Thiết kế thiết bị cô đặc chân không 1 nồi liên tục để cô đặc dung dịch NaOH

Thiết kế thiết bị cô đặc chân không 1 nồi liên tục để cô đặc dung dịch NaOH. Đồ án này được thực hiện dưới sự giúp đỡ và hướng dẫn trực tiếp của cô Cao Thị Nhung, và các thầy cô bộ môn Quá trình và Thiết Bị khoa Công nghệ Hóa học trường Đại học Bách khoa thành phố Hố Chí Minh

GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền MỤC LỤC GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền LỜI NÓI ĐẦU Đồ án Quá Trình Và Thiết Bị môn học hữu ích , giúp cho sinh viên chúng em ôn lại kiến thức học trình công nghệ hóa học Ngoài dịp mà sinh viên học cách thiết kế thông qua việc lựa chọn, tính toán chi tiết thiết bị với số liệu cụ thể gần với thực tế Tuy nhiên sinh viên nên kiến thức thực tế hạn hẹp trình thực đồ án khó tránh thiếu xót Em mong góp ý dẫn thầy cô bạn bè để có thêm nhiều kiến thức chuyên môn Đồ án , em thực giúp đỡ hướng dẫn trực tiếp cô Cao Thị Nhung, thầy cô môn Quá trình Thiết Bị khoa Công nghệ Hóa học trường Đại học Bách khoa thành phố Hố Chí Minh Em xin chân thành cảm cô Cao Thị Nhung thầy cô bạn bè giúp đỡ em trình thực đồ án GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền PHẦN I TỔNG QUAN VỀ CÔ ĐẶC I − NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN Thiết kế thiết bị cô đặc chân không nồi liên tục để cô đặc dung dịch NaOH  Năng suất nhập liệu: m /h  Nồng độ đầu: 15% khối lượng  Nồng độ cuối: 20% khối lượng  Áp suất ngưng tụ: Pck = 0,3 at − II o Nhiệt độ đầu nguyên liệu: 30 C (chọn) GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU − Natri hydroxid NaOH nguyên chất chất rắn màu trắng, có dạng tinh thể, khối lượng o o riêng 2,13 g/ml, nóng chảy 318 C sôi 1388 C áp suất khí NaOH tan o tốt nước (1110 g/l 20 C) hoà tan toả nhiệt mạnh NaOH tan dung môi hữu methanol, ethanol… NaOH rắn dung dịch NaOH dễ hấp thụ CO2 từ không khí nên chúng cần chứa thùng kín − Dung dịch NaOH base mạnh, có tính ăn da có khả ăn mòn cao Vì vậy, ta cần lưu ý đến việc ăn mòn thiết bị đảm bảo an toàn lao động trình sản xuất − NaOH Ngành công nghiệp sản xuất NaOH ngành sản xuất hoá chất lâu năm Nó đóng vai trò to lớn phát triển ngành công nghiệp khác dệt, tổng hợp tơ nhân tạo, lọc hoá dầu, sản xuất phèn − Trước công nghiệp, NaOH sản xuất cách cho Ca(OH) tác dụng tới dung dịch Na2CO3 loãng nóng Ngày nay, người ta dùng phương pháp đại điện phân dung dịch NaCl bão hoà Tuy nhiên, dung dịch sản phẩm thu thường có nồng độ loãng, gây khó khăn việc vận chuyển xa Để thuận tiện cho chuyên chở sử dụng, người ta phải cô đặc dung dịch NaOH đến nồng độ định theo yêu cầu III KHÁI QUÁT VỀ CÔ ĐẶC Định nghĩa Cô đặc phương pháp dùng để nâng cao nồng độ chất hoà tan dung dịch gồm hai nhiều cấu tử Quá trình cô đặc dung dịch lỏng – rắn hay lỏng – lỏng có chênh lệch nhiệt độ sôi cao thường tiến hành cách tách phần dung môi (cấu tử dễ bay hơn); trình vật lý – hoá lý Tuỳ theo tính chất cấu tử khó bay (hay không bay trình đó), ta tách phần dung môi (cấu tử dễ bay hơn) GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền phương pháp nhiệt độ (đun