Đồ án quá trình và thiết bị thiết kế thiết bị cô đặc 1 nồi liên tục, năng suất nhập liệu 20 tấnh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ THIẾT KẾ THIẾT BỊ CƠ ĐẶC NƯỚC MÍA NỒI LIÊN TỤC, NĂNG SUẤT NHẬP LIỆU 20 TẤN/H Giáo Viên Hướng Dẫn: NGUYỄN HỮU QUYỀN Sinh Viên Thực Hiện: Nguyễn Huỳnh Xuân Vi 2005150076 Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh 2005150172 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 8, NĂM 2018 GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN MỤC LỤC GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN DANH MỤC BẢNG BIỂU GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN LỜI NÓI ĐẦU Trong kế hoạch đào tạo sinh viên năm thứ tư, mơn học Đồ án Q trình Thiết bị hội tốt cho việc hệ thống kiến thức trình thiết bị cơng nghệ hố học Bên cạnh đó, mơn dịp để sinh viên tiếp cận thực tế thơng qua việc tính tốn, thiết kế lựa chọn chi tiết thiết bị với số liệu cụ thể, thơng dụng Ngành cơng nghiệp mía đường ngành công nghiệp lâu đời nước ta Do nhu cầu thị trường nước ta mà lị đường với quy mơ nhỏ nhiều địa phương thiết lập nhằm đáp ứng nhu cầu Tuy nhiên hoạt động sản xuất cách đơn lẻ, suất thấp ngành cơng nghiệp có liên quan khơng gắn kết với gây khó khăn cho việc phát triển cơng nghiệp đường mía Trong năm qua, số tỉnh thành nước ta, ngành cơng nghiệp mía đường có bước nhảy vọt lớn Mía đường vừa tạo sản phẩm đường làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp bánh, kẹo, sữa đồng thời tạo phế liệu quý với giá rẻ cho ngành sản xuất rượu Trong tương lai, khả phát triển có quan tâm đầu tư tốt cho mía với nâng cao khả chế biến tiêu thụ sản phẩm Vì tính quan trọng vấn đề đặt hiệu sản xuất nhằm đảo bảo thu hồi đường với hiệu suất cao Vì lý việc cải tiến sản xuất nâng cao, mở rộng nhà máy đổi dây chuyền thiết bị công nghệ, tăng hiệu suất trình cần thiết cấp bách, đòi hỏi phải chuẩn bị từ Vì Đồ án Quá trình Thiết bị đề tài lớn mà sinh viên đảm nhận nên thiếu sót hạn chế trình thực khơng tránh khỏi Do đó, chúng em mong nhận thêm góp ý, dẫn từ thầy bạn bè để củng cố mở rộng kiến thức chuyên môn Chúng em chân thành cảm ơn GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ CÔ ĐẶC I - NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN Thiết kế thiết bị cô đặc nồi liên tục để đặc dung dịch nước mía + Năng suất nhập liệu 20000kg/h + Nồng độ đầu: 20% khối lượng + Nồng độ cuối: 40% khối lượng + Áp suất chân không thiết bị ngưng tụ: Pck = 0,76 at + Áp suất bão hòa P = ati - Sử dụng thiết bị cô đặc ống chùm, dạng tuần hoàn trung tâm - Nhiệt độ đầu nguyên liệu: 300C (chọn) II GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU Ngành cơng nghiệp mía đường ngành cơng nghiệp lâu đời nước ta Do nhu cầu thị trường nước ta mà lị đường quy mơ nhỏ nhiều địa phương thiết lập nhằm đáp nhu cầu Tuy nhiên, hoạt