Cô đặc dung dịch KCl bằng hệ thống cô đặc ba nồi ngược chiều với thiết bị cô đặc kiểu đứng. Mục lục PHẦN MỞ ĐẦU 7 I. Sản phẩm 7 II. Phương pháp điều chế 8 1. Khái niệm chung về cô đặc 8 2. Hệ thống cô đặc nhiều nồi ngược chiều. 9 Phần I: TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ CHÍNH 11 1.1. Cân bằng vật liệu 11 1.1.1. Xác định lượng hơi thứ ra khỏi hệ thống cô đặc 11 1.1.2. Xác định nồng độ dung dịch ra khỏi mỗi nồi x1 11 1.2. Cân bằng nhiệt lượng 11 1.2.1. Xác định áp suất trong mỗi nồi 11 1.2.2. Xác định nhiệt độ trong mỗi nồi. 12 1.2.3. Xác định tổn thất nhiệt độ Δ 12 1.2.4. Cân bằng nhiệt lượng 16 1.2.5. Phương trình cân bằng nhiệt lượng và lượng hơi đốt cần thiết 18 1.3. Tính các thông số kỹ thuật chính 20 1.3.1. Độ nhớt. 20 1.3.2. Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch 22 1.3.3. Hệ số cấp nhiệt 23 1.3.4. Hệ số phân bố nhiệt hữu ích thực cho các nồi. 29 1.3.5. Tính bề mặt truyền nhiệt Fi . 32 Phần II: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 33 2.1. Buồng đốt của nồi cô đặc 33 2.1.1. Tính số ống truyền nhiệt. 33 2.1.2. Đường kính trong của buồng đốt. 33 2.1.3. Bề dày buồng đốt. 33 2.1.4. Chiều dày đáy và nắp buồng đốt. 35 2.2. Buồng bốc nồi cô đặc: 36 2.2.1. Đường kính buồng bốc. 36 2.2.2. Chiều cao buồng bốc. 36 2.2.3. Chiều dày buồng bốc. 38 2.2.4. Chiều dày nắp buồng bốc. 40 2.3. Đường kính các ống dẫn. 41 2.3.1. Đường kính ống dẫn hơi đốt. 41 2.3.2. Đường kính ống dẫn hơi thứ. 42 2.3.3. Đường kính ống dẫn dung dịch 43 2.3.4. Đường kính ống tháo nước ngưng. 44 2.3.5. Đường kính ống tuần hoàn: 45 2.4. Chiều dày vĩ ống 45 2.5. Chiều dày lớp cách nhiệt 46 2.5.1. Bề dày lớp cách nhiệt của ống dẫn 46 2.5.2. Bề dày lớp cách nhiệt của thân thiết bị 50 2.6. Chọn mặt bích 51 2.6.1. Mặt bích nối thân và đáy tháp: 52 2.6.2. Bích liền kim loại đen để nối các bộ phận thiết bị và ống dẫn 52 2.7. Tai treo 53 2.7.1. Trọng lượng thân thiết bị Gth: 53 2.7.2. Tải trọng ống truyền nhiệt: 53 2.7.3. Trọng lượng của dung dịch trong thiết bị 54 2.7.4. Trọng lượng hơi 54 2.7.5. Trọng lượng vĩ ống 54 2.7.6. Trọng lượng của đáy và nắp buồng đốt 54 2.7.7. Trọng lượng của nắp buồng bốc 55 2.7.8. Trọng lượng của bích 55 2.7.9. Trọng lượng cảu lớp cách nhiệt 55 2.7.10. Tổng trọng lượng của thiết bị và tải trọng của tai treo 56 Phần III: THIẾT BỊ PHỤ 57 3. Thiết bị ngưng tụ Baromet 57 Thiết bị ngưng tụ Baromet 57 Thiết bị ngưng tụ Baromet là thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại khô, ngược chiều, chân cao. Nguyên tắc làm việc chủ yếu trong các thiết bị ngưng tụ trực tiếp là phun nước lạnh và trong hơi, hơi ẩn nhiệt đun nóng nước và ngưng tụ lại. Do đó thiết bị ngưng tụ trực tiếp chỉ để ngưng tụ hơi nước hoặc hơi của các chất lỏng không có giá trị hoặc không tan trong nước, vì chất lỏng ngưng tụ sẽ trộn lẫn với nước làm nguội. 57 Thiết bị ngưng tụ trực tiếp được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa học vì có những ưu điểm là năng suất cao, cấu tạo đơn giản và dễ dàng chống ăn mòn. Hình 3.1:Thiết bị ngưng tụ baromet 57 1 – Thân 2 – Thiết bị thu hồi bọt 57 3 Ống baromet 4 – Tấm ngăn hình bán nguyệt 57 5 Ống dẫn khí không ngưng 58 Ống baromet thường cao 11m để khi độ chân không trong thiết bị có tăng thì nước vẫn không thể dân lên ngập thiết bị. 58 Loại này có ưu điểm là nước tự chảy ra không cần bơm nên tốn ít năng lượng, công suất lớn. 58 Trong công nghiệp hóa chất, thiết bị ngưng tụ baromet chân cao ngược chiều loại khô thường được sử dụng nhiều, đặc biệt là trong hệ thống cô đặc nhiều nồi, đặt ở vị trí cuối hệ thống vì các nồi cuối thường làm việc ở áp suất chân không. 58 Chọn bơm 58 Bơm dung dịch 58 Trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm, loại bơm được dùng phổ biến nhất là bơm ly tâm, vì so với bơm pittông, bơm ly tâm có những ưu điểm sau: 58 Tạo được lưu lượng đều đặn đáp ứng yêu cầu về kỹ thuật của nhiều ngành sản xuất. Đồ thị cung cấp đều đặn, không tạo hình sin. 58 Số vòng quay lớn, có thể truyền động trực tiếp từ động cơ điện. 58 Có cấu tạo đơn giản, gọn, chiếm ít diện tích xây dựng và không cần kết cấu của nền móng quá vững chắc. Do đó giá thành chế tạo, lắp đặt và vận hành thấp. 58 Có thể dùng để bơm những chất lỏng bẩn, vì khe hở giữa cánh guồng và thân bơm tương đối lớn, không có van là bộ phận dễ hư hỏng nhất và tắc do chất bẩn gây ra. Nhờ cải tiến về kết cấu cánh