nóng) phương pháp làm lạnh kết tinh Các phương pháp cô đặc − Phương pháp nhiệt (đun nóng): dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái tác dụng nhiệt áp suất riêng phần áp suất tác dụng lên mặt thoáng chất lỏng − Phương pháp lạnh: hạ thấp nhiệt độ đến mức đó, cấu tử tách dạng tinh thể đơn chất tinh khiết; thường kết tinh dung môi để tăng nồng độ chất tan Tuỳ tính chất cấu tử áp suất bên tác dụng lên mặt thoáng mà trình kết tinh xảy nhiệt độ cao hay thấp ta phải dùng máy lạnh Bản chất cô đặc nhiệt − Để tạo thành (trạng thái tự do), tốc độ chuyển động nhiệt phân tử chất lỏng gần mặt thoáng lớn tốc độ giới hạn Phân tử bay thu nhiệt để khắc phục lực liên kết trạng thái lỏng trở lực bên Do đó, ta cần cung cấp nhiệt để − phân tử đủ lượng thực trình Bên cạnh đó, bay xảy chủ yếu bọt khí hình thành trình cấp nhiệt chuyển động liên tục, chênh lệch khối lượng riêng phần tử bề mặt đáy tạo nên tuần hoàn tự nhiên nồi cô đặc Tách không khí lắng keo (protit) ngăn chặn tạo bọt cô đặc Ứng dụng cô đặc Trong sản xuất thực phẩm, ta cần cô đặc dung dịch đường, mì chính, nước trái cây… Trong sản xuất hoá chất, ta cần cô đặc dung dịch NaOH, NaCl, CaCl2, muối vô cơ… Hiện nay, phần lớn nhà máy sản xuất hoá chất, thực phẩm sử dụng thiết bị cô đặc thiết bị hữu hiệu để đạt nồng độ sản phẩm mong muốn Mặc dù cô đặc hoạt động gián tiếp cần thiết gắn liền với tồn nhà máy Cùng với phát triển nhà máy, việc cải thiện hiệu thiết bị cô đặc tất yếu Nó đòi hỏi phải có thiết bị đại, đảm bảo an toàn hiệu suất cao Do đó, yêu cầu đặt cho người kỹ sư phải có kiến thức chắn đa dạng hơn, chủ động khám phá nguyên lý thiết bị cô đặc IV THIẾT BỊ CÔ ĐẶC DÙNG TRONG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT Phân loại ứng dụng 1.1 Theo cấu tạo − Nhóm 1: dung dịch đối lưu tự nhiên (tuần hoàn tự nhiên) Thiết bị cô đặc nhóm cô đặc dung dịch loãng, độ nhớt thấp, đảm bảo tuần hoàn dễ dàng qua bề mặt truyền nhiệt Bao gồm: GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền − • Có buồng đốt (đồng trục buồng bốc), ống tuần hoàn • Có buồng đốt (không đồng trục buồng bốc) Nhóm 2: dung dịch đối lưu cưỡng (tuần hoàn cưỡng bức) Thiết bị cô đặc nhóm dùng bơm để tạo vận tốc dung dịch từ 1,5 m/s đến 3,5 m/s bề mặt truyền nhiệt Ưu điểm tăng cường hệ số truyền nhiệt k, dùng cho dung dịch đặc sệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn, kết tinh bề mặt truyền nhiệt Bao gồm: − • Có buồng đốt trong, ống tuần hoàn • Có buồng đốt ngoài, ống tuần hoàn Nhóm 3: dung dịch chảy thành màng mỏng Thiết bị cô đặc nhóm cho phép dung dịch chảy dạng màng qua bề mặt truyền nhiệt lần (xuôi hay ngược) để tránh tác dụng nhiệt độ lâu làm biến chất số thành phần dung dịch Đặc biệt thích hợp cho dung dịch thực phẩm nước trái cây, hoa ép Bao gồm:  Màng dung dịch chảy ngược, có buồng đốt hay ngoài: dung dịch sôi tạo bọt khó vỡ  Màng dung dịch chảy xuôi, có buồng đốt hay ngoài: dung dịch sôi tạo bọt bọt dễ vỡ 1.2 Theo phương thức thực trình − Cô đặc áp suất thường (thiết bị hở): nhiệt độ sôi áp suất không đổi; thường dùng cô đặc dung dịch liên tục để giữ mức dung dịch cố