Tốc độ hút 0oC 760mmHg: m3/ph • Áp suất giới hạn: 110mmHg • Công suất động cơ: 1,5kW • Khối lượng bơm: 38kg II.2 Bơm nhập liệu - Công suất bơm: - • Q: lưu lượng nhập liệu, m3/s • H: cột áp bơm, m Phương trình Bernoulli cho mặt cắt – (mặt thoáng bể chứa nguyên luyện) – (miệng ống nhập liệu): GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 47 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương 5: Các chi tiết thiết bị phụ Trong đó: • Z1, Z2: chiều cao hình học mặt cắt so với đất Chọn Z1 = 2m, Z2 =6,5 m • p1, p2: áp suất mặt cắt, p1 = p2 = 1at • v1, v2: vận tốc dung dịch mặt cắt, m/s • v1 = • v2 = v: vận tốc dung dịch ống, m/s • h1-2: tổng tổn thất ống, m Ta có: • : tổng hệ số tổn thất cục • l, d: chiều dài, đường kính ống nối bơm, m • : hệ số ma sát  Xác định : - Chọn đượng kính: - Vận tốc chảy ống: - Chuẩn số: Với: • : khối lượng riêng dung dịch MgSO4 5%, 1043,6kg/m3 • : độ nhớt động lực dung dịch 5%, 1,28.10-3 Pa.s  Chọn độ nhám ống thép Vậy nên: Chọn cột áp bơm Chiều dài từ đến ống nhập liệu l=7m GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 48 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương 5: Các chi tiết thiết bị phụ  Chọn công suất bơm:  Chọn bơm theo bảng 1.7 trang 35 Tài liệu [4] - Hiệu bơm: X20/18 - Lượng lượng: Q =5,5.10-3 m3/s - Cột áp: H =10,5 m - Số vòng: n = 48,3v/ph - Động điện: Loại A02 – 31 – - Công suất: N = 3kW - Hiệu suất: II.2 Bơm vào thiết bị ngưng tụ - Công suất bơm: - • : khối lượng riêng nước 25oC, kg/m3 • : hiệu suất bơm, • Q: lưu lượng nhập liệu ,m3/s o t: thời gian cô đặc, 9000s o H: cột áp bơm, m Phương trình Bernoulli cho mặt cắt – (mặt thoáng bồn chứa nước vào thiết bị ngưng tụ) – (mặt thoáng cửa vào ống dẫn nước) Trong đó: • Z1, Z2: chiều cao hình học mặt cắt so với đất Chọn Z1 =2 m, Z2 = 12m • p1: áp suất mặt cắt – 1, p1 = 1at → = 10mH2O • p2: áp suất mặt cắt – 2, p2 = 0,5at → = 5mH2O • v1, v2: vận tốc dung dịch mặt cắt, m/s • v1 = GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 49 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương 5: Các chi tiết thiết bị phụ • v2 = v: vận tốc dung dịch ống, m/s • h1-2: tổng tổn thất ống, m Ta có: • : tổng hệ số tổn thất cục +2.1,19+2.0,5+1=4,88 • l, d: chiều dài, đường kính ống nối bơm, m • : hệ số ma sát  Xác định : - Chọn đượng kính: - Vận tốc chảy ống: - Chuẩn số: Với: • : khối lượng riêng nước 25oC, 996,9kg/m3 • : độ nhớt động lực nước 25oC, Chọn độ nhám ống thép Vậy nên: Chiều dài đường ống từ bể lên cửa nhập liệu l = 15m  Tổng tổn thất áp suất: Chọn cột áp bơm  Chọn công suất bơm: GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 50 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương 5: Các chi tiết thiết bị phụ  Chọn bơm theo bảng 1.7 trang 35 Tài liệu [4] - Hiệu bơm: X45/21 - Lượng lượng Q =12,5.10-3 m3/s - Cột áp H = 13,5m - Số vòng n = 48,3v/ph - Động điện: Loại A0 – 51 – - Công suất N = 10kW - Hiệu suất GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 51 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị TÀI LIỆU THAM