guồng mà bơm ly tâm được sử dụng để bơm cả dung dịch huyền phù và có nồng độ pha rắn cao. 58 Có năng suất lớn và áp suất tương đối nhỏ nên phù hợp với yêu cầu của phần lớn các quá trình hóa học và thực phẩm. 58 Vì vậy, gần đây bơm ly tâm đã dần dần thay thế bơm pittông trong các trường hợp áp suất thấp và trung bình, còn năng suất trung bình và lớn. 58 Trong công nghiệp, bơm ly tâm được dùng rộng rãi và có nhiều loại khác nhau về cấu tạo và vận hành. Bơm ly tâm được phân thành nhiều loại theo số bậc (cấp bơm), theo cách đặt bơm, theo điều kiện làm việc, theo nhiều cánh. 58 Nguyên tắc làm việc: Bơm làm việc theo nguyên tắc ly tâm. Chất lỏng được hút và đẩy cũng như nhận thêm năng lượng là nhờ tác dụng của lực ly tâm khi cánh guồng quay, khác với bơm pittông nhờ sự chuyện động tịnh tiến của pittiông. 58 Hình 3.3: Sơ đồ cấu tạo của bơm ly tâm. 59 1 – Guồng 3 Ống hút 5 – Lưới lọc 59 2 – Vỏ bơm 4 Ống đẩy 59 Bơm chân không 59 Về nguyên tắc hoạt động của bơm chân không không khác gì nguyên tắc hoạt động của máy nén, chỉ khác ở phạm vi áp suất làm việc và độ nén. Các bơm chân không hút khí ở áp suất thấp hơn áp suất khí quyển và đẩy khí ra ở áp suất lớn hơn áp suất khí quyển một ít. Bơm chân không thường tạo ta được độ chân không bằng 90% (ứng với áp suất tuyệt đối bằng 0,1at) và nén khí ở 1,1at. 59 Năng suất của bơm chân không thay đổi, giảm dần cùng với sự giảm của áp suất thút (tăng độ chân không). Vì thế khi chọn bơm cần phải căn cứ đồng thời vào cả độ chân không tối đa mà bơm tạo ra được. 59 Có nhiều loại bơm chân không như: Bơm chân không kiểu pittông, bơm chân không kiểu rôto, bơm chân không kiểu phun tia,… 59 Ta chọn bơm chân không kiểu pittông loại khô. 59 Cấu tạo của bơm chân không kiểu pittông gần giống như máy nén pittông. Giới hạn áp suất phụ thuộc vào độ khít giữa pittong và xilanh và hệ số khoảng hại. Bơm chân không kiểu pittông được dùng trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm. Năng suất làm việc của loại bơm này rất cao khoảng từ 45 đến 3500m³h. 59 Gồm có 2 loại: khô và ướt. Hiệu suất loại ướt đạt 80 – 85% còn loại ướt thì đạt từ 96 đến 99,9%. 59 60 Hình 3.2: Hệ thống lắp bơm chân không 60 1 – bể chứa dung dịch 4 – thùng giãn khí 60 2 – thùng chứa 5 – bơm chân không 60 3 – bộ phận tách bọt 6 – bơm dung dịch 60 Phần IV: KẾT LUẬN 61 Phần V: TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 1. Phạm Xuân Toàn, Các quá trình – Thiết bị trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm (tập 3 – Các quá trình và thiết bị truyền nhiệt), Nhà xuất bản KHKT Hà Nội, 1972. 62 2. Nguyễn Bin, Các quá trình thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm (tập 1 Các quá trình Thủy lực, Bơm, Quạt nén), Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội, 2004. 62 3. GSTSKH Nguyễn Bin, PGSTS Đỗ Văn Đài, TS Phạm Xuân Toàn, TS Trần Xoa, Sổ tay Quá trình và Thiết bị Công nghệ hóa chất (tập 1), Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. 62 4. GSTSKH Nguyễn Bin, PGSTS Đỗ Văn Đài, TS Phạm Xuân Toàn, TS Trần Xoa, Sổ tay Quá trình và Thiết bị Công nghệ hóa chất (tập 2), Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. 62 5. https:en.wikipedia.orgwikiPotassium_chloride 62
PHẦN MỞ ĐẦU I Sản phẩm KCl muối halogen với kim loại gồm kim loại Kali Clo KCl hợp chất không mùi có màu trắng không màu thủy tinh pha lê xuất Tinh thể KCl có cấu trúc lập phương tâm khối, dễ dàng cắt theo ba hướng Là chất rắn hòa tan dễ dàng nước KCl sử dụng y học, ứng dụng khoa học, chế biến thực phẩm Trong tự nhiên KCl tồn khoáng sản Sylvite kết hợp với Natri Clorua Sylvinite Một số đặc tính lý-hóa muối KaliClorua: + KCl hòa tan dung môi phân cực thể qua bảng sau: Hòa tan Độ hòa tan (g/kg dung môi 25 ° C) H2O 360 Amoniac lỏng 0.4 Chất lỏng lưu huỳnh đioxit 0,41 Methanol 5.3 Axit formic 192 Sulfolane 0.04 Acetonitrile 0,024 Acetone 0,00091 Formamid 62 Acetamit 24.5 Dimetylformamide 0,17-0,5 + Trạng thái vật lý: tinh thể rắn + Khối lượng phân tử : 74,5513 g/mol + Màu sắc: tinh thể rắn không màu + Mùi: Không mùi + Tỷ trọng: 1,984g/cm³ + Nhiệt độ sôi: 770 ºC (1420 ºF, 1040 K) + Điểm sôi: 1420 ºC (2590 ºF, 1690 K) + Độ hòa tan nước: 281 g/l ( O ºC), 344 g/l (20 ºC), 567 g/l (100 ºC) + Tính axit: pKa ~ 7,0 + Chỉ số khúc xạ: n = 1,4902 (589nm) - Mức ổn định khả hoạt động KCl + Bền điều kiện thường, dễ hút ẩm + Khả phản ứng: phản ứng phân hủy, phản ứng