đồ án quá trình thiết bị hấp thụ

II Tính toán thiết bị • Các số liệu ban đầu Lưu lương hỗn hợp khí vào: 6500Nm3/h Nồng độ cấu tử tách hỗn hợp đầu: 4,5% thể tích Hiệu suất 93% Dung môi H2O Bài làm Xđ – nồng độ ban đầu cấu tử cần hấp thụ dung môi ( kmol/kmol dung môi) Xc - nồng độ cuối cấu tử cần hấp thụ dung môi ( kmol/kmol dung môi) Yđ - nồng độ ban đầu cấu tử cần hấp thụ hỗn hợp khí ( kmol/kmol khí trơ) Yc - nồng độ cuối cấu tử cần hấp thụ hỗn hợp khí ( kmol/kmol khí trơ) Gy – lượng hỗn hợp khí vào thiết bị hấp thụ, kmol/h Gx – lượng hỗn hợp dung môi vào thiết bị hấp thụ, kmol/h Gtr – lượng khí trơ vào thiết bị hấp thụ, kmol/h Nồng đô cấu tử tách hỗn hợp đầu: 4,5% thể tích =>yđ = 0,045 => Yđ = = = 0,0471 (kmol/kmol k trơ) Vy = 6500 Nm3/h có n = chọn p = atm, t = 250  Gy = = = 290 (kmol/h) => Gtrơ = = = 277(kmol/h) Hiệu suất 93% => Yc = Yd*(1-η) = Yd*(1-0,93) = 0,0033 (kmol/kmol k trơ)  yc = ≈0.0033(kmol/kmol k trơ) • • Có Xd = PT đường cân có m = 25oC ΨNH3 = (mmHg) => m = = 3,066  Ycb = PTCB vât liệu Xét ptcb vật liệu cho vị trí tháp ta có: Gtro(Y-Yc) = Gx(X-Xd)  Y = Xd =  Giả thiết Xc =Xcbc lượng dung môi tối thiểu là: Gx = Từ phương trình cb  Yđ = 0,0471(kmolNH3/kmol k trơ)   Lượng dung môi cần thiết để hấp phụ =>  Phương trính đường làm việc Khi X Y Ycb 0,0015 0,003 0,0045 0,006 0,0075 0,009 0,0105 0,012 0,0125 • 0,0033 0,008556 0,013812 0,019068 0,024324 0,02958 0,034836 0,040092 0,045348 0,0471 0,005275816 0,010591564 0,015947699 0,021344683 0,026782984 0,032263081 0,037785455 0,043350599 0,045215237 Đường kính tháp đĩa - Tính đường kính tháp theo công thức: D 4Vy π Wy.3600 = 8,5.10 −5.C - Ta có wy= [IX.89.II.181] ρx − ρy ρy (m/s) [IX.107.II.184] Trong đó: aNH − aNH = + ρx ,tb ρNH ρH 2O Có xtb = (kmol/kmol) aNH3 = Tra bảng I.2-Sổ tay trình thiết bị tập 1: ρNH3(20°C)=610(kg/m3) ρNH3(40°C)=580(kg/m3) nội suy ρNH3(25°C)=602,5(kg/m3) Tra bảng I.5- Sổ tay trình thiết bị tập 1: ρH2O(25°C)=997,08(kg/m3) Thay vào phương trình ta ρxtb = 993,2(kg/m3) ρ y = ρ ytb = [ y tb1 M + (1 − y tb1 ) M ].273 (kg / m ) 22,4.T [IX.102.II.183] Với M 1, M2: khối lượng mol cấu tử (NH3 không khí) T : Nhiệt độ làm việc trung bình tháp (oK) Ytb1 : Nồng độ phần mol NH3 theo giá trị trung bình - Khối lượng riêng trung bình khí [ y M + (1 − y tb1 ) M ].273 (kg / m ) ρ y = ρ ytb = tb1 22,4.T 8,5.10 −5.C ρx − ρy ρy Ta có wy= (m/s) Chọn khoảng cách đĩa h = 0,4 m => C ≈ 450 8,5.10 −5.C ρx − ρy ρy => wy= Có D 4Vy π Wy.3600  = =  Quy chuẩn D = 1,5 m • Tính toán chóp - Đường kính ống chóp : 50 , 75 , 100 , 125 , 150 (mm) Chọn d = 0,075 (m) với chiều dày → δ [ II.236 ] =2 (mm) Đường kính ống hơi: d h = 0,075 − 2.0.002 = 0,071 (m) - Số chóp phân bố đĩa: n = 0,1 D2 d h2 [ IX 