Với đề tài: Thiết kế hệ thống chưng luyện liên tục loại tháp đệm để phân tách hỗn hợp Metylic- Etylic. Tập đồ án này bao gồm 6 nội dung chính : Tính cân bằng vật liệu của tháp Xác định đường kính tháp Xác định chiều cao tháp dựa vào phương pháp số đơn vị chuyển khối Tính trở lực và cân bằng nhiệt lượng của tháp Tính toán cơ khí Tính toán thiết bị phụ
Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K Lời giới thiệu Ngày với phát triển vượt bậc công nghiệp giới nước nhà, ngánh công nghiệp công nghiệp hóa chất thực phẩm vần thiết nhiều hóa chất có độ tinh khiết cao Để đạt điều người ta thường tiến hành phân tách cấu tử khỏi hỗn hợp đầu, chưng cất phương pháp sử dụng phổ biến Chưng cất trình dùng nhiệt để tách phần hỗn hợp lỏng thành cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay khác chúng hỗn hợp nhiệt độ đo Phương pháp ứng dụng để tách hỗn hợp cấu tử dễ bay có tính chất hòa tan hoàn toàn phần vào Hỗn hợp có hai cấu tử nhiều Với hệ hai cấu tử thu sản phẩm đỉnh gồm phần lớn cấu tử dễ bay sản phẩm đáy chứa đa phần cấu tử khó bay Trong sản xuất ta thường gặp phương pháp chưng khác : chưng đơn giản, chưng nước trực tiếp, chưng chân không đặc biệt chưng luyện Chưng luyện phương pháp thông dụng dùng để tách hoàn toàn hỗn hợp cấu tử dễ bay có tính chất hòa tan phần hòa tan hoàn toàn vào nhau.Chưng luyện áp suất thấp dùng cho hỗn hợp dễ bị phân hủy nhiệt nhiệt độ cao ,các cấu tử dễ bay ngược lại Vật liệu gia công thép không gỉ hỗn hợp cần tách hệ ăn mòn mạnh, mặt khác giá thành sản xuất cao đáp ứng tiêu chuẩn thiết bị hóa chất là: chống ăn mòn, bền nhiệt, tính tốt, tuổi thọ làm việc lâu dài … Đồ án môn Quá trình Thiết bị bước đầu giúp sinh viên làm quen với việc tính toán thiết kế dây chuyền sản xuất, mà cụ thể đồ án hệ thống chưng luyện liên tục Với đề tài: Thiết kế hệ thống chưng luyện liên tục loại tháp đệm để phân tách hỗn hợp Metylic- Etylic Tập đồ án bao gồm nội dung : − Tính cân vật liệu tháp − Xác định đường kính tháp − Xác định chiều cao tháp dựa vào phương pháp số đơn vị chuyển khối − Tính trở lực cân nhiệt lượng tháp − Tính toán khí − Tính toán thiết bị phụ Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K PHẦN GIỚI THIỆU HỖN HỢP VÀ SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ I.GIỚI THIỆU VỀ HỖN HỢP CHƯNG: Metylic chất lỏng linh động không màu, hòa tan nước theo tỷ lệ Nhiệt độ sôi 67.40C , Metylic chất độc đói với thể, uống từ đến 10g bị ngộ độc, mát bị rối loạn mù lòa Etylic chất lỏng linh động không màu hòa tan vô hạn nước Nhiệt độ sôi 78.40C, Etylic ứng dụng nhiều công nghiệp, đời sống hàng ngày Metylic – Etylic sản phẩm trình lên men trình tổng hợp khác, chất trạng thái bình thường chất lỏng không liên kết, có độ bay khác metylic bay trước nhiệt độ sôi thấp etylic Hỗn hợp ăn mòn yếu nên trình lựa chọn thiết bị để chưng luyện ta nên sử dụng loại thép bon thường để tránh lãng phí II.SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 12 Trường ĐHCN Hà Nội Chú thích: 1:Thùng 2:Bể cao vị chứa dung dịch đầu 7:Thiết 8:Bể bị làm chứa sản lạnh phẩm đỉnh Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K 3: Thiết bị đun sôi hỗn hợp đầu 9:Bể chứa sản phẩm đáy 4:Lưu lượng kế 5:Tháp chưng luyện 6:Thiết bị ngưng tụ 10:Thiết bị đun sôi đáy tháp 11 Cốc tháo nước ngưng 12 : Bơm li tâm II Thuyết minh dây chuyền : Nguyên liệu đầu chứa thùng chứa (2) bơm (12) bơm lên thùng cao vị (1) Hỗn hợp đầu từ thùng cao vị tự chảy xuống thiết bị đun sôi hỗn hợp đầu (3) lưu lượng khống chế cách điều chỉnh hệ thống van lưu lượng kế (4) nước bão hòa từ nồi vào đun sôi hỗn hợp đầu đến nhiệt độ sôi sau đạt tới nhiệt độ sôi hỗn hợp đưa vào đĩa tiếp liệu tháp chưng luyện (5) loại đệm.Trong tháp từ lên tiếp xúc trực tiếp với lỏng chảy từ xuống, xảy trình bốc ngưng tụ nhiều lần Theo chiều cao tháp, lên cao nhiệt độ thấp nên qua tầng đệm từ lên , cấu tử có nhiệt độ sôi cao ngưng tụ.Quá trình tiếp xúc lỏng tháp diễn liên tục làm cho pha giầu cấu tử dễ bay Cuối đỉnh tháp ta thu hầu hết cấu tử dễ bay (cụ thể Metylic) phần cấu tử khó bay (Etylic) Hỗn hợp đưa vào thiết bị ngưng tụ (6) ngưng tụ hoàn toàn (tác nhân nước lạnh) Một phần chất lỏng sau ngưng tụ đưa hồi lưu trở tháp chưng luyện khống chế lưu lượng kế , phần lại đạt