mình có bản vẽ autocad của tháp nhé.liên hệ để lấy ............................................................................................................................................................................
Đồ án mơn q trình thiết bị Thiết kế hệ thống hấp thụ để làm khí Họ tên: Bùi Ngọc Hiếu Lớp : QLMT-K48 Các số liệu ban đầu : Thiết bị hấp thụ loại tháp đệm Hỗn hợp tách: H2S -khơng khí Lưu lượng khí thải vào tháp là: 9.000 Nm3/h Nồng độ H2S dòng khí vào theo % thể tích là: 0,15% Hiệu xuất hấp thụ: 82% Dung môi hấp thụ H2O Nhiệt độ áp xuất hấp thụ,lượng dung môi mô theo số điều kiện Các phần thuyết minh tính tốn: I Mở đầu II Tính tốn cân vật liệu III Tính tốn kết cấu tháp Cân vật liệu Đường kính Thiết kế đĩa đệm Chiều cao Trở lực Các chi tiết tháp IV Tính tốn quạt máy nén khí V Tính tốn hệ thống bơm dung mơi VI Tính chọn khí VII Kết luận Vẽ sơ đồ dây chuyền hệ thống hấp thụ: khổ A4 Vẽ vẽ chi tiết(vẽ lắp)tháp hấp thụ: khổ A1 Giáo viên hướng dẫn Nguyễn văn Thành I mở đầu Ô nhiễm mơi trường : vấn đề chung mang tính tồn cầu cấp bách hầu hết quốc gia, phủ đầu tư nhiều,cả vốn cơng nghệ cho việc xử lí chất gây nhiễm môi trường Xã hội phát triển, khoa học cơng nghệ tiên tiến nhiễm mơi trường hậu trở lên nghiêm trọng Việt Nam,tuy công nghiệp chưa phát triển mạnh mẽ nhiều nguyên nhân chủ quan khách quan , việc thiếu hiểu biết tầm quan trọng bảo vệ làm môi trường, trình độ dân trí nói chung thấp, thu nhập đầu người kém(trừ số vùng đô thị) làm cho người chi biết khai thác sử dụng mà không nghĩ tới hậu nó, Chính mà môi trường nước ta ngày ô nhiễm Cũng nhiều nước khác giới nay, vấn đề xử lí chất gây nhiễm nước ta gặp nhiều khó khăn Ngun nhân nhiễm môi trường chất thải từ nhà máy, khu công nghiệp hoạt động khác Một chất khí gây nhiễm mơi trường H 2S, khí thải nhiều nghành cơng nghiệp Sunfuahiđrơ(H2S) chất khí độc hại, khơng màu có mùi trứng thối đặc trưng khó chịu Trong cơng nghiệp khí xuất khí thải q trình sử dụng, nhiên liệu hữu chứa sunfua, trình tinh chế dầu mỏ, trình tái sinh lợi khu vực chế biến thực phẩm, rác thải thành phố chất hữu bị thối rữa Hàng năm có khoảng triệu H2S sinh từ cơng nghiệp Ngồi H 2S sinh vết nứt núi lửa, hầm lò khai thác than, cống rãnh, hồ nước cạn, ao tù, bờ biển… nơi mà có động thực vật thối rửa Khí H2S tác động tới người: Với nồng độ thấp (xấp xỉ ppm) H 2S gây nhức đầu khó chịu; nồng độ cao (>150ppm) gây tổn thương màng nhày quan hô hấp nồng độ xấp xỉ 500ppm gây ỉa chảy, viêm phổi đạt đến nồng độ 700-900ppm H2S nhanh chóng xuyên qua màng túi phổi thâm nhập vào mạch máu, gây tử vong Đối với thực vật H2S làm tổn thương cây, rụng giảm sinh trưởng Với đặc điểm việc để phát tán khí H2S vào mơi trường nguy hiểm gây hậu nghiêm