THIẾT KẾ THÁP MÂM ĐỆM CHƯNG HỖN HỢP ETANOL NƯỚC

BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐH CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA - - ĐỒ ÁN THIẾT KẾ MƠN THỰC HÀNH Q TRÌNH & THIẾT BỊ Đề tài: THIẾT KẾ MÂM THÁP ĐỆM CHƯNG CẤT LIÊN TỤC HAI CẤU TỬ ETANOL – NƯỚC GVHD: ThS NGUYỄN TIẾN ĐẠT SVTH: Phan Thế Chuẩn MSSV: 14047071 LỚP: DHHO10B TP Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2017 BỘ CƠNG THƯƠNG CỘNG HỊA X HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐHCN TP HỒ CHÍ MINH Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN HỌC PHẦN KHOA : CƠNG NGHỆ HĨA HỌC BỘ MƠN :CƠ HỌC VÀ THIẾT BỊ HỌ VÀ TÊN: Tên đồ án: Thiết kế mâm tháp đệm làm việc áp suất thường, chưng cất liên tục hỗn hợp hai cấu tử Etanol – nước Nhiệm vụ đồ án (yêu cầu nội dung với số liệu ban đầu) Số liệu ban đầu: Lưu lượng hỗn hợp đầu vào tháp: 2500 kg/h Nồng độ hỗn hợp đầu (phần khối lượng cấu tử dễ bay hơi): 32% Nồng độ sản phẩm đỉnh (phần khối lượng cấu tử dễ bay hơi): 84% Nồng độ sản phẩm đy (phần khối lượng cấu tử dễ bay hơi): 4% Nội dung: Tính tốn thiết kế tháp chưng cất, cn nhiệt lượng Tính tốn thiết bị chính, thiết bị phụ Thể sơ đồ công nghệ vẽ chi tiết thp ln giấy A1 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: Ngày hòan thành nhiệm vụ: Họ tên người hướng dẫn: Nguyễn Tiến Đạt TỔ TRƯỞNG BỘ MÔN (ký ghi rõ họ tên) TP Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng năm 2017 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN (ký ghi rõ họ tên) PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN Người duyệt: Đơn vị: Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ: Đồ án QTTB Chuẩn SVTH: Phan Thế  NHẬN XÉT Khoa Công Nghệ Hóa Học Đồ án QTTB Chuẩn SVTH: Phan Thế  Mục Lục Phần : Giới Thiệu Chung 1.1 Mở Đầu 1.2 1.2 Thuyết minh dây chuyền sản xuất 1.3 Sơ đồ dây chuyền công nghệ 1.4 Chế độ làm việc tháp đệm 1.5 Ưu, nhược điểm tháp đệm 1.5.1 Ưu điểm tháp đệm 1.5.2 Nhược điểm tháp đệm 1.6 Bảng kê ký hiệu thường dùng đồ án Phần : Tính tốn, thiết kế thiết bị 2.1 Tính tốn cân vật liệu tồn tháp 2.1.1 Tính cân vật liệu 2.1.2 Xác định số bậc thay đổi nồng độ 2.1.2.1 Xác định số hồi lưu tối thiểu (Rmin) 2.1.2.2 Tính số hồi lưu thích hợp (Rth) 2.1.2.3 Phương trình đường nồng độ làm đoạn luyện 2.1.2.4 Phương trình đường nồng độ làm đoạn chưng 2.1.2.5 Tính số mâm lý thuyết 2.1.2.6 Tính số mâm thực tế 2.2 Tính đường kính tháp 2.2.1 Đường kính đoạn luyện 2.2.1.1 Lượng trung bình đoạn luyện 2.2.1.2 Tính khối lượng riêng trung bình 2.2.1.3 Tính tốc độ tháp 2.2.2 Đường kính đoạn chưng: 2.2.2.1 Lượng trung bình đoạn chưng 2.2.2.2 Tính khối lượng riêng trung bình Khoa Cơng Nghệ Hóa Học Đồ án QTTB Chuẩn SVTH: Phan Thế  2.2.2.3 Tốc độ đoạn chưng 2.3 Tính chiều cao tháp 2.3.1 Tính chiều cao đoạn luyện 2.3.1.1 Tính chiều cao đơn vị chuyển khối: 2.3.1.2 Tính m: 