yêu cầu đưa vào thiết bị làm lạnh (7) để làm lạnh đến nhiệt độ cần thiết sau đưa vào thùng chứa sản phẩm đỉnh (8) Chất lỏng hồi lưu từ xuống dưới, gặp có nhiệt độ cao từ lên, phần cấu tử có nhiệt độ cao tiếp tục ngưng tụ thành lỏng xuống.Do nồng độ cấu tử khó bay pha lỏng ngày nhiều , cuối đáy tháp ta thu hỗn hợp lỏng gồm hầu hết cấu tử khó bay (etylic) phần cấu tử dễ bay (Meylic), hỗn hợp lỏng đưa khỏi đáy tháp qua thiết bị phân dòng, phần đưa thùng chứa sản phẩm đáy (9) , phần đưa vào thiết bị đun sôi đáy tháp (10) phần hồi lưu trở lại đáy tháp.Thiết bị có tác dụng đun sôi tuần hoàn bốc sản phẩm đáy (tạo dòng từ lên tháp) Nước ngưng thiết bị gia nhiệt tháo qua thiết bị tháo nước ngưng ( 11),Tháp chưng luyện làm việc chế độ liên tục, hỗn hợp đầu vào sản phẩm lấy liên tục III Chế độ thuỷ động tháp đệm Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K Trong tháp đệm có chế độ thủy động chế độ chảy dòng, chế độ độ chế độ chảy xoáy Khi vận tốc khí bé lực hút phân tử lớn vượt lực ỳ Lúc trình chuyển khối xác định dòng khuếch tán phân tử Tăng vận tốc lực lỳ trở lên cân với lực hút phân tử Quá trình chuyển khối lúc không định khuếch tán phân tử mà cả khuếch tán đối lưu Chế độ thủy động gọi chế độ độ Nếu ta tiếp tục tăng vận tốc khí lên chế độ độ chuyển sang chế độ chảy xoáy Trong giai đoạn trình khuếch tán định khuếch tán đối lưu Nếu ta tăng vận tốc khí lên đến giới hạn xảy tượng đảo pha Lúc chất lỏng chiếm toàn chiều cao tháp trở thành pha liên tục, pha khí khuếch tán vào pha lỏng trở thành pha phân tán Vận tốc khí ứng với thời điểm gọi vận tốc đảo pha Khí sục vào lỏng tạo thành bọt khí giai đoạn chế độ làm việc tháp gọi chế độ sủi bọt Ở chế độ vận tốc chuyển khối nhanh đồng thời trở lực tăng nhanh Trong thực tế, ta thường cho tháp đệm làm việc chế độ màng có vận tốc nhỏ vận tốc đảo pha trình chuyển khối giai đoạn sủi bọt mạnh giai đoạn khó khống chế trình làm việc Ưu điểm của tháp đệm : - Hiệu suất cao bề mặt tiếp xúc pha lớn - Cấu tạo tháp đơn giản - Trở lực tháp không lớn - Giới hạn làm việc tương đối rộng Nhược điểm : • Khó làm ướt đệm • Tháp cao phân phối chất lỏng không Bảng kê ký hiệu thường dùng đồ án : • F: lượng hỗn hợp đầu, (kg/s) • P: lượng sản phẩm đỉnh, (kg/s) • W: lượng sản phẩm đáy, ( kg/s) • Các số F, P, W , A , B : tương ứng đại lượng thuộc hỗn hợp đầu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, cấu tử Metylic Etylic • a: phần trăm khối lượng Metylic hỗn hợp (kg Metylic / kg hỗn hợp ) • x : nồng độ phần mol Metylic hỗn hợp ( kmol Metylic / kmol hỗn hợp ) • M: khối lượng mol phân tử ( kg/ kmol) • μ : độ nhớt động lực , (N.s/m2 ) • Các số A, B , X ,Y , hh tương ứng thuộc cấu tử Metylic, Etylic, thành phẩn lỏng, thành phần hỗn hợp ρ : khối lượng riêng ( kg/m3) Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K PHẦN TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH Các số liệu ban đầu: -Năng suất tính theo độ hỗn hợp đầu F = 3.3 tấn/h = 3300 kg/h -Nồng độ cấu tử dễ bay trong: + Hỗn hợp đầu: xF = 0.15 phần mol + Sản phẩm đỉnh: xP = 0.83 phần mol + Sản phẩm đáy: x w = 0.04 phần mol -Tháp làm việc áp suất thường -Hỗn hợp đầu gia nhiệt đến nhiệt độ sôi I TÍNH CÂN BẰNG VẬT LIỆU TOÀN THIẾT BỊ 1.Tính toán cân vật liệu cho toàn tháp 1.1.Đổi từ phần mol sang khối lượng aF = xF × M A 0.15 × 32 = = 0.109 phần khối lượng x F × M A + (1 − x F ) × M B 0.15 × 32 + (1 − 0.15) × 46 aP = xP × M A 0.83 × 32 = = 0.773 phần khối lượng x P × M A + (1 − x P ) × M B 0.83 × 32 + (1 − 0.83) × 46 aw = xw × M A 0.04 × 32 = = 0.028 phần khối lượng x w × M A + (1 − x w ) × M B 0.04 × 32 + (1 − 0.04 ) × 46 - Khối lượng mol trung bình pha lỏng tính: M = x.MA + (1- x)MB MF= xF.MA+ (1- xF)MB = 0.15 × 32 + (1 − 0.15) × 46 = 43.9(kg / kmol ) MP = xP.MA + (1- xP)MB = 0.83 × 32 + (1 − 0.83) × 46 = 34.38(kg / kmol ) MW = xW.MA + (1- xW)MB = 0.04 × 32 + (1 − 0.04) × 46 = 45.44(kg / kmol ) 1.2 Hệ phương trình cân vật liệu •Phương trình cân vật liệu cho toàn tháp : F = P + W ; (1) •Đối với cấu tử dễ bay (etylic) : FaF = Pap + Waw ( 2) • Thay (1) vào (2) rút : • Lượng sản phẩm đáy : Với F = 3300 kg/h = 3300: 43.49 = 75.171(kmol/h) aF − aw • 0.109 − 0.028 358.792 = 3300 × = 358.792( kg / h ) = = 10.436(kmol / h) a P − aW 0.773 − 