đồ án cô đặc lò đốt tuần hoàn trung tâm

-Thu được dung môi ở dạng nguyên chất nước cất.Cô đặc được tiến hành ở nhiệt độ sôi, ở mọi áp suất áp suất chân không, áp suất thường, áp suất dư, trong hệ thống thiết bị cô đặc nồi, hay

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

Môn học “ Quá trình thiết bị và công nghệ hoá học” nhằm cung cấp, trang bị cho sinh viên và kỹ sư công nghệ hoá học, thực phẩm những kiến thức cơ bản về các quá trình và thiết bị để thực hiện các quá trình hoá học Ngoài ra bộ môn này còn góp phần đào tạo kỹ sư cho các ngành kỹ thuật sản xuất có đủ khả năng hiểu và vận hành các thiết bị máy móc trong công nghiệp sản xuất liên quan.

Quá trình và thiết bị được trình bày trong cuốn đồ án này là quá trình và thiết bị cô đặc Cô đặc là quá trình được thực hiện nhiều trong sản xuất hoá chất và thực phẩm nhằm tăng nồng độ của sản phẩm bằng cách lấy bớt dung môi ra Trong cuốn đồ án này em được giao nhiệm vụ là “ Thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi

chiều thiết bị cô đặc có phòng đốt ngoài cô đặc dung dịch KNO 3 với năng suất 10800kg/h Chiều cao ống gia nhiệt H=5 m

Trong quá trình thực hiện đồ án, em xin chân thành cảm ơn cô giáo bộ môn quá trình và thiết bị Nguyễn Thị Thu Huyền đã hướng dẫn tận tình, giúp em hoàn thành đồ án này Do kiến thức còn nhiều hạn chế nên không thể tránh được sai sót, kính mong được sự giúp đỡ của cô.

Em xin chân thành cảm ơn.

Sinh viên Phạm Văn Tuyến

Phần I PHẦN MỞ ĐẦU I.Giới thiệu về NaOH:

Natri hiđroxit hay hyđroxit natri (công thức hóa học NaOH) hay thường được gọi là xút hoặc xút

ăn da Natri hydroxit tạo thành dung dịch kiềm mạnh khi hòa tan trong dung môi như nước Nó

được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như giấy, dệt nhuộm, xà phòng và chất tẩy

rửa Sản lượng trên thế giới năm 1998 vào khoảng 45 triệu tấn Natri hydroxit cũng được sử

dụng chủ yếu trong các phòng thí nghiệm.

Natri hydroxit tinh khiết là chất rắn có màu trắng ở dạng

viên, vảy hoặc hạt hoặc ở dạng dung dịch bão hòa 50% Natri hydroxit rất dễ hấp thụ CO trong

không khí vì vậy nó thường được bảo quản ở trong bình có nắp kín Nó phản ứng mãnh liệt với nước và giải phóng một lượng nhiệt lớn, hòa tan trong etanol và metanol Nó cũng hòa tan

trong ete và các dung môi không phân cực, và để lại màu vàng trên giấy và sợi.

Một số tính chất của NAOH:

Phản ứng với các axít và ôxít axít tạo thành muối và nước

NaOH (dd) + HCl (dd) → NaCl (dd) + H 2 O

2NaOH + SO2 → Na2SO3 + H2O

Phản ứng với cacbon điôxít

2NaOH + CO 2 → Na 2 CO 3 + H 2 O

NaOH + CO 2 → NaHCO 3

Phản ứng với các axít hữu cơ tạo thành muối của nó và thủy phân este:

• Phản ứng với muối tạo thành bazơ mới và muối mới:

2 NaOH + CuCl 2 → 2 NaCl + Cu(OH) 2 ↓

II.Giới thiệu về cô đặc:

-Thu được dung môi ở dạng nguyên chất (nước cất).

Cô đặc được tiến hành ở nhiệt độ sôi, ở mọi áp suất (áp suất chân không, áp suất thường, áp suất dư), trong hệ thống thiết bị cô đặc (nồi), hay trong hệ thống nhiều thiết bị cô đặc Quá trình có thể gián đoạn hay liên tục Hơi bay ra trong quá trình

cô đặc thường là hơi nước, gọi là hơi thứ, thường có nhiệt độ cao, ẩn nhiệt hóa hơi lớn nên thường làm hơi đốt cho các nồi cô đặc Nếu hơi thứ được sử dụng ngoài dây chuyền công nghệ cô đặc gọi là hơi phụ.