212 – II 236 ] Trong đó: D đường kính tháp (m) h d đường kính ống (m) 1,5 → n = 0,1 = 44,6 0,0712 ( chóp) => n= 45 - Chiều cao chóp phía ống dẫn h2 = 0,25.d h [ IX 213 – II 236 ] = 0,25 0,0071 = 0,018 (m) Đường kính chóp chọn δch = 2mm = 0.002m → d ch = 0,0462 + ( 0,046 + 2.0,002 ) = 0,103(m) Khoảng cách từ mặt đĩa đến chân chóp: S = ÷ 25 (mm) [ II 236 ] Chọn 20 (mm) - Chiều cao mức chất lỏng khe chóp: h1 = 15 – 40 (mm) Chọn h1 = 30 (mm) ξ ω y2 ρ ytb - Chiều cao khe chóp : b = g.ρ xtb Trong đó: g = 9,81 (m/s2) ωy = 4V y h 3600.3,14.d n = 4.6364,0 = 9,93 3600.3,14.0,0712 45 (m/s) Vy lưu lượng tháp ( m3/h ) ξ ξ hệ số trở lực đĩa chóp, = 1,5 ÷ ξ [ II 236 ], Chọn = ρ xtb = 993,2 ( kg/m3) khối lượng riêng trung bình pha lỏng ρ ytb = 1,1745 (kg/m3) khối lượng riêng trung bình pha khí 2.( 9,93) 1,1745 →b= = 0,024 9,81 993,2 (m) = 24 mm - - Số lượng khe hở chóp: i= c – khoảng cách khe, c = -4 mm; chon c=3 mm b – chiều cao khe chóp a – chiều rộng khe chóp – mm,, chon a = mm i= Đường kính ống chảy chuyền dc = , m Gx – lưu lượng lỏng tháp, kg/h ρx - Khối lượng riêng lỏng, kg/m3 z – số ống chảy chuyền chọn z = ωc – tốc độ chẩt lỏng ống chảy chuyền thường lấy 0,1 – 0,2 m/s chọn 0,15 m/s có lượng NH3 bị hấp thu 1h nNH3 = Gtrơ Xc = 277 0,0125 = 3,46(kmol/h)  Lượng lỏng cuối tháp: Gxc = Gxđ MH2O + nNH3 MNH3 = 970,6 18 + 3,46 17 = 17529,6(kg/h) Lượng lỏng đầu tháp: Gxđ = Gxđ MH2O = 17471(kg/h)  Lượng lỏng trung bình: Gx = 0,5 (Gxđ + Gxc ) = 17500(kg/h)  dc = = = 0,204(m) - - khoảng cách từ đĩa đến chân ống chảy chuyền: S1 = 0,25 dc = 0,25 0,204 = 0,051(m) chiều cao ống chảy chuyền đĩa hc = (h1 + b + S) – Δh = (0,03 + 0,024 + 0,02) – Δh Δh = = • tính V có Gđ = 971(kmol/h) =>V =  Δh = = = 0,026(m)  hc = (h1 + b + S) – Δh = (0,03 + 0,024 + 0,02) – 0,026 = 0,048(m) Bước tối thiểu chóp đĩa: tmin = dch + 2δch + l2 = 0,103 + 0,02 + 0,025 = 0,168(m) - - Khoảng cách từ tâm ống chảy chuyền đến tâm chóp gần nhất: t1 = δc + +δch + l1= δc - bề dày ống chảy chuyền(m) thường lấy δc = – mm l1 – khoảng cách nhỏ chóp ống chảy chuyền, thương chọn l = 75mm Diện tích phần đĩa chứa chóp A o B SOAB = D α D α × × cos( ) × × × sin( ) 2 2 = D2 × sin α 1.5 × sin 60 = 0,244 (m2) 90 π × 1.5 α × × S dia 360 360 Squạt = = = 0.29 (m2) Svp = Squạt – SOAB = 0.29 – 0.244 = 0.051 (m2) Diện tích phần đĩa chứa chóp: π × 1.5 F = Sđĩa – ×Svp = - × 0.051 = 1.67(m2) • Chiều cao tháp đĩa Phương trình đường cân có dạng giống đường thẳng y = 3,579.x  Giá tri tan góc nghiêng đường cân tan = 3,579 - Tính βy = , =       ωy – tốc độ khí tính cho mặt cắt tự tháp, m/s ωy = 1,11m/s ΔPx = ΔPđ – ΔPk – sức cản thảy lực lớp chất lỏng đĩa, N/m2 ΔPđ – sức cản thủy lực chung đĩa ΔPk - sức cản đĩa khô Có ΔPđ = ΔPk + ΔPs + ΔPt ΔPx = ΔPđ – ΔPk = ΔPs + ΔPt Tính ΔPs = Trong dtd = 4fx/Π fx: diện tích tiết diện tư rãnh fx = a b = 0,004 0,03 = /Π: chu vi rãnh /Π = (a+ b) = (0,004+ 0,03) = 0,068(m) dtd = 4fx/Π = 1,2/0,068 = 0,0071(m) 20oC σNH3 = 21,2 40oC σNH3 = 16,8 25oC σNH3 = 20,1 20oC σH2O = 72,8 40oC σH2O = 69,6 25oC σH2O = 72,0 25oC σ = 15,7 Vậy ΔPs = = = 8,85(N/m2) - Trở lực lớp chất lỏng đĩa ΔPt = ρb g (hb - ), N/m2 hr = 0,03 m: chiều cao khe chóp ρb = (0,4 – 0,6).ρx với ρx = 0,5 993,2 = 496,6(kg/m3) hb – chiều cao lớp bọt đĩa, m hb = hc = 0,048 m, chiều cao ống chảy chuyền nhô đĩa Δ = 0,026 m, chiều cao lớp chất lỏng ống chảy chuyền hx: chiều cao lớp chất lỏng không lẫn bọt đĩa, m chọn hx = 0,03 m hch: chiều cao chóp, chọn hch = 0,1 m F: bề mặt đĩa có gắn chóp, m2 F= (m2) ρb = 0,5ρx = 496,6(kg/m3) f: tổng diện tích chóp đia f= 0,785.0,375(m2) hb = = 0,091(m) Vậy ΔPt = ρb g (hb - )= 496,6 9,81 (0,091- = 370,2(N/m2)  Đã có ΔPx = ΔPđ – ΔPk = ΔPs + ΔPt = 8,85 + 370,2= 379,1(N/m2)  βy = = = 0,194 βx = = = 1,39 Ky = = = 0,136 Số đơn vị chuyển khối đĩa pha : myT = với f : diện tích làm việc đĩa f = F – (fh.n + m fch)= – ( n + m) = – ( 45 )= 1,49(m2) myT = =  Cy = = 12,37 => BC = X Y Ycb 0,0015 0,003 0,0045 0,006 0,0075 0,009 0,0105 0,012 0,0125 0,0033 0,008556 0,013812 0,019068 0,024324 0,02958 0,034836 0,040092 0,045348 0,0471 0,005276 0,010592 0,015948 0,021345 0,026783 0,032263 0,037785 0,043351 0,045215 động học 0,000266774 0,005540989 0,010851906 0,016199946 0,021585533 0,027009097 0,032471078 0,037971918 0,04351207 0,045367603  Ntt = 17 đĩa H = N t ( H d + δ ) + 0,8 ÷ 1(m) với δ δ :chiều dày đĩa δ = - mm Ta chọn chiều dày đĩa = mm = 0,002 (m)  • Tính toán trở lực tháp ΔPk = ε ωo = : tốc độ khí qua khe chóp n – số chóp n= 96 i - số khe chóp i = 53 b – chiều cao khe chóp b = 0,0187 m a – chiều rộng khe chóp a = 0,004 m ωo = = = 5,9(m/s) ε – hệ số trở lực, ε = 4,5 – chon ε = 4,5 ΔPk = ε = 4,5 = 92,0 (N/m2)  Pđ = ΔPk + ΔPs + ΔPt = 92,0 + 8,85+ 1132,8 = 1233,6(N/m2)  ΔP = ΔPđ Ntt = 1233,6 18 = 22204,8(N/m2) III TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ Bơm Công suất yêu cầu trục bơm N = (kW) I.439 Q: suất bơm (m3/s) ρ: khối lượng riêng chất lỏng (kg/m3) g: gia tốc trọng trường (m2/s) H: áp suất toàn phần bơm (m) • • η: hiệu suất bơm Tính H (m) H = (I 438) P1: áp suất bề mặt ống hút P1 = atm = 1,013 (N/m2) P2: áp suất bề mặt ống hút P1 = atm = 1,013 (N/m2) H0: chiều cao nâng chất lỏng (m) hm : áp suất tiêu tốn để thắng toàn trở lực ống hút ống đẩy Tính hm hm = (I.459) ΔP = ΔPđ + ΔPm + ΔPH + ΔPt + ΔPk + ΔPC (I.376)  ΔPđ : áp suất động hoc, đô cần thiết để tạo tốc đô cho dòng chảy khỏi ống (N/m2) ΔPđ = (N/m2) (I.376) ρ: khối lượng riêng H2O 