0.028 33.38 Từ suy lượng sản phẩm đỉnh : W = F – P = 3300 – 358.792 = 2941.208( kg/h)= 2941.208:45.44=64.727(kmol/h) 1.3 Chỉ số hồi lưu tối thiểu (Rmin) P=F Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K Dựng đường cân theo số liệu đường cân sau: X 10 20 30 40 50 60 Y 7.4 T0c 78.3 77.2 76.5 75 70 80 90 100 14.3 27.1 39.6 51.5 62.6 72.3 79.8 86.6 93.2 100 73.6 72.2 70.8 69.4 68.2 66.9 65.9 64.9 Từ số liệu bảng ta vẽ đồ thị đường cân lỏng (x) – (y) xw =0.04 XF=0.15 xp=0.83 * Từ đường cân lỏng (x) – (y) với xF = 0.15 → y*F = 0.2077 → Rmin = → Rmin = x p − y F* x p − y F* y − xF * F [III-81] y F* − xF = 0.83 − 0.2077 = 10.785 0.2077 − 0.15 1.4.Xác định số Rth Hệ số hiệu chỉnh: β = Rx Rmin Vấn đề chọn số hồi lưu thích hợp quan trọng, số hồi lưu bé số bậc tháp lớn tiêu tốn đốt, ngược lại số hồi lưu lớn số bậc tháp co tiêu tốn đốt lại lớn - Với giá trị Rx > Rmin từ đồ thị cân lỏng hỗn hợp Metylic etylic ta xác định giá trị Nlt tương ứng * Ở ta có phương trình đoạn luyện đoạn chưng sau: - Phương trình đoạn luyện: Trường ĐHCN Hà Nội y= xp R x+ R +1 R +1 A= R R +1 Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K y = Ax + B B= xp R +1 - Phương trình đoạn chưng: R+ f f −1 x− xw y = Ax − B R +1 R +1 R+ f f −1 F A= B= xw với f = R +1 R +1 P y= Với RX1= 11.864 Phương trình đoạn luyện : y = 0.922x + 0.065 Phương trình đoạn chưng: y = 1.484x -0.019 Có 28 đĩa đoạn luyện 14, đoạn chưng 14 Với RX2 = 12.942 Phương trình đoạn luyện : y = 0.928x + 0.06 Phương trình đoạn chưng: y = 1.445x -0.018 Có 23 đĩa đoạn luyện 12, đoạn chưng 11 Với RX3= 14.021 Phương trình đoạn luyện : y = 0.933x + 0.055 Phương trình đoạn chưng: y = 1.413x -0.017 Có 21 đĩa đoạn luyện 11, đoạn chưng 10 Với RX4 = 15.099 Phương trình đoạn luyện : y = 0.938x + 0.052 Phương trình đoạn chưng: y = 1.385x -0.015 Có 19 đĩa đoạn luyện 11, đoạn chưng Với RX5 = 16.178 Phương trình đoạn luyện : y = 0.942x + 0.048 Phương trình đoạn chưng: y = 1.361x -0.014 Có 18 đĩa đoạn luyện 10, đoạn chưng Từ phương trình làm việc ta vẽ đồ thị biểu diễn quan hệ x –y để tìm số đĩa lý thuyết tương ứng với giá trị Rx Các đồ thị biểu diễn trang bên: * Số đĩa lý thuyết Nlt số hồi lưu Rx tổng hợp bảng sau : β Rx Nlt Nlt(Rx+1) 1.1 1.2 11.864 12.942 28 23 360.192 320.666 1.3 1.4 14.021 15.099 21 19 315.441 305.881 1.5 16.178 18 309.204 Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K Từ giá trị tìm bảng trên, ta xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ R x – Nlt(Rx+1) Nlt(Rx+1) R1 R2 R3 R4 R5 Rx Để xác định số hồi lưu thích hợp người ta xác định số hồi lưu từ điều kiện thể tích tháp nhỏ ( không tính đến tiêu kinh tế vận hành) Mặt khác dễ dàng nhận thấy thể tích làm việc tháp tỉ lệ với tích số N lt(Rx+1).Từ đồ thị trên, điểm cực tiểu đường vẽ cho ta giá trị thể tích thiết bị bé ứng với điểm có số hồi lưu thích hợp Mà Nlt(Rx+1) = 305.881 giá trị nhỏ nhất, ứng với giá trị nhỏ Rx= 15.099 Vậy số hồi lưu thích hợp Rth= 15.099 số đĩa lý thuyết Nlt= 19 Phương trình đường nồng độ làm việc 2.1.Đoạn luyện Rth xP y= x+ Rth +1 Rth +1 [III- 78] *Thay số : 15.099 0.83 y= x+ = 0.938 x + 0.052 15.099 + 15.099 + Trong đó: y: Là nồng độ phần mol cấu tử dễ bay pha từ lên x: Là nồng độ phần mol cấu tử dễ bay pha lỏng chảy từ xuống Rth: Là số hồi lưu thích hợp Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K 2.2 Đoạn chưng - Lượng sản phẩm đầu đơn vị sản phẩm đỉnh : F 75.171 f = = = 7.203 ( kmol h2 đầu / kmol sản phẩm đỉnh ); P 10.436 +Phương trình đường nồng độ làm việc đoạn chưng : R + f f −1 15.099 + 7.203 7.203 − y = th x− xw = x− × 0.04 = 1.385 x − 0.015 Rth + Rth + 15.099 + 15.099 + * Nhiệt độ sôi - Nhiệt độ sôi hỗn hợp đầu toF : từ xF = 0.15 theo bảng t-x, nội suy toF = 75.75oC - Nhiệt độ đỉnh tháp toP : từ yp = 0.83 theo bảng t –y nội suy toP = 66.6 - Nhiệt độ sôi sản phẩm đáy tow : Từ xw= 0.04 theo bảng t- x nội suy tow = 77.42 II TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THÁP CHƯNG LUYỆN Công thức tính đường kính tháp chưng luyện loại đệm : D= 4G ρ ytb W ytb = 0,0188 g tb ρ ytb W ytb [STQTTBT2-181] Trong : Wytb: tốc độ khí hơi(m/s) gtb: lượng trung bình tháp (kg/h) ρ ytb W ytb : tốc độ trung bình tháp (kg/m2s) Vì lượng lượng lỏng thay đổi theo chiều cao tháp khác đoạn