với axit, chất oxy hóa mạnh, - Ứng dụng: + Phần lớn muối KCl sản xuất để sản xuất phân bón, hóa chất nguyên liệu cho trình sản xuất Kali Hydroxit hay Kali kim loại + KCl sử dụng tác nhân chữa cháy, dùng xe đẩy bình chữa cháy hay loại bình xách tay Nó hóa chất khô Super-K, hiệu nhiều so với bình chữa cháy CO2 + Cùng với Natri Clorua Liti Clorua, Kali Clorua sử dụng cho hàn khí Nhôm, + Sử dụng y học, khoa học chế biến thực phẩm + Có thể thay NaCl số trường hợp như: muối ăn, làm mềm nước, II Phương pháp điều chế KCl chiết xuất từ khoáng xinvit, cacnalit Kali Và sản xuất từ nước muối kết tinh từ dung dịch, tuyển điện tách từ khoáng chất thích hợp KCl sản phẩm phụ trình sản xuất axit nitric từ Kali Nitrat Axit Clohidric Có nhiều phương pháp điều chế KCl phòng thí nghiệm: i) Phản ứng kali hydroxit (KOH) với axit hydrochloric (HCl) KOH (aq) + HCl (aq) -> KCl (aq) + H2O (l) - Là phản ứng trung hòa axit-bazo, kết muối KCl thu được tinh chế tái kết tinh ii) Đốt Kali kim loại với khí Cl2 để tạo muối KCl 2K (s) + Cl2 (k) -> 2KCl (s) III Chọn phương án thiết kế Cô đặc dung dịch KCl hệ thống cô đặc ba nồi ngược chiều với thiết bị cô đặc kiểu đứng Khái niệm chung cô đặc Cô đặc trình làm bay phần dung môi dung dịch chứa chất tan không bay hơi, nhiệt độ sôi, với mục đích: + Làm tăng nồng độ chất tan + Tách chất rắn hòa tan dạng tinh thể (kết tinh) + Thu dung môi dạng nguyên chất (cất nước) Cô đặc tiến hành nhiệt độ sôi, áp suất hệ thống nồi nhiều nồi cô đặc Quá trình gián đoạn liên tục Hơi bay trình cô đặc thường nước, gọi thứ Hơi có nhiệt độ cao, ẩn nhiệt hóa lớn nên sử dụng làm đốt cho nồi cô đặc Nếu thứ sử dụng dây chuyền gọi phụ Hệ thống cô đặc nhiều nồi ngược chiều Cô đặc nhiều nồi: Nguyên tắc hoạt động: dung dịch đốt nóng đốt thiết bị đun nóng sau cho vào nồi thứ nhất, bốc nồi làm đốt cho nồi thứ hai, thứ nồi thứ hai làm đốt cho nồi thứ 3, thứ nồi cuối đưa vào thiết bị ngưng tụ Dung dịch vào nồi sang nồi kia, qua nồi bốc phần, nồng độ tăng lên dần Điều kiện: áp suất nồi sau phải nhỏ nồi trước Ưu điểm hệ thống cô đặc nhiều nồi: có hiệu kinh tế cao so với hệ thống cô đặc nồi Trong đồ án thiết kế hệ thống cô đặc dung dịch KCl này, ta sử dụng hệ thống cô đặc ba nồi ngược chiều, với thiết bị cô đặc phòng đốt kiểu đứng + Hệ thống cô đặc nhiều nồi ngược chiều: Ưu điểm: cô đặc dung dịch có nồng độ cao lấy nồi đâu, có nhiệt độ lớn nhất, độ nhớt không tăng nhiều đóng cặn Do hệ số truyền nhiệt nồi thay đổi Lượng đốt nồi cuối nhỏ cô đặc xuôi chiều, lượng nước để làm ngưng tụ thiết bị ngưng tụ nhỏ Nhược điểm: Phải có bơm để vận chuyển dung dịch + Thiết bị cô đặc buồng đốt kiểu đứng: Hình 1.2 Thiết bị cô đặc phòng đốt kiểu đứng Ưu điểm: Hệ số truyền nhiệt lớn; Các ống truyền nhiệt làm dài nên cường độ tuần hoàn cao, cường độ bốc lớn Phần I: TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ CHÍNH Các số liệu ban đầu: Năng suất tính theo dung dịch đầu (tấn/h) : 15 Nồng độ dầu dung dịch (%khối lượng) : Nồng độ cuối dung dịch (%khối lượng) : 35 Áp suất đốt nồi (at) : 4,5 Áp suất lại thiết bị ngưng (at) : 0,1 1.1 Cân vật liệu 1.2 1.2.1 Xác định lượng thứ khỏi hệ thống cô đặc Gọi Gđ, Gc : lượng dung dịch đầu cuối kg/h xđ, xc : nống độ đầu cuối dung dịch, % khối lượng W : lượng thứ bốc ra, kg/h Xem trình bốc không bị mát theo thứ, phương trình cân vật liệu cô đặc biễu diễn sau: Gđ = G c + W (1) Phương trình cân vật liệu theo chất tan: Gđ * xđ = Gc * xc + W (2) Từ phương trình (1) (2), ta rút được: W = Gđ (1- xđ / xc) Thay số: Gđ =15 tấn/h xđ =8%khối lượng xc =35%khối lượng Lượng thứ khỏi hệ thống là: W=11,571 tấn/h Để đảm bảo cho toàn thứ nồi trước làm đốt cho nồi sau, thường người ta phải dùng cách lựa chọn áp suất lưu lượng thứ nồi thích hợp cho: Wi / Wi+1 = 1,1 Ta chọn m = 1,001, ta có hệ phương trình sau W1 + W2 + W3 = W = 11,571 tấn/h W1 = 1,1W2 W2 = 1,1 W3 W1 = 4,230 tấn/h W2 = 3,845 tấn/h W3 = 3,495 tấn/h 1.2.2 Xác định nồng độ dung dịch khỏi nồi x1 iii) Nồi 1: x1 = (Gđ * xđ)/( Gđ – W ) = (15*8)/(15-11,571) = 35,00 %khối lượng iv) Nồi 2: x2 = (Gđ * xđ)/( Gđ – (W +W3)) = (15*8)/(15-(3,845+3,495)) = 16,64 % khối lượng v) Nồi 3: x3 = (Gđ * xđ)/( Gđ – W 3) = (15*8)/(15-3,495) = 10,43 %khối lượng 1.3 Cân nhiệt lượng 1.3.1 Xác định áp suất nồi P1, P2, P3: áp suất đốt nồi 1, 2, 3, at Pnt : áp suất thiết bị ngưng tụ, at ΔP : hiệu số áp suất chung hệ thống, at Bằng cách giả thiết