KHẢO  [1] Các tác giả, Sổ tay Quả trình thiết bị công nghệ hóa chất, Tập 1, NXB Khoa họcvà Kĩ thuật, 1992 [2] Các tác giả, Sổ tay trình thiết bị Công nghệ hóa chất, Tập 2, Khoa học Kỹ thuật, 1992 [3] Phạm Văn Bôn (chủ biên)_ Nguyễn Đình Thọ, Giáo trình QT&TB CNHH tập 5: Quả trình thiết bị truyền nhiệt, NXB ĐH Quốc gia TP HCM, 2002 [4] Phạm Văn Bôn-Vũ Bá Minh– Hoàng Minh Nam, QT&TB CNHH tập 10: Ví dụ Bài tập, Trường ĐH Bách Khoa TP HCM [5] Phạm Văn Bôn, QT & TB CNHH tập 11: Htcớng dẫn đồ án học, Trường ĐH Bách Khoa TP HCM, 1993 [6] Trần Hùng Dũng – Nguyễn Văn Lục– Hoàng Minh Nam – Vũ Bá Minh, QT & TB CNHH tập 1, 2: Phân riêng khỉ động, lực ly tâm, Bơm, quạt, mảy nén, Tỉnh hệ thống đường ống, NXB ĐH Quốc gia TP HCM, 1997 [7]Hồ Lê Viên, Thiết kế tính toán chi tiết thiết bị hóa chất, NXB Khoa học Kỹ thuật, 1978 [8] Hoàng Đình Tín, Truyền nhiệt & Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt, Trường ĐH Bách Khoa TPHCM, 1996 [9] Nguyễn Văn Lụa, QT&TB CNHH tập 1, ỉ; Khuấy - Lẳng - Lọc, NXB ĐH Quốc gia TP HCM,2002 GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 52 [...]... địch MgSO4 áp suất khí quyển theo nồng độ là: o GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn C 12 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương 2: Cân bằng vật chất và năng lượng Bảng 2.3 Nhiệt độ sôi dung dịch MgSO4 theo nồng độ Nồng độ dung dịch, % Nhiệt độ sôi dung dịch ở Pa,°C 5% 8% 12% 15% 4,522 4,687 4,878 5,046 104,522 104,878 105,286 105,876 II.1.1 Xác định tổn thất nhiệt độ do nồng độ do nồng độ và nhiệt độ sôi dung dịch MgSO4. .. Giai đoạn 2: (8-12%): =44045,752m2s • Giai đoạn 3: (12- 15%) : =18615,556m2s Tổng quá trình cô đặc từ 5% đến 15%: Chọn thời gian cô đặc là 2,5giờ =>Bề mặt trao đổi nhiệt: F = 15,54m2 - - Thời gian các giai đoạn: • Giai đoạn 1: T1 = 4967,2s • Giai đoạn 2: T2 = 2834,7s • Giai đoạn 3: T3 = 1198,1s Thời gian gia nhiệt ban đầu: Với: GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 23 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị ∆t= Chương 3: Tính thiết. .. Quá Trình Thiết Bị Chương 2: Cân bằng vật chất và năng lượng CHƯƠNG 2 CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG  I.CÂN BẰNG VẬT CHẤT Các số liệu ban đầu:  Dung dịch MgSO4 có: - Nhiệt độ đầu 25°C ,nồng độ đầu 5% - Nồng độ cuối 15%  Chọn hơi đốt là hơi nước bãohòa ở áp suất 3at  Áp suất ngưng tụ: pck= 0,5at Cô đặc gián đoạn với năng suất 1200kg/mẻ I.1 Khối lượng riêng của dung dịch theo nồng độ Bảng 2.1... độ từ nồi cô đặc về thiết bị ngưng tụ =>Nhiệt độ hơi thứ ở buồng đốt t1= 80,9 + 1= 81,9°C Đây cũng là nhiệt độ sôi của dung môi trên mặt thoáng dung dịch o C =>Áp suất trên mặt thoáng dung dịch trong buồng bốc P1=0,512at (Bảng 1.250, trang 312, [1]) II.1.Các tổn thất nhiệt độ - Nhiệt độ sôi dung dịch Ta có tổn thất nhiệt độ sôi theo nồng độ dung dịch MgSO4 ở áp suất khí quyển Từ đó suy ra nhiệt độ. .. xđ =5% , xc= 8%  Lượng sản phẩm(là dung dịch MgSO48 %):  Lượng hơi thứ: GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 11 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương 2: Cân bằng vật chất và năng lượng I.2.2.Giai đoạn8 % đến 12%: Gđ= 2250kg , xđ=8%, xc= 12% I.2.3.Giai đoạn 12% đến 15%: Gđ= 100kg , xđ= 12%,xc= 15%  Tổng lượng hơi thứ bốc hơi:  Ta có bảng tóm tắt kết quả cân bằng vật chất Bảng 2.2 Tóm tắt kết quả cân bằng vật chất Nồng. .. 