nên ta phải tính trung bình cho đoạn 1.Lượng trung bình tháp 1.1.Lượng trung bình đoạn luyện Lượng trung bình đoạn luyện tính gần trung bình cộng lượng khỏi đĩa tháp lượng vào đĩa đoạn luyện g tb = g đ + g1 , kg/s (STQTTB T2-181) Trong đó: + gtb :lượng trung bình đoạn luyện (kg/h) + gđ : lượng khỏi đĩa đoạn luyện (kg/h); + g1 : lượng vào đĩa đoạn luyện ( kg/h); * Lượng khỏi đỉnh tháp : gđ = GR + GP = GP(Rth + 1) (STQTTB T2-181) Trong GP : lượng sản phẩm đỉnh ( kg/h) GR : lượng lỏng hồi lưu đỉnh tháp (kg/h) Rth : số hồi lưu thích hợp Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K ⇒ gđ = 358.792( 15.099 + 1) = 5776.192 (kg/h) * Lượng vào đoạn luyện: Lượng g1, hàm lượng y1, lượng lỏng đĩa thứ đoạn luyện G xác định theo hệ phương trình cân vật liệu nhiệt lượng cho đoạn luyện : g1 = G1 + GP g1 y1 = G1a1 + GP a P g r = g r d d 11 (STQTTB T2-182) Trong a1 = a F = 0.109 phần khối lượng r1 : ẩn nhiệt hóa hỗn hợp đĩa thứ đoạn luyện (kJ/kg) ; rđ : ẩn nhiệt hóa hỗn hợp khỏi đỉnh tháp (kJ/kg) r1 = rAy1 + (1- y1)rB; STQTTB T2-182) rđ = rAyđ + (1- yđ)rB; Trong đó: yđ : hàm lượng sản phẩm đỉnh = aP = 0.773 phần khối lượng rA ; rB : ẩn nhiệt hóa Metylic Etylic nguyên chất (kJ/kg) Từ x F= 0.15 tra bảng IX2a [STQTTB T2-148] suy nhiệt độ t F = 75.750C Tra bảng I.213 [STQTTB T1-257] với nhiệt độ hỗn hợp đầu t F ta được: rA = 261.55 ( Kcal/kg) = 1095.058 (KJ/kg) rB = 208.7 ( Kcal/kg) = 873.785 (KJ/kg ) → r1 = 1095.058 y1 + 873.785 ( 1-y1) =221.273y1+873.785 (*) Từ x P = 0.83 tra bảng IX2a [STQTTB T1-148] suy nhiệt độ hỗn hợp đỉnh tP= 66.60C, nội suy từ bảng I.213 [STQTTB T1 -257] với nhiệt độ hỗn hợp đỉnh t P ta được: rA = 266.7(Kcal/kg) = 1116.62 (KJ/kg) rB = 212.02(Kcal/kg) = 887.685 (KJ/kg) →rđ = aPrA + (1- aP )rB = = 0.773 x 1116.62 + (1- 0.773) x 887.685 = 1064.652 (KJ/kg) (**) Thay (*)&(**) vào hệ ta có : g1 = G1 + 358.792 g1 y1 = 0.109G1 + 358.792 × 0.773 g1 ( 221.273 y1 + 873.785) = 5776.192 ×1064.652 Giải hệ ta có: →g1 = 6790.168( kg/h ); → y1 = 0.144 phần khối lượng → G1 = 6431.376 ( kg/h ); → lượng trung bình đoạn luyện : → g tb = g1 + g d 6790.168 + 5776.192 = = 6238.18( kg / h) 2 10 Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K PHẦN TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ I THIẾT BỊ GIA NHIỆT HỖN HỢP ĐẦU Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm Do kết cấu thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm nên lưu thể (không tạo cặn bẩn bề mặt truyền nhiệt, làm giảm hệ số dẫn nhiệt) người ta cho qua khoảng không gian ống, lưu thể tạo cặn bẩn trình làm việc cho ống Ngoài lưu thể có áp suất lớn người ta cho ống chịu áp suất lớn vỏ Với hỗn hợp này, ta cho nước bão hoà qua khoảng không gian ống, hỗn hợp cho ống Chọn thiết bị gia nhiệt kiểu ống chùm kiểu đứng có thông số sau: + Đường kính: d =30 × 2mm + Chiều cao ống : H = 1m + Ống làm thép CT3 có λ = 50w/m2.độ 1.Hiệu số nhiệt độ trung bình hai lưu thể - Hiệu số nhiệt độ lớn: Δtđ = thđ - tf = t1 – tf = 119.62-25= 94.62 oC - Hiệu số nhiệt độ bé : Δtc = thđ - tF = t1 – tso = 119.62 – 75.75 = 43.87 oC Vì: ∆ td ∆ tc = 94.62 = 2.15 > 43.87 Nên totb lưu thể xác định theo công thức (1.101) [3-66]: ∆ ttb = ∆ t d − ∆ tc ∆t ln d ∆t c = 94.62 − 43.87 = 66.02 94.62 [oC] ln 43.87 Nhiệt độ trung bình lưu thể là: + Hơi đốt: t1tb = thđ = 119.62 oC + Phía hỗn hợp: t1tb = 119.62 – 66.02 = 53.6 oC 2.Tính lượng nhiệt trao đổi Q Q = Gđ - C((tF – tf) [W] (STQTTBT2-46) + Gđ: Lưu lượng hỗn hợp đầu Gđ = 3300 [kg/h] = 0.917[kg/s] + tF: Nhiệt độ sôi hỗn hợp tF = tso = 75.75 => (Do áp suất thường nên tF = tso) + Cp: Nhiệt dung riêng hỗn hợp t2tb=53.60C: CP = aF CpA + (1-aF) CPb Nôi suy bảng I.153 (STQTTBT1-171) ta được: CpA = 2731.2 [J/kg độ] CpB = 2886.8 [J/kg độ] CP = 0.109 × 2731.2 + (1 − 0.109) × 2886.8 = 2869.84 [J/kg độ] 50 Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K + tf: Nhịêt độ thường (tf = 25oC) => Q = 0,917.2869,84 (75,75– 25) = 133507,348 [W] Hệ số cấp nhiệt lưu thể 3.1 Hệ số cấp nhiệt phía nước ngưng tụ Được tính theo công thức (V.101) [STQTTBT2 – 28]: α = 2,04 A1 r ∆ t1 H [W/m2.độ] Trong đó: + H: Chiều cao ống truyền nhiệt H = 1[m] + r:ẩn nhiệt ngưng tụ lấy theo nhiệt độ bão hoà:r=r 1=2201,4.103 [J/kg.