thiết kế hệ thống cô đặc NaOH hai nồi liên tục ống tuần hoàn trung tâm buồng đốt trong đối lưu tự nhiên

Quá trình cô đặc được tiến hành ở nhiệt độ sôi, ở mọi áp suất ápsuất chân không, áp suất thường hay áp suất dư, trong hệ thống một thiết bị cô đặc hay trong hệ thống nhiều thiết bị cô đặ

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay, công nghiệp sản xuất hóa chất là một ngành công nghiệpquan trọng ảnh hưởng đến nhiều ngành sản xuất khác Một trong nhữnghóa chất được sản xuất và sử dụng nhiều là NaOH, vì khả năng ứng dụngrộng rãi của nó

Trong quy trình sản xuất NaOH, quá trình cô đặc là một khâu hết sứcquan trọng Nó đưa dung dịch NaOH đến một nồng độ cao hơn, thỏa mãnnhu cầu cầu sử dụng đa dạng và tiết kiệm chi phí vận chuyển, tồn trữ, vàtạo điều kiện cho quá trình kết tinh nếu cần

Nhiệm vụ cụ thể của đồ án này là thiết kế hệ thống cô đặc NaOH hainồi liên tục ống tuần hoàn trung tâm buồng đốt trong đối lưu tự nhiên nhằm

cô đặc dung dịch NaOH từ 5% lên 35%

Đối với sinh viên khối ngành công nghệ hóa chất và công nghệ thựcphẩm, việc thực hiện đồ án thiết bị là hết sức quan trọng Nó vừa tạo cơ hộicho sinh viên ôn tập và hiểu một cách sâu sắc những kiến thức đã học vềcác quá trình thiết bị vừa giúp sinh viên tiếp xúc, quen dần với việc lựachọn, thiết kế, tính toán các chi tiết của một thiết bị với các thông số kỹthuật cụ thể

Tuy nhiên, đồ án thiết bị là các môn học rất khó và kiến thức thực tếcủa sinh viên thì hạn chế nên việc thực hiện đồ án thiết bị còn nhiều thiếusót Vì vậy, em rất mong nhận được sự đóng góp và hướng dẫn của quýthầy cô giáo và các bạn để có thể hoàn thành tốt đồ án được giao

Phần 1:

TỔNG QUAN VỀ NGUYÍN LIỆU VĂ QUÂ TRÌNH CÔ ĐẶC

I- Giới thiệu về natri hydroxit.

1- Tình hình sử dụng natri hydroxit

Trín thế giới, hằng năm có khoảng 45 - 50 triệu tấn natri hydroxitđược sản xuất Trong đó, 16% (7 - 8 triệu tấn) được buôn bân trín thịtrường, chủ yếu lă xút sản xuất ở Mỹ vă chđu Đu (chiếm 80% thị trường).Khoảng 94% xút được buôn bân ở dạng lỏng (thường lă 50% natri hydroxit), trong đó gần 2 triệu tấn được vận chuển bằng đường bộ Giâ xút rắnthường cao hơn giâ xút lỏng (tính theo dạng khô) 100 – 200 USD/tấn

Thị trường đối với xút rắn chủ yếu lă ở câc nước đang phât triển do

cơ sở hạ tầng không thích hợp cho việc vận chuyển vă sử dụng xút lỏng.Nhưng với cơ sở hạ tầng đang ngăy căng được phât triển, những thị trườnglớn như Trung Quốc đang giảm tiíu thụ xút rắn vă chuyển sang nhập xútlỏng Ngăy nay câc nước Cuba, Angiíri vă chđu Phi vẫn lă những thịtrường tiíu thụ chính đối với xút rắn Ở chđu Â, Inđôníxia lă nước duy nhấtcòn nhập xút rắn với khối lượng lớn Do giâ xút rắn cao nín khối lượngbuôn bân sản phẩm năy trín thế giới chỉ đạt 400.000 tấn/năm vă đang giảmvới tốc độ 8% năm Xút lỏng được buôn bân trín thế giới chủ yếu phục vụnhu cầu sản xuất nhôm oxit (alumin) tại câc nước như Ôxtrđylia, Braxin,Vínízuíla, Surinam, Giamaica vă Ghiní, trong đó đâng kể nhất lăÔxtrđylia