2.3.1.3 Tính số đơn vị chuyển khối my: 2.3.2 Chiều cao đoạn chưng: 2.3.2.1 Tính chiều cao đơn vị chuyển khối: 2.3.2.2 Tính m: 2.3.2.3 Tính số đơn vị chuyển khối my: 2.3.2.3 Tính số đơn vị chuyển khối my: 2.4 Trở lực tháp đệm 2.4.1 Trở lực đoạn luyện: 2.4.2 Trở lực đoạn chưng: 2.4.3 Trở lực toàn tháp: 2.5 Cân nhiệt lượng 2.5.1 Cân nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu: 2.5.2 Cân nhiệt lượng tháp chưng luyện 2.5.3 Cân nhiệt lượng cho thiết bị ngưng tụ: 2.5.4 Cân nhiệt lượng cho thiết bị làm lạnh: Phần 3: Tính tốn, thiết kế thiết bị phụ 3.1 Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 3.1.1 Lượng nhiệt cần thiết: 3.1.2 Tải nhiệt trung bình cho q trình truyền nhiệt 3.2 Tính tốn khí lựa chon 3.2.1 Tính đường ống dẫn 3.2.1.1.Tính đường kính ống dẫn sản phẩm đỉnh 3.2.1.2 Tính đường kính ống dẫn hồi lưu sản phẩm đỉnh 3.2.1.3 Tính đường kính ống dẫn liệu Khoa Cơng Nghệ Hóa Học Đồ án QTTB Chuẩn SVTH: Phan Thế  3.2.1.4 Tính đường kính ống dẫn sản phẩm đáy 3.2.1.5 Tính đường kính ống dẫn hồi lưu sản phảm đáy 3.2.2 Tính chiều dày thân tháp hình trụ 3.2.3 Tính đáy nắp thiết bị 3.2.4 Tra Bích 3.2.5 Tính lưới đỡ đệm, dầm đỡ đệm, đĩa phân phối chất lỏng: 3.2.6 Tính chọn tai treo chân đỡ: 3.3 Tính thùng cao vị 3.3.1 Các trở lực trình tiếp liệu 3.3.1.1 Trở lực đoạn ống từ thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu tới tháp 3.3.1.2 Trở lực ống dẫn từ thùng cao vị đến thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 3.3.1.3 Trở lực thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 3.3.2 Tính chiều cao thùmg cao vị so với đĩa tiếp liệu: 3.4 Tính Bơm Phần : Kết Luận Phần : Tài Liệu Tham Khảo Khoa Cơng Nghệ Hóa Học Đồ án QTTB Chuẩn SVTH: Phan Thế  Phần : Giới Thiệu Chung 1.1 Mở Đầu Chưng phương pháp dùng để tách hỗn hợp chất lỏng (cũng hỗn hợp khí hóa lỏng) thành cấu tử riêng biệt, dựa độ bay khác cấu tử hỗn hợp Chúng ta thực nhiều phương pháp chưng khác chưng gián đoạn, chưng liên tục, chưng đơn giản, chưng đặc biệt (chưng luyện hỗn hợp đẳng phí, chưng phân tử, chưng nước trực tiếp, chưng trích ly) Ngày nay, chưng ứng dụng rộng rãi để tách hỗn hợp: + Dầu mỏ, tài nguyên khai thác dạng lỏng + Khơng khí hóa lỏng + Q trình tổng hợp hữu thường cho sản phẩm dạng hỗn hợp chất lỏng Ví dụ: sản xuất metanol, etylen… + Công nghệ sinh học thường cho sản phẩm hỗn hợp chất lỏng etylic-nước từ trình lên men Khi chưng, hỗn hợp đầu chứa cấu tử ta thu nhiêu cấu tử sản phẩm Để thu sản phẩm đỉnh tinh khiết ta tiến hành chưng nhiều lần hay gọi chưng luyện Trong trình sản xuất Etanol thường kèm theo nhiều sản phẩm phụ Nước Vì vậy, nồng độ độ tinh khiết Etanol khơng cao Trong phần đồ án trình bày thiết kế tháp chưng luyện liên tục loại tháp đệm để phân tách hỗn hợp Etanol – Nước Hỗn hợp đầu gồm cấu tử Etanol Nước nên gọi chưng luyện hỗn hợp cấu tử Etanol – Nước