Đồ án hóa công Để bước đầu làm quen với công việc của một kỹ sư hóa chất là thiết kế một thiết bị hay hệ thống thực hiện một nhiệm vụ trong sản xuất. Được sự hướng dẫn của Thầy Nguyễn Văn Hoàn em đã thực hiện đồ án với đề tài:“Thiết kế hệ thống cô đặc 2 nồi dung dich NH4NO3’’ Việc thực hiện đồ án là điều rất có ích cho mỗi sinh viên trong việc từng bước tiếp cận với việc thực tiễn sau khi đã hoàn thành khối lượng kiến thức của giáo trình “Cơ sở các quá trình và thiết bị Công nghệ Hóa học “ trên cơ sở lượng kiến thức đó và kiến thức của một số môn khoa học khác có liên quan,mỗi sinh viên sẽ tự thiết kế một thiết bị , hệ thống thiết bị thực hiện một nhiệm vụ kĩ thuật có giới hạn trong quá trình công nghệ .Qua việc làm đồ án môn học này, mỗi sinh viên phải biết cách sử dụng tài liệu trong việc tra cứu ,vận dụng đúng những kiến thức,quy định trong tính toán và thiết kế,tự nâng cao kĩ năng trình bầy bản thiết kế theo văn bản khoa học và nhìn nhận vấn đề một cách có hệ thống. Đồng thời, đồ án này còn giúp sinh viên tổng hợp được kiến thức đã học ở các môn cơ sở.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ MỤC LỤC NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ LỜI MỞ ĐẦU Để bước đầu làm quen với công việc kĩ sư hóa chất thiết kế thiết bị, hệ thống thiết bị phục vụ nhiệm vụ kỹ thuật sản suất, sinh viên khoa Công nghệ Hóa học nhận đồ án môn học “Quá trình thiết bị Công nghệ Hóa học” Việc làm đồ án công việc tốt giúp cho sinh viên bước tiếp cận với thực tiễn sau hoàn thành khối lượng kiến thức giáo trình “Các trình, thiết bị Công nghệ hóa chất thực phẩm” Trên sở lượng kiến thức lượng kiến thức môn học có liên quan, sinh viên thiết kế thiết bị, hệ thống thiết bị để thực nhiệm vụ kỹ thuật có giới hạn trình công nghệ Qua việc làm đồ án, sinh viên biết dùng tài liệu tham khảo tra cứu, vận dụng kiến thức, quy định thiết kế, tự nâng cao kỹ vận dụng, tính toán, trình bày nội dung thiết kế theo văn phong khoa học nhìn nhận vấn đề cách có hệ thống Đồng thời, đồ án giúp sinh viên tổng hợp kiến thức học môn sở Trong đồ án này, nhiệm vụ cần hoàn thành thiết kế hệ thống cô đặc nồi, xuôi chiều, làm việc liên tục, thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài, dùng để cô đặc dung dịch CaCl2, suất 5400kg/h, nồng độ đầu dung dịch 5% khối lượng, nồng độ cuối dung dịch 24% khối lượng, áp suất đốt nồi 4at, áp suất ngưng tụ 0,2at Xin chân thành cảm ơn cô Phan Thị Quyên tận tình giúp đỡ, hướng dẫn truyền đạt kinh nghiệm quý báu để em hoàn thành đồ án Xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô môn Công nghệ Hóa chất thực phẩm tạo điều kiện cho em thực đồ án Trong trình làm đồ án, hạn chế tài liệu, kinh nghiệm thực tế nên em tránh khỏi sai lầm, thiếu sót…Vì em kính mong đóng góp nhiệt tình quý thầy, cô bạn sinh viên để đồ án hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC Quá trình cô đặc trình làm tăng nồng độ chất hòa tan (không khó bay hơi) dung môi bay Đặc điểm trình cô đặc dung môi tách khỏi dung dịch dạng hơi, chất hòa