Ở Việt Nam, sản xuất natri hydroxit lă một trong những ngănh côngnghiệp hóa chất quan trọng bậc nhất Nó góp phần to lớn trong sự phâttriển của câc ngănh công nghiệp khâc như sản xuất xă phòng, công nghệgiấy; công nghiệp lọc dầu; công nghệ dệt nhuộm, thực phẩm; xử lý nước;sản xuất câc loại hóa chất đi từ xút như silicat natri, chất trợ lắng PAC,

2- Tính chất hóa lý của natri hydroxit

Natri hydroxyt là khối tinh thể không màu, không mùi Dễ tan trongnước, tan nhiều trong rượu và không tan trong ete

Natri hydroxit có trọng lượng riêng 2,02 Độ pH là 13,5 Nhiệt độnóng chảy 327,6 ± 0,9oC Nhiệt độ sôi 1388oC Hấp thụ nhanh CO2 và nướccủa không khí, chảy rữa và biến thành Na2CO3

Natri hydroxit là một bazơ mạnh; có tính ăn da, khả năng ăn mònthiết bị cao; trong quá trình sản xuất cần lưu ý đến việc ăn mòn thiết bị,đảm bảo an toàn lao động Ngoài ra, natri hydroxit có tính hút ẩm mạnh,sinh nhiệt khi hòa tan vào nước nên khi hòa tan natri hydroxit cần phảidùng nước lạnh

Các phương pháp điều chế natri hydroxit:

2NaCl(dd) + 2H2O(l) 2NaOH(dd) + H2(k)↑+ Cl2(k)↑Sản phẩm thu được trong các phương pháp trên tuy đạt chất lượngcao, hàm lượng tạp chất thấp nhưng nồng độ loãng rất cao, khó khăn choviệc vận chuyển, sử dụng Do đó, để khắc phục nhược điểm trên ta cần phảitiến hành sản xuất natri hydroxit bằng phương pháp cô đặc

II- Tổng quan về quá trình cô đặc.

1- Sơ lượt về lý thuyết cô đặc.

1.1- Định nghĩa:

Cô đặc là quá trình làm bay hơi một phần dung môi của dung dịchchứa chất tan không bay hơi, ở nhiệt độ sôi với mục đích:

- Làm tăng nồng độ chất tan

- Tách các chất rắn hòa tan ở dạng tinh thể

- Thu dung môi ở dạng nguyên chất

Quá trình cô đặc được tiến hành ở nhiệt độ sôi, ở mọi áp suất (ápsuất chân không, áp suất thường hay áp suất dư), trong hệ thống một thiết

bị cô đặc hay trong hệ thống nhiều thiết bị cô đặc Trong đó:

Cô đặc chân không dùng cho các dung dịch có nhiệt độ sôi cao, dễ

bị phân hủy vì nhiệt

Cô đặc ở áp suất cao hơn áp suất khí quyển dùng cho dung dịchkhông bị phân hủy ở nhiệt độ cao như các dung dịch muối vô cơ, để sửdụng hơi thứ cho cô đặc và cho các quá trình đun nóng khác

Cô đặc ở áp suất khí quyển thì hơi thứ không được sử dụng mà đượcthải ra ngoài không khí Đây là phương pháp tuy đơn giản nhưng khôngkinh tế

1.2- Cấu tạo thiết bị cô đặc:

Trong công nghệ hóa chất và thực phẩm các loại thiết bị cô đặc đunnóng bằng hơi được dùng phổ biến, loại này gồm 2 phần chính:

a) Bộ phận đun sôi dung dịch (phòng đốt) trong đó bố trí bề mặttruyền nhiệt để đun sôi dung dịch

b) Bộ phận bốc hơi (phòng bốc hơi) là một phòng trống, ở đây hơithứ được tách khỏi hỗn hợp lỏng – hơi của dung dịch sôi (khác với các thiết

bị chỉ có phòng đốt) Tùy theo mức độ cần thiết người ta có thể cấu tạothêm bộ phận phân ly hơi – lỏng ở trong phòng bốc hơi hoặc trên ống dẫnhơi thứ, để thu hồi các hạt dung dịch bị hơi thứ mang theo