định, nhằm đạt suất cực đại thời gian cô đặc ngắn − Cô đặc áp suất chân không: dung dịch có nhiệt độ sôi thấp áp suất chân không Dung dịch tuần hoàn tốt, tạo cặn bay dung môi diễn liên tục − Cô đặc nhiều nồi: mục đích tiết kiệm đốt Số nồi không nên lớn làm giảm hiệu tiết kiệm Người ta cô chân không, cô áp lực hay phối hợp hai phương pháp; đặc biệt sử dụng thứ cho mục đích khác để nâng cao hiệu kinh tế − Cô đặc liên tục: cho kết tốt cô đặc gián đoạn Có thể điều khiển tự động chưa có cảm biến đủ tin cậy Đối với nhóm thiết bị, ta thiết kế buồng đốt trong, buồng đốt ngoài, có ống tuần hoàn Tuỳ theo điều kiện kỹ thuật tính chất dung dịch, ta áp dụng chế độ cô đặc áp suất chân không, áp suất thường áp suất dư Các thiết bị chi tiết hệ thống cô đặc − Thiết bị chính: GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền  Ống nhập liệu, ống tháo liệu  Ống tuần hoàn, ống truyền nhiệt  Buồng đốt, buồng bốc, đáy, nắp  Các ống dẫn: đốt, thứ, nước ngưng, khí không ngưng − Thiết bị phụ:  Bể chứa nguyên liệu  Bể chứa sản phẩm  Bồn cao vị  Lưu lượng kế  Thiết bị gia nhiệt  Thiết bị ngưng tụ baromet  Bơm nguyên liệu vào bồn cao vị  Bơm tháo liệu  Bơm nước vào thiết bị ngưng tụ  Bơm chân không  Các van  Thiết bị đo nhiệt độ, áp suất… V − LỰA CHỌN THIẾT BỊ CÔ ĐẶC DUNG DỊCH NaOH Theo tính chất nguyên liệu sản phẩm, điều kiện kỹ thuật đầu đề, người viết lựa chọn thiết bị cô đặc chân không nồi liên tục có buồng đốt ống tuần hoàn trung tâm Thiết bị cô đặc loại có cấu tạo đơn giản, dễ vệ sinh sửa chữa − Cô đặc áp suất chân không làm giảm nhiệt độ sôi dung dịch, giảm chi phí lượng, hạn chế việc chất tan bị lôi theo bám lại thành thiết bị (làm hư thiết bị) − Tuy nhiên, loại thiết bị phương pháp cho tốc độ tuần hoàn dung dịch nhỏ (vì ống tuần hoàn đun nóng) hệ số truyền nhiệt thấp GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền PHẦN II THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ − Nguyên liệu ban đầu dung dịch NaOH có nồng độ 15% Dung dịch từ bể chứa nguyên liệu bơm lên bồn cao vị Từ bồn cao vị, dung dịch chảy qua lưu lượng kế vào − thiết bị gia nhiệt đun nóng đến nhiệt độ gần nhiệt độ sôi Thiết bị gia nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm: thân hình trụ, đặt đứng, bên gồm nhiều ống nhỏ bố trí theo đỉnh hình tam giác Các đầu ống giữ chặt vỉ ống vỉ ống hàn dính vào thân Nguồn nhiệt nước bão hoà có áp suất at bên ống (phía vỏ) Dung dịch từ lên bên ống Hơi nước bão hoà ngưng tụ bề mặt ống cấp nhiệt cho dung dịch để nâng nhiệt độ dung dịch lên nhiệt độ sôi Dung dịch sau gia nhiệt chảy vào thiết bị cô đặc để thực trình bốc Hơi nước ngưng tụ thành nước lỏng − theo ống dẫn nước ngưng qua bẫy chảy Nguyên lý làm việc nồi cô đặc: Phần thiết bị buồng đốt, gồm có ống truyền nhiệt ống tuần hoàn trung tâm Dung dịch ống đốt (hơi nước bão hoà) khoảng không gian ống Hơi đốt ngưng tụ bên ống truyền nhiệt cho dung dịch chuyển động ống Dung dịch ống theo chiều từ xuống nhận nhiệt đốt ngưng tụ cung cấp để sôi, làm hoá phần dung môi Hơi ngưng tụ theo ống dẫn nước ngưng qua bẫy để chảy − Nguyên tắc hoạt động ống tuần hoàn trung