trọng Vì vậy, xử lý H 2S khí thải việc cần thiết Một phương pháp xử lý H 2S khí thải sử dụng tháp hấp thụ H2S khỏi khơng khí dung mơi Trong đồ án này, em xin trình bày thiết kế hệ thống tháp hấp thụ H 2S khơng khí, trình bày cụ thể Sơ đồ hệ thống hấp thụ khí h2s KhÝra Láng Trong đó: Máy nén khí Đồng hồ đo lưu lượng khí Bể chứa nước Bơm ly tâm Tháp hấp thụ Van điều chỉnh Đồng hồ đo lưu lượng lỏng Van xả lỏng sau hấp thụ Bể chứa Thuyết minh dây chuyền: Hỗn hợp khí cần xử lí H 2S khơng khí máy nén khí đưa vào đáy tháp, đường ống có nắp van điều tiết lưu lượng khí gắn vào ống trước vào tháp đông hồ đo lưu lượng chất lỏng vào tháp 2- Nước từ bể bơm li tâm đưa vào tháp 5, đường ống có van an toàn 6, đồng thời điều chỉnh lưu lượng; qua đồng hồ đo lưu lượng Nước bơm vào tháp với lưu lượng thích hợp, tưới từ xuống theo chiều cao tháp hấp thụ - Không khí chứa H2S sau hấp thụ lên nắp tháp lỗ nắp - Nước hấp thụ H2S qua lỗ đáy, qua Van nhả sản phẩm hấp thụ đến hệ thống nhả hấp thụ 9.Tuy nhiên khn khổ đồ án ta khơng tính đến hệ thống * Tháp đệm: Tháp đệm sử dụng rộng rãi cơng nghiệp hố chất đặc điểm dễ thiết kế, gia công, chế tạo vận hành đơn giản tháp đệm sử dụng trình hấp thụ, chưng luyện, hấp phụ số q trình khác Tháp có dạng hình trụ, có chứa đệm, tuỳ vào mục đích thiết kế mà đệm xếp hay đổ lộn xộn Thông thường, lớp đệm thường xếp, khoảng từ lớp thứ trở đi, đệm đổ lộn xộn Tháp đệm có ưu điểm sau: - Cấu tạo đơn giản - Bề mặt tiếp xúc pha lớn, hiệu suất cao - Trở lực tháp không lớn - Giới hạn làm việc tương đoi rộng Tuy nhiên, tháp có nhược điểm khó thấm ướt đệm Chế độ làm việc tháp đệm: Trong tháp đệm, chất lỏng từ xuống, phân bố mặt đệm; Chất khí từ lên, phân tán lỏng Quá trình chuyển khối tháp đệm khơng phụ thuộc vào q trình khuyếch tán (khuyếch tán đối lưu khuyếch tán phân tử) mà phụ thuộc vào chế độ thuỷ động tháp Tuỳ thuộc vào vận tốc khí mà tháp mà chế độ thuỷ động tháp chế độ dòng, chế độ xoáy hay chế độ sủi bọt chế độ dòng, tốc độ khí nhỏ, lực hút phân tử lớn lực ỳ nên trình chuyển khối định khuyếch tán phân tử Nếu vận tốc khí tiếp tục tăng lực ỳ tăng dần cho đén lực hút phân tử với lực ỳ trình chuyển khối lúc định hai trình khuyếch tán phân tử khuyếch tán đối lưu, chế độ thuỷ động chuyển sang chế độ độ Nếu vận tốc khí tiếp tục tăng, ta có chế độ chuyển động xốy q trình chuyển khối định trình khuyếch tán đối lưu Đến giới hạn tốc độ khí tháp xảy q trình đảo pha Lúc chất lỏng chốn tồn tháp trở thành pha liên tục, khí phân tán vào pha lỏng pha phân tán Vận tốc khí giới hạn xảy q trình đảo pha gọi vận tốc đảo pha Ta có chế độ sủi bọt khí sục vào pha lỏng tạo bọt Trong thực tế, để đảm bảo tháp làm việc ổn định, ta khống chế tốc độ khí giá trị vận tốc điểm đảo pha ( thường 0,8 ÷ 0,9 giá trị ) chế độ này, chất lỏng chảy thành màng bao quanh đệm, ta gọi chế độ màng Sau điểm đảo pha chế độ sủi bọt Như vậy, thực tế tháp đệm làm việc chế độ màng II Tính tốn cân vật liệu Một số kí hiệu: -Xđ: nồng độ ban đầu cấu tử cần hấp thụ dung môi (Kmol/Kmol dm) -Xc: nồng độ cuối cấu tử cần hấp thụ dung môi (Kmol/Kmol dm) -Yđ: nồng độ ban đầu cấu tử cần hấp thụ hỗn hợp khí(Kmol/Kmol khí trơ) -Yc: nồng độ cuối cấu tử cần hấp thụ hỗn hợp khí (Kmol/Kmol khí trơ) -GY: Lượng hỗn hợp khí vào thiết bị hấp thụ (Kmol/h) -GX: Lượng dung môi vào thiết bị hấp thụ (Kmol/h) -Gtr: Lượng khí trơ vào thiết bị hấp thụ (Kmol/h) - β : Lượng dung môi/Lượng dung môi tối thiểu 1/ Tháp làm việc : + Nhiệt độ : T = 30 0C hay T = 303 0K + áp suất : P = 20 at hay P = 14710 mmHg + Nồng độ khí thải vào tháp(phần thể tích): 0,15%.Đối với khí lý tưởng nồng độ khí theo phần trăm thể tích nồng độ phần mol yd = 0,0015( kmol/kmol) + Khi tính tốn hấp thụ ta thường dùng nồng độ phần mol tương đối: 0, 0015 yd y Y = − y => Yđ = − y = − 0, 0015 = 1,502.10-3(kmol/kmol khí trơ) d + Hiệu suất hấp thụ η = 82% => Yc = (1- η )Yd = (1-0,82)1,502.10-3 = 0,27.10-3(kmol/kmol khí trơ) + Lưu lượng khí thải vào tháp: GY = 9000(Nm3/h) 9000 hay GY = 22, = 401,786(kmol/h) + Lượng khí trơ tính theo cơng thức: Gtr = GY.(1-yd) (II-141) => Gtr = 401,786.(1- 0,0015) = 401,183(kmol/h) 2/ Thiết lập phương trình đường nồng độ cân bằng: m X Ycb = + (1 − m ) X + Theo định luật Henrry: ycb = m.x (II-138) => tính theo nồng độ phần mol tương đối ta có: m X Ycb = + (1 − m ) X ψ H S ( 30 C ) Với m = P (II-138) Với ψ H S ( 30 C ) số henrry H2S 300C ψ H S ( 30 C ) = 0,463.106mmHg 0, 463.106 => m = = 31,48 14710 31, 48 X => Ycb = − 30, 48 X ( phương trình đường nồng độ cân bằng) Ta có bẳng số liệu: X 4,762.10-5 4,763.10-5 4,764.10-5 4,765.10-5 4,766.10-5 4,767.10-5 Ycb 1,499149.1 1,499464.1 1,502204.1 1,50252.1 1,5028352 1,499779.1 -3 -3 0 0-3 0-3 10 0-3 +Lượng dung môi tối thiểu cần thiết để hấp thụ giả thiết nồng độ cuối dung môi đạt đến nồng độ cân bằng, tức Xc = Xcbc Yd − Yc GXmin = Gtr Xcbc − X d (II-141) Từ đồ thị đường nồng độ cân ứng với Yd=1,502.10-3 (kmol/kmol khí trơ) => Xcbc= 4,765.10-5 (kmol/kmol dung môi) Yd − Yc 0, 001502 − 0, 27.10−3 => l = X − X = = 25,855 4, 765.10−5 cbc d => GXmin = 401,183.25,855 = 10372,5865(kmol/h) +Trong thực tế thiết bị hấp thụ thực không đạt cân pha, nghĩa nồng độ cân lớn nồng độ thực tế nên lượng dung môi tiêu tốn lớn lượng dung môi tối thiểu: GX = GXmin β β nằm khoảng (1,2-2), Chọn β = 1,5 => GX = 10372,5865.1,5 15558,88(kmol/h) 3/ Thiết lập đường nồng độ làm việc: + Phương trình cân vật liệu cho đoạn thiêt bị: Gtr(Y - Yc) = GX(X - Xd) (II-140) GX GX => Y = G X + Yc - G Xd tr tr 15558,88 => Y = 401,183 X + 0,27.10-3 => Y = 38,78.X + 0,27.10-3 (phương trình đường nồng độ làm việc) Ta có bảng số liệu: X 4,762.10-5 4,763.10-5 4,764.10-5 4,765.10-5 4,766.10-5 4,767.10-5 Y 2,117.10-3 2,1171.10-32,1175.10-3 2,1179.10-32,1183.10-3 2,1186.10-3 iiI.tính tốn kết cấu tháp tính đường kính tháp a/ Cơng thức: D= 4.Vtb (m) (công thức IX.89trang 181 sổ tay hố cơng π 3600.