độ] Theo bảng I.212 [STQTTBT1-254] + Δt1: Chênh lệch nhiệt độ nhiệt đốt nhiệt độ thành ống truyền nhiệt o [ C] Chọn Δt1 =3 [oC] => tm = 0,5.(thđ - Δt1) tm = 0,5.(119.62 – 3)= 118.12[oC] + A: Hằng số tra theo nhiệt độ màng nước ngưng tm = 118.810C => A1 = 187.154 ⇒ α = 2,04.187,154.4 2201,4.10 = 11174 387 [W/m2.độ] 2,12 3.2.Tính hệ số cấp nhiệt (α2) Theo công thức (V.40) [STQTTBT2 – 14] ta có: N u = 0,021.ξ k Re ,8 Pr , 43 Pr Pr t , 25 - Chọn Re=10500: ⇒ α2 = λ N u d Trong đó: +Prt: Chuẩn số Pranđtl tính theo nhiệt độ trung bình trường, thông số khác tính theo nhiệt độ trung bình dòng + ξ k : Hệ số hiệu chỉnh tính đến ảnh hưởng tỷ số chiều dài đường kính ống -Ta chọn: d = 30x2[mm]; L = H = [m] → dt = dn – 2.δ = 30 – 2.2 =26 mm = 0.026 m L = = 33,3 > ⇒ ξ k = 1,056 d 0,03 * Tính chuẩn số Pr theo CT (1.22) [3-21]: C p µ Pr = λ 51 Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K Trong đó: +Cp: Nhiệt dung riêng hỗn hợp nhiệt độ trung bình: t2tb=53,6oC => Cp=2869,84[J/kg.độ] + µ : Độ nhớt hỗn hợp nhiệt độ trung bình: dựa vào toán đồ I.18 (STQTTBT2 - 90) µ A= 0,46.10-3 [Ns/m2] µ B = 0,63.10-3 [Ns/m2] lg µ hh = x F lg µ A + (1 − x F ) lg µ B [STQTTBT1 - 84] lg µ hh = 0,15 lg 0,46.10 −3 + (1 − 0.15) lg 0,63.10 −3 ⇒ µ hh = 0,6.10 −3 [Ns/m2] +) λ : Hệ số dẫn nhiệt hỗn hợp nhiệt độ trung bình λ = A.C p ρ ρ M [STQTTBT1 - 123] Trong đó: +A: Hệ số phụ thuộc mức độ liên kết chất lỏng với chất lỏng: A = 4,22.10-8 = ε +Cp = 2869,84 [J.kg/độ] + ρhh : khối lượng riêng hỗn hợp nhiệt độ trung bình t2tb=53.60C ρhh = aF ρA + − aF [STQTTBT2 – 183] ρB Nội suy từ bảng I.2 [STQTTBT1 - 9] ta có: ρA = 761,76[kg/m3] ρB = 759,76[kg/m3] ⇒ ρ hh = 759,977 [kg/m3] + MF = 43,9 [kg/kmol] ⇒ λ = 4,22.10 −8.2869,84.759,977.3 Pr = 759,977 = 0,238 [W/m2.độ] 43,9 2869,84.0,6.10 −3 = 7.235 0,238 Do chênh lệch vỏ dòng lưu thể nhỏ nên ta coi , 25 Pr ⇒ N u = 0,021.ξ k Re Pr Pr t = 0,021.1,056.10500 0,8.7,235 0, 43.10, 25 = 85,58 ,8 ⇒ α2 = 0, 43 Nu.λ 85,58.0,238 = = 783,86 [W/m2.độ] dt 0,026 - Nhiệt tải riêng phía ngưng tụ: q1 = α ∆t1 = 11174 ,387 × = 33523,161 [W/m2] - Hiệu số nhiệt độ phía thành ống: ∆t '1 = t t1 − t t = q1 ∑ rt 52 Pr =1 Pr t Trường ĐHCN Hà Nội Với Σrt = Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K δ + r1 + r2 [STQTTBT2 - 3] λ Trong đó: r1: nhiệt trở cặn thành ống phía ngưng chủ yếu nước r1 = 0,232.103 [m2.độ/W] tra bảng V.1 STQTTBT2 – r2 : nhiệt trở cặn thành ống phía chất lỏng chủ yếu cặn bẩn , r2 = 0,387.103 [m2.độ/W] tra bảng V.1 STQTTBT2 – δ : bề dày thành ống, chọn δ = 0,002(m) λ : hệ số dẫn nhiệt vật liệu λ = 50[W/m2.độ] → ∑ rt = 0,002 + 0,232.10 −3 + 0,387.10 −3 = 0,659.10 −3 [m2.độ/w] 50 [ ] ⇒ ∆t1' = 33523,161.0,659.10 −3 = 22,09 C t t = t t1 − ∆t ' t1 = 116,62 − 22,09 = 94,53 C [ ] ∆t = t t − t 2t = 94,53 − 53,6 = 40,93 C ⇒ q = λ ∆t = 783,86.40,93 = 32083,39 [w/m ] qtb = q1 + q 33523,161 + 32083,39 = = 32803,27 [w/m2] 2 - Kiểm tra sai số: ε= q1 − q 33523,161 − 32083,39 = = 0.043 < 0,5 q1 33523,161 Do ε F=4,07 [m2] Số truyền nhiệt n= Quy chuẩn n = 61 ống bảng V.11 [STQTTBT2 – 48] Ta bố trí xếp theo hình lục giác Số ống đường xuyên tâm hình cạnh b= ống 6)Đường kính thiết bị Dt = t(b-1) + 4.dn Lấy t = 1,5dn Số ống xuyên tâm b= Dt = 1,5.0,03(9-1) + 4.0,03=0,48 Làm tròn D = 0,5 (m) 7)Tính lại vận tốc chia ngăn Vận tốc thực tế : 53 Trường ĐHCN Hà Nội ωt = Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K 4.F 4.3300 = = 0,04(m / s ) 2 π d n.ρhh 3,14.0,026 61.759,977.3600 Vận tốc giả thiết Re µ 10500.0,6.10 −3 ωgt = = = 0,315( m / s d ρ 0,026.759,977 Số ngăn m = ωgt 0,315 = = 7.875 ωt 0,04 Quy chuẩn m= ( ngăn ) II TÍNH TOÁN BƠM VÀ THÙNG CAO VỊ Để tính bơm việc đưa hỗn hợp đầu lên thùng cao vị bảo đảm yêu cầu công nghệ ta phải tính trở lực đường ống dẫn thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu từ tính chiều cao thùng cao vị cuối tính áp suất toàn phần bơm,chọn bơm ly tâm 1.Chiều cao thùng cao vị Áp suất toàn phần để khắc phục sức cản thuỷ lực hệ thống dòng chảy đẳng nhiệt tính theo công thức (II.53) (STQTTBT1-376): ∆P=∆Pđ +∆Pm +∆Pct +∆Pc +∆Pk +∆Pt [ N/m2] 1.1.Trở lực ống từ thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu tới tháp * ∆Pđ : áp suất động lực học,tức áp suất cần thiết để tạo tốc độ cho dòng chảy khỏi ống dẫn (từ thiết bị gia nhiệt đến tháp) tính theo công thức: ρ ω ∆Pđ = [N/m2] (STQTTBT1-377) ρ: khối lượng riêng chất lỏng ống dẫn hỗn hợp đầu nhiệt độ sôi, ta tính ρ = 739.17 [kg/m3] ω : tốc độ trung bình lưu thể [m3/s] ω= 4F v = π d 3600 π d 3600.