động sản xuất cách đơn lẻ, suất thấp, ngành cơng nghiệp có liên quan khơng gắn kết với gây khó khăn cho việc phát triển cơng nghiệp đường mía Trong năm qua, số tỉnh thành nước ta, ngành công nghiệp mía đường có bước nhảy vọt lớn Diện tích mía tăng lên cách nhanh chóng, mía đường ngành đơn lẻ mà trở thành hệ thống liên hiệp ngành có quan hệ chặt chẽ với Mía đường vừa tạo sản phẩm đường làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp bánh, kẹo, sữa…đồng thời tạo phế liệu nguyên liệu quý với giá rẻ cho ngành sản xuất rượu… Trong tương lai, khả cịn phát triển có quan tâm đầu tư tốt cho mía với nâng cao khả chế biến tiêu thụ sản phẩm Xuất phát từ tính tự nhiên mía, độ đường giảm nhiều nhanh chóng thu hoạch trễ khơng chế biến kịp thời GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Vì tính quan trọng việc chế biến, vấn đề quan trọng đặt hiệu sản xuất nhằm đảm bảo thu hồi đường với hiệu suất cao Hiện nay, nước ta có nhiều nhà máy đường Bình Dương, Quãng Ngãi, Biên Hòa, Tây Ninh…nhưng với phát triển rộng diện tích mía, khả đáp ứng khó Bên cạnh đó, việc cung cấp mía khó khăn, cạnh tranh nhà máy đường, cộng với công nghệ lạc hậu, thiết bị cũ kỹ ảnh hưởng mạnh đến trình sản xuất Vì tất lý trên, việc cải tiến sản xuất, nâng cao, mở rộng nhà máy, đổi dây chuyền thiết bị công nghệ, tăng hiệu trình cần thiết cấp bách, địi hỏi phải chuẩn bị từ Trong đó, cải tiến thiết bị cô đặc yếu tố quan trọng khơng hệ thống sản xuất thành phần xem thường III KHÁI QT VỀ CƠ ĐẶC Định nghĩa Cơ đặc phương pháp dùng để nâng cao nồng độ chất hòa tan dung dịch gồm hay nhiều cấu tử Q trình đặc dung dịch lỏng – rắn hay lỏng – lỏng có chênh lệch nhiệt độ sôi cao thường tiến hành cách tách phần dung môi (cấu tử dễ bay hơn), q trình vật lý – hóa lý Tùy theo tính chất cấu tử khó bay (hay khơng bay q trình đó), ta tách phần dung mơi (cấu tử dễ bay hơn) phương pháp nhiệt độ (đun nóng) phương pháp làm lạnh kết tinh Các phương pháp đặc - Phương pháp nhiệt (đun nóng): dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái tác dụng nhiệt áp suất riêng phần áp suất tác dụng - lên mặt thoáng chất lỏng Phương pháp lạnh: hạ thấp nhiệt độ đến mức đó, cấu tử tách dạng tinh thể đơn chất tinh khiết, thường kết tinh dung môi để tăng nồng độ chất tan Tùy tính chất cấu tử áp suất bên ngồi tác dụng lên mặt thống mà q trình kết tinh xảy nhiệt độ cao hay thấp ta phải dùng máy lạnh GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN Bản chất cô đặc nhiệt Để tạo thành (trạng thái tự do), tốc độ chuyển động nhiệt phân tử chất lỏng gần mặt thoáng lớn tốc độ giới hạn Phân tử bay thu nhiệt để khắc phục lực liên kết trạng thái lỏng trở lực bên ngồi Do đó, ta cần cung cấp nhiệt để phân tử đủ lượng thực q trình Bên cạnh đó, bay xảy chủ yếu bọt khí hình thành q trình cấp nhiệt chuyển động liên tục, chênh lệch khối lượng riêng phần tử bề mặt đáy tạo nên tuần hồn tự nhiên nồi đặc Tách khơng khí lắng keo (protit) ngăn chặn tạo bọt cô đặc Ứng dụng cô đặc Trong sản xuất thực phẩm, ta cần đặc dung dịch đường, mì chính, nước trái Trong sản xuất hóa chất, ta cần đặc dung dịch NaOH, NaCl, CaCl 2, muối vô Hiện nay, phần lớn nhà máy sản xuất hóa chất, thực phẩm sử dụng thiết bị cô đặc thiết bị hữu hiệu để đạt nồng độ sản phẩm mong muốn Mặc dù cô đặc hoạt động gián tiếp cần thiết gắn liền với tồn nhà máy Cùng với phát triển nhà máy, việc cải thiện hiệu thiết bị cô đặc tất yếu Nó địi hỏi phải có thiết bị đại, đảm bảo an toàn hiệu suất cao Do đó, yêu cầu đặt cho người kỹ sư phải có kiến thức chắn đa dạng hơn, chủ động khám phá nguyên lý thiết bị cô đặc Đánh giá khả phát triển cô đặc Hiện phần lớn nhà máy sản xuất hóa chất, thực phẩm sử dụng thiết bị cô đặc thiết bị hữu hiệu để đạt nồng độ sản phẩm mong muốn hoạt động gián tiếp cần thiết gắn liền với tồn nhà máy Cùng với phát triển thiết bị cô đặc tất yếu Nó địi hỏi phải có thiết bị đại, đảm bảo an toàn hiệu suất cao Đưa đến yêu cầu người kỹ sư phải có kiến thức chắn đa dạng hơn, chủ động khám phá nguyên lý thiết bị cô đặc GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN IV THIẾT BỊ CÔ ĐẶC DÙNG TRONG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT Phân loại ứng dụng 1.1 Theo cấu tạo - Nhóm 1: dung dịch đối lưu tự nhiên (tuần hồn tự nhiên) Thiết bị đặc nhóm đặc dung dịch lỗng, độ nhớt thấp, đảm bảo tuần hồn dễ dàng qua bề mặt truyền nhiệt Bao gồm: + Có buồng đốt (đồng trục buồng bốc), ống tuần hoàn ngồi + Có buồng đốt ngồi (khơng đồng trục buồng bốc) - Nhóm 2: dung dịch đối lưu cưỡng (tuần hồn cưỡng bức) Thiết bị đặc nhóm dùng bơm để tạo vận tốc dung dịch từ 1,5 m/s đến 3,5 m/s bề mặt truyền nhiệt Ưu điểm tăng cường hệ số truyền nhiệt k, dùng cho dung dịch đặc sệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn, kết tinh bề mặt truyền nhiệt Bao gồm: + Có buồng đốt trong, ống tuần hồn ngồi + Có buồng đốt ngồi, ống tuần hồn ngồi - Nhóm 3: dung dịch chảy thành màng mỏng Thiết bị đặc nhóm cho phép dung dịch chảy dạng màng qua bề mặt truyền nhiệt lần (xuôi hay ngược) để tránh tác dụng nhiệt độ lâu làm biến chất số thành phần dung dịch Đặc biệt thích hợp cho dung dịch thực phẩm nước trái cây, hoa ép Bao gồm: + Màng dung dịch chảy ngược, có buồng đốt hay ngồi: dung dịch sơi tạo bọt khó vỡ + Màng dung dịch chảy xi, có buồng đốt hay ngồi: dung dịch sơi tạo bọt bọt dễ vỡ 1.2 Theo phương thức thực q trình - Cơ đặc áp suất thường (thiết bị hở): nhiệt độ sôi áp suất không đổi, thường dùng cô đặc dung dịch liên tục để giữ mức dung dịch cố định, nhằm đạt suất cực đại thời gian cô đặc ngắn GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN - Cô đặc áp suất chân khơng: dung dịch có nhiệt độ sơi thấp áp suất chân khơng - Dung dịch tuần hồn tốt, tạo cặn bay dung môi diễn liên tục Cơ đặc nhiều nồi: mục đích tiết kiệm đốt Số nồi không nên lớn làm giảm hiệu tiết kiệm Người ta đặc chân khơng, đặc áp lực hay phối hợp hai phương pháp với đặc biệt sử dụng thứ - cho mục đích khác để nâng cao hiểu kinh tế Cô đặc liên tục: cho kết tốt đặc gián đoạn Có thể điều khiển tự động chưa có cảm biến đủ tin cậy Đối với nhóm thiết bị, ta thiết kế buồng đốt trong, buồng đốt ngồi, có khơng có ống tuần hồn Tùy theo điều kiện kỹ thuật tính chất dung dịch, ta áp dụng chế độ cô đặc áp suất chân không, áp suất thường áp suất dư Các thiết bị chi tiết hệ thống cô đặc - Thiết bị + Ống nhập liệu, ống tháo liệu + Ống tuần hoàn, ống truyền nhiệt + Buồng đốt, buồng bốc, đáy nắp + Các ống dẫn: đốt, thứ, nước ngưng, khí khơng ngưng - Thiết bị phụ + Bể chứa nguyên liệu + Bể chứa sản phẩm + Bồn cao vị +Lưu lượng kế + Thiết bị gia nhiệt + Thiết bị ngưng tụ baromet + Bơm nguyên liệu bồn cao vị + Bơm tháo liệu GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN + Bơm nước vào thiết bị ngưng tụ + Bơm chân không + Các van + Thiết bị đo nhiệt độ, áp suất LỰA CHỌN THIẾT BỊ CÔ ĐẶC DUNG DỊCH MÍA ĐƯỜNG V Theo tính chất ngun liệu sản phẩm, điều kiện kỹ thuật lựa chọn thiết bị cô đặc chân không nồi liên tục có buồng đốt ống tuần hồn trung tâm Mục đích - Để giữ chất lượng sản phẩm thành phần quý (tính chất tự nhiên, màu, mùi, vị, đảm bảo lượng vitamin,…) nhờ nhiệt độ thấp không tiếp xúc oxy Ưu điểm - Nhập liệu đơn giản: nhập liệu liên tục bơm độ chân không thiết bị - Tránh phân hủy sản phẩm, thao tác, khống chế dễ dàng - Cấu tạo đơn giản, dễ sửa chữa, làm Nhược điểm: - Năng suất thấp tốc độ tuần hồn nhỏ ống tuần hồn bị đốt nóng - Nhiệt độ thứ thấp, không dung cho mục đích khác - Hệ thống phức tạp, có thiết bị ngưng tụ chân không Yêu cầu thiết bị vấn đề lượng GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 10 G – tải trọng cho phép tai treo; N F – bề mặt đỡ; m2 q – tải trọng cho phép bề mặt đỡ; N/m2 mt – khối lượng tai treo; kg PHẦN IV TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMET Chọn thiết bị ngưng tụ - Lượng khí bổ sung sinh thiết bị cô đặc bao gồm: + Hơi nước (chủ yếu) + Dung mơi dễ bay + Khí khơng ngưng - Khí bổ sung cần giải phóng để tạo chân không Thiết bị ngưng tụ kết I - hợp với bơm chân không để hệ thống chân không hoạt động hiệu Thiết bị ngưng tụ làm ngưng tụ hầu hết nước, giải phóng lượng nước lớn cho bơm chân không, giảm tiêu hao lượng học tránh hỏng - hóc cho bơm (chỉ hút khí khơng ngưng) Chọn thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại khô, ngược chiều, chân cao (baromet) Trong đó, nước làm lạnh nước ngưng tụ chảy xuống cịn khí khơng ngưng bơm - chân không hút từ phần thiết bị qua phấn tách lỏng Chiều cao ống baromet chọn cho tổng áp suất thiết