Về phân loại có thể phân loại thiết bị theo 2 cách:

- Theo sự phân bố bề mặt truyền nhiệt có loại nằm ngang, thẳngđứng, loại nghiêng

- Theo cấu tạo bề mặt truyền nhiệt có loại vỏ bọc ngoài, ống xoắn,ống chùm

- Theo chất tải nhiệt có loại đun nóng bằng dòng điện, bằng khói lò,bằng hơi nước, bằng chất tải nhiệt đặc biệt

- Theo tính tuần hoàn dung dịch: tuần hoàn tự nhiên, tuần hoàncưỡng bức,

Tuy nhiên, tốc độ tuần hoàn nhỏ, hệ số truyền nhiệt còn thấp, vậntốc tuần hoàn bị giảm vì ống tuần hoàn cũng bị đun nóng

2- Thuyết minh quy trình công nghệ.

* Cấu tạo và nguyên tắc làm việc của nồi cô đặc.

Nồi cô đặc xuôi chiều ống tuần hoàn trung tâm cấu tạo gồm buồngbốc, buồng đốt và bộ phận thu hồi cấu tử Trong đó:

- Buồng đốt ở dưới bao gồm các ống truyền nhiệt và một ống tuầnhoàn trung tâm Dung dịch đi trong ống còn hơi đốt ngoài ống Nguyên tắchoạt động của ống tuần hoàn trung tâm là: do ống tuần hoàn có đường kínhlớn hơn đường kính ống truyền nhiệt nên hệ số truyền nhiệt nhỏ, dung dịch

sẽ sôi ít hơn so với dung dịch trong ống truyền nhiệt Khi sôi dung dịch sẽ

có khối lượng riêng giảm do đó tạo ra áp lực đẩy dung dịch từ trong ống

tuần hoàn sang ống truyền nhiệt Kết quả, tạo nên dòng chuyển động tuầnhoàn đối lưu tự nhiên giữa ống truyền nhiệt và ống tuần hoàn.

- Phía trên thiết bị là buồng bốc Đây là một phòng trống, ở đây hơithứ được tách ra khỏi hỗn hợp lỏng - hơi của dung dịch sôi Bên trongbuồng bốc còn có bộ phận thu hồi cấu tử để tách những giọt chất lỏng cònlại do hơi thứ mang theo

* Thuyết minh quy trình:

Hình 1 : Sơ đồ cô đặc 2 nồi xuôi chiều:

1- thiết bị gia nhiệt nguyên liệu đầu; 2,3- nồi cô đặc;

4- thiết bị ngưng tụ; 5- thiết bị tách bọt.

Nguyên liệu đầu tiên là dung dịch natri hydroxit có nồng độ đầu 5%được bơm lên thiết bị gia nhiệt 1 và được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi Thiết

bị gia nhiệt 1 là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm có thân hình trụ, đặtđứng, bên trong gồm nhiều ống nhỏ; các đầu ống được giữ chặt trên vĩ ống

và vĩ ống được hàn dính vào thân Dung dịch được bơm vào thiết bị, đi bêntrong ống từ dưới lên còn hơi đốt đi bên ngoài ống Hơi đốt sau khi cấpnhiệt cho dung dịch nâng nhiệt độ của dung dịch lên đến nhiệt độ sôi sẽngưng tụ lại Dung dịch sau khi gia nhiệt sơ bộ được đưa vào thiết bị cô đặcthực hiện quá trình bốc hơi

Dung dịch được cô đặc ở nồi 2 tiếp tục chuyển sang nồi 3 Hơi đốtđược đưa vào phòng đốt của nồi 2 để đốt nóng dung dịch trong nồi 2 Saukhi cô đặc lượng hơi thứ thoát ra ở nồi 2 sẽ dùng làm hơi đốt cho nồi 3,hơi thứ của nồi 3 sẽ đi vào thiết bị ngưng tụ 4 Dung dịch sau khi cô đặcđến nồng độ yêu cầu 35% sẽ tháo ra ngoài theo ống tháo sản phẩm nhờbơm ly tâm.