20oC : 997,08 oC Tra bảng II.34 (I.441) phụ thuộc chiều cao bơm ly tâm vào nhiệt độ, 25oC chiều cao hút bơm khoảng 4,5m đảm bảo không xảy xâm thực Tuy nhiên để loại trừ khả dao động bơm nên giảm chiều cao khoảng – 1,5m so với giá trị bảng chọn chiều cao hút 3,5m tốc độ lưu ống hút ωh = 0,8 – (m/s) (I.370) chọn ωh = 1,8 (m/s) tốc độ lưu ống đẩy ωđ = 1,5 – 2,5 (m/s) (I.370) chọn ωh = 1,8 (m/s) Vậy ΔPđ = = = 1615,27(N/m2)  ΔPm: áp suất để khắc phục trở lực ma sát dòng chảy ống thẳng: ΔPm = (N/m2) (I.377) L: chiều dài ống dẫn, có chiều cao tháp 8,23 m => chọn chiều dài hệ thống ống dẫn 10 => độ dài ống đẩy 6,5m dtd: đường kính tương đương ống dẫn (m) dtd = 5,87 cm chọn dtd = cm λ: hệ số ma sát xác định theo: Re: chuẩn số Reynol xác định theo Re = với μH2O = 0,9 (N.s/m2) Re = = 139591 > 4000 Chất lỏng chảy xoáy  với Δ đô nhám tương đối : Δ= ε : độ nhám tuyệt đối, chọn vật liệu làm ống thép nối không hàn chọn ε = 0,07 m Δ= ==  =  λ = 0,02177 ΔPm = = = 5007,3(N/m2)  hệ số trở lưc cục - Chất lỏng vào ống thẳng đầu ống hút có lưới đan kim loại ξc = ξo α chọn => ξo = 0,13; α = => ξc = 0,13 - ống hút lắp van chiều theo I.399 ξvan = 1,9 – 2,1 Chọn ξvan = - hệ thống có đoạn ống cong giống nhau, môt đoạn hút, đoạn đẩy Theo bảng II.16(I-393), đối vớith ành nhẵn Re > bỏ qua tổn thất ma sát ξcong = A B C góc θ = 90o => A= chọn => B = 0,15 => C = 1,45 Ξcong = 0,15 1,45 = 0,2175 Tổng hệ số trở lực cục bộ: ξ = 0,13 + + 0,2175 = 2,3475 ≈2,35 Vậy ΔPc = ξ= 2,35 = 3795,9(N/m2) ΔPH = ρ G H = 997,08 9,8 8,23 = 80418(N/m2) ΔP = ΔPđ+ ΔPm+ ΔPc+ ΔPH= 1615,27 + 5007,3 + 3795,9 + 80418 = 90836.5(N/m2)  hm = = = 9,29 (m) có H = = = 17,52(m) • • Công suất bơm: N = (kW) I.439 Q: suất bơm, Q = = = (m3/s) η: hiệu suất bơm ηo: hiệu suất thể tích tính đến hao hụt chất lỏng chảy từ vùng áp suất cao đến vùng áp suất thấp chất lỏng rò từ chỗ hở bơm ηtl: hiệu suất hủy lực ηck: hiệu suất khí Đối với bơm ly tâm: ηo = 0,85 – 0,96 chọn 0,95 ηtl = 0,8 – 0,85 chọn 0,85 ηck= 0,92 – 0,96 chọn 0,95 η = ηo ηtl ηck = 0,95 0,85 0,95 = 0,767 công suất yêu cầu trục bơm N= = = 1,09 (kW) Công suất động điện Ndc = ηtr: hiệu suất truyền động ηtr =0,95 ηdc hiệu suất động ηdc = 0,95 Ndc = = = 1,21(kW) Ta chọn động có công suất N c đc = β N đc Chọn β = 1.5 => Ndc = 1,81(kW) III.2.Quạt thổi khí: Áp suất toàn phần quạt tạo ra: , N/ : áp suất toàn phần quạt tạo ra, N/m2 P1 , P2 : áp suất dư không gian đẩy , hút ,N/m2 Vì tháp làm việc P = 1atm áp suất môi trường nên (P2-P1) = ,: áp suất mát đường hút , đẩy (N/m2) ,: khối lượng riêng khí vận chuyển , khí môi trường xung quanh ,kg/m : vận tốc dòng khí (m/s) H : chiều cao cần đưa khí lên (m) , chọn H = (m) *Tính : - , N/m2 : áp suất để khắc phục trở lực ma sát