phân tách thành hai cấu tử riêng biệt nhờ phương pháp chưng luyện liên tục với tháp chưng Khoa Cơng Nghệ Hóa Học Đồ án QTTB Chuẩn SVTH: Phan Thế  luyện loại tháp đệm, làm việc áp suất thường (1at) với hỗn hợp đầu vào gia nhiệt đến nhiệt độ sơi Sau q trình chưng luyện, ta thu sản phẩm đỉnh cấu tử có độ bay lớn (Etanol) phần nhỏ cấu tử khó bay (Nước) Sản phẩm đáy gồm chủ yếu cấu tử khó bay (Nước) phần cấu tử dễ bay (Etanol) Trong suốt trình tính tốn thiết kế, hưóng dẫn trực tiếp giúp đỡ nhiệt tình ……cũng với nỗ lực cố gắng thân đồ án thiết kế tháp chưng luyện liên tục loại tháp đệm để phân tách Etanol – Nước với thông số nội dung đề tài giao em hoàn thành với nội dung sau: Phần Giới thiệu chung Phần Tính tốn, thiết kế thiết bị Phần Tính tốn, thiết kế thiết bị phụ Phần Kết luận chung Phần Tài liệu tham khảo Khoa Cơng Nghệ Hóa Học Đồ án QTTB Chuẩn SVTH: Phan Thế  1.2 Thuyết minh dây chuyền sản xuất Nguyên liệu đầu chứa thùng chứa (1) bơm (2) bơm lên thùng cao vị (3) Mức chất lỏng cao thùng cao vị khống chế cửa chảy tràn Hỗn hợp đầu từ thùng cao vị (3) tự chảy xuống thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu (4), trình tự chảy theo dõi van đồng hồ đo lưu lượng Tại thiết bị đun nóng hỗn hợp đầu (4) (dùng nước bão hồ), hỗn hợp đầu gia nhiệt đến nhiệt độ sôi Sau đạt đến nhiệt độ sôi, hỗn hợp đưa vào đĩa tiếp liệu tháp chưng luyện loại tháp đệm (5) Trong tháp, pha lỏng từ xuống tiếp xúc với tạo thành thiết bị đun sôi đáy tháp (9) từ lên, 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 sơi cao ngưng tụ Q trình tiếp xúc lỏng – tháp diễn liên tục làm cho pha ngày giàu cấu tử dễ bay hơi, pha lỏng ngày giàu cấu tử khó bay Cuối đỉnh tháp ta thu hầu hết cấu tử dễ bay (Etanol) phần nhỏ cấu tử khó bay (Nước) Hỗn hợp vào thiết bị ngưng tụ hồi lưu (6) ngưng tụ hoàn toàn (tác nhân nước lạnh) Một phần chất lỏng sau ngưng tụ chưa đạt yêu cầu qua thiết bị phân dòng để hồi lưu trở đỉnh tháp; phần lại đưa vào thiết bị làm lạnh (7) để làm lạnh đến nhiệt độ cần thiết sau 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 sôi thấp (Etanol) lại bốc lên, phần cấu tử khó bay (Nước) pha ngưng tụ xuống Do đó, nồng độ cấu tử khó bay pha lỏng ngày tăng Cuối cùng, đáy tháp ta thu hỗn hợp lỏng gồm hầu hết cấu tử khó bay (Nước), phần cấu tử dễ bay (Etanol) Hỗn hợp lỏng đưa khỏi đáy tháp, qua thiết bị phân dòng, phần đưa thùng chứa sản phẩm đáy (10), phần tận dụng đưa vào thiết bị gia nhiệt đáy tháp (9) dùng nước bão hòa Thiết bị gia nhiệt (9) có tác dụng đun sơi tuần hồn bốc Khoa Cơng Nghệ Hóa Học Đồ án QTTB Chuẩn SVTH: Phan Thế  hỗn hợp đáy (tạo dòng từ lên tháp) Nước ngưng thiết bị gia nhiệt tháo qua thiết bị tháo nước ngưng (11) xử lý Tháp chưng luyện làm việc chế độ liên tục, hỗn hợp đầu vào sản phẩm cung cấp lấy liên tục Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 10 Đồ án