Hơi thứ và khí không ngưng thoát ra phía trên của thiết bị cô đặcđược đưa vào thiết bị ngưng tụ baromet và được bơm chân không hút rangoài Khí không ngưng còn lại tiếp tục đi qua thiết bị tách bọt 5

Trong quá trình cô đặc lượng hơi đốt sẽ cấp nhiệt cho dung dịch nênngưng tụ lại và được thu hồi ở cửa nước ngưng tụ

2- Xác định lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống (W):

Phương trình cân bằng vật liệu cho toàn hệ thống:

GD= GC +W (1)

Trong đó:

GD, GC: lưu lượng đi vào, đi ra khỏi thiết bị kg/h

W: lượng hơi thứ của toàn hệ thống kg/h

Viết cho cấu tử phân bố:

3- Xác đị nh nồ ng độ cuối của dung dịch ở từ ng nồ i :

Ta có: W= W1+ W2

Với W1, W2 là lượng hơi thứ bốc ra ở nồi 1, 2 kg/h

Để đảm bảo việc dùng toàn bộ hơi thứ của nồi trước cho nồi sau, thườngngười ta phải dùng cách lựa chọn áp suất và lưu lượng hơi thứ ở từng nồithích hợp

3 , 1 1 , 1 2

1





W W

Giả sử chọn tỉ số giữa hơi thứ bốc lên từ nồi 1 và 2 là : 1 , 1

2

1



W W

Khi đó ta có hệ phương trình:

1 , 1 2

1



W W

W1 + W2 = WGiải hệ trên có kết quả :

W1 = 4489,8 kg/h

W2 = 4081,63 kg/hNồng độ cuối của dung dịch ra khỏi nồi 1:

8 , 4489 10000

5 10000

63 , 4081 8

, 4489 10000

5 10000

2 1

D

D D

%

II- Cân bằng nhiệt lượng:

1- Xác định áp suất và nhiệt độ của mỗi nồi:

Gọi P1, P2, Pnt là áp suất ở nồi 1, 2, và thiết bị ngưng tụ

P1: hiệu số áp suất của nồi 1 so với nồi 2

P2: hiệu số áp suất của nồi 2 so với thiết bị ngưng tụ

Pt: hiệu số áp suất của cả hệ thống

Giả sử chọn:

Áp suất của hơi đốt vào nồi 1 là P1=3,7 at

Áp suất hơi của thiết bị ngưng tụ là Pnt= 0,5 at.

Khi đó hiệu số áp suất của cả hệ thống cô đặc là :

Kết hợp với phương trình: P1 + P2 = Pt = 3,2 at

Suy ra: P1 = 1,97 at

P2 = 1,23 atGọi: tht1, thd2, tnt là nhiệt độ đi vào nồi 1, 2, thiết bị ngưng tụ

tht1, tht2 là nhiệt độ hơi thứ ra khỏi nồi 1, 2

tht1= thd2+ 1

tht2= tnt+ 1Tra bảng : I 250, STQTTB, T1/ Trang 312

Áp suất(at)

Nhiệt độ(oC)

Áp suất(at)

Nhiệt độ(oC)

,   16 , 2



Trong đó ’o : tổn thất nhiệt độ ở áp suất thường gây ra.