ống hút , N/m2 : áp suất để khắc phục trở lực cục , N/m2 -= Với L: chiều dài ống dẫn hút , chọn L = (m) dtđ: đường kính tương đương ống hút (m) : khối lượng riêng hỗn hợp khí ban đầu (kg/m3) = 1,164 : vận tốc khí ống (m/s) chọn = 10 (m/s) (Bảng II.2-STI-370) Lưu lượng hỗn hợp khí vào quạt V=( dtđ = Quy chuẩn dtđ = 0,4 (m)14,41 (m/s) Tính hệ số ma sát : Chuẩn số Re ống dẫn : Re thiết bị làm việc chế độ chảy xoáy nên tính theo công thức: (II.65-STI-380) Trong đó: Δ: độ nhám tương đối, xác định theo công thức: Chọn vật liệu làm ống dẫn ống thép tráng kẽm, tốt = 0,07 (m) (Bảng II.15-STI-381) = = 0,0158 (N/m2) - Chọn van chiều = 2,5 (Bảng N-STI-399) Hệ số trở lực khuỷu khuỷu 45° tạo thành cho a/b=1 (Bảng N-STI-394) = 2,5 + 2.0,38 = 3,26 = = 161,29 (N/m2) = 3,13 + 161,29 = 164,4 (N/m2) *Tính : - , N/m2 : áp suất để khắc phục trở lực ma sát ống đẩy , N/m2 : áp suất để khắc phục trở lực cục , N/m2 -= Với L: chiều dài ống dẫn đẩy , chọn L = (m) dtđ: đường kính tương đương ống đẩy (m) : khối lượng riêng hỗn hợp khí ban đầu (kg/m3) : vận tốc khí ống (m/s) Chọn dtđ = 0,5 (m) (giống với đường kính ống hút) 9,22 (m/s) Tính hệ số ma sát : Chuẩn số Re ống dẫn đẩy : Re thiết bị làm việc chế độ chảy xoáy nên tính theo công thức: (II.65-STI-380) Trong đó: Δ: độ nhám tương đối, xác định theo công thức: Chọn vật liệu làm ống dẫn ống thép tráng kẽm, tốt = 0,07 (m) (Bảng II.15-STI-381) = = 0,0158 7,81 (N/m2) - Hệ số trở lực khuỷu khuỷu 45° tạo thành cho a/b=1 (Bảng N-STI-394) Hệ số trở lực van : van điều chỉnh lưu lượng =4 (Bảng N°37–STI-397) = 2.0,38 + = 4,76 = = 235,5 (N/m2) = 7,81 + 235,5 = 243,3 (N/m2) Vậy áp suất toàn phần quạt tạo ra: = + 164,4 + 243,3 + (1,206 – 1,164).9,81.4 = 458,82 (N/m2) 2.Công suất trục động điện : N = ,kW Trong : Q : suất , : hiệu suất quạt , chọn theo đặc tuyến : hiệu suất truyền động lắp trực tiếp với động điện N= 3.Công suất thiết lập với động điện: ,kW : hệ số dự trữ cho bảng II.48-STI-464 = 1,2.1,19 = 1,42 (kW) IV TÍNH TOÁN CƠ KHÍ Thân hình trụ Vật liệu: 12MX (σk = 540 N/m2, σch = 300N/m2) a Chiều dày thân Chiều dày thân xác định theo công thức: S = (m) Trong đó: Dt: đường kính tháp, D = 1,5 m φ: hệ số bền hàn cua thành trụ theo phương dọc C: hệ số bổ sung ăn mòn, bào mòn, dung sai chiều dày (m) Pt: áp suất thiết bị (N/m2) Tháp hàn dọc hàn tay hồ quang điện Đối với vật liệu thép không gỉ X28, kiểu hàn ghép nối với Dt = 1,5 m > 700 mm nên ϕ = 0,95 Pt = Pmt + Ptt Với Pmt: áp suất làm viêc tháp, 1atm = 101325 N/m2 Ptt: áp suất thuỷ tĩnh cột chất lỏng tháp Ptt = ρ.g H (N/m2) H: chiều cao tối đa cột chất lỏng,lấy tối đa H = 8,23 m Khối lượng riêng chất lỏng = 997,08 kg/m3 ⇒ Ptt = 9,8.997,08.8,23 = 80418,5 (N/m2) ⇒ Pt = 101325,024 + 