hệ số áp suất nồi đại lượng thích hợp Cho: ΔP1/ ΔP2=1,5; ΔP2/ ΔP3=1,75 Ta có: ΔP= ΔP1+ ΔP2+ ΔP3= P1 – Pnt=4,5-0,1=4,4 (at) Nên: ΔP = 1,5 ΔP2 + ΔP2 + ΔP2 /1,75 = 4,4 => ΔP2=1,43 (at) ΔP1 = 2,15 (at), ΔP3 = 0,82 (at) Vậy áp suất nồi cô đặc là: P3= Pnt + ΔP3 = 0,1 +0,82 = 0,92 (at) P2= P3 + ΔP2 = 0,92 + 1,43 = 2,35 (at) P1= P2 + ΔP1 = 2,35 + 2,15 = 4,5(at) 1.3.2 Xác định nhiệt độ nồi Gọi thđ1, thđ2, thđ3, tnt nhiệt độ đốt vào nồi cô đặc thiết bị ngưng tụ tht1, tht2, tht3 nhiệt độ thứ nồi 1, 2, Với thđ1= thđ2 + 1oC tht2= tht3 + oC tht3 = tnt + oC Dựa vào bảng I250, STQTTB, T1/312 bảng I251, STQTTB, T1/314 Ta thu bảng sau: Bảng 1.1: nhiệt độ áp suất thứ đốt nồi Nồi Nồi Nồi TB ngưng tụ o o o P1 (at) T( C) P2(at) T( C) P3(at) T( C) Pnt(at) T(oC) Hơi đốt 4,50 147,00 2,35 124,26 0,92 96,43 0,1 45,40 Hơi thứ 2,43 125,26 0,942 97,43 0,106 46,40 1.3.3 Xác định tổn thất nhiệt độ Δ 1.3.3.1 Tổn thất nhiệt độ nồng độ Δ’ Δ’= tsdd- tsdm : độ tăng nhiệt độ sôi dung dịch so với nhiệt độ sôi dung môi nguyên chất điều kiện áp suất, gọi tổn thất nhiệt độ nồng độ Theo phương pháp Tiasenco: Δ’=Δ0’ f(oC) đó: f=16.2 x(Ts2/r) Với: Δ0’ – tổn thất nhiệt độ áp suất thường gây f- hệ số hiệu chỉnh Ts – nhiệt độ sôi dung môi nguyên chất áp suất cho, K r- ẩn nhiệt hóa nước áp suất làm việc, J/kg Tra bảng VI.2, STQTTB, T2/64 ta biết tổn thất nhiệt độ Δ0’ theo nồng độ x(% khối lượng) Bảng 1.2: Tổn thất nhiệt độ theo nồng độ nồi Nồi Nồi Nồi Nồng độ dung dịch Δ0’, oC 35 7,810 16,64 2,096 10,43 1,215 Tra bảng I251, STQTTB, T1/314-315, ta xác định nhiệt hóa r theo áp suất thứ nồi Bảng 1.3: Nhiệt hóa r theo áp suất thứ Nồi Nồi Nồi Áp suất thứ 2,43 0,942 0,106 Nhiệt hóa 2192,090 2267,480 2457,600 r.10-3 (J/kg) Ta lập bảng kết sau: Bảng 1.4: Tính toán tổn thất nhiệt độ nồng độ Nồi Nồi Nồng độ dung dịch 35 16,64 o Δ0’, C 7,810 2,096 Nhiệt độ thứ Ts 125,26 97,43 Nhiệt hóa 2192,090 2267,480 r*10^-3 (J/kg) Tổn thất nhiệt độ 4,06 1,13 o Δ’, C Tổng tổn thất, oC 5,33 Vậy tổng tổn thất nhiệt độ nồng độ là: Δ’= 5,33 oC Nồi 10,43 1,215 46,4 2457,600 0,15 1.3.3.2 Tổn thất nhiệt độ áp suất thủy tĩnh Đối với cột chất lỏng, xuống sau áp lực cao nên xuống sâu nhiệt độ sôi tăng, tăng nhiệt độ gọi tổn thất nhiệt độ áp suất thủy tĩnh Tổn thất nhiệt độ áp suất thủy tĩnh hiệu số nhiệt độ sôi dung dịch lớp chất lỏng có nhiệt độ sôi trung bình với nhiệt độ sôi dung dịch bề mặt thoáng (thường chọn nhiệt độ sôi trung bình ½ độ cao ống truyền nhiệt) Δ’’= ttb – to Với ttb - nhiệt độ sôi ứng với Ptb to - nhiệt độ sôi dung dịch mặt thoáng Theo CT VI.12, STQTTB, T2/60, ta có: Ptb = Pht + (h1 + h2 /2)* ρdds*g Trong đó: Ρht- áp suất thứ bề mặt dung dịch, N/m2; h1- Chiều cao lớp dung dịch sôi kể từ miệng ống truyền nhiệt đến bề mặt thoáng dung dịch, thường chọn h1=0.5m; h1- Chiều cao ống truyền nhiệt, m, chọn h2=3m; g - gia tốc trọng trường, g=9.81 m/s2; ρdds - khối lượng riêng dung dịch sôi, kg/m3; Dựa vào bảng I.204-ST1-tr236 để tra Ts ρdd theo x1=% Từ tính ρdds = ρdd /2 => Ptb Sử dụng quy tắc Babo để tính nhiệt độ sôi dung dịch ống truyền nhiệt: (P/Ρs )= K = const => P/Ρs = Ρ0 /Ρso => Ρs = Ρso *P/Ρo Trong đó: Ρo=1at - giá trị áp suất điều kiện chuẩn dung dịch Ρso - áp suất bão hòa nước nhiệt độ sôi dung dịch điều kiện tiêu chuẩn (Nội suy từ bảng I250, STQTTB, T1/312) P - áp suất môi trường (hơi thứ), at Ρs - áp suất bão hòa nhiệt độ sôi dung dịch áp suất P, at Ρs = Ρso *P Tra bảng I204, STQTTB, T1/236 chất KCl; nội suy ngoại suy từ bảng I42, STQTTB, T1/41; bảng nội suy bảng I250, STQTTB, T1/312; bảng I251, STQTTB, T1/315 ta lập bảng sau: Bảng 1.5: Tổn thất nhiệt độ áp suất thủy tĩnh Nồi Nồi Nồi x 35 16.64 10.43 o Tso , C 108.85 102.50 101.34 Ρht 2.403 1.035 0.207 Ρso 1.408 1.133 1.086 ρdd 1.1949 1.0777 1.0696 ρdds 0.59745 0.53885 0.5348 Ρtb 2.5225 1.1428 0.314 Ρs 3.5517 1.2948 0.3410 o Ttb , C 138.417 106.333 71.447 o Δ’, C 9.18 2.688 0.930 o Tht, C 125.92 100.10 60.70 o To , C 135.1 102.788 61.63 o Δ’’, C 3.317 3.545 9.817 Tổng Δ’’, oC 16.679 Vậy tổng tổn thất nhiệt độ áp suất thủy tĩnh là: Δ’’=23,25 oC 1.3.3.3 Tổn thất trở lực đường ống Chọn tổn thất nhiệt độ nồi oC Tổn thất trở lực đường ống là: Δ’’’ =3 oC 1.3.3.4 Tổng tổn thất nhiệt cho toàn hệ thống Δ = Δ’+ Δ’’+ Δ’’’= 5,33 + 23,25 + = 31,59 oC 1.3.3.5 Hiệu số nhiệt độ hữu ích toàn hệ thống nồi vi) Cho nồi: Nồi 1: Δ thi1 = Thd1 - Thd2 - ∑Δ = 147,00 – 124,26 - ∑(4,06 + 9,04 + 1) = 8,64 oC Δ thi1 = Thd1 - Ts1 => Ts1 = Thd1 - Δthi1 = 147,00 – 8,64 = 138,36 oC Nồi 2: Δ thi2 = Thd2 - Thd3 - ∑Δ = 124,26 – 96,43 - ∑(1,13 + 0,003 + 1) = 25,67 oC Δ thi2 = Thd2 - Ts2 => Ts2 = Thd2 - Δthi2 = 124,26 – 25,67 = 98,59 oC Nồi 3: Δ thi3 = Thd3 - Tnt - ∑Δ = 96,43 – 45,4 - ∑(0,15 + 14,19 + 1) = 35,69 oC Δ thi3 = Thd3 - Ts3 => Ts3 = Thd3 - Δthi3 = 96,43 – 35,69 = 60,74 oC vii) Cho toàn hệ thống: Δ hi = Tchung - ∑Δ = Thd1 - Tnt - ∑Δ = 147,00 – 45,4 – 23,25 = 70,01 oC 1.3.4 Cân nhiệt lượng 1.3.4.1 Nhiệt lượng riêng đốt thứ I – nhiệt lượng riêng đốt, J/kg i – nhiệt lượng riêng thứ, J/kg Các giá trị tra bảng I250, STQTTB, T1/312 Ta thu bảng sau Bảng 1.6: Nhiệt lượng riêng đốt thứ nồi: Nồi Hơi đốt Hơi thứ Nhiệt độ C Nhiệt lượng riêng Nhiệt độ Nhiệt lượng riêng C I× 10 ,J/kg i× 10 , J/kg 147,00 2749,4 125,26 2718,42 124,26 2716,96 97,43 2674,89 96,43 2673,29 46,64 2585,93 1.3.4.2 Nhiệt dung riêng dung dịch nước ngưng i) Nhiệt dung riêng dung dịch gồm cấu tử, sử dụng CT I43, STQTTB, T1/152 - Đối với dung dịch loãng x < 20% = 4186(1 − ), /( độ) - Đối với dung dịch đặc x > 20% = × + 4186(1 − ), /( độ) Với – nhiệt dung riêng hòa tan khan, xác định theo CT I.41, STQTTB, T/152 × = × + × + × + ⋯ Trong đó: M – khối lượng mol hợp chất, ( KCl) c – nhiệt dung riêng hợp chất hóa học, J/(kg.độ), (KCl) , , , ….– số nguyên tử nguyên tố hợp chất , , , … - nhiệt dung riêng nguyên tử nguyên tố tương ứng, J/(kg nguyên tử.độ) ( tra bảng I.141, STQTTB, T1/152) +) Đối với nồi 1: x = 35%, × = × + Với M = 74.5 = 1, =1 × = 26000, J/(kg nguyên tử.độ) = 26000, J/(kg nguyên tử.độ) Thay số: ta tính nhiệt dung riêng hòa tan khan KCl ( × + × ) × 26000 + × 26000 = = = 697.987( 74.5 độ ) Nhiệt dung riêng dung dịch nồi 1: = × + 4186(1 − ) = 697.987 × 0.35 + 4186(1 − 0.35) = 2965.195 độ +) Đối với nồi 2: x = 16.64%, dung dịch loãng Nhiệt dung riêng dung dịch nồi 2: = 4186(1 − ) = 4196(1 − 0.1664) = 3489.4496 độ +) Đối với nồi 3: x = 10.43%, dung dịch loãng Nhiệt dung riêng dung dịch nồi 3: = 4186(1 − ) = 4186(1 − 0.1043) = 3749.40 ( độ ) ii) Nhiệt dung riêng nước ngưng: Tra bảng I.249, STQTTB, T1/311 phương pháp nội suy +) Đối với nồi 1: Nhiệt độ t = 147.00 0C => = 4304.50( ) độ +) Đối với nồi 2: Nhiệt độ t = 124.92 0C => = 4257.87( +) Đối với nồi 3: Nhiệt độ t = 99.10 0C => = 4219.28 ( độ độ ) ) Bảng 1.7 : Nhiệt lượng riêng, nhiệt dung riêng đốt, thứ, dung dịch nhiệt độ thứ, đốt nhiệt độ sôi dung dịch nồi Nồi Hơi đốt Hơi thứ Dung dịch Nhiệt độ Nhiệt độ c × 10 × 10 Nhiệt độ 0 C C C J/(kg.độ) J/(kg.độ) J/(kg.độ) J(kg.độ) 147,00 2749,40 4304,50 125,26 2718,42 139.50 2965.20 124,26 2716,96 4217,14 97,43 2674,89 107.71 3489.45 96,43 2673,29 4256,82 46,64 2585,93 75.00 3749.40 1.3.5 Phương trình cân nhiệt lượng lượng đốt cần thiết Ta có: Thay số vào công thức: bề dày lớp cách nhiệt là: , , = 2,8 , 325 , 0,0372 , 96,43 = 2,8 140,86 , , =8( Quy chuẩn, chọn , = 7,73( ) ) =8( Như chọn bề dày ống dẫn đốt cho toàn hệ thống ) Bảng 2.1: Tính toán lớp cách nhiệt ống dẫn đốt Hơi đốt Nồi Nồi Nồi ) 325 325 325 (℃) 147 124,26 96,43 0,0372 0,0372 0,0372 194,82 170,72 140,86 8,217 8,05 7,73 8 ( = đ ( độ ) ( ) ( ) ℎ ẩ ( ) 2.5.1.2 Ống dẫn thứ Nồi 1: Ống dẫn thứ nồi thứ ống dẫn thứ nồi Do bề dày ống dẫn thứ nồi = ( ) Nồi 2: Ống dẫn thứ nồi thứ ống dẫn thứ nồi Do bề dày ống dẫn thứ nồi = ( ) Nồi 3: - Đường kính ống truyền nhiệt là: = 426( ) - Nhiệt độ mặt ống kim loại: = = 46,4 (℃) - Tra bảng V.7, STQTTB, T2/42 nội suy tính nhiệt tổn thất theo 1m chiều dài ống: = 101 ( ) Thay số vào công thức: bề dày lớp cách nhiệt là: , = 2,8 , , , 325 , 0,0372 = 2,8 91 , , 46,4 , = 5,75( ) =6( Quy chuẩn, chọn ) =8( Như chọn bề dày ống dẫn đốt cho toàn hệ thống 2.5.1.3 Ống dẫn dung dịch Ta lấp bảng kết sau: Bảng 2.2: Bề dày lớp cách nhiệt ống dẫn dung dịch Dung dịch Sau TBGN Ra nồi Ra nồi 76 76 76 ( ) = (℃) ( ) độ ( ) ( ) ℎ ẩ ( ) ) Ra nồi 76 70 75 107,71 139,5 0,0372 0,0372 0,0372 0,0372 43,02 46,5 61,71 76,59 5,278 5,138 5,38 5,45 6 6 Ra thiết bị Gia nhiệt: - Đường kính ống truyền nhiệt là: - Nhiệt độ mặt ống kim loại: = 76( = ) = 70 (℃) - Tra bảng V.7, STQTTB, T2/42 nội suy tính nhiệt tổn thất theo 1m chiều dài ống: = 43,03 ( ) Thay số vào công thức: bề dày lớp cách nhiệt là: , = 2,8 Quy chuẩn, chọn , , = 2,8 , =6( 76 , 0,0372 43,02 , 70 , = 5,278( , ) ) Ra nồi 3: - Đường kính ống truyền nhiệt là: - Nhiệt độ mặt ống kim loại: = 76( = ) = 75 (℃) - Tra bảng V.7, STQTTB, T2/42 nội suy tính nhiệt tổn thất theo 1m chiều dài ống: = 46,5 ( ) Thay số vào công thức: bề dày lớp cách nhiệt là: , , = 2,8 , = 2,8 , =6( Quy chuẩn, chọn 76 , 0,0372 , 75 46,5 , , = 5,138( ) ) Ra nồi 2: - Đường kính ống truyền nhiệt là: - Nhiệt độ mặt ống kim loại: = 76( = ) = 107,71 (℃) - Tra bảng V.7, STQTTB, T2/42 nội suy tính nhiệt tổn thất theo 1m chiều dài ống: = 61,71 ( ) Thay số vào công thức: bề dày lớp cách nhiệt là: , , = 2,8 , = 2,8 , =6( Quy chuẩn, chọn 76 , 0,0372 , 107,71 61,71 , , = 5,38( ) ) Ra thiết bị Gia nhiệt: - Đường kính ống truyền nhiệt là: - Nhiệt độ mặt ống kim loại: = 76( = ) = 139,5 (℃) - Tra bảng V.7, STQTTB, T2/42 nội suy tính nhiệt tổn thất theo 1m chiều dài ống: = 76,59 ( ) Thay số vào công thức: bề dày lớp cách nhiệt là: , = 2,8 Quy chuẩn, chọn , , =6( , = 2,8 76 , 0,0372 , 139,5 76,59 , , = 5,45( ) ) Như chọn bề dày lớp cách nhiệt ống dẫn dung dịch cho toàn hệ thống =6( ) 2.5.1.4 Ống tuần hoàn Bề dày lớp cách nhiệt ống tuần hoàn bề dày lớp cách nhiệt ống dẫn dung dịch Do chọn bề dày lớp cách nhiệt cho ống tuần hoàn = ( ) 2.5.2 Bề dày lớp cách nhiệt thân thiết bị Tính bề dày lớp cách nhiệt c theo công thức sau: n (tT t KK ) c (tT tT ) ( CT VI.66/92-[2]) c Trong đó: n - hệ số cấp nhiệt từ bề mặt lớp cách nhiệt đên không khí ( CT VI.67/92-[2]) n = 9,3 + 0,058.tT2 tT2 – nhiệt độ bề mặt lớp cách nhiệt phía không khí vào, 40 50 C Vậy: n = 9,3 + 0,058 45 = 11,91 W/m2.độ với tT2 = 450C tT1 – nhiệt độ lớp cách nhiệt tiếp giáp bề mặt thiết bị; trở lực nhiệt tường thiết bị nhỏ so với trở lực nhiệt lớp cách nhiệt, nên tT1 = thđ tKK – nhiệt độ không khí 0C ( xem bảng VII.1), tKK =250C c - hệ số dãn nhiệt vật liệu cách nhiệt, c = 0,0372 W/m.độ Nồi 1: Với thân buồng đốt: tT1= 1470C (t t ) , ( c c T1 T = , ( n (tT t KK ) ) ) = 0,01593m = 15,93mm Với thân buồng bốc: tT1= 125,260C (t t ) , ( , ) c c T1 T = = 0,01253m = 12,53mm , ( ) n (tT t KK ) Nồi 2: Với thân buồng đốt: tT1= 124,260C (t t ) , ( , ) c c T1 T = = 0,01237m = 12,37mm , ( ) n (tT t KK ) Với thân buồng bốc: tT1= 97,430C (t t ) , ( , ) c c T1 T = = 8,19mm , ( ) n (tT t KK ) Nồi 3: Với thân buồng đốt: tT1= 96,430C (t t ) , ( , c c T1 T = , ( n (tT t KK ) ) ) = 8,03mm Với thân buồng bốc: tT1= 46,40C (t t ) , ( , ) c c T1 T = = 0,22mm , ( ) n (tT t KK ) Vậy theo bảng trên, nồi, ta chọn bề dày vật liệu cách nhiệt buồng đốt 16mm, bề dày vật liệu cách nhiệt buồng bốc 13mm 2.6 Chọn mặt bích Mặt bích phận quan trọng dùng để nối phần thiết bị nối phận khác với thiết bị Những yêu cầu mặt bích: Mối ghép phải kín áp suất nhiệt độ làm việc Luôn bền, tháo lắp nhanh đảm bảo sản xuất hàng loạt, giá thành rẻ Với : D t - đường kính thiết bị D – đường kính bích D b - khoảng cách bulong đối diện D I - khoảng cách phần lõm ghép bích D - đường kính thiết bị d b - đường kính bulong h - chiều cao bích 2.6.1 Mặt bích nối thân đáy tháp: D D b D db D o D t Hình 2.1: Bích liền thép để nối thiết bị Chọn bích liền thép loại để nối thiết bị Theo bảng XIII.27, STQTTB, T2/422 ta có bảng số liệu sau: Bảng 2.3: Bích liền thép để nối thiết bị Kích thước ống nối -6 Thiết P.10 D Bu – lông Dt Db DI D0 bị (N/m ) (mm) Z db Mm Buồng 0,6 1000 1140 1090 1060 1013 M20 28 đốt Buồng 0,3 1800 1140 1090 1060 1013 M20 24 bốc H mm 30 22 2.6.2 Bích liền kim loại đen để nối phận thiết bị ống dẫn Db D1 h Dy db Dn D Hình 2.2: Bích nối phận thiết bị ống dẫn Theo bảng XIII.26, STQTTB, T2/409 ( bảng XIII.27, STQTTB, T2/417 ống dẫn thứ), ta có bảng số liệu sau: Bảng 2.4: Bích nối ống dẫn: Kích thước nối Ống dẫn D y H D Bu- lông Dn Dt DI Z db (mm) (mm) Mm mm Hơi đốt 300 325 435 395 365 M20 12 24 Dung dịch 70 76 160 130 110 M12 16 vào GN Dung dịch 70 76 160 130 110 M12 16 vào nồi Dung 70 76 160 130 110 M12 16 dịch Hơi thứ 400 426 515 475 450 M16 20 20 Nước 50 57 140 110 90 M12 22 ngưng ống 200 219 290 255 232 M16 24 tuần hoàn 2.7 Tai treo Chọn tai treo thép CT3 cho nồi, với = 7850 kg/m3 Phải tính tải trọng tác dụng lên tai treo Tải trọng cho tai treo: Q= G (N) 2.7.1 Trọng lượng thân thiết bị Gth: Tính trọng lượng thân buồng đốt buồng bốc theo công thức sau: H M= ( Dn2 Dt2 ) (*) - khối lượng riêng thép, = 7850 kg/m3 Trong đó: Dn - đường kính buồng đốt buồng bốc, m Dt - đường kính buồng đốt buồng bốc, m H - chiều cao buồng đốt buồng bốc, m Tính tải trọng thân thiết bị : G = g.M, g = 9,81 m/s2 Buồng đốt: Dt = 1,0m ; Dn = 1,0 + 2.S = 1,0 + 2.0,004 = 1,008 m ; H = 5m Thay vào (*), ta có: M = 7850 .