Ts : là nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất (oK)

r: ẩn nhiệt hóa hơi của nước ở áp suất làm việc (J/kg)

Bảng 2.2: Tra bảng VI.2, STQTTB, T2/Trang 67

Nhiệt hóa hơi r (J/kg) 2297,26.103 2304,8.103

1

2 1

, ,

1

273

2 , 16

273 41 , 115 2 , 16 47 ,

2.2- Tổn thất nhiệt do áp suất thủy tĩnh (  ’’ ):

Gọi chênh lệch áp suất từ bề mặt dung dịch đến giữa ống là P:

Ta có: P = 12 S.g.Hop N/m2

Trong đó:

s : khối lượng riêng của dung dịch khi sôi kg/m3

s =0,5 dd

dd : khối lượng riêng của dung dịch kg/m3

Hop: chiều cao thích hợp tính theo kính quan sát mực chất lỏng m

Hop = [0,26+0,0014(dd-dm)].Ho

Từ P ta sẽ tính được áp suất trung bình của dung dịch ở từng nồi thôngqua công thức:

” =”1+”2 = 4,16 + 0,75= 4,91 oC.

2.3- Tổn thất nhiệt do trở lực thuỷ lực trên đường ống (  ”’) :

Chấp nhận tổn thất nhiệt độ trên các đoạn ống dẫn hơi thứ từ nồinày sang nồi nọ và từ nồi cuối đến thiết bị ngưng tụ là 1oC

Do đó:

”’1=1,0 oC

”’2 =1,0 oC

,, 2

, 1 ,,

2.5- Hiệu số hữu ích và nhiệt độ sôi của từng nồi:

Hiệu số nhiệt độ hữu ích ở mỗi nồi:

3- Cân bằng nhiệt lượng:

3.1- Tính nhiệt dung riêng của dung dịch ở các nồi :

- Nhiệt dung của dung dịch ban đầu:

i, i1, i2: hàm nhiệt của hơi đốt, hơi thứ nồi 1 và nồi 2 J/kg

t , t , t : nhiệt độ sôi ban đầu, ra khỏi nồi 1, nồi 2 của dung dịch oC

CD, C1, C2: nhiệt dung riêng ban đầu, ra khỏi nồi 1 và nồi 2 của dungdịch J/kg.độ

1, 2: nhiệt độ nước ngưng tụ của nồi 1 và nồi 2 oC

Cng1, Cng2: nhiệt dung riêng của nước ngưng ở nồi 1 và nồi 2J/kg.độ

Qxq1,Qxq2 :nhiệt mất mát ra môi trường xung quanh J

GD : lượng dung dịch lúc ban đầu kg/h

Chọn hơi đốt, hơi thứ là hơi bão hoà, nước ngưng là lỏng sôi ở cùng nhiệt

độ, khi đó ta có:

i- Cng1 1=r (1) và i1- Cng2 2=r(2)

Bảng 2.5: Tra bảng I.249, STQTTB, T1/Trang 310.

I.250, STQTTB, T1/Trang 312

Dung dịch NaOH Dung dịch NaOH Dung dịch NaOH

Qxp1=0,05.W.(i1 – Cng2 2) Vậy lượng hơi thứ bốc lên ở nồi 1 là :

1 1 2 1 1

1 1 2

2 2

.

).

(

.

t C i C

i

t C G t C W G i

W

W

ng

D D

) 9 , 139 79 , 4286 2739860

.(

95 ,

0

79 , 118 16 , 3806 10000 53

, 105 66 , 3179 ).

43 , 8571 10000

( 2647420

95 , 0

.

).

(

1 1 1

1 1 1 1

1



ng

D D D D

C i

t C G t C W G i W

) 9 , 139 79 , 4286 2703062

( 95 , 0

79 , 118 7 , 3976 10000 79

, 118 16 , 3806 ).

69 , 4410 10000

( 2703062

69 , 4410 8

, 4489

63 , 4081 74

, 4160







Vậy :

Lượng hơi thứ nồi 1là: W1 = 4410,69 kg/h

Lượng hơi thứ nồi 2 là: W2 = 4160,74kg/h

Lượng hơi đốt nồi I là: D = 4871,05 kg/h

III- Tính bề mặt truyền nhiệt:

1- Các thông số cơ bản của dung dịch:

1.1- Độ nhớt:

Ta sử dụng công thức Pavolov: t t K const



 2 1

2 1

t

s s

/ ( 10 10234 , 1 )

/ ( 10 3756 , 1 )

242 , 1 26 , 8 31

,

16

30 40

30 16 , 116

2 2

/ ( 10 58 , 1 )

/ ( 10 695 , 1 )

,

3

150 160

45 , 83 160

2 2

1.2- Hệ số truyền nhiệt của dung dịch:

Áp dụng công thức I.32 ST QTTB T1/ Trang 123

3

.