ρ (STQTTBT1-369) Với: + F=3300 [kg/h] + d: đường kính ống dẫn dung dịch vào tháp [m] Với d=0,1 [m](xem phần tính đường kính ống dẫn hỗn hợp đầu phần khí) Thay vào ta có: ω= ⇒ ∆Pđ = 4.3300 = 0.158 [m/s ] 3,14.0,12.3600.739,17 739,17.0,158 = 9,226 [N/m2] *∆Pm: áp suất thắng trở lực dòng chảy ổn định ống, tính theo công thức: l ∆Pm = λ d ρ ω λ l ∆Pđ = d 54 [N/m2] Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K Trong đó: + λ : hệ số ma sát Chỉ số Reynold tính theo công thức sau: ω.d ρ Re = µ Với μ= μhh : độ nhớt hỗn hợp nhiệt độ sôi ts = tF = 75.750C,[Ns/m2] Sử dụng toán đồ I.18 [I-90] ta µ A = 0.27(cp) µ B = 0.428(cp) ⇒ lg µ hh = x F lg µ A + (1 − x F ) lg µ B = 0,15 lg 0,27 + (1 − 0,15) lg 0,428 ⇒ µ hh = 0,399(cp) → Re = ω.d ρ 0.158 × 0.1 × 739.17 = = 29270.39 > 10 −3 µ 0.399 × 10 Do Re >104 nên dòng chảy ống dòng chảy xoáy, hệ số ma sát tính theo công thức sau: 6,81 0,9 ∆ = −2 lg + Re 3,7 λ ∆ : độ nhám tương đối : [STQTTBT1-380] ε ∆= d tđ Tra bảng II.15[STQTTBT1-381] với loại ống tráng kẽm hoàn toàn ta =0,1mm chọn L = 3m ε 0,1.10 −3 −3 ⇒∆= ⇒ d tđ = 0,1 ε = 10 6,81 0,9 10 −3 = −2 lg + ⇒ λ = 0,026 3,7 λ 29270.39 ⇒ ∆Pm = λ L ∆Pđ = 0,026 .9.226 = 7.196( N / m ) d tb 0,1 * ∆Pc: trở lực cục [N/m2], tính theo công thức: l l ω ρ = λ td ∆Pđ ∆Pc = λ td d d Với: ltd = ∑ n.d Do ống dẫn có van chỗ cong 90o nên ta có n cửa van (van chắn chiều),nv=75 Do đường kính d= 100 mm ∈ [76÷152mm] nên nc =40 ⇒ ltd=(2.75+3.40).0,1=27[m] ⇒ ∆Pc = 0,026 27 9,226 = 64,767 [N/m2] 0,1 ⇒ ∆P1=∆Pđ + ∆Pm + ∆Pc =9,226 + 7,196 + 64,767 = 81,189 [N/m2] Chiều cao cột chất lỏng tương ứng là: 55 Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K ' H1 = 81,189 ∆P1 = = 0.0112 [m] ρ g 739,17 × 9,81 1.2.Trở lực đoạn ống từ thùng cao vị dến thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu *Tính ∆Pđ : Khối lượng riêng hỗn hợp nhiệt độ 25 oC là: ρ A = 787,5(kg / m ) ρ B = 784,75(kg / m ) a − a F 0,109 − 0,109 = = F + + ρ hh ρ A ρ B 787,5 784,75 ⇒ ρ hh = 785,049(kg / m ) ⇒ Tốc độ chảy ống: ω= 4.F 4.3300 = = 0.149 [m/s] π d 3600.ρ dd 3,14.0,1 3600.785,049 ⇒ ∆Pđ = ρ hh ω 785,049.0,149 = = 8,714 [N/m2] 2 * Tính ∆Pm: Độ nhớt hỗn hợp 25 oC là: Sử dụng toán đồ I.18 [I-90] ta µ A = 0.59(cp) µ B = 1.08(cp) ⇒ lg µ hh = x F lg µ A + (1 − x F ) lg µ B = 0,15 lg 0,59 + (1 − 0,15) lg 1,08 ⇒ µ hh = 0,986(cp) = 0,986.10 −3 [ N s / m ] Chuẩn số Reynol lưu thể: ω.d ρ 0,149.0,1.785,049 = = 11863 32 >104 Re = µ 0,986.10 −3 Do Re >104 nên dòng chảy ống dòng chảy xoáy, hệ số ma sát tính theo công thức sau: 6,81 0,9 ∆ = −2 lg + 3,7 λ Re ∆ : độ nhám tương đối : [STQTTBT1-380] ε ∆= d tđ Tra bảng II.15[STQTTBT1-381] với loại ống tráng kẽm hoàn toàn ta =0,1mm chọn L = 10m ε 0,1.10 −3 −3 ⇒∆= d tđ = 0,1 = 10 56 ε Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K 6,81 0,9 10 −3 ⇒ = −2 lg + ⇒ λ = 0,0312 3,7 λ 11863 32 ⇒ ∆Pm = λ L 10 ∆Pđ = 0,0312 .8,714 = 27.188( N / m ) d tb 0,1 * Tính ∆Pc: ∆Pc = λ l ltd ω ρ = λ td ∆Pđ d d Với: ltd = ∑ n.d Do ống dẫn có van chỗ cong 90o nên ta có n cửa van (van chắn chiều),nv=75 Do đường kính d= 100 mm ∈ [76÷152mm] nên nc =40 ⇒ ltd=(1.75+2.40).0,1=15,5 [m] ⇒ ∆Pc = 0,0312 15,5 8,714 = 42,141 [N/m2] 0,1 ⇒ ∆P2=∆Pđ + ∆Pm + ∆Pc =8,714 + 27,188 + 42,141 =78,043 [N/m2] Chiều cao cột chất lỏng tương ứng là: H '2 = 78,043 ∆P2 = = 0.0101 [m] ρ g 785,049.9,81 1.3 Trở lực thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu * ∆Pđ : ρ ω ∆Pd = ω= Ta có: F 3600 f ρ [m/s] Trong đó: F: khối lượng hỗn hợp [kg/h] ρ : khối lương riêng dung dịch n hiệt độ trung bình ρ= 759,977[kg/m3] f : tiết diện bề mặt truyền nhiệt [m2] π d n 3,14.0,026 2.61 f = = = 0,00483 [m2] 4.m 4.8 Với n: số ống truyền nhiệt thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu n=61 [ống] m: số ngăn,m= [ngăn] d: đường kính ống truyền nhiệt,d= 0,026 [m] ω= ⇒ ⇒ ∆Pd = 3300 = 0,25 [m/s] 3600.0,00483.759,977 759,977.0,25 = 23,749 [N/m2] *∆Pm: ∆Pm = λ ltd ∆Pd d [N/m2] Độ nhớt dung dịch thiết bị gia nhiệt: μ = 0,714.10-3 [Ns/m2] 57 Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K