(1,0082 – 1,2 ) = 495,20 (kg) Suy : G = 9,81.495,20 = 4857,94 (N) Buồng bốc: Dt = 1,8 m ; Dn = 1,8 + 2.S = 1,8 + 2.0,004 = 1,808 m ; H = 2,8m , Thay vào (*), ta có: M = 7850x x (1,8082 – 1,82 ) =498,28 (kg) Suy : G = 9,81.498,28 = 4888,13 (N) Tổng tải trọng thân thiết bị : G = 9746,07 N 2.7.2 Tải trọng ống truyền nhiệt: Tính tải trọng ống truyền nhiệt ống tuần hoàn theo công thức : H H Gô = N g (d n2 dt2 ) + g (d12 d 22 ) 4 Với: N – số ống truyền nhiệt, N= 367 ống dn – đường kính ống truyền nhiệt, dn = 38 mm dt – đường kính ống truyền nhiệt, dt = 34 mm H – chiều cao ống truyền nhiệt, H = 5m Vậy Gô = 241.7850.9,81 .(0,0382 – 0,0342) = 2139,63 (N) 2.7.3 Trọng lượng dung dịch thiết bị N dt2 Gdd max g H Với: H – chiều cao cột chất lỏng H = 5(m) Khối lượng riêng lớn cột chất lỏng max 1194,9 (kg/m3) Tổng số ống truyền nhiệt N = 241 ống dt = 0,034 (m) Vậy trọng lượng dung dịch thiết bị là: 241.3,14 0,034 = 1194,9.9,81.5 = 58610,06 ( ) 2.7.4 Trọng lượng Gh max g H Dt2 Vậy trọng lượng là: = 1327.9,81.2,8 2.7.5 Trọng lượng vĩ ống 3,14 1,8 = 92754,05 (N) Vỉ ống để ghép ống Có vỉ ống thiết bị Đường kính vỉ ống tương ứng đường kính buồng đốt Tính diện tích chiếm chỗ vỉ: Dt2 d n2 S N 4 Trong đó: Dt = (m); dn = 0,038 (m); N = 241 ống 3,14 (1 − 241 0,038 ) = 0,512 (m ) S= Chọn chiều cao vỉ h = 0,012 m Khi trọng lượng vĩ ống là: G = S h ρ g = 2.0,512.0,012.7850.9,81 = 946,28 (N) 2.7.6 Trọng lượng đáy nắp buồng đốt Tra bảng XIII.11,STQTTB,T2/384, ta có khối lượng đáy buồng đốt 117 kg Hay Gđa = 117.9,81 = 1147,77 (N) Vậy trọng lượng nắp đáy buồng đốt Gđ = Gđ = 2295,54 (N) 2.7.7 Trọng lượng nắp buồng bốc Tính tải trọng nắp theo công thức gần sau: Gn Fn Sn t g Fn – bề mặt nắp buồng bốc, xác định theo bảng XIII.10, STQTTB, T2/382 Fn = 3,74 m2 Sn – chiều dày nắp buồng bốc, Sn = 0,006 m G = 3,74.0,005.7850.9,81 = 1440,06 (N) 2.7.8 Trọng lượng bích Gbich ( D Dn2 ).h. g Bích Buồng đốt Buồng bốc Hơi đốt Hơi thứ Ống dẫn dung dịch Tháo nước ngưng ống tuần hoàn Tổng khối lượng bích Bảng 2.5: Trọng lượng bích Số lượng Dn D cặp 1013 1140 1013 1140 325 435 426 515 76 160 57 140 219 290 H 30 22 24 20 16 22 24 Trọng lượng G 1984,53 1455,32 242,58 202,61 76,74 87,03 209,83 4261,61 2.7.9 Trọng lượng lớp cách nhiệt Vật liệu cách nhiệt thủy tinh có = 200 (kg/m3) Tính trọng lượng lớp cách nhiệt cho buồng đốt buồng bốc theo CT: Gcn g H ( Dn2 Dt2 ) Với: Dn, Dt đường kính đường kính lớp cách nhiệt Trọng lượng lớp cách nhiệt buồng đốt: (1,022 − 1,006 G đ = 200.9,81.5.3,14 = 249,88 (N) Trọng lượng lớp cách nhiệt buồng bốc: (1,822 − 1,806 G đ = 200.9,81.2,8.3,14 = 250,33 (N) Vậy tổng trọng lượng lớp cách nhiệt: Gcn = 500,21 (N) 2.7.10 Tổng trọng lượng thiết bị tải trọng tai treo - Tổng trọng lượng thiết bị: G 172693,81 (N) - Tải trọng tác dụng lên tai treo: G 172693,81 G= = = 43173,4525 (N) 4 Tra bảng XIII.35,STQTTB,T2/437 ta có bảng sau: Tải trọng phép tác dụng lên tai treo: G = 6.104 (N) Bề mặt đỡ: F = 711 (m2) Tải trọng cho phép bề mặt đỡ: q = 0,84.106 (N/m2) Bảng 2.6: Tai treo thép CT3 thiết bị thẳng đứng L mm B mm B1 mm B2 mm H mm h mm s mm l mm d mm Dt /A 300 240 260 370 450 226 48 110 34 2400/900 Tra bảng XIII-36/438-[2] ta có bảng sau : Tải trọng cho phép treo: G = 6.104 (N) Bề mặt đỡ: F = 451.104(m²) Tải trọng cho phép lên bề mặt đỡ : : q = 1,33 106 N / m2 Bảng 2.7: Tại treo thép CT3 thiết bị thẳng đứng L B B1 H S A D KL tai l (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) treo,kg 230 200 205 350 12 100 25 34 13,2 Phần III: THIẾT BỊ PHỤ 3.1 Thiết bị Bromet Thiết bị ngưng tụ Baromet thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại khô, ngược chiều, chân cao Nguyên tắc làm việc chủ yếu thiết bị ngưng tụ trực tiếp phun nước lạnh hơi, ẩn nhiệt đun nóng nước ngưng tụ lại Do thiết bị ngưng tụ trực tiếp để ngưng tụ nước chất lỏng giá trị không tan nước, chất lỏng ngưng tụ trộn lẫn với nước làm nguội Thiết bị ngưng tụ trực tiếp ứng dụng rộng rãi công nghiệp hóa học có ưu điểm suất cao, cấu tạo đơn giản dễ dàng chống ăn mòn Hình 3.1:Thiết bị ngưng tụ baromet – Thân – Thiết bị thu hồi bọt - Ống baromet – Tấm ngăn hình bán nguyệt - Ống dẫn khí không ngưng Ống baromet thường cao 11m để độ chân không thiết bị có tăng nước dân lên ngập thiết bị Loại có ưu điểm