tan dung dịch không bay nồng độ dung chất tăng lên Hơi dung môi tách trình cô đặc gọi thứ Hơi thứ nhiệt độ cao dùng để đun nóng thiết bị khác Nếu thứ dùng để đun nóng thiết bị khác hệ thống cô đặc gọi phụ Cô đặc nhiều nồi: Cô đặc nhiều nồi trình sử dụng thứ thay cho đốt, có ý nghĩa cao mặt sử dụng nhiệt Nguyên tắc cô đặc nhiều nồi: nồi đầu dung dịch đun nóng đốt, thứ bốc lên nồi đưa vào làm đốt nồi thứ hai, thứ nồi thứ hai đưa vào làm đốt cho nồi thứ ba,…hơi thứ nồi cuối hệ thống đưa vào thiết bị ngưng tụ Dung dịch vào từ nồi trước đến nồi sau, qua nồi nồng độ dung dịch tăng dần lên dung môi bốc phần Hệ thống cô đặc nhiều nồi sử dụng phổ biến thực tế sản xuất Ưu điểm bật loại dung dịch tự di chuyển từ nồi trước nồi sau nhờ chênh lệch áp suất nồi Nhược điểm nhiệt độ nồi sau thấp nồng độ lại cao so với nồng độ nồi trước nên độ nhớt dung dịch tăng dần dẫn đến hệ số truyền nhiệt hệ thống giảm từ nồi đầu đến nồi cuối 1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHẤT CẦN CÔ ĐẶC (CaCl2): 1.2.1 Tính chất vật lí CaCl2 • Danh pháp IUPAC: calcium choride Ngoài có tên gọi khác như: canxi clorua, canxi (II) clorua, canxi điclorua, F509 • Thuộc tính: - Dạng CaCl2: + Phân tử gam: 119,99 g/mol + Bề ngoài: rắn trắng không màu + Tỷ trọng: 2,15 g/cm3 + Điểm sôi: > 1,600 0C NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ + Độ hòa tan nước: 74,5 g/100ml (200C) + Điểm nóng chảy: 772 0C - Dạng CaCl2.2H2O – đihdrat + Phân tử gam: 147,02 g/mol + Bề ngoài: rắn trắng không màu + Tỷ trọng: 0,835 g/cm3 + Điểm sôi: > 1,600 0C + Độ hòa tan nước: 74,5 g/100ml (200C) - Dạng CaCl2.6H2O – hexahydrat + Phân tử gam: 219,08 g/mol + Bề ngoài: rắn trắng không màu + Tỷ trọng: 1,71 g/cm3 + Điểm sôi: > 1,600 0C + Độ hòa tan nước: 74,5 g/100ml (200C) Canxi clorua (CaCl2) hợp chất ion canxi clo Chất tan nhiều nước Tại nhiệt độ phòng, chất rắn, chất sản xuất từ đá vôi việc sản xuất sản lượng lớn người ta tạo sản phẩm phụ công nghệ Solvay Do có tính hút ẩm cao, người ta phải chứa muối dụng cụ đậy nắp kín 1.2.2 Tính chất hóa học canxi clorua Canxi clorua phục vụ nguồn cung cấp ion canxi dung dịch, chẳng hạn để kết tủa nhiều hợp chất canxi không hòa tan nước: CaCl2 (lỏng) + K3PO4 (lỏng) → Ca3(PO4)2 (rắn) + KCl (lỏng) CaCl2 nóng chảy điện phân để tạo canxi kim loại: CaCl2 (lỏng) → Ca (rắn) + Cl2 (khí) 1.2.3 Công dụng canxi clorua: Trong công nghiệp: Hàng triệu canxi clorua sản xuất năm, chẳng hạn Bắc Mỹ, lượng tiêu thụ năm 2002 1.687.000 (3,7 tỉ pao) Các sở sản xuất NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ công ty hóa chất Dow Michigan chiếm khoảng 35% tổng sản lượng Hoa Kì canxi clorua, có nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau: Do đặc tính hút ẩm mạnh nên không khí hay loại khí khác cho qua ống chứa canxi clorua để loại bỏ ẩm Cụ thể, canxi clorua thông thường sử dụng vào ống làm khô để loại bỏ ẩm không khí cho khí qua Nó cho vào dung dịch lỏng để loại bỏ nước trộn lẫn hay lơ lửng Quá trình hấp thụ nước sinh nhiệt nhanh chóng tạo nhiệt độ tới