QTTB Chuẩn  SVTH: Phan Thế  µhh = 0.492*10-3 Ns/m2 Re = ω.d ρ 0.19 * 0.07 * 953.53 = = 25777 > 10 −3 µ 0.492 *10 Vậy dòng chảy ống chế độ chảy xốy, hệ số ma sát λ tính theo công thức sau:  6,81  0,9 ∆  = −2 lg   +  Re 3,7  λ    [II.65 – I.380] ∆: độ nhám tương đối, xác định theo: ∆= ε d td [II.66 – I.380] Tra bảng II.15 [I.381], với loại ống tráng kẽm mới, bình thường ta ε = 0.1 mm ∆= ⇒ ε 0.1 * 10 −3 = = 1.43 * 10 −3 d td 0.07  6.81  0.9 1.43 * 10 −3  = −2 lg   +  3.7 λ  25776.32    λ = 0.0277  ∆Pm = 0.0277 * * 17.2112 = 20.43 N/m2 0.07 * Tính ∆Pc - Trên ống có: + khuỷu 90o, khuỷu khuỷu 30o tạo thành Chọn a/b = => ξ1 = 0,3.3 = 0,9 + Trở lực khỏi cửa ống, đột mở Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 91 [I.394] Đồ án QTTB Chuẩn SVTH: Phan Thế  Fo 0.07 = = 0.089 Ft 0.785  ξ2 = 0.563 + van tiêu chuẩn, ξ3 = 3.9 [I.397]  ξ = 3.ξ1 + ξ2 + ξ3 = 3*0.9 + 0.563 + 3.9 = 7.163  ∆ Pc = ξ.∆Pd = 7.163*17.2112 = 123.28 N/m2 Vậy áp suất tổng cộng là: ∆P1 = ∆Pd + ∆Pm + ∆Pc = 17.2112 + 20.43 + 123.28 = 160.92 N/m2 - Chiều cao cột chất lỏng tương ứng với ∆P1 là: H1 = ∆P1 160.92 = = 0.017 m ρ g 953.53 * 9.81 3.3.1.2 Trở lực ống dẫn từ thùng cao vị đến thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu * Tính ∆Pd: - Khối lượng riêng hỗn hợp là: aA − aA = + ρ ρA ρN Với to = 20oC Nội suy theo Bảng I.2 [I.9] ta được: ρA = 969 kg/m3 ρN = 998 kg/m3 ⇒  0.32 − 0.32 = + ρ 969 998 ρ = 992.17 kg/m3 - Tốc độ dung dịch chảy ống là: ω= F * 2500 = = 0.182 m/s π d 3600.ρ 3.14 * (0.07) * 3600 * 992.17 Khoa Công Nghệ Hóa Học 92 Đồ án QTTB Chuẩn SVTH: Phan Thế  ⇒ ∆Pd = 992.17 * 0.182 = 16.432 N/m3 * Tính ∆Pm - Chuẩn số Reynon lưu thể Re = ω d ρ µ µ: độ nhớt hỗn hợp t = 20oC lgµhh = xF.lgµA+ (1 – xF).lgµN [I – 84] Tại to = 20oC Nội suy theo Bảng I.101 [I.91] ta được: µA = 1.86*10-3 Ns/m2 µN = 10-3 Ns/m2  lgµhh = 0.1555*lg(1.86*10-3) + (1 – 0.1555)*lg(10-3)  µhh = 1.1*10-3 Ns/m2 Re = ω.d ρ 0.19 * 0.07 * 992.17 = = 11996 24 > 10 µ 1.1 *10 −3 Vậy dòng chảy ống chế độ chảy xốy, hệ số ma sát λ tính theo công thức sau:  6,81  0,9 ∆  = −2 lg   +  3,7  λ  Re  Có ∆ = 1.43*10-3 ⇒   6.81  0.9 1.43 * 10 −3  = −2 lg   +  3.7 λ  11996 24   λ = 0.0319 Chọn chiều dài đoạn ống L = 15m Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 93 [II.65 – I.380] Đồ án QTTB Chuẩn  SVTH: Phan Thế  ∆Pm = 0.0319 * 15 *16.432 = 112 324 N/m2 0.07 * Tính ∆Pc: - Trở lực cục qua đoạn ống : + Trở lực vào ống, ta chọn ξ1 = 0.52 + khuỷu 90o, khuỷu khuỷu 30o tạo thành Chọn a/b = => ξ2 = 0.3*3 = 0.9 + van tiêu chuẩn, ξ3 = 3.9 [I.394] [I.397] ξh = ξ1 + 2.ξ2 + ξ3 = 0.52 + 2*0.9 + 3.9 = 6.22 ∆Pc = ξ ∆Pđ = 6.22*16.432 = 102.2 N/m2 Vậy áp suất tổng cộng là: ∆P2 = ∆Pđ + ∆Pm + ∆Pc = 16.432 + 112.324 + 102.2 = 230.96 N/m2 - Chiều cao cột chất lỏng tương ứng là: H2 = ∆P2 230.96 = = 0.0237 m ρ g 992.17 * 9.81 3.3.1.3 Trở lực thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu * Tính ∆Pđ: - Tốc độ lưu thể trung bình ống là: ω= V f V: thể tích hỗn hợp V = F , m2/s 3600.