80418,5 = 181743,5 (N/m2) Theo bảng XIII.2-Sổ tay tập 2, thiết bị thuộc loại II, chi tiết, phận không bị đốt nóng hay cách ly với nguồn nóng nên hệ số điều chỉnh η = Theo bảng XIII.4-Sổ tay tập 2, ứng suất cho phép xác định theo giá trị nhỏ từ hai công thức sau: σk η nk σc η nc [σk ] = (N/m2) ; [σc ] = (N/m2) nk, nc: hệ số an toàn giới hạn bền, giới hạn chảy Theo bảng XIII.3-Sổ tay tập 2, thiết bị làm từ thép cacbon thường thép không gỉ với nguyên lí cán, rèn dập nên nk = 2,6 ; nc = 1,5 σk, σc: ứng suất cho phép kéo, chảy Theo bảng XII.4-Sổ tay tập 2, ta chọn σk =540.106(N/m2) σc = 300.106(N/m2)  [σk] = (N/m2); [σc] = (N/m2)  Chọn [σc](N/m2) Xác định C: C = C1 + C2 + C3 Với vật liệu thép không gỉ X28 có : C1: bổ sung ăn mòn = mm = 0,001 m C2: bổ sung hao mòn ≈ C3: bổ sung dung sai chiều dày, phụ thuộc vào chiều dày thép; C3 = 0,18.10-3 m Vậy C = C1+ C2 + C3 = 1,18.10-3 (m) Vậy chiều dày thân thép là: S = = + C = +C = (m) Lấy S= 3mm Kiểm tra ứng suất thành thiết bị theo áp suất thử (dùng nước) Áp suất thử tính toán Po xác định: po = pth + p1 pth: áp suất thủy lực lấy theo bảng XIII.5, N/m2 pth = 1,5.p= 151987,54 N/m2 p1: áp suất thủy tĩnh nước, xác định theo công thức XIII.10, N/m2 ⇒ P1 = 9,8.997,08.8,56 = 83643,05 (N/m2) po = pth + p1 = 151987,54 + 83643,05 = 235630,6 (N/m2) xác định ứng suất thân tháp theo áp suất thử tính toán: σ= = = 118206,2(N/m2)< σc/2  Thỏa mãn điều kiện Đáy nắp thiệt bị Nắp tháp: Chiều dày Sn nắp tháp xác định Sn = Dt P D t +C 3,8.[ σ k ] k ϕh − P 2.hb (m) hb Trong đó: :Chiều cao phần lồi đáy (m) hb = 0,25.Dt = 0,25.1,5=0,375 (m) k :Hệ số không thứ nguyên k=1- d Dt Với d: đường kính lớn lỗ không tăng cứng Chọn d=0,5m k = 1- = 0,67  Chiều dày nắp tháp Sn = = =(m) Chọn Sn = 4mm Kiểm tra ứng suất thành nắp thiết bị theo áp suất thử thủy lực: σ= = = >σc/1,2 Chọn S = mm, σ = thỏa mãn Chiều cao gờ: h = 25mm Tra bảng XIII.11-Sổ tay tập ta khối lượng nắp tháp là: m =123 kg Đáy tháp: Hoàn toàn tương tự nắp tháp Chiều cao toàn tháp: H = Hlàm việc + Hnắp, đáy = 8,56 + 2.(0,375+0,025)= 9,36m Chọn mặt bích Dùng bích liền thép để nối thiết bị theo thông số tra từ bảng XIII.27-Sổ tay tập Py.10-6 Dt (N/m2) (mm) 0,1 1500 D(mm) Db(mm) D1(mm) Do(mm) 1640 1590 1560 1513 Bu lông db(mm) z (cái) M20 32 h(mm) 25 Chọn bích liền kim loại đen kiểu để nối phận thiết bị với ống dẫn Tra bảng XIII.26-Sổ tay tập Ống PY.10-6 Dy N/m2 Dn Kích thước nối D D δ D1 db mm 0,25 70 76 160 130 110 h Bu lông M12 Chọn chân đỡ a Khối lượng toàn tháp Khối lượng thân: Mthân = Vthân Ρ Vthân: thể tích phần vỏ thân tháp; m3 D − Dt2 π n H th Vthân = Dt = 1,5 m; Dn: đường kính = Dt + 2.S = 1,5 + 2.0,003 = 1,506(m) Hth: chiều cao thân tính từ bích nối đáy tới bích nối