.

M Cp

 :khối lượng riêng (kg/m3)

M:là khối lượng mol của chất lỏng

Chọn A=3,58.10-8

O H i dd



Mà

O H

i d

i

d i i

M

x M

x

M

x m

2 2

2

1





Nồi 1: 0 , 043

18

0907 , 0 1 40

0907 ,

0907 , 0

043 , 0 1 ( 40 043

1049

1049 16 , 3806 10

35 ,

0 40

35 , 0

195 , 0 1 ( 40 195

5 , 1310 5

, 1310 66 , 3179 10

.

r A





Với r: ẩn nhiệt ngưng (J/kg)

H: chiều cao ống truyền nhiệt (chọn H = 4m )

2150,3.10

67 , 129 04 ,

3 1

,

C → A2 = 59,63

Tra bảng I.250 STQTTB, T1 / Trang 312

→ r1,n2 = 2222,52.103 J/kg

15 , 7 4

2222,52.10

63 , 59 04

,

3 2

 là hệ số cấp nhiệt của nước

Mà theo CT VI.27, STQTTB, T2/Trang 71

Ta có:

435 , 0 2

565 , 0

2

2 2

2

.

d n

d n

2

Trong đó r1: nhiệt trở của lớp hơi nước

r2  : nhiệt trở của tường

λ : hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm ống truyền nhệt

 : bề dày ống truyền nhiệt ( =2mm)

r3 : nhiệt trở của lớp cặn bẩn

Chọn vật liệu làm ống truyền nhiệt là CT3 λ = 50 W/m độ (Tra bảngXII.7,STQTTB, T2/ Trang 313)

→ ∑ r1 = 3 10 3 0 , 387 10 3 0 , 659 10 3

50

2 10 232 ,

3 3 2

565 , 0 1

10 63 , 0

10 246 , 0 68 , 4242

33 , 3806 72

, 946

1049

48 , 19338 71

, 20061

Vậy nhiệt tải trung bình:

1 , 19710 2

48 , 19338 71

, 200061 2

1 , 2 1

Hệ số cấp nhiệt của nước :

3 3 2

565 , 0 2

10 5 , 26

10 338 , 0 67 , 3494

66 , 3179 59

, 969

5 , 1310

85 , 15095 35

, 14516

Vậy nhiệt tải trung bình:

1 , 14806 2

85 , 15095 35

, 14516 2

2 , 2 2 , 1

1.3.3- Tính hệ số phân bố nhiệt độ hữu ích cho các nồi:

Xem bề mặt truyền nhiệt trong các nồi như nhau: F1= F2 nên nhiệt

độ hữu ích phân bố trong các nồi là:

hi n

i i i

Q k

 là nhiệt độ hữu ích trong các nồi (oC )

Qi: lượng nhiệt cung cấp (J/s )

r D

Q 

Trong đó:

Di là lượng hơi đốt mỗi nồi

ri: ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi

2 1

1 1

10 3 , 2150 204 , 4867 3600

, 3192

1 10

659 , 0 91

,

616

06 , 3670339

10 52 , 2222 69 , 4410 3600

1 10

659 , 0 26

,

710

01 , 2030758

Q K

83 , 5951 98 , 29

91 , 2859 98 , 29

% 100 11 , 21

25 , 20 11 , 21



% 72 , 8

% 100 73 , 9

73 , 9 88 , 8



Tính bề mặt truyền nhiệt F:

) (

2 ,

m t K

Q F

i hi i

06 ,

01 ,

, 3 4 057 , 0

315





h d

F n

Theo bảng qui chuẩn số ống truyền nhiệt V.11, STQTTB T2/Trang 48Chọn n= 469 ống

Chọn cách xếp ống theo hình lục giác đều

Số ống trên đường truyền xuyên tâm là 25

Số ống trong tất cả các viên phân là 48

2- Đường ống tuần hoàn trung tâm:

4

469 057 0 14 ,

= 0,359 m2.Vậy :



t th

f

D  4. =

14 3

359 , 0

Chọn Dth= 700 mm

3- Đường kính thiết bị buồng đốt:

Đối với thiết bị cô đặc tuần hoàn trung tâm và bố trí ống đốt theo hình lụcgiác đều thì đường kính trong của buồng đốt có thể tính theo công thức :

Dt=

l

d F d

n th

.