ρ tb f: tiết diện bề mặt truyền nhiệt f = n π d , m2 m Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 94 Đồ án QTTB Chuẩn SVTH: Phan Thế  n: số ống thiết bị gia nhiệt, có n = ống m: số ngăn thiết bị gia nhiệt, có m = ngăn Khối lượng riêng lưu thể totb = 80.3oC, tính phần tính thiết bị phụ, ta có ρtb = 968.514 kg/m3 V= 2500 = 0.717 *10 −3 m2/s 3600 * 968.514 f = 3.14 * 0.0332 * = 0.000997 m2 1.78 *10 −3 ω= = 0.719 m/s 0.000997 ⇒ ∆Pd = 968.514 * 0.719 = 250.324 N/m2 * Tính ∆Pm: - Chuẩn số Reynon lưu thể Re = ω d ρ µ to = 47.05oC có µ = 0.65*10-3 Ns/m2 Re = 0.719 * 0.033 * 969.514 = 35353.74 > 10 −3 0.65 *10 Vậy dòng chảy ống chế độ chảy xốy, hệ số ma sát λ tính theo cơng thức sau:  6,81  0,9 ∆  = −2 lg   +  3,7  λ  Re  ξ 0,1.10 −3 ∆ = = d 0,033  6.81  0.9 0.1 *10 −3  ⇒ = −2 lg   +  3.7 * 0.033  λ  35353.74  λ = 0.03 L d ∆Pm = λ ∆Pd L = 6*1.5 = m Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 95 [II.65 – I.380] Đồ án QTTB Chuẩn SVTH: Phan Thế  ∆Pm = 0.03 * * 250.432 = 2048.99 N/m2 0.033 * Tính ∆Pc - Khi dòng chảy qua thiết bị gia nhiệt, phải qua ngăn nhiều chỗ ngoặt, đột thu, đột mở Ta có tiết diện cửa vào thiết bị tiết diện cửa thiết bị f1 = π d 3.14 * 0.07 = = 0.004 m2 4 Tiết diện khoảng trống đầu thiết bị ngăn : f2 = π D 3.14 * 0.382 = * = 0.0189 m2 m Tiết diện ống truyền nhiệt ngăn là: π d n 3.14 * 0.0332 f3 = = * = 0.001 m2 m Khi dòng chảy vào thiết bị gia nhiệt, tức đột mở f1 0.004 = = 0.21 f 0.0189  ξ1 = (1 – 0.21)2 = 0.6241 Khi dòng chảy từ khoảng trống vào ngăn, tức đột thu f3 0.001 = = 0.053 f 0.0189  ξ2 = 0.476 Nội suy Bảng II.16 [I.388] Khi dòng chảy từ ngăn khoảng trống, tức đột mở  ξ3 = (1 - 0.053)2 = 0.896 Khi dòng chảy khỏi thiết bị, tức đột thu Với f1 = 0.21 Tra bảng II.16 [I.388] f2 Khoa Công Nghệ Hóa Học 96 Đồ án QTTB Chuẩn  SVTH: Phan Thế  ξ4 = 0.45 Từ ngăn sang ngăn lưu thể đổi chiều 180o  ξ5 = 0.7  ξ = ξ1 + 3ξ2 + 3ξ3 + ξ4 + 5ξ5  ξ = 0.6241 + 3*0.476 + 3*0.896 + 0.45 + 5*0.7 = 8.69  ∆Pc = ξ ∆Pđ = 8.69*250.342 = 2175.47 N/m2 * Trở lực thuỷ tĩnh: ∆PH = ρ.g.H = 968.514*9.81*1.5 = 14251.7 N/m2  ∆P3 = ∆Pđ + ∆Pm + ∆Pc +∆PH = 250.342 + 2048.99 + 2175.47 + 14251.7 = 18726.5 N/m2 - Chiều cao cột chất lỏng tương ứng với ∆P3 là:  H3 = ∆P3 18726.5 = = 1.97 m ρ g 968.514 * 9.81 Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 97 Đồ án QTTB Chuẩn SVTH: Phan Thế  3.3.2 Tính chiều cao thùmg cao vị so với đĩa tiếp liệu: 1 Z H0 H1 H2 Chọn mặt – mặt chuẩn Viết phương trình Becnuly cho hai mặt cắt 1-1 2-2 ta có: P1 w2 P w2 + + Z = + + Hm ρ g g ρ g 2g Trong đó: P1, P2 : áp suất mặt cắt - - (N/m2) P1 = Pa = 9.81*104 (N/m2) P2 = P1 +∆PL= 98100 + 4296.84 = 102396.84 N/m2 w : Vận tốc dung dịch mặt cắt - (m/s) Coi w = tiết diện