ωtb II) + Vtb: Lượng khí trung bình tháp (m3/h) + ωtb : Tốc độ khí trung bình tháp (m/s) Trong đó: b/ Tính tốn: Lượng khí trung bình tháp: Vytb = Với V yđ + V yc + Vyđ : Lưu lượng hỗn hợp khí đầu điều kiện làm việc (m3/h) + Vyc : Lưu lượng khí thải khỏi tháp (m3/h) Tính: Vyđ = G y M ytb ρ ytb (Mytb khối lượng mol phân tử trung bình hỗn hợp khí ) Mà khối lượng riêng trung bình pha khí là: ρ ytb = => Vyđ = M ytb P RT = M ytb P.T0 22,4.T P0 G y M ytb 22,4.T P0 M ytb P.T0 = G y 22,4.T P0 P.T0 = 401, 786.22, 4.303.1 20.273 =499,451(m3/h) Tính: =>Vyc = = Vyc = Vtr(1+Yc) với Vtr = Gtr M ytb ρ ytb (1+Yc) = Gtr M ytb 22,4.T P0 M ytb P.T0 Gtr M ytb ρ ytb (1+Yc) Gtr 22,4.T P0 401,183.22, 4.303.1 (1+Y (1+0,27.10-3) c) = P.T0 20.273 => Vyc = 498,8365 (m3/h) Vậy lượng khí trung bình tháp là: V yđ + V yc Vytb = = 499,51 + 498,8365 Vytb = 499,144 (m3/h) ωtb:tốc độ khí tháp (m/s) ωtb = (0,8 ÷ 0,9) ωs ωs : tốc độ đảo pha (m/s) Xác định tốc độ đảo pha: ω σ ρ µ 0,16 G ρ ytb Lg s 3d xtb x ÷ = A − 1, 75( x ) ( ) ( Công thức IX 115 trang 187 Gy ρ xtb g.vd ρ ytb µn sổ tay hố cơng II) Trong ρ xtb khối lượng riêng trung bình pha lỏng( kg/m3) Tính: ρ xtb atb − atb + = ρ xtb ρ xtb1 ρ xtb Từ phương trình cân vật liệu tháp: Gtr(Yd-Yc) = GX(Xc-Xd) => Nồng độ phần mol tương đối pha lỏng là: Gtr ( Yd − Yc ) GX Xc = 401,183 −3 −3 = 15558,88 ( 1,502.10 − 0, 27.10 ) =3,176.10-5 (kmol/kmol dung môi) Ta có Xtb = X tb X d + X c 3,176.10−5 + = =1,588.10-5( kmol/kmol dung môi) 2 => xtb= + X = tb 1,588.10−5 =1,587975.10-5( kmol/kmol) + 1,588.10−5 => Khối lượng mol trung bình pha lỏng: + Chọn van tiêu chuẩn : ξ = 5,5 + Hệ số trở lực khuỷu khuỷu 45o tạo thành ξ = 0,6 Vậy ξ = ∑ ξ i = ξ1 + 2ξ + 2ξ = 12,7 Thay vào công thức (1) ta có : P1 202 0,98.104 23,33.202 + + + + (0, 033 + 12, 7) 1+ = 23,33.9,81 2.9,81 23,33.9,81 0, 01 => P1 = 3056368,525 ( N/m2) = 31,2 at Đối với ống đẩy ta tính tương tự , chọn mặt cắt 22 làm chuẩn Ta viết phương trình Becnuly cho mặt cắt 22 33 ta có P3 P2 ω32 ω2 l ρω Z2 + ρ g + = Z3 + ρ g + + ∑(λ + ξ ) .