Chuẩn số Renold lưu thể: Re = 0,25.0,026.759,977 = 6918,56 < 104 0,714.10 −3 Do 4000< Re < 105 Vậy dòng chảy ống chế độ chảy xoáy,khi hệ số ma sát tính theo công thức: 6,81 0,9 ∆ = −2 lg + 3,7 λ Re ∆ : độ nhám tương đối : [STQTTBT1-380] ε ∆= d tđ Tra bảng II.15[STQTTBT1-381] với loại ống tráng kẽm hoàn toàn ta =0,1mm chọn L = 10m ε 0,1.10 −3 −3 ⇒∆= ⇒ d tđ = ε = 3,846.10 0,026 6,81 0,9 3,846.10 −3 = −2 lg + ⇒ λ = 0,445 3,7 λ 6918.56 ltd: chiều dài ống truyền nhiệt (vì có 10 ngăn),ltd= H.m=1.10=10 [m] → ∆Pm = 0,445 10 23,794 = 4072,43 0,026 [N/m2] * ∆Pc: ∆Pc = ξ ∆Pd [N/m2] Vì dung dịch chảy thiết bị ống chùm nên hướng dòng chảy vào khỏi ống truyền nhiệt đa dạng tồn nhiều đột mở, đột thu + Tiết diện ống dẫn dung dịch vào thiết bị: π d 3,14.0,12 f1 = = = 0,00785 [m2] 4 + Tiết diện khoảng trống đầu thiết bị đói với ngăn là: π D 3,14.0,5 = = 0,01963 [m2] m Với D: đường kính thiết bị trao đổi nhiệt, D = 0,5 [m] + Tiết diện 91 ống truyền nhiệt ngăn là: f2 = π d n 3,14.0,026 61 = = 0,00483 [m2] m Trở lực cục tính theo bảng (PL.3) [TTQTTBT1-339] (XII.16) [STQTTBT1.382]: - Ở cửa vào(đột mở):khi chất lỏng chảy vào thiết bị(khoảng trống ngăn đột mở): f 0,00785 ξ1 = (1 − ) = (1 − ) = 0,36 f2 0,01963 f3 = 58 Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K - Ở đầu dung dịch chất lỏng chảy từ khoảng trống vào ngăn ống truyền nhiệt(đột thu): f 0,00483 = = 0,246 Nội suy từ bảng PL.3 [TTQTTBT1 - 339] f 0,01963 ta có: ξ = 0,407 - Ở đầu dung dịch chất lỏng chảy từ ngăn ống truyền nhiệt khoảng trống phần thiết bị(đột mở) ξ = (1 − f3 0,00483 ) = (1 − ) = 0,5684 f2 0,01963 - Ở dầu dung dịch chất lỏng chảy khỏi thiết bị (đột thu): f 0,00785 = = 0,4 Tra bảng PL.3 [TTQTTBT1 - 339] ta f 0,01963 có: ξ = 0,36 - Khi chất lỏng chuyển từ ngăn sang ngăn kia,dòng chảy chuyển dòng lần với góc chuyển 90 oC có trở lực cục bộ: ξ = 2.1,10 = 2,2 ∑ ξ = 0,36 + 10.0,407 + 10.0,5684 + 0,36 + (10 − 1).2,2 = 30,274 ⇒ ∆Pc = ∑ ξ ∆Pd = 30,274.23,749 = 718,977 [N/m2] * Trở lực thuỷ tĩnh: ∆PH: ∆PH = ρ g H = 759,977.9,81.1 = 7455,374 [N/m2] ∑ ∆P = ∆Pd + ∆Pm + ∆Pc + ∆PH = 23,749 + 4072,43 + 718,977 + 7455,374 = 12270,53 [N/m2] Chiều cao cột chất lỏng: ' H3 = ∑ ∆P 12270,53 = = 1,646 [m] ρ g 759,977.9,81 1.4 Chiều cao thùng cao vị so với đĩa tiếp liệu _ Viết phương trình becnuly cho mặt cắt 1-1 2-2 Chọn mặt chuẩn 0-0: ω1 P P ω 22 + = H2 + + + ∑ hm g ρ g g ρ g H1 + Trong : + ρ1: khối lượng riêng hỗn hợp 25 oC,ρ1= 785.049 [kg/m3] + ρ2: khối lượng riêng hỗn hợp nhiệt độ trung bình vao thiết bị gia nhiệt;ρ2=759,977 [kg/m3] 1 59 H1 H Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K 1 H H1 2 H2 0-0 + ω2= 0,149 [m/s2] + ω1 = + P1= Pa= 9,81.104 [N/m2] + P2= Pa + ∆P2= 9,81.104 + 5004,176=103104.176[N/m2] ( ∆Ρ2 = 5004,176 N / m trở lực đoạn luyện) P2 P1 ω 22 ⇒ H1 − H = − + + ∑ hm ρ g ρ1 g 2.g + ∑hm= H’1 + H’2 + H’3= 0,0112 + 0,0101 + 1,646=1,6673[m] ⇒ H1 − H = 103104,176 9,81.10 0,149 − + + 1,6673 [m] 759,977.9,81 785,049.9,81 2.9,81 → H1- H2 = 2,76[m] 2.Tính toán bơm Bơm ly tâm làm việc áp suất thường chọn chiều cao hút bơm nhiệt độ o 25 C 0,5 [m], chiều cao bơm làm việc tuần hoàn đảm bảo không xảy tượng xâm thực - Chiều cao đẩy bơm: Hđ = HC + (H1- H2) +Hđáy + Hb = 2,684 + 2,76 + 0,8+1 = 7,244[m] + HC: chiều cao đoạn chưng [m] + Hb: chiều cao kê tháp Chọn Hb = [m] + Hđáy: chiều cao đáy tháp Chọn Hđáy= 0,8m - Chiều cao làm việc bơm: 60 Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K Hf = Hđ + Hh = 7,244 + 0,5 = 7,744 [m] Ta có: Htp = Hf + hm * Tính hm: - Tổn thất đường ống: ω = ω = 0,149 [m] Pd = ρ ω 2 759,997.0,149 = = 8,436 [N/m2] 2 - Trở lực ma sát ∆Pm : tổn thất áp suất từ thùng chứa dến thùng cao vị: Re = 11863,32 → λ = 0,0312 Chọn chiều dài lớn Hđ: L = 12[m]; dtđ= 0,1 [m] l 11 ⇒ ∆Pm = λ .∆Pd = 0,0312 .8,714 = 29,906 [m] d 0,1 - Trở lực cục ∆Pc : ltd ω ρ l ∆Pc = λ = λ ld ∆Pd d [N/m2] Với: λ = 0,0312 ltd = ∑ n.d Do ống dẫn có van chỗ cong 90o nên ta có n cửa van (van chắn chiều),nv=75.Do đường kính d= 100 mm ∈ [76÷152mm] nên nc =40: ⇒ ltd=(2.75+3.40).0,1=27 [m] ⇒ ∆Pc = 0,0312 27 8,714 = 73,407 [N/m2] 0,1 ⇒ ∆P=∆Pđ + ∆Pm + ∆Pc =8,714 + 29,906 +73,407 =112,027 [N/m2] hm = ∆P 112,027 = = 0,015 [m] ρ g 759,977.9,81 ⇒ Htp= 7,744 + 0,015 =7,759 [m] - Công suất yêu cầu bơm xác định theo công thức (II.189) [1-439]: H Q.g ρ Nb = [kw] 1000.