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

bị phân hủy về nhiệt, ngoài ra còn làm tăng hiệu số nhiệt độ của hơi đốt và nhiệt độ trung bình của dung dịch (gọi là hiệu số nhiệt độ hữu ích), dẫn đến giảm bề mặt truyền nhiệt Mặt khác, cô đặc chân không thì nhiệt độ sôi của dung dịch thấp hơn

có thể tận dụng nhiệt thừa của quá trình sản xuất khác (hoặc sử dụng hơi thứ) cho quá trình cô đặc.

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

2.CÔ ĐẶC NHIỀU NỒI:

Khi cô đặc một nồi sẽ gây lãng phí nhiên liệu, làm cho quá trình sản xuất không đạt được hiệu quả cao Do đó để tận dụng hơi thứ thay cho hơi đốt , chúng ta sử dụng

hệ thống cô đặc nhiều nồi

Nguyên tắc của hệ thống cô đặc nhiều nồi xuôi chiều:

Nồi thứ nhất, dung dịch được đun bằng hơi đốt; hơi thứ của nồi này vào nồi thứ hai Hơi thứ của nồi thứ hai được đưa vào nồi thứ 3,….hơi thứ của nồi cuối cùng được đưa vào nồi ngưng tụ Dung dịch được đưa từ nồi nọ sang nồi kia, qua mỗi nồi dung dịch được bốc hơi một phần, nồng độ của dung dịch tăng dần lên.

Điều kiện cần thiết để truyền nhiệt cho mỗi nồi là phải có sự chênh lệch nhiêt độ giữa hơi đốt và dung dịch sôi, hay nói một cách khác là phải có sự chênh lệch áp suất giữa hơi thứ và hơi đốt trong các nồi Nghĩa là áp suất làm việc trong các nồi phải giảm dần vì hơi thứ của nồi trước làm hơi đốt của nồi sau Thông thường thì nồi đầu làm việc ở áp suất dư, còn nồi cuối cùng làm việc ở áp suất chân không.

Hệ thống cô đặc nhiều nồi được dùng khá phổ biến trong sản xuất.

Phần II SƠ ĐỒ MÔ TẢ DÂY CHUYỂN SẢN XUẤT

I Sơ đồ dây chuyền hệ thống cô đặc 2 nồi xuôi chiều:

*Thuyết minh sơ đồ (nguyên lý làm việc của hệ thống):

Dung dịch NaOh đầu có nồng độ 5% từ bồn chứa nguyên liệu được bơm lên thùng cao vị nhờ bơm nhập liệu Bồn cao vị được thiết kế có gờ chảy tràn để ổn định mức chất lỏng có trong bồn Sau đó nguyên liệu đi qua bộ phận đo lưu lượng kế đảm bảo lưu lượng nhập liệu là 10800 kg/h.

Dung dịch được đưa vào thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu ( thiết bị loại ống chùm ) Mục đích dung thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu là để giảm chi phí hơi đốt và giảm thời gian gia nhiệt trong thiết bị cô đặc Tại đây dung dịch được nâng lên đến nhiệt độ sôi bằng hơi bão hòa được cung cấp từ ngoài vào Sau khi trao đổi nhiệt thì hơi ngưng tụ thành nước theo đường ống chảy vào thùng chứa, trên đường tháo nước ngưng có lắp bẫy hơi để không cho hơi theo nước ngưng ra ngoài.

Dung dịch sau khi gia nhiệt đến trạng thái sôi thì đi vào nồi cô đặc I Hơi đốt được cung cấp vào buồng đốt của nồi I là hơi bão hòa có áp suất 4 at Dưới tác dụng của hơi đốt của buồng đốt, hơi thứ được bốc lên và đẫn qua buồng đốt của nồi II để gia nhiệt cho quá trình cô đặc tiếp theo Hơi đốt của nồi I sau khi ngưng tụ được dẫn ra ngoài qua cửa tháo nước ngưng, sau đó chảy vào thùng chứa Phần khí không ngưng trong hơi đốt của nồi I được dẫn đến bộ phận tách giọt được bơm chân không hút ra ngoài.