314, [2]) =>Nhiệt độ sôi của dung dịch MgSO4 5% ở P1 = 0,512at là 85,5oC =>Tổn thất nhiệt độ sôi: oC  Tính tương tự ở các nồng độ 8%, 12%, 15% ta được bảng số liệu sau: Bảng2.4 Tính tổn thất nhiệt theo nồng độ Nồng độ dung dịch ,% 5 8 12 15 Nhiệt độ dung dịch, oC 85,5 85,7 85,8 85,9 Tổn thất , oC 3,6 3,8 3,9 4,0 II.1.2 Tổn thất nhiệt độ do hiệu ứng thủy tĩnh Nhiệt độ sôi dung dịch ở áp suất trung bình... =>0,525755 =>Nhiệt độ sôi của H2OỞ0,525755at là82,1°C (Bảng 1.251 trang 314,[1]) - Độ tăng nhiệt độ sôi do cột thủy tĩnh: o C => Nhiệt độ sôi dung dịchMgSO 45% ở áp suất : 0,2= 85,7oC  Tính tương tự ta được: Bảng 2.5 Nhiệt độ sôi dung dịch MgSO4 ở áp suất trung bình Nồng độ dung dịch, % 5% 8% 12% 15% , oC 0,2 0,32 0,47 0,6 85,7 86,0 86,3 86,5 GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 14 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương... 0,05QD • Xem nhiệt cô đặc là không đáng kể III.1 Giai đoạn đưa dung dịch 5% từ 25oC đến 85,7oC 3980,569J/kg .độ tđ=25oC; tc =85,7oC - Nhiệt lượng tiêu tốn cho quá trình: Q1 = 3600.3980,569(85,7 – 25) = 869,834.106J - Nhiệt lượng cần cung cấp(kể cả tổn thất) - Lượng hơi đốt sử dụng III.2 Giai đoạn dung dịch từ 5% đến 8% Gđ=3600kg; Cđ=3980,569J/kg .độ; tđ= 85,7°C Gc= 2250kg; Cc= 3854,910J/kg .độ; tc= 86,0°C... trang 101, [1] (ở 85,9oC) • tính theo công thức I.32, trang 123, [1] GVHD: Th.s Nguyễn Văn Toàn 20 ĐAMH: Quá Trình Thiết Bị Chương 3: Tính thiết kế thiết bị chính Với: x: nồng độ dung dịch và được xác định theo nồng độ Bảng 3.2.Tóm tắt các thông số của dung dịch theo nồng độ Nồng độ dung dịch, % 5 8 12 15 85,7 86,0 86,3 86,5 , kg/m3 1043,6 1081,6 1125,6 1164,5 , J/kg .độ 3980,569 3854,91 3687,364 3561,706... theo nồng độ Nồng độ, % Khối lượng riêng, kg/m3 5 8 12 15 1043,6 1081,6 1125.6 1164.5 I.2 Cân bằng vật chất cho các giai đoạn Gđ=Gc+W Gđxđ=Gcxc Trong đó: • Gđ,Gc : lượng dung dịch đầu và cuối mỗi giai đoạn, kg • W: lượng hơi thứ bốc lên trong mỗi giai đoạn, kg • xđ, xc: nồng độ đầu và cuối của mỗi giai đoạn • Gđxđ, Gcxc: khối lượng MgSO4trong dung dịch, kg Khối lượng dung dịch đầu: I.2.1.Giai đoạn 5% đến8 %: ... học để giải vấn đề kỹ thuật thực tế cách tổng hợp Nhiêm vụ cụ thể đồ án môn học thiết kế hệ thống cô đặc nồi gián đoạn loại phòng đốt treo dùng để cô đặc MgSO4 từ nồng độ 5% đến nồng độ 15%, ... Thực Phẩm Tên đề tài: Thiết kế hệ thống cô đặc nồi gián đoạn loại phòng đốt treo dùng để cô đặc MgSO4 từ nồng độ đầu 5% đến 15%, suất 1200/mẻ Nhiệm vụ đồ án - Giới thiệu công nghệ - Căng vật chất,... nhiệt giai đoạn là: • Giai đoạn 1: (5-8%):=77179,758m2s • Giai đoạn 2: (8-12%): =44045,752m2s • Giai đoạn 3: (12- 15%) : =18615,556m2s Tổng trình cô đặc từ 5% đến 15%: Chọn thời gian cô đặc 2,5giờ