thùng cao vị lớn so với tiết diện ống w2 : Vận tốc dung dịch mặt cắt - có w2 = 0.19 (m/s) ρ1 : Khối lượng riêng dung dịch trước gia nhiệt (kg/m3) ρ1 = ρ20 = 975 (kg/m3) ρ2 : Khối lượng riêng dung dịch sau gia nhiệt (kg/m3) Khoa Công Nghệ Hóa Học 98 Đồ án QTTB Chuẩn SVTH: Phan Thế  ρ2 = ρ68 = 953.53 (kg/m3) Hm = H1 + H2 + H3 = 0.017 + 0.0237 + 1.97 = 2.0107 m   w2 P P Z= ( - )+ +H m   r2 g r1.g 2.g     102396.84 98100  0.192 = ( )+ +2.0107  = 12 (m)  953.53*9.81 975*9.81 2*9.81  3.4 Tính Bơm Để tính bơm bơm việc đưa hỗn hợp đầu lên thùng cao vị đảm bảo u cầu cơng nghệ ta phải tính trở lực đường ống dẫn liệu thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu từ tính chiều cao thùng cao vị so với vị trí đĩa tiếp liệu vào tháp Cuối cùng, tính cơng suất áp suất tồn phần bơm Chọn bơm ly tâm Bơm ly tâm làm việc áp suất thường, chọn chiều cao hút bơm t o = 20oC m Bảng II.34 [I.441] chiều cao bơm làm việc tuần hoàn đảm bảo không xảy tượng xâm thực - Chiều cao đẩy bơm Hđ = Hc + Z + Hđáy + Hb= 1.2 + 11.94 + 0.3 + 0.5 = 14 m - Chiều cao làm việc bơm HF = Hđ + Hh = 14 + = 18 m * Tổn thất áp suất đường ống ρ ω 975 * 0.19 ∆Pđ = = = 17.6 N/m3 2 * Tính ∆Pm: - phần tổn thất áp suất từ thùng cao vị đến thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu ta tính Re = 11996.24 λ = 0.0319 Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 99 Đồ án QTTB Chuẩn SVTH: Phan Thế  - Chiều dài ống L = HF + 0,8 = 18+ 0,8 = 18.8 m  ∆Pm = 0.0319 * 18.8 17.6 = 150.8 N/m2 0.07 * Tính ∆Pc: - Trên đường ống có khuỷu 90o , khuỷu khuỷu 30o tạo thành  ξ1 = 3*0.3 = 0.9 - Có van tiêu chuẩn: ξ2 = 4.25 ξ = 2ξ1 + 2ξ2 = 2*0.9 + 2*4.25 = 10.3 N/m2 ∆Pc = 10.3*10.97 = 113N/m2 ∆P = ∆Pđ + ∆Pm + ∆Pc = 17.6 + 150.8 + 113= 281.4 N/m2 - Chiều cao cột chất lỏng tương ứng là: Hm = ∆P 281.4 = = 0.03 m ρ g 975 * 9.81 - áp suất toàn phần bơm là: H = HF + Hm = 18 + 0.03 = 18.03m - Công suất bơm là: N= Q.ρ g.H , kw 1000.η [I.439] Trong đó: Q: suất bơm, m3/s ρ: khối lượng riêng chất lỏng, kg/m3 g: gia tốc trọng trường, m/s2 H: áp suất toàn phần bơm, m η: hiệu suất chung bơm Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 100 Đồ án QTTB Chuẩn  SVTH: Phan Thế η = ηo ηtl ηck Ta chọn: hiệu suất thể tích ηo = 0,96 hiệu suất thuỷ lực ηtl = 0,85 hiệu suất khí ηck = 0,96  η = 0,96 0,85 0,96 = 0,78 Q= F , m3/s ρ 3600 Vậy suất bơm là: N= F g.H 2500 * 9.81 * 18.03 = = 0.1575 kw 1000.3600.η 1000 * 3600 * 0.78 - Công suất động điện N dc = N , kw η tr η dc [I.439] Với ηtr: hiệu suất truyền động, chọn ηtr = ηđc: hiệu suất động điện, chọn ηđc = 0,8 ⇒ N dc = N 0.1575 = = 0.197 kw ηtr η dc * 0.8 Trong thực tế chọn động điện có cơng suất lớn tính tốn Ncđc = β.Nđc [I.439] Dựa vào Bảng II.33 [I.439], có Nđc < hệ số dự trữ β =1.8  Ncđc = 1.8*0.197 = 0.354 kw Vậy ta chọn bơm có cơng suất 0.354 kw Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 