khoảng 60 0C (1400F) Vì khả này, biết đến tác nhân sấy khô hay chất hút ẩm Do lượng nhiệt tỏa lớn trình hòa tan nó, canxi clorua sử dụng hợp chất làm tan băng Không giống natri clorua (muối đá hay halit) phổ biến hơn, tương đối vô hại cho loại trồng đất, nhiên, quan sát gần bang Washington lại cho gây hại cho thường xanh hai bên đường Nó có hiệu lực natri clorua nhiệt độ thấp Khi phân phối cho mục đích này, thường sản xuất dạng viên nhỏ màu trắng, đường kính vài milimet Sử dụng tính chất hút ẩm nó, người ta dùng để giữ lớp chất lỏng mặt đường nhằm thu hút hết bụi Nó sử dụng phối trộn bê tông nhằm tăng nhanh trình ổn định ban đầu bê tông, nhiên ion clorua lại dẫn tới ăn mòn gia cố thép, không nên sử dụng bê tông chịu lực Canxi clorua lỏng (trong dung dịch với nước) có điểm đóng băng thấp tới -52 C ( -620F), làm cho lí tưởng để nhồi đầy lốp không săm bổ sung đồ dằn lỏng, hỗ trợ cho sức kéo điều kiện khí hậu lạnh Các ứng dụng công nghiệp khác bao gồm sử dụng phụ gia hóa dẻo, hỗ trợ tiêu nước xử lí nước thải, chất bổ sung thiết bị dập lửa bình cứu hỏa, phụ gia kiểm soát tạo xỉ lò cao, làm chất pha loãng loại thuốc làm mềm vải Trong phòng thí nghiệm Như thành phần, liệt kê phụ gia thực phẩm phép sử dụng Liên minh châu Âu để làm phụ gia cô lập chất làm NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ với số E la E509 Dạng khan FDA phê chuẩn phụ gia hỗ trợ đóng gói để đảm bảo độ khô (CPG 7112.02) Canxi clorua sử dụng phổ biến chất điện giải có vị cực mặn, tìm thấy loại đồ uống dành cho người tập luyện thể thao dạng đồ uống khác, Smartwater nước đóng chai Nestle Nó sử dụng phụ gia bảo quản để trì độ rau đóng hộp hàm lượng cao loại rau dưa muối để tạo vị mặn không làm tăng hàm lượng canxi thực phẩm Nó dùng để chế biến đồ thay cho trứng cá muối từ nước hoa hay bổ sung vào sữa chế biến để phục hồi cân tự nhiên canxi protein mục đích sản xuất mát, dạng brie stilton Tính chất tỏa nhiệt canxi clorua khai thác nhiều loại thực phẩm ‘tự tỏa nhiệt’ hoạt hóa (trộn lẫn) với nước để bắt đầu trình sinh nhiệt, cung cấp loại nhiên liệu khô, không nổ, dễ dàng kích hoạt Trong ủ bia (đặc biệt ale bia trắng), canxi clorua sử dụng để điều chỉnh thiếu hụt chất khoáng nước ủ bia (canxi đặc biệt quan trọng cho chức enzim trình ngâm, cho trình đông kết lại protein hầm ủ trao đổi chất men bia) bổ sung độ cứng vĩnh cửu định cho nước Các ion clorua gia tăng hương vị tạo cảm giác hương vị đầy đủ hơn, ion sulphat thạch cao sử dụng để bổ sung ion canxi vào nước ủ bia, có xu hướng tạo hương vị khô mát hơn, với độ đắng cao Trong sinh học – y học: Canxi clorua phẩm cấp y tế tiêm vào đường ven để điều trị giảm canxi máu (thấp canxi huyết) Nó sử dụng cho vết đốt hay châm côn trùng, phản ứng mẫn cảm, cụ thể có đặc trưng mày đay (phát ban), ngộ độc magie dùng liều sulphat magie, chất bổ trợ kiểm soát triệu chứng cấp tính ngộ độc chì hồi tim mạch, cụ thể sau phẫu thuật tim Canxi dùng đường ruột sử dụng epinephrin thất bại việc cải thiện co tim yếu không hiệu Tiêm canxi clorua trung hòa