(2) 2g 2g d Với Z2 khoảng cách từ mặt cắt 22 đến mặt cắt chuẩn Z2 = m P2 áp suất đầu ống đẩy ( N/m2) ω vận tốc khí đầu ống đẩy = ω = 20 m/s Z3 khoảng cách từ mặt cắt 33 đến mặt chuẩn Z2 = m P3 áp suất cuối ống đẩy P3 = 20 at = 19,6 104 ( N/m2) hệ số trở lực ma sát đường ống đẩy ợ hệ số trở lực cục đường ống đẩy ω vận tốc khí tai cuối ống đẩy = ω (m/s) l chiều dài đoạn ống đẩy chọn l = m d đường kính tương đương ống dẫn ủ khối lượng riêng hỗn hợp khí ủ = 23,33 kg/m3 + Tính đường kính tương đương ống dẫn Chọn vận tốc khí ống ω = 20 m/s => d = V 0, 785.w Vyd M ytb 499, 451.29, 0044 = 0,1725 ( m3/s) 3600.23,33 Với V = 3600.ρ = y Vậy d = V = 0, 785.w 0,1725 = 0,011m làm chòn 0,01m 0, 785.20 Ta chọn lại d cho ω nằm khoảng 15 – 20 m/s + Xác định λ dựa vào chuẩn số Re Re = w.d ρ ytb µhh = 20.0, 01.23,33 = 2,58.105 −5 1,81.10 > 4000 + Chọn ống thép cũ ξ = 0,08.10-3 (m) Thiết bị làm việc chế độ xoáy , thuộc khu vực độ Do 0,25 ξ 100 λ = 0,11, 46 + ÷ dtd Re 0,25 0, 08.10−3 100 = 0,11, 46 + ÷ 0, 01 2,58.105 = 0,033 Xác định hệ số trở lực cục + Chọn ống thép không hàn : ξ1 = 0,5 + Chọn van tiêu chuẩn : ξ = 5,5 + Hệ số trở lực khuỷu khuỷu 45o tạo thành ξ = 0,6 Vậy ξ = ∑ ξ i = ξ1 + 2ξ + 2ξ = 12,7 Thay vào cơng thức (1) ta có : 0+ P2 202 19, 6.104 202 23,33.20 + + + (0, 033 + 12, 7) = 1+ 23,33.9,81 2.9,81 23,33.9,81 2.9,81 0, 01 => P2 = 31378757.66 ( N/m2) = 320,2 at b Công suất lý thuyết máy nén N lt = G.L (KW) 1000 G: suất máy nén G = V yd ρ hh 3600 = 499,144.23,33 = 3,24 (kg/s) 3600 L Cơng máy nén : q trình nén đa biến m = 1,4 m P2 Lda = m − RT (( P ) ( m −1) / m R : số khí R = − 1) 8314 8314 ( J/Kg.K) => R = = 286,65( J/Kg.K) µ 29, 0044 Trong µ khối lượng mol trung bình pha khí ( Kg/kmol) P2 áp suất ống đẩy P1 áp suất ống hút 1, 320, (1,4 −1) /1,4 − 1) = 287291,463( J/kg) Lda = 1, − 286, 65.303.(( 31, ) Vậy N lt = G.L 3, 24.287291, 463 = = 930,824(KW) 1000 1000 c Công suất thực tế quạt N tt = N lt η η : hiệu suất quạt = 0,85 -> N tt = N lt 930,824 = = 1095,087 kw 0,85 η Thường động điện chọn có cơng suất dự trữ với hệ số dự trữ công suất β = 1,1 Vậy động cần mắc cho máy nén hệ thống là: Nđcchọn = β Nđc = 1,1.1095,087 = 1204,6 (kW) V Tính chọn khí Chọn vật liệu: Với đặc tính khí có tính ăn mòn nên chọn vật liệu bền chịu ăn mòn, mặt khác tháp làm việc áp suất cao nên ta chọn vật liệu thép X18H10T, Đặc tính kỹ thuật thép X18H10T: (II-309) + Có giới hạn bền kéo : δk = 550.106 N/m2 + Có giới hạn chảy δch = 220.106 N/m2 + Khối lượng riêng : ρX18H10T = 7900 kg/m3 Tính chiều dày thân tháp - Thân tháp hình trụ cao 11 m đường kính 1,8m - Bố trí : gồm nhiều đoạn ghép lại với bích nối - Mỗi đoạn tháp từ thép hàn hồ quang theo kiểu giáp nối bên có hệ số bền mối hàn: ϕ = 0,95 (II-362) - Chiều dày thân tháp tính theo D P S = 2[δ ]ϕt − P + C ( m ) (II-360) + Dt - Đường kính tháp Dt = 1,8m + C - Hệ số bổ xung (II-363): C = C1 + C2 + C3 C1- hệ số bổ sung ăn mòn với thép CT3: C1 = 0,05mm/năm Chọn thời gian = 15 (năm) C2- hệ số bổ xung bào mòn hạt rắn C2 = C3 - hệ số