Tương tự quá trình diễn ra ở nồi I, dung dịch ở nồi II được cô đặc Sau khi ra khỏi nồi II dung dịch đạt nồng độ 24% được bơm tháo liệu đưa vào thùng chứa sản phẩm Hơi thứ nồi II được dẫn qua thiết bị ngưng tụ Bromet Tại thiết bị ngưng tụ Baromet hơi bốc từ dưới lên gặp nước lạnh từ trên xuống khí được ngưng tụ một phần thành nước, phần hơi không ngưng sẽ đi vào thiết bị phân ly lỏng hơi để tách hơi có lẫn giọt lỏng ra khỏi nhau, hơi được bơm chân không hút ra ngoài còn hơi thứ ngưng tụ được ngưng tụ và dẫn về ống Baromet chảy về bồn chứa Thùng chứa nước ngưng có lắp ống để nối với cống xả, khi cần xả lượng nước ngưng thừa.

II Sơ đồ dây chuyền công nghệ:

1,2 - Bể chứa dung dịch đầu.

11 – Bơm chân không.

12- Thùng chứa nước ngưng

Hệ thống cô đặc xuôi chiều (hơi đốt và dung dịch đi cùng chiều với nhau từ nồi nọ sang nồi kia) được dùng khá phổ biến trong công nghiệp hóa chất Loại này

có ưu điểm là dung dịch tự chảy từ nồi trước sang nồi sau nhờ chênh lệch áp suất giữa các nồi Nhiệt độ sôi của nồi trước lớn hơn nồi sau, do đó, dung dịch đi vào mỗi nồi (trừ nồi 1) đều có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi, kết quả là dung dịch sẽ được làm lạnh đi và lượng nhiệt này sẽ làm bốc hơi thêm một lượng nước gọi là quá trình

tự bốc hơi Nhưng khi dung dịch vào nồi đầu có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi của dung dịch, thì cần phải đun nóng dung dịch do đó tiêu tốn thêm một lượng hơi đốt.

Vì vậy, khi cô đặc xuôi chiều, dung dịch trước khi vào nồi nấu đầu cần được đun nóng sơ bộ bằng hơi phụ hoặc nước ngưng tụ.

Nhược điểm của cô đặc xuôi chiều là nhiệt độ của dung dịch ở các nồi sau thấp dần, nhưng nồng độ của dung dịch tăng dần làm cho độ nhớt của dung dịch tăng nhanh, kết quả là hệ số truyền nhiệt sẽ giảm từ nồi đầu đến nồi cuối.

5 1

3 Nồng độ cuối của dung dịch trong nồi:

Được tính theo công thức:

1 1

.

W G

x G x đ

đ đ

−

=

(3.22) [1 – 151]

Ta có:

5.10800

.

2 1 2

W W G

x G x

đ

đ đ

5 10800

W: tổng lượng hơi thứ của hệ thống

1

x : nồng độ cuối của dung dịch ra khỏi nồi 1

x : nồng độ cuối của dung dịch ra khỏi nồi Vậy:

x 1 = 8,025 ( % khối lượng )

x 2 =24 ( % khối lượng )

4 Chênh lệch áp suất chung của hệ thống, ∆P

∆P được đo bằng hiệu số giữa áp suất hơi đốt sơ cấp P 1 ở nồi 1 và áp suất hơi thứ trong thiết bị ngưng tụ P ng

Do đó ta có:

Р hd1 : áp suất hơi đốt nồi 1

Р ng áp suất hơi nước ngưng

5 Áp suất, nhiệt độ của hơi đốt trong mỗi nồi:

Ta có: chọn tỉ số phân phối áp suất giữa các nồi :

1 2

p p

∆

∆

=

2, 2 1

∆

2,2

8,3

2

1

2 1

p

p

p p

Giải ra ta được :

)(1875,1

)(6125,22

1

at p

at p

Nhiệt độ hơi đốt của từng nồi (T i ): được xác định bằng cách

Tra bảng I.251 [2-314,315] (Tính chất của hơi nước bão hòa phụ thuộc vào áp suất)

Ứng với giá trị áp suất vừa tính được trên ta tìm được các nhiệt độ hơi đốt tương ứng như sau:

P 1 = 4 at → T 1 = 142,9 o C

P 2 = 1,3875 at → T 2 = 108,42 o C

Nhiệt lượng riêng (i i ) và nhiệt hóa hơi (r i ) của hơi đốt theo áp suất P i

6 Nhiệt độ (t' i ) và áp suất hơi thứ (P' i ) ra khỏi từng nồi:

- Nhiệt độ hơi thứ ra khỏi từng nồi (t' i ) được xác định:

% P,

do cột áp suất thủy lực (∆'') trong nồi và do trở lực thủy lực (∆''')

a/ Tổn thất nhiệt độ do nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi (∆'):