tâm: Khi thiết bị làm việc, dung dịch ống truyền nhiệt sôi tạo thành hỗn hợp lỏng – có khối lượng riêng giảm bị đẩy từ lên miệng ống Đối với ống tuần hoàn, thể tích dung dịch theo đơn vị bề mặt truyền nhiệt lớn so với ống truyền nhiệt nên lượng tạo ống truyền nhiệt lớn Vì lý trên, khối lượng riêng hỗn hợp lỏng – ống tuần hoàn lớn so với ống truyền nhiệt hỗn hợp đẩy xuống Kết có dòng chuyển động tuần hoàn tự nhiên thiết bị: từ lên ống truyền nhiệt từ xuống ống tuần hoàn − Phần phía thiết bị buồng bốc để tách hỗn hợp lỏng – thành dòng Hơi thứ lên phía buồng bốc, đến phận tách giọt để tách giọt lỏng khỏi dòng − Giọt lỏng chảy xuống thứ tiếp tục lên Dung dịch lại hoàn lưu Dung dịch sau cô đặc bơm theo ống tháo sản phẩm vào bể chứa sản phẩm nhờ bơm ly tâm Hơi thứ khí không ngưng thoát từ phía buồng bốc vào thiết bị ngưng tụ baromet (thiết bị ngưng tụ kiểu trực tiếp) Chất làm lạnh nước bơm vào ngăn dòng thứ dẫn vào ngăn thiết bị GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền Dòng thứ lên gặp nước giải nhiệt để ngưng tụ thành lỏng chảy xuống bồn chứa qua ống baromet Khí không ngưng tiếp tục lên trên, dẫn qua phận tách giọt bơm chân không hút Khi thứ ngưng tụ thành lỏng thể tích giảm làm áp suất thiết bị ngưng tụ giảm Vì vậy, thiết bị ngưng tụ baromet thiết bị ổn định chân không, trì áp suất chân không hệ thống Thiết bị làm việc áp suất chân không nên phải lắp đặt độ cao cần thiết để nước ngưng tự chảy khí mà không cần bơm − Bình tách giọt có vách ngăn với nhiệm vụ tách giọt lỏng bị lôi theo dòng khí không ngưng để đưa bồn chứa nước ngưng − Bơm chân nhiệm vụ hút khí không ngưng để tránh trường hợp khí không ngưng tích tụ thiết bị ngưng tụ nhiều, làm tăng áp suất thiết bị nước chảy ngược vào nồi cô đặc 10 GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền 2) Thể tích khí cần hút khỏi thiết bị ngưng tụ: Lượng không khí cần hút khỏi thiết bị ngưng tụ ( dựa vào công thức VI.47 sổ tay trình thiết bị tập trang 84): Thể tích không khí cần hút khỏi thiết bị ngưng tụ: (công thức VI.49 sổ tay trình thiết bị tập trang 84) Trong đó: Png áp suất làm việc thiết bị ngưng tụ (N/m2) Png= 0.3*9.81*104=29430 (N/m2) Ph áp suất riêng phần nước hỗn hợp lấy áp suất hỗn hợp bão hòa nhiệt độ không khí tkk (tra giản đồ h – x không khí ẩm) 57 GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền Nhiệt độ không khí tính theo công thức: tkk= t2d + + 0.1*(t2c-t2d) ( công thức VI.50 sổ tay trình thiết bị tập trang 84) tkk= 30 + + 0.1*(79,3-30) = 38,93 oC suy Ph= 0.068 at = 6890,1 (N/m2) 3) Các kích thước chủ yếu thiết bị ngưng tụ Baromet a Đường kính thiết bị ngưng tụ baromet (m) Trong đó: W lượng ngưng tụ (kg/s) khối lượng riêng (kg/m3) = 0.415 (kg/m3) (ở nhiệt độ 89,3oC tra bảng I.251 sổ tay trình thiết bị tập trang 314) wh tốc độ thiết bị ngưng tụ (m/s), chọn wh=20 (m/s) suy (m/s) Chọn đường kính thiết bị ngưng tụ baromet D= 0.3 m b Kích thước ngăn: Tấm ngăn có dạng hình viên phân với chiều rộng: (mm) (công thức VI.53 sổ tay trình thiết bị tập trang 85) Trên ngăn có đục nhiều lỗ nhỏ Chọn đường kính lỗ d= mm ( nước làm nguội nước