60 sin 4 , 0 ) 2

(

0 2

l =4 m : Chiều dài của ống truyền nhiệt m

dth = 0,7 m : Đường kính ngoài của ống tuần hoàn trung tâm

F = 315 m2 : Diện tích bề mặt truyền nhiệt m2

Thay vào ta có :

4 8 , 0

057 , 0 315 60 sin 4 , 1 4 , 0 ) 057 , 0 4 , 1 2

7 , 0

2- Chiều cao buồng bốc hơi:

Thể tích không gian hơi được xác định

tt h kgh

u

W V

.





Trong đó:

Vkgh: là thể tích không gian hơi m3

W: là lượng hơi thứ bốc lên trong thiết bị m3

ρh: là khối lượng riêng của hơi thứ kg/m

utt: là cường độ bốc hơi thể tích cho phép của khoảng không gian hơitrong một đơn vị thời gian m3/m3.h

Theo CT VI.33, STQTTB,T2/Trang 71

utt = f.utt(1at) khi P ≠ 1at.

69 , 4410

1

1

tt ht kgh

u

W V

6 , 2

972 , 2 4

74 , 4160

2

2

tt ht kgh

u

W V

1 , 41

6 , 2

49 , 7 4

Phương trình lưu lượng: V s d m /s

51 , 0 352 , 1

058 , 1 225 , 1





Chọn d = 300 mm ( theo bảng XIII.26, STQTTB,T2/ Trang 409)

Tóm lại, chọn đồng loạt đường kính ống dẫn hơi đốt cho cả 2 nồi là d =

300, với đường kính ngoài dn = 325 mm

3.2- Đường kính ống dẫn hơi thứ:

Nồi 1:

Đường kính ống dẫn hơi thứ nồi 1 bằng đường kính ống dẫn hơi đốtnồi 2 Suy ra: d = 300 mm, dn= 325 mm.

156 , 1 193 , 3

Giả sử dung dịch có: t = 25 oC, CNaOH = 5%

ρ = 1052 kg/m3 (theo bảng I.2, STQTTB T1/ Trang 9)

10 950 , 0 778 ,

10 017 , 1 778 ,

Chọn d = 70 mm ( theo bảng XIII.26, STQTTB,T2/ Trang 409)

3.5- Đường kính ống dẫn dung dịch từ nồi 1 sang nồi 2:

3600

69 , 4410 10000

Suy ra: ρ = 1024,579 kg/m3

(theo bảng I.2, STQTTB T1/ Trang 9)

→ 0 , 976 10 3

579 , 1024

10 976 , 0 553 ,

Chọn d = 50 mm ( theo bảng XIII.26, STQTTB T2/ Trang 409)

3.6- Đường kính ống dẫn dung dịch từ nồi 2 sang bể chứa sản phẩm:

3600

74 , 4160 69

, 4410 10000

3600

2 1

10 756 , 0 397 ,

Chọn d = 25 mm ( theo bảng XIII.26, STQTTB,T2/ Trang 409)

Tóm lại, chọn đường kính ống dẫn dung dịch cho toàn bộ hệ thống là: d

10 079 , 1 352 ,

Ở t = 114,41 oC → ρ = 947,645 kg/m3

( Bảng I.5, STQTTB,T1/ Trang 11)

3

10 055 , 1 645

10 055 , 1 225 ,

Chọn d = 150 mm ( theo bảng XIII.26, STQTTB,T2/ Trang 409)

Tóm lại, chọn đường kính ống tháo nước ngưng cho cả 2 nồi là: d = 150