Phụ thuộc vào tính chất tự nhiên của chất hòa tan và dung môi vào nồng độ và

áp suất của chúng ∆' ở áp suất bất kỳ được xác định theo Tysenco:

T' i : Nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất ở áp suất đã cho (nhiệt độ hơi thứ ra khỏi mỗi nồi), ( o K)

42,382.2,089

8,333

4,11.2

,

16

'

8,737 ( o C) Tổng tổn thất nhiệt độ do nồng độ tăng cao:

= ∆ 1 ’ + ∆ 2 ’ = 2,214 + 8,737 = 10,951 (ºC)

b/ Tổng tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh tăng cao:

Tổn thất này do nhiệt độ sôi ở đáy thiết bị cô đặc luôn lớn hơn nhiệt độ sôi của dung dịch ở trên mặt thoáng Thường tính toán ở khoảng giữa ống truyền nhiệt:

2 ).

2

1 0

g h

h P

P tbi = i+ + ρddsi

, (N/m 2 )

Để thuận tiện cho tính toán ta chuyển sang đơn vị tính atm Lúc đó công thức trên trở thành:

2 1 0

10 81 , 9 2 ).

h 2 : Chiều cao ống truyền nhiệt, h 2 = 2m

ρ ddsi : Khối lượng riêng của dung dịch khi sôi

Tra từ bảng I.22 [2- 34]

Nồi 1: x 1 = 8,025% → ρ dds1 = 1087,275 (kg/m 3 )

T 1 =109,42 o C Nồi 2: x 2 = 24 % → ρ dds2 = 1263 (kg/m 3 )

T 2 = 60.8 o C Vậy ta có:

518,110.81,9.2

81,9.275,1087)

2

25,0(436

81,9.1263)

2

25,0(

P tb1 =1,518at → t tb1 = 111,06 o C

P tb2 = 0,307 at → t tb2 = 69,17 o C

* Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh tăng cao:

i tb

8 Hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống.

- Hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống:

∑

1 1

2

ng i

i T T

T

Theo công thức VI.17 và VI.18 [3-67]

Trong đó:

T i : Nhiệt độ hơi đốt ở nồi i; o C

T ng : Nhiệt độ của hơi thứ ở thiết bị ngưng tụ; o C

Vậy:

139 , 60 061 , 23 7 , 59 9

- Hiệu số nhiệt độ hữu ích trong mỗi nồi:là hệ số nhiệt độ giữa nhiệt độ hơi đốt T i

và nhiệt độ sôi trung bình của dung dịch cô đặc:

i i i i si i

1

= 142,9 –109,42 –2,214 – 1,64

=29,626[ o C]

2 2 2 2 2

Nhiệt độ sôi của từng nồi:

i i i

si t

t = ' +∆' +∆''

Ta có:

274,11364,1214,242,109'''

9 Thiết lập phương trình cân bằng nhiệt lượng để tính lượng hơi đốt D i ,

lượng hơi thứ W i ở từng nồi.

a Sơ đồ cân bằng nhiệt lượng:

Giải thích các kí hiệu trong sơ đồ:

- G đ : Lượng hỗn hợp đầu đi vào thiết bị; kg/h

G đ = 10800 kg/h

- D : Lượng hơi đốt vào nồi thứ nhất; kg/h

-W 1 , W 2 : Lượng hơi thứ bốc lên từ nồi 1,2 ; kg/h

- C 0 ; C 1 ; C 2 : Nhiệt dung riêng của hơi đốt nồi 1, nồi 2 và ra khỏi nồi 2; J/kg.độ

- C nc1 , C nc2 : Nhiệt dung riêng của nước ngưng nồi 1, nồi 2; J/kg độ

- t so , t s1 , t s2 : Nhiệt độ sôi của dung dịch đầu, dung dịch ra khỏi nồi 1, nồi 2; o C

- θ 1 , θ 2 : Nhiệt độ nước ngưng nồi 1, nồi 2 ; o C

- i 1 , i 2 : Nhiệt lượng riêng của hơi đốt vào nồi 1, nồi 2; J/kg.độ

- i' 1 , i' 2 : Nhệt lượng riêng của hơi thứ ra khỏi nồi 1, nồi 2; J/kg.độ

- Q m1 , Q m1 : Nhiệt lượng mất mát ở nồi 1, nồi 2;

b Hệ phương trình cân bằng nhiệt:

Được thành lập dựa trên nguyên tắc:

Tổng nhiệt đi vào = Tổng nhiệt đi ra Nồi 1:

1 1 1 1

1 1 1

2 1 1 1 2

Và:

W W

Để giảm lượng hơi đốt tiêu tốn, người ta gia nhiệt hỗn hợp đầu đến nhiệt độ càng cao càng tốt vì quá trình này có thể tận dụng nhiệt lượng thừa của các quá trình sản xuất khác.