101 Đồ án QTTB Chuẩn  SVTH: Phan Thế Phần : Kết Luận Chưng luyện trình phân riêng tác dụng nhiệt, ứng dụng rộng rãi ngành hóa chất thực phẩm, số ngành chế biến có liên quan khác Trong trình chưng, cấu tử bay dựa độ bay khác cấu tử hỗn hợp nên ta tách hỗn hợp thành cấu tử riêng biệt Qua thời gian làm việc nghiêm túc, với hướng dẫn trực tiếp nhiệt tình của…… , em hồn thành đồ án mơn học Q trình thiết bị, với nội dung tính tốn thiết kế tháp chưng luyện liên tục loại tháp đệm để phân tách hỗn hợp etanol – Nước Các cơng thức tính tốn tra cứu sổ tay Q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất tài liệu qui định, đảm bảo việc tính tốn xác hợp lý Trong q trình tính tốn thiết kế, em cố gắng, song kết tính tốn thiết kế với vẽ thuyết trình có chỗ nhầm lẫn, khiếm khuyết khơng thể bỏ qua Tuy nhiên, lần đầu làm quen với trình tính tốn thiết kế nhầm lẫn điều không tránh khỏi Em mong thầy thông cảm bỏ qua Việc làm đồ án môn học Quá trình thiết bị thực đem lại hiệu cho em nói riêng cho sinh viên khoa nói chung Qua việc làm đồ án này, em sinh viên khác nâng cao kỹ tính tốn; biết cách nhìn nhận vấn đề thiết kế cách hệ thống, đặc biết giúp cho sinh viên biết cách sử dụng, tra cứu tài liệu Có thể nói bước tập dượt, chuẩn bị tốt giúp ích nhiều cho việc làm đồ án tốt nghiệp tới sinh viên Sau hồn thành đồ án, em tích lũy nhiều kiến thức tính tốn thiết Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 102 Đồ án QTTB Chuẩn  SVTH: Phan Thế kế, gần với thực tế Nó hành trang quý kỹ sư hóa tương lai Tuy nhiên, hạn chế thời gian trình độ thân nên đồ án em thiếu rõ ràng mạch lạc việc trình bày, khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong cảm thông giúp đỡ, bảo thầy, cô bạn Em xin chân thành cảm ơn! Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 103 Đồ án QTTB Chuẩn  SVTH: Phan Thế Phần : Tài Liệu Tham Khảo Tập thể tác giả Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất Tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1992 Tập thể tác giả (Hiệu đính: TS Trần Xoa; Pgs,TS Nguyễn Trọng Khuông; TS Phạm Xuân Toản) Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất Tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 8/2006 Gs – Ts Nguyễn Bin Các trình, thiết bị cơng nghệ hố chất thực phẩm.Tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 Gs – Ts Nguyễn Bin Các trình, thiết bị cơng nghệ hố chất thực phẩm Tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 Gs – Ts Nguyễn Bin Tính tốn q trình, thiết bị cơng nghệ hố chất thực phẩm Tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2004 Gs – Ts Nguyễn Bin Tính tốn q trình, thiết bị cơng nghệ hố chất thực phẩm Tập Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2001 Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 104 Đồ án QTTB Chuẩn  Khoa Cơng Nghệ Hóa Học 105 SVTH: Phan Thế