nắp = 8,56 m  Vthân = = 0,12(m3)  Mthân = 0,12 7,6 = 912 (kg) Khối lượng nắp tháp = 123 = 246(kg) z mm 16 Khi có cố, nước bị điền đầy vào tháp Tuy nhiên lưu lượng nước bơm vào tháp không đáng kể, nên kịp phát khắc phục cố trước nước choáng đầy tháp Khối lượng dung môi làm việc tháp: Mdung môi = Vlàm việc ρH2O = π Hlv ρH2O = π 8,56 997,08 = 15082,6 (kg) Ta chọn đĩa thép X28 dày 2mm Mđĩa = Tháp có 18 đĩa => Mđĩa= 26,88 17= 456,96(kg) Khối lượng bổ sung( mặt bích, chóp, bulong, giàng) Chọn Mbx = 500kg Vậy khối lượng toàn tháp M = 912 + 246 + 456,96 + 500 + 15082,6 = 17197,6(kg) Trọng lượng tháp: N = M g = 171976 (N) Chọn chân đỡ Chọn chân đỡ, môi chân đỡ chịu lực là: N = N/4=42994(N) Tra bảng số liệu XIII.35-Sổ tay tập 2, chon chân đỡ có thông số sau: /G.10-4 L B B1 B2 h S l d mm (N) 6,0 H 300 240 260 370 450 Dt/A 2400/900 226 18 110 34 Tài liệu tham khảo Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất – tập I – nhà xuất khoa học kĩ thuật (1992) (I) Sổ tay trình thiết bị công nghệ hóa chất – tập II – nhà xuất khoa học kĩ thuật (1992) (II) Các qua trình, thiết bị công nghệ hóa chất thực phậm – tập – nhà xuất khoa học kĩ thuật Nguyễn Hữu Tùng – Kĩ thuật tách hỗn hợp nhiều cấu tử - tập [...]... mm (N) 6,0 H 300 240 260 370 450 Dt/A 2400/900 226 18 110 34 Tài liệu tham khảo 1 Sổ tay quá trình thiết bị và công nghệ hóa chất – tập I – nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật (1992) (I) 2 Sổ tay quá trình thiết bị và công nghệ hóa chất – tập II – nhà xuất bản khoa học và kĩ thuật (1992) (II) 3 Các qua trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phậm – tập 4 – nhà xuất bản khoa học kĩ thuật 4 Nguyễn... XIII.2-Sổ tay tập 2, do thiết bị thuộc loại II, các chi tiết, bộ phận không bị đốt nóng hay được cách ly với nguồn nóng nên hệ số điều chỉnh η = 1 Theo bảng XIII.4-Sổ tay tập 2, ứng suất cho phép được xác định theo giá trị nhỏ nhất từ hai công thức sau: σk η nk σc η nc [σk ] = (N/m2) ; [σc ] = (N/m2) nk, nc: hệ số an toàn giới hạn bền, giới hạn chảy Theo bảng XIII.3-Sổ tay tập 2, thiết bị làm từ thép cacbon... 8,56 + 2.(0,375+0,025)= 9,36m 3 Chọn mặt bích Dùng bích liền bằng thép để nối thiết bị theo các thông số tra từ bảng XIII.27-Sổ tay tập 2 Py.10-6 Dt (N/m2) (mm) 0,1 1500 D(mm) Db(mm) D1(mm) Do(mm) 1640 1590 1560 1513 Bu lông db(mm) z (cái) M20 32 h(mm) 25 Chọn bích liền bằng kim loại đen kiểu 1 để nối các bộ phận của thiết bị với ống dẫn Tra bảng XIII.26-Sổ tay tập 2 Ống PY.10-6 Dy N/m2 Dn Kích thước... thành thiết bị theo áp suất thử (dùng nước) Áp suất thử tính toán Po được xác định: po = pth + p1 pth: áp suất thủy lực lấy theo bảng XIII.5, N/m2 pth = 1,5.p= 151987,54 N/m2 p1: áp suất thủy tĩnh của nước, xác định theo công thức XIII.10, N/m2 ⇒ P1 = 9,8.997,08.8,56 = 83643,05 (N/m2) po = pth + p1 = 151987,54 + 83643,05 = 235630,6 (N/m2) xác định ứng suất ở thân tháp theo áp suất thử tính toán: σ=... và nắp thiệt bị Nắp tháp: Chiều dày Sn của nắp tháp được xác định Sn = Dt P D t +C 3,8.