bị cột áp thủy tĩnh với áp suất khí Tính thiết bị ngưng tụ Lượng nước lạnh Theo công thức VI.51 Sổ tay tập 2, trang 84: Trong đó: Gn: lượng nước lạnh tưới vào thiết bị, kg/s W: lượng thứ vào thiết bị ngưng tụ, kg/s GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 67 i: hàm nhiệt ngưng, I = 2613 KJ/kg : nhiệt độ đầu, cuối nước làm nguội, lấy = 30oC = oC : nhiệt độ bão hịa ngưng tụ, oC : nhiệt dung riêng trung bình nước, tra theo nhiệt độ trung bình, kJ/kg.k (trang 311 [1]) Thể tích khơng khí khí khơng ngưng cần hút khỏi thiết bị Lượng khí cần hút khỏi thiết bị ngưng tụ baromet tính theo công thức VI.47 Sổ tay tập 2, trang 84: Trong đó: Gn: lượng nước lạnh tưới vào thiết bị, kg/s W : lượng vào thiết bị ngưng tụ, kg/s Thể tích khí khơng ngưng cần hút khỏi thiết bị tính theo VI.49 Sổ tay tập 2,trang 84: Vkk = GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 288.Gkk (273 + t kk ) p ng − p h 68 Theo công thức VI.50 Sổ tay tập 2, trang 84, ta có: tkk = t2d + + 0,1 (t2c– t2d) = 30 + + 0,1.( 53,15 – 30) = 36,3150C png = 0,24 at = 0,24 9,81 104 = 23544 N/m2: áp suất làm việc thiết bị ngưng tụ ph = 0,0615 at = 6033,15 N/m2: áp suất riêng phần nước hỗn hợp nhiệt độ tkk = 36,3150C (tra trang 312 [1]) ⇒ Các đường kính chủ yếu thiết bị ngưng tụ Baromet Đường kính thiết bị ngưng tụ Theo VI.52 Sổ tay tập 2, trang 84, ta có đường kính thiết bị ngưng tụ: Trong đó: W: lượng thứ ngưng tụ, W = 2,778 kg/s ωh: tốc độ thiết bị ngưng tụ, chọn ωh = 40 m/s (trang 85, [2]) ρh: khối lượng riêng hơi, tra bảng I.251 trang 314 theo sổ tay tập [2] nội suy : 0,24 at ρh = 0,1494 kg/m3 Vậy: ⇒ Chọn đường kính thiết bị ngưng tụ 1000 mm Kích thước ngăn Thường có dạng viên phân để đảm bảo làm việc tốt - Chiều rộng ngăn xác định theo công thức VI.53 trang 85 [2] b = + 50 = + 50 = 550 mm - Theo Sổ tay tập 2, trang 85, bề dày ngăn (δ): chọn δ = mm GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 69 - Theo Sổ tay tập 2, trang 85: chọn nước sông (ao, hồ) để ngưng tụ thứ - đường kính lổ d = mm Theo Sổ tay tập 2, trang 85, chọn chiều cao gờ ngăn là: 40 mm Chọn tốc độ tia nước 0,62 m/s Mức độ đun nước nóng: Tra bảng VI.7 trang 86, Sổ tay trình thiết bị tập với d=2mm P=0,774, suy ra: - Số ngăn n= Số bậc n= Khoảng cách ngăn h= 400mm Thời gian rơi qua bậc t= 0,41s Trong thực tế, thiết bị ngưng tụ từ lên thể tích giảm dần Vậy khoảng cách hợp lý ngăn nên giảm dần theo hướng từ lên khoảng 50mm cho ngăn: Chọn khoảng cách ngăn 400mm (có ngăn) Khoảng cách từ ngăn đến nắp thiết bị 1300mm Khoảng cách từ ngăn đến thiết bị 1200mm Chiều cao phần gờ nắp 50mm Chiều cao phần nắp nón 175mm Chiều cao phần nắp ellipse 125mm - Vậy chiều cao cao thiết bị ngưng tụ : HTB ngưng tụ = 400.7 + 1300 + 1200 + 50 + 125 + 175 = 5650mm = 5,65m Lưu lượng thể tích nước lạnh dùng để ngưng tụ thứ - Nhiệt độ trung