sạch) Chọn chiều dày ngăn mm Chọn chiều cao gờ cạnh ngăn ho= 40 mm Các lỗ xếp theo hình lục giác đều, ta xác định bước lỗ công thức c sau: (mm) (công thức VI.55 sổ tay trinh thiết bị tập trang 85) Trong đó: d đường kính lỗ d= mm fe tổng số diện tích tiết diện lỗ ftt tiết diện thiết bị ngưng tụ chọn tỉ số = 0.5 suy (mm) Chiều cao thiết bị ngưng tụ: Mức độ đun nóng nước xác định theo công thức sau: (công thức VI.57v sổ tay trình thiết bị tập trang 85) 58 GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền (Tra bảng VI.7, trang 86, [2] với d = mm P = 0,774:) Số bậc = Số ngăn = Khoảng cách ngăn: htb=400 (mm) Thời gian rơi qua bậc: t=0.41s Chiều cao thiết bị ngưng tụ tính công thức: Htb= n*htb+ 0.8 = 8*400 + 0.8 = 4000 (mm) = (m) d Kích thước ống Baromet Đường kính ống Baromet tính công thức VI.57 sổ tay trình thiết bị tập trang 86: (m) Trong : Gn lượng nước lạnh tưới vào tháp( kg/s) W lượng ngưng tụ (kg/s) ω: tốc độ hỗn hợp nước lạnh nước ngưng chảy ống baromet (0.5 0.6) chọn ω=0.5 (m/s) suy (m) = 13(mm) Chọn đường kính ống baromet dba= 100 mm Chiều cao ống baromet xác định theo công thức sau: Hba=h1+h2+h3 (m) Trong đó: h1 chiều cao cột nước ống baromet cân với hiệu số áp suất khí áp suất thiết bị ngưng tụ (công thức VI.59 sổ tay trình thiết bị tập trang 86) Với b độ chân không thiết bị ngưng tụ (mmHg): Suy h2 chiều cao cột nước ống baromet cần để khắc phục toàn trở lực nước chảy ống (m) (công thức VI.60 sổ tay trình thiết bị tập trang 87) 59 GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền Với hệ số trở lực ma sát nước chảy ống tổng trở lực cục Chọn hệ số trở lực cục vào ống hệ số trở lực cục khỏi ống Suy Tính hệ số trở lực ma sát Ta có ttb = 54,65oC suy (kg/m3) ( từ bảng I.249 sổ tay trình thiết bị tập trang 310) (Ns/m2) Chuẩn số Renoyld: Chọn vật liệu làm ống baromet thép CT3 nên độ nhám = 7289,34 (công thức II.60 sổ tay trình thiết bị tập trang 378) (công thức II.62 sổ tay trình thiết bị tập trang 379) Vậy Regh[...]... NaOH 15 % đi vào thiết bị cô đặc là tđ = 97,9902oC ⇒ Nhiệt độ của dung dịch NaOH 20 % đi ra ở đáy thiết bị cô đặc là (công thức 2 .15 , trang 10 7, [3]) : tc = tsdd(po + 2Δp)= tsdd(po )+2Δ’’= 97,9902+ 2×0,776=99,54 oC (15 ) Nhiệt dung riêng của dung dịch NaOH: Nhiệt dung riêng của dung dịch NaOH ở các nồng độ khác nhau được tính theo công thức (I.43) và (I.44), trang 15 2, [1] : • a = 15 % (a < 0,2): cđ = 418 6. (1. .. tính lặp ta chọn nhiệt độ vách ngoài tv1 =13 0,6 0C 18 GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền ⇒ Bảng Thông số A theo tm tm, oC A 0 10 4 20 12 0 40 13 9 60 15 5 80 16 9 10 0 17 9 12 0 18 8 14 0 19 4 16 0 19 7 18 0 19 9 200 19 9 ⇒ A =19 1,5 r =: ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi ở nhiệt độ tD (r = 217 1 × 10 3 ; J/kg) H : chiều cao ống truyền nhiệt ( H= 1, 5 m) 2 Hệ số cấp nhiệt từ bề mặt đốt... trang 12 3 Tài liệu [1] λ = AC.