[ σ k ] k ϕh − P 2.hb (m) hb Trong đó: :Chiều cao phần lồi của đáy (m) hb = 0,25.Dt = 0,25.1,5=0,375 (m) k :Hệ số không thứ nguyên k=1- d Dt Với d: đường kính lớn nhất của lỗ không tăng cứng Chọn d=0,5m k = 1- = 0,67  Chiều dày nắp tháp Sn = = =(m) Chọn Sn = 4mm Kiểm tra ứng suất thành của nắp thiết bị theo áp suất... khí vào quạt V=( dtđ = Quy chuẩn dtđ = 0,4 (m)14,41 (m/s) Tính hệ số ma sát : Chuẩn số Re trong ống dẫn : Re thiết bị làm việc ở chế độ chảy xoáy nên sẽ tính theo công thức: (II.65-STI-380) Trong đó: Δ: độ nhám tương đối, được xác định theo công thức: Chọn vật liệu làm ống dẫn là ống thép tráng kẽm, mới tốt = 0,07 (m) (Bảng II.15-STI-381) = = 0,0158 (N/m2) - Chọn 1 van một chiều = 2,5 (Bảng N-STI-399)... m  Vthân = = 0,12(m3)  Mthân = 0,12 7,6 = 912 (kg) Khối lượng nắp và đấy tháp = 2 123 = 246(kg) z cái mm 4 16 Khi có sự cố, nước sẽ bị điền đầy vào tháp Tuy nhiên lưu lượng nước bơm vào tháp không đáng kể, nên có thể kịp phát hiện khắc phục sự cố trước khi nước choáng đầy tháp Khối lượng dung môi làm việc trong tháp: Mdung môi = Vlàm việc ρH2O = π Hlv ρH2O = π 8,56 997,08 = 15082,6 (kg) Ta chọn... dtđ = 0,5 (m) (giống với đường kính ống hút) 9,22 (m/s) Tính hệ số ma sát : Chuẩn số Re trong ống dẫn đẩy : Re thiết bị làm việc ở chế độ chảy xoáy nên sẽ tính theo công thức: (II.65-STI-380) Trong đó: Δ: độ nhám tương đối, được xác định theo công thức: Chọn vật liệu làm ống dẫn là ống thép tráng kẽm, mới tốt = 0,07 (m) (Bảng II.15-STI-381) = = 0,0158 7,81 (N/m2) - Hệ số trở lực khuỷu do 2 khuỷu 45°... điện : N = ,kW Trong đó : Q : năng suất , : hiệu suất quạt , chọn theo đặc tuyến : hiệu suất truyền động lắp trực tiếp với động cơ điện N= 3.Công suất thiết lập với động cơ điện: ,kW : hệ số dự trữ cho ở bảng II.48-STI-464 = 1,2.1,19 = 1,42 (kW) IV TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 1 Thân hình trụ Vật liệu: 12MX (σk = 540 N/m2, σch = 300N/m2) a Chiều dày thân Chiều dày thân xác định theo công thức: S = (m) Trong đó: Dt:... công thức: S = (m) Trong đó: Dt: đường kính trong của tháp, D = 1,5 m φ: hệ số bền hàn cua thành trụ theo phương dọc C: hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn, dung sai về chiều dày (m) Pt: áp suất trong thiết bị (N/m2) Tháp được hàn dọc bằng hàn tay hồ quang điện Đối với vật liệu là thép không gỉ X28, kiểu hàn ghép nối với Dt = 1,5 m > 700 mm nên ϕ = 0,95 Pt = Pmt + Ptt Với Pmt: áp suất làm viêc của tháp,