bổ xung dung sai chiều dày,phụ thuộc vào chiều dày thép Với thép có độ dày – 25 mm C3 = 0,8 mm C3 = 0,8 mm = 0,8.10-3 m => C = 20.0,05.10-3 + 8.10-4 = 1,8.10-3 m [δ] - ứng suất thép (II-355) δk [δk] = n (N/m3) ứng suất thép kéo k δ [δch] = nc (N/m3) ứng suất nóng chảy c nk, nc : hệ số an tồn giới hạn bền giới hạn nóng chảy nk = 2,6; nc = 1,5 (II-356) => [δk] = 550.106 = 211,54.106 N (II-309) m 2, 220.106 = 146, 67.106 N (II-309) [δch] = m 1,5 Để đảm bảo an toàn sản xuất -> chọn giá trị ứng suất nhỏ [δk] = 146,67.106 N/m2 + P - áp suất tác dụng lên thiết bị P = PLV + Ptt N/m2 PLV - áp suất làm việc tháp PLV = 19,6.105 N/m2 Ptt - áp suất thuỷ tĩnh Ptt = ρ H O g H = 995,68.9,81.11 = 107443.83 (N/m2) => P = 19,6.105 + 107443.83 P = 20,674.105 (N/m2) => Chiều dày tháp: 1,8.20, 674.105 + 1,8.10−3 = 0,0153 (m) S= 2.146, 67.10 0,95 − 20, 674.10 => S = 17 (mm) Ta chọn chiều dày tháp Stp = 17 mm Kiểm tra ứng suất thành thiết bị theo áp suất thử P0 = Pth + Ptt Pth : áp suất thử thuỷ lực Pth = 1,5Plv = 1,5.20 = 30 at = 30.9,81.104 = 2943000 N/m2 ⇒P0 = 2943000 + 107443.83 = 3050443.83 N/m2 => ứng suất (II-365) ( ) ) −3 −3 [ Dt + ( S − C )]P0 1,8 + 17.10 − 1,8.10 3, 05.10 = δ= = 191.106 (N/m2) −3 −3 2( S − C )ϕ 17.10 − 1,8.10 0,95 ( δ = 191.106 N/m2 δ c 240.10 = = 200.10 N > 191.106 N/m2 = δ (thoả mãn) m 1,2 1,2 Tính chiều dày nắp đáy thiết bị s h b h dt Chọn đáy nắp thiết bị hình elip D P D t t Sn,đ = 3,8.[δ ].K ϕ − P 2h + C (II-385) k l hl- chiều cao phần lồi lắp đáy hl = 0,25.Dt =0,25.1,8 = 0,45 (m) k hệ số không thứ nguyên d k =1- D t d - điều kiện lỗ không tăng ứng chọn d = 0,3m 0,3 k = 1- 1,8 = 0,83 1,8.20, 4.105 1,8 + 0, 0018 = 18,6.10-3 (m) 3,8.146, 67.10 0,83.0,95 − 20, 4.10 2.0, 45 Sn,đ = Chon Sn,đ = 22.10-3 (m) Kiểm tra ứng suất theo áp suất thủy lực: δ δ < c (N/m2) 1,2 [D δ= ] + 2hl ( S − C ) P0 7,6.K ϕ hl ( S − C ) t ( ) 1,82 + 2.0, 22.10−3 − 1,35.10 −3 30,5.105 = −3 7, 6.0,8125.0,95.0, 22.10 − 1,35.10 −3 ( ) δc = 192,6.106 N/m2 < 200.106 = 1,2 (thoả mãn) Tra bảng XIII, Sổ tay Hoá công tập (tr 384) Chiều dày đáy nắp tháp Sđ = Sn = 22 mm ⇒ Chiều cao gờ h = 50 mm ⇒ Chiều cao đáy nắp tháp so với thành tháp ( tính từ điểm cao thân ống hình trụ đến đỉnh cao hay tính từ điểm thấp thân ống hình trụ đến đáy thấp nhất) là: hđ = hn = hb + h = 360 + 50 = 410 mm Từ D = 1,8 m = 1800 mm, ta xác định khối lượng đáy nắp tháp là: mđ = mn = 672.1,01 = 678,72 kg ( Với thép không gỉ ta nhân thêm hệ số 1,01) Chọn mặt bích a Bích nối phần thân thiết bị, nối nắp đáy với thân thiết bị: Chọn bích liền thép Tra bảng XIII.27, Sổ tay Hố cơng tập (tr 423), ứng với D =1,8 m P = 2.106 N/m2 ta có: Kích thước nối: D = 2030 mm Db = 1960 mm DI = 1900 mm D0 = 1815 mm Bulông: db = M42 mm Z = 48 mm Số bulơng: 50 Kiểu bích thể hình vẽ: Chọn kiểu số 2, có thông số: (Tuỳ chọn) h = 54 mm H = 84 mm S1 = 20 mm b Bích nối ống dẫn với phận khác thiết bị: Chọn bích liền kim loại đen, kiểu I Tra bảng XIII.26, Sổ tay Hố cơng tập (tr 414, 415) ứng với P = 2.106 ống có đường kính d = 250 mm, ta có thơng số sau: Dy = 250 mm ống Dn = 273 mm Kích thước nối: D = 370 mm Dδ = 335 mm D1 = 312 mm Bulông: db = M16 Số cái: 12 Chọn bích kiểu 1, thông số sau: h = 24 mm c.Cửa nối ống dẫn với thiết bị: Ta chọn ống dẫn nối với thiết bị mối ghép tháo , đoạn ống ngắn có mặt bích hay ren để nối với ống dẫn ống dẫn ta có D y = 0,25 m, áp suất 20 at ( 20,26.10 N/m2) nên theo bảng XIII.32, Sổ tay Hố cơng tập (tr 434), ta chọn chiều dài đoạn ống 250 mm Chân đỡ tai treo: Trước hết ta xác định khối lượng tồn tháp Khối lượng tồn tháp (M)được tính bao gồm khối lượng đáy (mđ), khối lượng nắp (mn), khối lượng vỏ tháp (mtp), khối lượng đệm (mđ), khối lượng dung môi (nước ) (mdm), khối lượng bổ sung (do bu lơng, bích,…)(mbs) M = mđ + mn + mtp + mđ + mdm + mbs (kg) Khối lượng đáy nắp: mđ = mn = 678,72 kg Khối lượng tháp: mtp = Vtp.ρtp (kg) Trong đó: + Vtp: thể tích vỏ tháp (m3) Tháp có hình trụ, nên thể tích vỏ tháp xác định sau: π( D2n − D2t ) Vtp = Htp.Stp = Htp (m3) - Htp: chiều vỏ cao tháp (m), Htp = 13 m - Dn: đường kính ngồi tháp (m), Dn = D + 2Stp = 1,8 + 2.17.10-3=1,834 m - Dt: đường kính tháp (m), Dt = D = 1,8 m ⇒ Vtp = 13 3,14 ( 1,8342 − 1,82 ) = 1,26 m3 + ρtp: khối lượng riêng vật liệu làm vỏ, chọn vật liệu làm tháp X18H10T nên ρtp = 7900 kg/m3 Vậy khối lượng vỏ tháp: mtp = 1,26.7900 = 9954 kg Khối lượng dung môi: mdm = Vtháp.ρH2O (kg) Với: - - Vtháp: thể tích tháp, Vtháp = πD2H ρH2O = 995,68 kg/m3 Vậy Khối lượng dung môi: mdm = 33,064.995,68 = 32921,164 kg Khối lượng đệm: mđ = H.S.ρđ (kg) Với: + H: chiều cao lớp đệm, H = 11 m + S: tiết diện ngang tháp (m2) S = πD2/4 = 3,14.1,82/4 = 2,543 m2 = 3,14.1,82.13 = 33,064 m3 + ρđ: khối lượng riêng đệm (kg/m3) Đệm chọn đệm vòng Rasiga đổ lộn xộn sứ có kích thước 25x25x3,0 (mm), tra bảng IX 8, Sổ tay Hoá cơng tập (tr 193), ta có ρđ = 600 kg/m3 Vậy khối lượng đệm: mđ = 11.2,543.600 = 16786,44 kg Khối lượng bổ sung: mbs = 800 kg ( Khối lượng dựa sở khối lượng bulơng, bích, …) Vậy khối lượng tồn tháp là: M = 678,72 + 678,72 + 9954 + 32921,164 + 16786,44 + 800 ⇔ M = 61819,044 kg = 61.819,044 Kg Trọng lượng tương ứng: P = 61819,044.9,81 = 606444,82 N a Sử dụng chân đỡ: Thiết bị sử dụng chân đỡ, tải trọng chân đỡ phải chịu: P1 = P/4 = 606444,82/8 = 7,58.104 (N) Chọn vật liệu làm chân đỡ thép CT3 Tra bảng XIII 35, Sổ tay Hố cơng tập (tr 437), thông số chân đỡ: - Bề mặt đỡ: F = 0,084 m2 - Tải trọng cho phép lên bề mặt đỡ: q = 0,96.106 N/m2 - L = 320 mm - B = 265 mm - B1 = 270 mm - B2 = 400 mm - H = 500 mm - h = 275mm - s = 22 mm - l = 120 mm - d = 34 mm - Dt/A = 1000/350 Hình vẽ chân đỡ: b Sử dụng tai treo: Vật liệu làm tai treo thép CT3, chọn tai treo tải trọng tai treo phải chịu là: 7,58.104 N/m2 (tính tốn trên) Tra bảng XIII 36, Sổ tay Hố cơng tập ( tr 438), ta có thơng số tai treo sau: - Bề mặt đỡ: F = 0,639 m2 - Tải trọng cho phép lên bề mặt đỡ: q = 1,25.106 N/m2⇒ - L = 270 mm - B = 240 mm - B1 = 240 mm - H = 420 mm - S = 14 mm - l = 120 mm - a = 25 mm - d = 34 mm Hình vẽ tai treo: Chọn bề mặt đỡ: Tra bảng XIII.34, Sổ tay Hố cơng tập (tr 436), bề mặt đỡ phải làm Bêtông mác 65 90 Chọn lót tai treo thép: Tra bảng XIII.37, Sổ tay Hố cơng tập (tr 439), ta có thơng số lót tai treo: - H = 490 mm - B = 250 mm - SH = mm VI Kết luận Tháp đệm sử dụng rộng rãi cơng nghệ hố chất trình chưng luyện, hấp thụ nhiều ưu điểm tính kinh tế, dễ vận hành, hiệu hấp thụ cao… Qua phần tính tốn, em phần hiểu sơ cấu tạo tháp (các phận, cách xếp đệm,…), cách đặt tháp, hiểu kết cấu tháp, phận phụ tạo nên độ ổn định tháp làm việc, nguyên lý vận hành, phận tạo nên dây chuyền hấp thụ, xem xét sở lý thuyết sơ lược tính kinh tế sử dụng tháp đệm Với yêu cầu toán đặt ra, sở chọn loại đệm có kích thước 25x25x3,0 (mm), xác định tháp có D = 1,8m, H đ = 11 m, tháp có đường kính chiều cao trung bình hợp lý Tương ứng với tháp bơm máy nén có cơng suất xác định phần tính thiết bị phụ, thực tế ta nên chọn bơm máy nén có cơng suất cao cơng suất cần thiết để đảm bảo tháp có khả làm việc trạng thái tải Do nhiều hạn chế hiểu biết, kinh nghiệm tính tốn kinh nghiệm thực tế nên đồ án nhiều thiếu sót Em mong nhận nhận ý kiến đóng góp từ thầy giáo VII Tài liệu tham khảo Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất – Tập I – Nhà xuất khoa học kỹ thuật (1992) (I) Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất – Tập II – Nhà xuất khoa học kỹ thuật (1999) (II) Cơ sở trình thiết bị cơng nghệ hố học tập II – PGS.TS Đỗ Văn Đài - Trường Đại học bách khoa Hà Nội – Năm 2000 Tính tốn q trình thiết bị cơng nghệ hố chất thực phẩm tập II – PGS.TS Nguyễn Bin ... xuống theo chiều cao tháp hấp thụ - Khơng khí chứa H2S sau hấp thụ lên nắp tháp lỗ nắp - Nước hấp thụ H2S qua lỗ đáy, qua Van nhả sản phẩm hấp thụ đến hệ thống nhả hấp thụ 9.Tuy nhiên khuôn... thải sử dụng tháp hấp thụ H2S khỏi khơng khí dung mơi Trong đồ án này, em xin trình bày thiết kế hệ thống tháp hấp thụ H 2S khơng khí, trình bày cụ thể Sơ đồ hệ thống hấp thụ khí h2s KhÝra Láng... thống * Tháp đệm: Tháp đệm sử dụng rộng rãi công nghiệp hố chất đặc điểm dễ thiết kế, gia công, chế tạo vận hành đơn giản tháp đệm sử dụng trình hấp thụ, chưng luyện, hấp phụ số trình khác Tháp