độc tính tim mạch tăng kali máu đo điện tam đồ (ECG/EKG) NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Nó hỗ trợ tim mức cao – nguy hiểm kali đường huyết cao kali máu Canxi clorua dùng để điều trị nhanh độc tính, ngăn chặn kênh canxi mà tác dụng phụ loại dược phẩm Diltiazem (Cardizem) – giúp tránh đau tim tiềm tàng Dạng lỏng dung dịch canxi clorua sử dụng biến đổi gen tế bào gia tăng độ thẩm thấu màng tế bào, sinh lực cho việc lấy vào ADN (cho phép mảnh ADN vào tế bào dễ hơn) Nó dùng bể cảnh để bổ sung sử dụng mặt sinh học dung dịch cho sinh vật cần dùng nhiều canxi tảo, ốc, san hô …mặc dù việc sử dụng canxi hydroxit hay lò phản ứng canxi phương pháp ưa chuộng việc bổ sung canxi Tuy nhiên, canxi clorua phương pháp nhanh để tăng nồng độ canxi hòa tan nước 1.3 THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT HỆ THỐNG CÔ ĐẶC HAI NỒI XUÔI CHIỀU LÀM VIỆC LIÊN TỤC • Sơ đồ dây chuyền sản xuất: (sơ đồ kèm) Trong dây chuyền gồm có thiết bị sau: Thùng chứa dung dịch đầu Bơm Thùng cao vị Lưu lượng kế Thiết bị trao đổi nhiệt 6,7 Nồi cô đặc Thiết bị ngưng tụ Baromet Bơm chân không 10 Bộ phận thu hồi bọt 11 Thùng chứa sản phẩm NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ • Nguyên tắc hoạt động: NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Dung dịch đầu CaCl2 thùng chứa (1) bơm (2) đưa vào thùng cao vị (3), sau chảy qua lưu lượng kế (4) vào thiết bị trao đổi nhiệt (5) Ở thiết bị trao đổi nhiệt dung dich đun nóng sơ đến nhiệt độ sôi vào nồi cô đặc (6) Ở nồi dung dich tiếp tục dung nóng thiết bị đun nóng kiểu ống chùm, dung dịch chảy ống truyền nhiệt, đốt đưa vào buồng đốt để đun nóng dung dịch Một phần khí không ngưng đưa qua cửa tháo khí không ngưng Nước ngưng đưa khỏi phòng đốt cửa tháo nước ngưng Dung dịch sôi, dung môi bốc lên phòng bốc gọi thứ Hơi thứ trước khỏi nồi cô đặc qua phận thu hồi bọt (10) nhằm hồi lưu phần dung dịch bốc theo thứ qua ống dẫn bọt Dung dịch từ nồi cô đặc (6) tự di chuyển qua nồi cô đặc (7) có chênh lệch áp suất làm việc nồi, áp suất nồi sau nhỏ áp suất nồi trước Nhiệt độ nồi trước lớn nồi sau dung dịch vào nồi cô đặc (7) có nhiệt độ cao nhiệt độ sôi, kết dung dịch làm lạnh lượng nhiệt làm bốc lượng nước gọi trình tự bốc Dung dịch sản phẩm nồi (7) đưa vào thùng chứa sản phẩm (11) Hơi thứ bốc khỏi nồi (7) đưa vào thiết bị ngưng tụ Baromet (8) Trong thiết bị ngưng tụ, nước làm lạnh từ xuống, thứ ngưng tụ lại thành lỏng chảy qua ống Baromet khí không ngưng qua thiết bị thu hồi bọt (10) vào bơm chân không (9) NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ PHẦN II: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH Các số liệu ban đầu: Dung dịch cô đặc: CaCl2 Năng suất ban đầu: 9550 kg/h Nồng độ đầu: 11,3 % Nồng độ cuối: 33 % Áp suất đốt: at Áp suất ngưng tụ: 0,29 at Chiều cao ống truyền nhiệt: m 2.1 XÁC ĐỊNH LƯỢNG HƠI THỨ BỐC RA KHỎI HỆ THỐNG, W: Áp dụng công thức VI.1, [2-55]: x W = Gd 1 − d ÷(kg/h) xc Trong đó: W: Tổng lượng thứ bốc ra, kg/h Gd: Lượng dung dịch đầu, kg/h xd, xc: Nồng độ đầu nồng độ cuối dung dịch, % khối lượng Ta có: Gđ = 9550 kg/h xd = 11,3 % khối lượng xc = 33 % khối lượng →W= 9550 4275 (kg/h) 2.2 TÍNH SƠ BỘ LƯỢNG HƠI THỨ BỐC RA Ở MỖI NỒI: Lượng thứ bốc nồi sau lớn nồi trước Để đảm bảo việc dùng toàn lượng thứ nồi trước làm đốt cho nồi sau ta chọn: W1 : W2 = : 1,03 NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 10 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Dn: đường kính buồng bốc Dn = Dtr + 2.S = 1,2 + 2.4.10-3 = 1,208 (m) ⇒ V5 = 2,5 3,14 (1,208 − 1,2 ) = 0,0378 (m3) ⇒ m5 = 7850 0,0378 = 296,73 (kg) f) Khối lượng nắp: m6 = khối lượng nắp Kích thước nắp: +Đường kính trong: Dtr = 1,2m +Chiều dày: S = 6mm +Chiều cao gờ: h = 25mm Tra bảng XIII.11, [2-384] ta có khối lượng nắp elip: m6 = 79 (kg) g) Khối lượng phần nón cụt: m7 m7 = ρV7 ,kg π V7: thể tích nón cụt: V7 = h (D n – D tr) h: chiều cao phần nón cụt, h = 0,5m Dn = Dnbb + Dddn = 1208 + 200 = 704 (mm) Dtr = Dtrbb + Dddtr = 1200 + 192 = 696 (mm) 2 Dddn: đường kính ống dẫn thứ Dddtr: đường kính ống dẫn thứ Dddtr = Dddn – 2.S = 200 - 2.4 = 192 (mm) ⇒ V7 = 0,5 3,14 (0,704 − 0,696 ) = 4,396.10-3 (m3) ⇒ m7 =4,396.10-3 7850 = 34,5086 (kg) NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 84 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ h) Khối lượng bích ghép nắp, thân đáy buồng đốt với hình nón cụt: m m8= ρV8 , kg π V8: thể tích bích: V8= H ( D − D02 − Z d b2 ) H: chiều cao bích Chọn H = 0,028m ⇒ V8= 0,028 3,14 (1,14 − 1,013 − 28.0,02 ) = 5,4561.10 −3 (m3) ⇒ m8 = 4.7850.5,4561.10-3 = 171,3215 (kg) i) Khối lượng bích ghép nắp thân buồng bốc: m9 m9 = ρV9 ,kg π 2 V9: thể tích bích: V9= H ( D − D0 − Z d b ) ⇒ V9 = 0,028 3,14 (1,34 − 1,213 − 32.0,02 ) = 6,8452.10 −3 (m3) ⇒ m9 = 2.7850.6,8452.10-3 = 107,4696 (kg) j) Tổng khối lượng nồi không: Gnk = g ∑ mi = 9,81(m1 + m2 + m3 + m4 + m5 + m6 + m7 + m8 + m9) i =1 Thay số vào ta có: Gnk= 9,81.(36 + 618,58 + 107,9579 + 2003,9279 + 296,73 + 79 + 34,5086 + 171,3215 + 107,4696) Gnk= 33786,6727 (kg) 4.3.2.2 Tính khối lượng nồi thử thủy lực, Gnd a) Thể tích không gian buồng đốt buồng bốc: V= ( π hb D trbb + hd Dtrbd ) ,m Trong đó: + hb: chiều cao buồng bốc: 2,5m + hd: chiều cao buồng đốt: 6m NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 85 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ +Dtrbb: đường kính buồng bốc +Dtrd: đường kính buồng đốt ⇒ V= ( ) 3,14 2,5.1,2 + 6.12 = 7,536 (m3) b) Khối lượng nước chứa đầy nồi: Gnd = g ρV =9,81.1000 7,536 = 73928,16 (N) Vậy khối lượng nồi thử thủy lực: Gtl = Gnd + Gnk = 33786,6727 + 73928,16 = 107714,8327 (N) 4.3.3 Chọn tai treo chân đỡ Chọn tai treo chân đỡ 8, tải trọng tai treo, chân đỡ phải chịu là: G = Gtl 107714,8327 = = 1,35.104 N 8 Tra bảng XIII.36, [2-438] tai treo thiết bị thẳng đứng a B S H B L S 20 Tải trọng cho phép chân đỡ G.10-4 d N Bề mặt đỡ, F.104 N/m2 89,5 Tải trọng cho phép lên bề mặt đỡ q.10 -6 N/m2 1,12 L NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 110 86 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ B B1 H 85 mm 90 170 S L 45 A 15 D 23 Khối lượng tai treo kg Tra bảng XIII.35-ST2-T437, chân thép thiết bị thẳng đứng ta có bảng sau: Tải trọng cho phép chân đỡ G.10-4 N Bề mặt đỡ, F.104 N/m2 811 Tải trọng cho phép lên bề mặt đỡ q.10-6 N/m2 0,32 L 210 B 150 B1 180 B2 245 H mm 300 S 160 L 14 A 75 D 23 NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 87 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ 4.3.4 Chọn kính quan sát: Ta chọn kính quan sát làm thuỷ tinh silicat dày: δ = 15mm, đường kính: d = 300mm Áp suất làm việc nhỏ 6at Chọn bích kiểu 1, bảng bảng XIII.26, [2-415]), bích liền kim loại để nối phận thiết bị: Ống Py.10-6 N/m 0,6 Kích thước nối Kiểu bích Dy Dn D Dδ D1 (mm) (mm) (mm) (mm) 325 435 595 365 Bulông (mm) 300 db Z(cái) h(mm) M20 12 24 4.3.5 Tính bề dày lớp cách nhiệt: Bề dày lớp cách nhiệt cho thiết bị tính theo công thức: λc αn (tT2 - tkk) = δ ( tT1 - tT2) c δc = λc (tT − tT ) α n (tT − t kk ) (VI.66, [2-92]) (*) Trong đó: tT2: nhiệt độ bề mặt lớp cánh nhiệt phía không khí, khoảng 40 → 50 0C, chọn tT2= 45 0C tT1: nhiệt độ lớp cách nhiệt tiếp giáp bề mặt thiết bị trở lực tường thiết bị nhỏ so với trở lực lớp cách nhiệt t T lấy gần nhiệt độ đốt, tT1 = 142,9 0C tkk: nhiệt độ môi trường xunh quanh Tra bảng VII.1, [2-98], chọn tkk = 23,4 0C, lấy Hà Nội trung bình năm λc : hệ số dẫn nhiệt vật liệu cách nhiệt, chọn vật liệu cách nhiệt đất sét: λc = 0,055 kcal/m.h.độ = 0,0638 W/m.độ (bảng PL.14, [3-348]) α n : hệ số cách nhiệt từ bề mặt lớp cách nhiệt đến không khí : αn = 9,3 +0,058 tT2 NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 (VI.67, [2-92]) 88 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ → αn = 9,3 +0,058.45 =11,91 (W/m2.độ) Thay số vào (*): δc = λc (tT − t T ) 0,0638.(142,9 − 45) = = 0,0243 (m) = 24,3 (mm) α n (t T − t kk ) 11,91.(45 − 23,4) NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 89 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Các thông số kỹ thuật hệ thống thiết bị cô đặc phòng đốt với dung dịch CaCl2 Năng suất Nồng độ dung dịch 5400 kg/h Đầu % Cuối 24 % 2311.0488 kg/h Nồi 2114,4955 kg/h Nồi 2160,5045 kg/h Nồi 116,1434 Nồi 81,7935 Nồi 8421,8219 W/m2.độ Lượng đốt vào nồi Lượng thứ bốc Nhiệt độ sôi dung dịch Hệ số truyền nhiệt Hiệu số nhiệt độ hữu ích Bệ mặt truyền nhiệt NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 C C W/m2.độ Nồi 7913,3164 Nồi 27,290 Nồi 27,7071 Nồi 100 m2 Nồi 100 m2 C C 90 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ Các thông số cấu tạo thiết bị: Đường kính 1000mm Chiều cao 6000mm Chiều dày 4mm Chiều dày lưới đỡ ống 12mm Chiều dày đáy lồi phòng đốt 6mm Chiều dày ống truyền nhiệt 38mm Đường kính 1200mm Chiều cao 2500mm Chiều dày 4mm Chiều dày nắp buồng bốc 6mm Kính quan sát Đường kính 300mm ống dẫn đốt vào Đường kính 125mm ống dẫn dung dịch vào Đường kính 40mm ống dẫn thứ Đường kính 200mm ống dẫn dung dịch Đường kính 32mm ống tháo nước ngưng Đường kính 70mm Buồng đốt Buồng bốc NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 91 