η Trong đó: +Q: suất bơm: Q= F 3300 = = 0,00121 [m3/s]= 4,356[m3/h] 3600.ρ 3600.759,977 61 Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K + ρ : khối lượng riêng hỗm hợp nhiệt độ 25 oC, ρ =759,977 [kg/m3] + H: áp suất toàn phần bơm [m] + η : hiệu suấtchung bơm [m] Theo [1-439]: η = η o η tl η ck η o : hiệu suất thể tích tính đến hao hụt chát lỏng từ áp suất cao đến áp suất thấp chất lỏng rò rỉ qua khe hở η tl : hiệu suất thuỷ lực tính đến ma sát tạo dòng xoáy bơm η ck : hiệu suất khí tính đến ma sát khí bơm Chọn bơm ly tâm theo bảng (II.32) [STQTTBT1-439]: η o = 0,9 η tl = 0,82 ⇒ η = 0,7011 ηck = 0,95 ⇒ Nb = F g.H 3300.9,81.7,759 = = 0,0995 [kw] 1000.3600.η 1000.3600.0,7011 - Công suất động điện tính theo công thức (II.190) [STQTTBT1-439]: N dc = Nb µ tr η dc [kw] + Nb: công suất trục bơm [kw] + η tr : hiệu suất truyền động,chọn η tr =1 + η dc : hiệu suất động điện,chọn η dc = 0,8 ⇒ Nd = 0,0995 = 0,1244 [kw] 1.0,8 Thông thường người ta chọn động điện có công suất lớn so với công suất tính toán(lượng dự trữ phụ thuộc vào khả tải): N c dc = β N dc + β : hệ số dự trữ công suất Giá trị β tra theo bảng (II.33) [I-440] theo Ndc: → β = 1,5 ÷ ; Chọn β = Ta có: N dc = 0,1244 ⇒ N c dc = 2.0,1244 = 0,2488 [kw] Với Q=8,46[m3/h ta chọn bơm theo bảng (II.39) [1-447]: - Loại bơm: X - Năng suất: 3÷288 [m3/h] - Áp suất toàn phần: 10÷143 [m] - Số vòng quay: 1450÷2900 [vòng/phút] - Nhiệt độ chất lỏng: 40÷90 [oC] 62 Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K PHẦN KẾT LUẬN Sau thời gian cố gắng tìm, đọc, tra cứu số tài liệu tham khảo, với giúp đỡ tận tình thầy cô giáo đặc biệt thầy em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế giao Qua trình tiến hành này, em rút số nhận xét sau: - Việc thiết kế tính toán hệ thống chưng luyện việc làm phức tạp, tỉ mỉ lâu dài Nó yêu cầu người thiết kế phải có kiến thức thực sâu trình chưng luyện mà phải biết số lĩnh vực khác như: cấu tạo thiết bị phụ khác, quy định vẽ kỹ thuật, … - Các công thức tính toán không gò bó môn học khác mà mở rộng dựa giả thiết điều kiện, chế độ làm việc thiết bị Bởi tính toán, người thiết kế tính toán đến số ảnh hưởng điều kiện thực tế, nên đem vào hoạt động, hệ thống làm việc ổn định Không có vậy, việc thiết kế đồ án môn học trình thiết bị giúp em củng cố thêm kiến thức trình chưng luyện nói riêng trình khác nói chung; nâng cao kỹ tra cứu, tính toán, xử lý số liệu; biết cách trình bầy 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 chất thực phẩm” hội cho sinh viên ngành hóa nói chung thân em nói riêng làm quen với công việc kỹ sư hóa chất Để hoàn thành nhiệm vụ thiết kế giao, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Xuân Huy người hướng dẫn em từ đầu đồ án tới em kết thúc giúp em hoàn thành tốt nhiệm vụ thiết kế Mặc dù cố gắng để hoàn thành tốt nhiệm vụ, song hạn chế tài liệu, kinh nghiệm thực tế, nên không tránh khỏi thiếu sót trình thiết kế Em mong thầy cô xem xét dẫn thêm Em xin chân thành cảm ơn Sinh Viên 63 Trường ĐHCN Hà Nội Hóa Phân Tích ĐH HÓA1 K Tài liệu tham khảo Tập thể tác giả Sổ tay trình & thiết bị Công nghệ hoá học Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, 1974, tập Tập thể tác giả Sổ tay trình & thiết bị Công nghệ hoá học Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, 1982, tập Tập thể tác giả Cơ sở trình & thiết bị Công nghệ hoá học Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, 2000, tập 1,2,3 Tập thể tác giả Tính toán trình & thiết bị Công nghệ hoá học Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, 2000, tập 1,2,3 64 ... lên tháp) Nước ngưng thiết bị gia nhiệt tháo qua thiết bị tháo nước ngưng ( 11) ,Tháp chưng luyện làm việc chế độ liên tục, hỗn hợp đầu vào sản phẩm lấy liên tục III Chế độ thuỷ động tháp đệm. .. liệu tháp chưng luyện (5) loại đệm. Trong tháp từ lên tiếp xúc trực tiếp với lỏng chảy từ xuống, xảy trình bốc ngưng tụ nhiều lần Theo chiều cao tháp, lên cao nhiệt độ thấp nên qua tầng đệm từ... 0.78W’SL WC= 0.88W’SC III CHIỀU CAO THÁP CHƯNG LOẠI ĐỆM Có nhiều phương pháp để tínhchiều cao tháp đệm dday ta tính theo số đơn vị chuyển khối *Chiều cao làm việc tháp đệm : H = hđv.my [STQTTBT2-175]