nước tự chảy không cần bơm nên tốn lượng, công suất lớn Trong công nghiệp hóa chất, thiết bị ngưng tụ baromet chân cao ngược chiều loại khô thường sử dụng nhiều, đặc biệt hệ thống cô đặc nhiều nồi, đặt vị trí cuối hệ thống nồi cuối thường làm việc áp suất chân không 3.2 Chọn bơm 3.2.1 Bơm dung dịch Trong công nghiệp hóa chất thực phẩm, loại bơm dùng phổ biến bơm ly tâm, so với bơm pittông, bơm ly tâm có ưu điểm sau: - Tạo lưu lượng đặn đáp ứng yêu cầu kỹ thuật nhiều ngành sản xuất Đồ thị cung cấp đặn, không tạo hình sin - Số vòng quay lớn, truyền động trực tiếp từ động điện - Có cấu tạo đơn giản, gọn, chiếm diện tích xây dựng không cần kết cấu móng vững Do giá thành chế tạo, lắp đặt vận hành thấp - Có thể dùng để bơm chất lỏng bẩn, khe hở cánh guồng thân bơm tương đối lớn, van phận dễ hư hỏng tắc chất bẩn gây Nhờ cải tiến kết cấu cánh guồng mà bơm ly tâm sử dụng để bơm dung dịch huyền phù có nồng độ pha rắn cao - Có suất lớn áp suất tương đối nhỏ nên phù hợp với yêu cầu phần lớn trình hóa học thực phẩm Vì vậy, gần bơm ly tâm thay bơm pittông trường hợp áp suất thấp trung bình, suất trung bình lớn Trong công nghiệp, bơm ly tâm dùng rộng rãi có nhiều loại khác cấu tạo vận hành Bơm ly tâm phân thành nhiều loại theo số bậc (cấp bơm), theo cách đặt bơm, theo điều kiện làm việc, theo nhiều cánh Nguyên tắc làm việc: Bơm làm việc theo nguyên tắc ly tâm Chất lỏng hút đẩy nhận thêm lượng nhờ tác dụng lực ly tâm cánh guồng quay, khác với bơm pittông nhờ chuyện động tịnh tiến pittiông – Guồng – Vỏ bơm Hình 3.3: Sơ đồ cấu tạo bơm ly tâm - Ống hút – Lưới lọc - Ống đẩy 3.2.2 Bơm chân không Về nguyên tắc hoạt động bơm chân không không khác nguyên tắc hoạt động máy nén, khác phạm vi áp suất làm việc độ nén Các bơm chân không hút khí áp suất thấp áp suất khí đẩy khí áp suất lớn áp suất khí Bơm chân không thường tạo ta độ chân không 90% (ứng với áp suất tuyệt đối 0,1at) nén khí 1,1at Năng suất bơm chân không thay đổi, giảm dần với giảm áp suất thút (tăng độ chân không) Vì chọn bơm cần phải đồng thời vào độ chân không tối đa mà bơm tạo Có nhiều loại bơm chân không như: Bơm chân không kiểu pittông, bơm chân không kiểu rôto, bơm chân không kiểu phun tia,… Ta chọn bơm chân không kiểu pittông loại khô Cấu tạo bơm chân không kiểu pittông gần giống máy nén pittông Giới hạn áp suất phụ thuộc vào độ khít pittong xilanh hệ số khoảng hại Bơm chân không kiểu pittông dùng công nghiệp hóa chất thực phẩm Năng suất làm việc loại bơm cao khoảng từ 45 đến 3500m³/h Gồm có loại: khô ướt Hiệu suất loại ướt đạt 80 – 85% loại ướt đạt từ 96 đến 99,9% Hình 3.2: Hệ thống lắp bơm chân không – bể chứa dung dịch – thùng giãn khí – thùng chứa – bơm chân không – phận tách bọt – bơm dung dịch Phần IV: KẾT LUẬN Hệ thống cô đặc dung dịch KCl thiết kế hệ thống ba nồi cô đặc ngược chiều Thiết bị cô đặc buồn đốt kiểu đứng Với thiết kế phòng đốt thiết bị, làm giảm chiều cao thiết bị tăng hiệu suất Cùng với ống tuần hoàn đặt bên thiết bị, không đốt nóng dung dịch chảy từ xuống, khả tuần hoàn dung dịch tăng lên đáng kể Về vấn đề vệ sinh bão dưỡng thuận tiện, tiến hành mà không cần phải ngừng hoạt động thiết bị Thiết bị cô đặc buồng đốt kiểu đứng sử dụng cô đặc cho dung dịch nào, kể dung dịch có nhiều bọt tinh thể Vì vậy, thiết bị sử dụng nhiều công nghiệp hóa học thực phẩm Qua đồ án này, tìm hiểu kỹ tính toán, xác định thông số kỹ thuật cho thiết bị Ta biết phải chọn thiết bị vật liệu cho phù hợp để phận khí có sức bền cao tránh hư hỏng cố xảy vận hành Tôi học hỏi nhiều, biết nhiều kiến thức trình cô đặc, trình truyền nhiệt, đọc thiết kế vẽ chi tiết Phần V: TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Xuân Toàn, Các trình – Thiết bị công nghiệp hóa chất thực phẩm (tập – Các trình thiết bị truyền nhiệt), Nhà xuất KHKT Hà Nội, 1972 [2] Nguyễn Bin, Các trình thiết bị công nghệ hóa chất thực phẩm (tập - Các trình Thủy lực, Bơm, Quạt nén), Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 2004 [3] GS-TSKH Nguyễn Bin, PGS-TS Đỗ Văn Đài, TS Phạm Xuân Toàn, TS Trần Xoa, Sổ tay Quá trình Thiết bị Công nghệ hóa chất (tập 1), Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [4] GS-TSKH Nguyễn Bin, PGS-TS Đỗ Văn Đài, TS Phạm Xuân Toàn, TS Trần Xoa, Sổ tay Quá trình Thiết bị Công nghệ hóa chất (tập 2), Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội [5] https://en.wikipedia.org/wiki/Potassium_chloride