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ PHẦN V: KẾT LUẬN Sau thời gian cố gắng tìm, đọc tra cứu số tài liệu tham khảo với giúp đỡ tận tình cô Phan Thị Quyên thầy, cô giáo môn “Quá trình thiết bị công nghệ hóa học", em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế giao Qua trình em rút vài kinh nghiệm sau: - Việc thiết kế tính toán hệ thống cô đặc việc làm phức tạp, tỉ mỉ lâu dài Nó yêu cầu người thiết kế phải có kiến thức thực sâu trình cô đặc mà phải biết số lĩnh vực khác như: Cấu tạo thiết bị phụ, quy định vẽ kỹ thuật - Các công thức toán học không gò bó môn học khác mà mở rộng dựa giả thuyết điều kiện, chế độ làm việc thiết bị Bởi tính toán người thiết kế tính đến số ảnh hưởng điều kiện thực tế, nên đem vào hoạt động hệ thống làm việc ổn định Không vậy, việc thiết kế đồ án môn học trình thiết bị giúp em củng cố thêm kiến thức trình cô đặc nói riêng trình khác nói chung, nâng cao kỹ tra cứu, tính toán, xử lý số liệu Biết cách trình bày theo văn phong khoa học nhìn nhận vấn đề cách có hệ thống Việc thiết kế đồ án môn học “Quá trình thiết bị công nghệ hóa học" hội tốt cho sinh viên ngành hóa nói chung thân em nói riêng làm quen với công việc kỹ sư hóa chất Mặc dù cố gắng hoàn thành tốt nhiệm vụ, song hạn chế tài liệu, hạn chế khả nhận thức kinh nghiệm thực tế, nên em không tránh khỏi thiếu sót trình thiết kế Em mong thầy cô xem xét dẫn thêm Em xin chân thành cảm ơn! NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 92 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tập thể tác giả Sổ tay trình thiết bị Công nghệ hóa chất NXB Khoa học – Kỹ thuật ( 1974, tập 1) Tập thể tác giả Sổ tay trình thiết bị Công nghệ hóa chất NXB Khoa học – Kỹ thuật (1982, tập 2) GS.TSKH Nguyễn Bin Tính toán trình, thiết bị công nghệ hóa chất (2001, tâp 1) Phạm Xuân Toản Các trình thiết bị Công nghệ hóa chất thực phẩm NXB Khoa học – Kỹ thuật (tập 3) CHUYỂN ĐỔI ĐƠN VỊ HAY GẶP a N = kgm/s2 b 1Nm = jun (J) = Ws = 4,1868 cal c Nm/s = W d kcal = 4185 Nm e Ns/m2 = 10 P f at = 9,81 N/cm2 = 10 mH2O = 735 mmHg = 735,6 tor NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 93 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 94 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 95 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 96 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 97 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ NGÔ THỊ CHIÊN – LỚP ĐHCN HÓA – K4 98 ... cách có hệ thống Đồng thời, đồ án giúp sinh viên tổng hợp kiến thức học môn sở Trong đồ án này, nhiệm vụ cần hoàn thành thiết kế hệ thống cô đặc nồi, xuôi chiều, làm việc liên tục, thiết bị cô đặc. .. K4 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC Quá trình cô đặc trình làm tăng nồng độ chất hòa tan (không khó bay hơi) dung môi bay Đặc điểm trình cô đặc. .. cho em thực đồ án Trong trình làm đồ án, hạn chế tài liệu, kinh nghiệm thực tế nên em tránh khỏi sai lầm, thiếu sót…Vì em kính mong đóng góp nhiệt tình quý thầy, cô bạn sinh viên để đồ án hoàn thiện