• Nhiệt dung riêng của hơi đốt vào nồi 1, nồi 2 và ra khỏi nồi 2:

- Dung dịch vào nồi 1 có nồng độ x o = 5 %< 20% là dung dịch loãng.

9630 16800

.113,274 3850,0735

08,42) 4230,946.1 -

-560 0,95.(2692

.113,274) 3850,0735

7 5,94.77,90 10800.(349

-,907) 3495,94.77 -

4294,25 -

000 0,95.(2744

.113,274) 3850,0735

694800 4236,42.(2 ,274)

-3976,7.113 -

.113,274 0,0735

10800.(385

= +

% 05 , 4

% 100 43 , 4071

4236,42 -

4071,43

ε

• Với nồi 2:

% 5

% 7 , 3

% 100 4478,57

4313,58 -

4478,57

ε

Các sai số đều nhỏ hơn 5% nên chấp nhận được giả thiết phân phối hơi thứ.

Bảng số liệu 3

2 3495,94 4230,946 108,42 4478,57 4313,58 3,7

10 Tính hệ số cấp nhiệt, nhiệt lượng trung bình từng nồi:

a Tính hệ số cấp nhiệt α 1 khi ngưng tụ hơi.

- Giả thiết chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và thành ống truyền nhiệt nồi 1 là

∆t 1i

- Với điều kiện làm việc của phòng đốt trung tâm thẳng đứng H = 2m; hơi ngưng bên ngoài ống, máng nước ngưng chảy dòng, hệ số cấp nhiệt được tính theo công thức: V.101 [2-28] :

25 , 0

1

.(

04

,

2

H t

r A i

i i

∆

=

α

, W/m 2 độ Trong đó:

r i : Ẩn nhiệt ngưng tụ tra theo nhiệt độ hơi đốt.

3 25

, 0 11

1 1

2.75,2

2141.10.(

229,194.04,2)

(

r A

α

=9897,095[W/m 2 độ]

25 , 0

3 25

, 0 12

2 2

2.6,2

2237,75.10.(

204,182.04,2)

(

r A

,2 9897,095 11

,2.07,9520 12

12

[w/m 2 ] Bảng số liệu 4

Tùy thuộc cấu tạo thiết bị, giá trị nhiệt tải riêng q, áp suất làm việc cũng như chế

độ sôi điều kiện tối ưu của chất lỏng mà chọn công thức tính α 2 cho tích hợp.

Thông thường có thể tính theo α 2 theo công thức [3-234]

i i i

i = 45 , 3 p ∆t2 , 33 Ψ

2 5 , 0 2

002,010387,010.232

565 , 0.

dd nc

dd nc

ρλ

ρ : Khối lượng riêng, [kg/m 3 ]

C: Nhiệt dung riêng, [J/kg.độ]

μ : Độ nhớt, [Ns/m 2 ]

λ, ρ, C, μ : Lấy theo nhiệt độ sôi của dung dịch:

t s1 = 113,274 [ o C]

t s2 = 77,907 [ o C]

Bây giờ ta sẽ lần lượt tìm các thông số này:

• Khối lượng riêng:

- Với nước: Tra bảng I.249 [2-311]

- Của nước: Tra bảng I.249 [2-311]

M C

i i

dd dd dd dd

ρρ

1(40

1(40

9175 , 0 40

08025 ,

08025 , 0

=18,83

Nồi 2: x = 24 % khối lượng:

13 , 0 18

76 , 0 40

24

,

24 , 0

13,01(40.13,0

1

18,83

1087,275

1087,275

3850,0735

10 58 ,

2

20,86

1263

1263 3495,94

10 58 ,

- Của nước: Tra bảng I.104, [2-96], nếu nhiệt độ lớn hơn 100 o C

Tra bảng I.102, [2-95], nếu nhiệt độ nhỏ hơn 100 o C

Tra bảng và nội suy ta có:

 Với nồi 1 : Chọn chất lỏng tiêu chuẩn là nước.