ρdd 3 ρ  W  ; ÷ M  m.K  A–hệ số phụ thuộc vào mức độ liên kết của chất lỏng -8 Đối với chất lỏng liên kết, A =3,58 .10 M–khối lượng mol của hỗn hợp lỏng, ở đây là hỗn hợp NaOH và H2O M= a.MNaOH + (1 – a).MH2O ; kg/kmol Với a là phần mol của dung dịch NaOH Xem nồng độ NaOH trong dung dịch là 20% (xc) xc 0, 2 M NaOH 40 a= = = 0 ,10 11 xc 1 − xc 0, 2 1 − 0, 2 + + 40 18 M NaOH. .. là ho = 1, 5 m (bảng VI.6, trang 80, [2]) ρdm - khối lượng riêng của dung môi tại nhiệt độ sôi của dung dịch 99 oC Tra bảng I.249, trang 311 , [1] , ρdm = 9 61, 12 kg/m3 ⇒ Hop = [0,26 + 0,0 014 .( 11 73 ,14 – 9 61, 12)] .1, 5 = 0,8352 m (8) 13 GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền ⇒ (9) ⇒ ptb = po + Δp = 0,7238+ 0,0245 = 0,7483; at (10 ) Tra bảng I.2 51, trang 314 , [1] , ptb... [1] : • a = 15 % (a < 0,2): cđ = 418 6. (1 - a) = 418 6. (1 - 0 ,15 ) = 3558 ,1 J/(kg.K) • a = 20 % : cc = 418 6. (1 - a) + cct a = 418 6. (1 - 0,2) + 13 10,75. (1- 0,2) = 3 610 ,95 J/(kg.K) Với cct là nhiệt dung riêng của NaOH khan, được tính theo công thức (I. 41) và bảng I .14 1, trang 15 2, [1] : Phương trình cân bằng nhiệt 4.2 Gđcđtđ + D iD" + φDctD = Gccctc + W iW" + Dcθ ± Qcđ + Qtt (17 ) (+Qcđ ứng với quá trình thu nhiệt,... lượng riêng của dung dịch NaOH 15 % ở 30 C: ρđ = 11 58,84 kg/m (tra bảng 4, trang 35, [1] ) Suất lượng nhập liệu: Gđ = ρđ.Vđ = 11 58,84 = 11 58,84 kg/h Theo công thức 5 .16 , trang 293, [5]: Gđ xđ = Gc.xc (1) Tổng lượng hơi thứ bốc lên (W) Theo công thức 5 .16 , trang 293, [5]: Gđ = W + G c (2) 3 Tổn thất nhiệt độ Ta có, áp suất tại thiết bị ngưng tụ là pc= 0,7at Nhiệt độ hơi thứ trong thiết bị ngưng tụ tc... m Thể tích dung dịch đi vào trong thiết bị: Trong đó: ρs = ρdd 2 - khối lượng riêng của dung dịch sôi bọt trong thiết bị; kg/m3 Thể tích của phần dung dịch trong buồng bốc: V3 = Σ V - V1 – V2 = 0, 318 - 0, 14 1 – 0.0 71= 0 ,10 6 ; m3 V3 = Vdd phần gờ + Vdd phần nón + Vdd phần trụ 33 GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền ⇔ 0 ,10 6 = π ⇔π× Dtr2 (bĐ ) 4 h1 + Dtr2 ( bb)... riêg dung dịch 15 % Nhiệt dung riêng dung dịch 20% Nhiệt tổn thất Nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp Lượng hơi đốt biểu kiến Lượng hơi đốt tiêu tốn riêng Ký hiệu tđ tc cđ cc Qtt(=0,05 QD) QD D d Đơn vị o C o C J/(kg.K) J/(kg.K) W W kg/s kg/kg Giá trị 97,9902 99,54 3558 ,1 3 610 ,95 9436 ,12 18 8722,42 0,09632 1, 1969 17 GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền II THIẾT KẾ THIẾT... + 40 18 M NaOH M H 2O ⇒ M=0 ,10 11. 40+0,8989 .18 = 20,2242(đvC) ⇒ q2 = 9995,8 14 ,6= 2 717 7 W/m2 20 GVHD: ThS Cao Thị Nhung ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ SVTH: Ngô Kim Huyền 3 Nhiệt tải riêng phía tường truyền nhiệt qv = ∆t v ∑ rv Với quá trình cô đặc chân không liên tục, sự truyền nhiệt ổn định nên qv = q1 = q2 ∆t v = ⇒ qv ∑ rv =25307×0, 915 8 10 -3=23,2;K Trong đó: Δtv = tv1 - tv2 ( K) - chênh lệch nhiệt... δ 0,003 + r2 = 0,3448 .10 −3 + + 0,387 .10 −3 = 0, 915 8 .10 −3 ( m2 / K W) λ 16 ,3 Hệ số truyền nhiệt tổng quát K cho quá trình cô đặc 1 K= 1 1 + ∑ rv + 1 α 2 , W/m2K 5 Diện tích bề mặt truyền nhiệt 6 Tiến trình tính các nhiệt tải riêng Do không biết chính xác nhiệt độ vách ống truyền nhiệt nên phải thực hiện tính lặp như sau: 1) Chọn 2) Tính t v1 (< tD ) ⇒ ∆t 1 α 1 theo công thức 21 GVHD: ThS Cao Thị Nhung