Tra bảng I.107 [2-100] và nội suy ta có :

38 , 75 43

, 10

274 , 113 30 43 , 10 63 , 2

30 20

31 31

θ

o C ta được :

] / [ 10 378 ,

µ

 Với nồi 2 : Chọn chất lỏng tiêu chuẩn là anilin

Tra bảng I.107 [2-100] và nội suy ta có :

dd = −

µ

48 , 59 8

, 17

907 , 77 30 8 , 17 1 , 9

30 20

32 32

θ

o C ta được :

] / [ 10 52 ,

, 0

248 , 0 29 , 4235

0735 , 3850 414

, 948

275 , 1087 685

, 0

579 ,

, 1

366 , 0 33 , 4193

94 , 3495 06

, 967

1263 668

, 0

621 ,

ncC

J/kg.độ

ddC

J/kg.độ

ddλ

W/m.độ

ncλ

W/m.độ

3 dd 2

μ 10N.s/m

nc 2

μ 10N.s/m

%5

%09,4100.01,27217

01,2721777

,26103

%9,3100.18

,24752

18,2475227

,23784

77,2610301

,272172

21 11

q tb

[W/m 2 ]

225,242682

27,2378418

,247522

22 12

q tb

[W/m 2 ]

Từ đó:

,29

39,266601

,30

225,242682

Q =

Ta có:

3

3 1

3600

10.2141.5,46513600

1

3600

10.2,2235.42,42363600

,899

10.35,

,795

10.346,

K Q

K Q T T

/

/

,3074

06,3074)

513,30626,29(

*

2 2 1 1

1 1 2

1 1

++

=+

∆+

∆

=

∆

K Q K Q

K Q T

T T

= 28,97 [ o C]

2,330706

,3074

2,3307)

513,30626,29(

*

2 2 1 1

2 2 2

2

∆

K Q K Q

K Q T

T T

%6,2100.626,29

97,28626,291

1 1

%2,2100.513,30

17,31513,302

2 2

i

i

i

T K

Q

F

∆

=

Ta có:

1,10697,28.9,899

10.35,2766

3

* 1 1

10.346,2630

3

* 2 2

Q

F

[m 2 ] Vậy, F 1 = F 2 = 106 m 2

II.Tính toán thiết bị phụ :

1 Hệ thống thiết bị ngưng tụ Baromet:

Chọn thiết bị ngưng tụ Baromet – thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại khô ngược chiều chân cao.

Nguyên lý làm việc chủ yếu trong các thiết bị ngưng tụ trực tiếp là phun nước lạnh vào trong hơi, hơi tỏa ẩn nhiệt đun nóng nước và ngưng tụ lại Do đó thiết bị

ngưng tụ trực tiếp chỉ để ngưng tụ hưoi nước hoặc hơi của các chất lỏng không có giá trị hoặc không tan trong nước vì chất lỏng sẽ trộn lẫn với nước làm nguội.

Sơ đồ nguyên lý làm việc của thiết bị ngưng tụ Baromet ngược chiều loại khô được mô tả như hình vẽ Thiết bị gồm thân hình trụ (1) có gắn những tấm ngăn hình bán nguyệt (4) có lỗ nhỏ và ống Baromet (3) để tháo nước và chất lỏng đã ngưng tụ ra ngoài.

Hơi vào thiết bị đi từ dưới đi lên, nước chảy từ trên xuống, chảy trần qua cạnh tấm ngăn, đồng thời một phần chui qua các lỗ của tấm ngăn Hỗn hợp nước làm nguội và chất lỏng đã ngưng tụ chảy xuống ống Baromet, khí không ngưng đi lên qua ống (5) sang thiết bị thu hồi bọt (2) và tập trung chảy xuống ống Baromet Khí không ngưng được hút ra qua phía trên bằng bơm chân không.

Ống Baromet thường cao H ≥ 10,5m để khi độ chân không trong thiết bị có tăng thì nước cũng không dâng lên ngập thiết bị.

Loại này có ưu điểm là nước tự chẩy ra được không cần bơm nên tốn ít năng lượng, năng suất lớn.

Trong công nghiệp hóa chất, thiết bị ngưng tụ Baromet chân cao ngược chiều loại khô thường được sử dụng trong hệ thống cô đặc nhiều nồi, đặt ở vị trí cuối hệ thống vì nồi cuối thường làm việc ở áp suất chân không.

1.1 Tính toán thiết bị ngưng tụ