bình GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 70 ρ: khối lượng riêng nước lấy nhiệt độ trung bình 41,5750C ⇒ ρn = 991,54 kg/m3 ⇒ Vn = Kích thước thiết bị ngưng tụ baromet Theo bảng VI.8 trang 88 [2] Ký hiệu kích thước Ký hiệu Kích thước Đường kính thiết bị Dtr 1000 Chiều dày thành thiết bị S Khoảng cách từ ngăn đến nắp thiết bị A 1300 Khoảng cách từ ngăn cuối đến nắp thiết bị P 1200 Bề rộng ngăn B 650 K1 1100 K2 835 Chiều cao hệ thống thiết bị H 5680 Chiều rộng hệ thống thiết bị T 2600 Đường kính thiết bị thu hồi D1 500 Chiều cao thiết bị thu hồi h1 (h) 1900 Đường kính thiết bị thu hồi D2 400 Chiều cao thiết bị thu hồi h2 1350 a1 320 Khoảng cách tâm thiết bị ngưng tụ thiết bị thu hồi Khoảng cách ngăn GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 71 a2 326 a3 400 a4 475 a5 550 Hơi vào d1 400 Nước vào d2 200 Hổn hợp khí d3 150 Nối với ống Baromet d4 200 Hỗn hợp khí vào thiết bị thu hồi d5 150 Hỗn hợp khí thiết bị thu hồi d6 100 Nối từ thiết bị thu hồi đến ống Baromet d7 70 Ống thơng khí d8 25 Đường kính cửa vào Bảng Kích thước thiết bị ngưng tụ Baromet Đường kính ống Baromet (d) Dựa vào bảng d = 200 mm Chiều cao ống (H) Theo VI 58 trang 86 [2] H = h1 + h2 + 0,5 m (1) Trong đó: h1: chiều cao cột nước ống baromet cân với hiệu số áp suất khí thiết bị ngưng tụ GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 72 h2: chiều cao cột nước ống baromet cần để khắc phục trở lực nước chảy ống + Tính h1 Trong đó: p: độ chân khơng thiết bị ngưng tụ, mmHg p = 760 − 0,24 760 = 577,6 mmHg ⇒ h1 = + Tính h2 Theo VI.60 Sổ tay tập 2, trang 87: ,m Ta lấy hệ số trở lực vào ống khỏi ống = cơng thức (VI.60) có dạng: ,m Trong đó: dbr: đường kính ống Baromet, dbr = 200mm λ: hệ số trở lực ma sát nước chảy ống, (W/m.độ) H: chiều cao tổng cộng ống Baromet, m g = 9,81 m/s2 dbr: đường kính ống Baromet, m ω: tốc độ nước chảy ống ω = = = 2,26 m/s  Chuẩn số Re GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 73 Theo CT II.58 Sổ tay tập 1, trang 377: GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 74 Trong đó: Ttb = = 41,5750C ρ: khối lượng riêng nước lấy nhiệt độ trung bình 41,5750C ⇒ ρn = 991,54 kg/m3 µ: độ nhớt động lực nước lấy nhiệt độ trung bình 41,5750C ⇒ µn = 0,635 10-3 N.s/m2 ⇒ = 705789,1 > 104 ⇒ Dòng nước ống baromet chế độ chảy xoáy Chọn ống thép nên độ nhám ε = 0,2 mm.[ Bảng tra cứu, trình học truyền nhiệt – truyền khối, trang 19] Regh tính theo cơng thức II.60, trang 378, [1]: Ren tính theo cơng thức II.62, trang 379, [1]: ⇒ Regh < Re < Ren (khu vực độ)  Hệ số ma sát λ theo công thức II.64 trang 380 [1] ⇒ GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 75 Phương trình (1) H = 7,85 + 0,65 + 0,026 H +0.5 ⇒ H = 9,24 m Vậy chọn chiều cao ống Baromet 10m Thông số Ký hiệu Đơn vị Giá trị Hơi vào Suất lượng W Kg/h 10000 Nhiệt độ Tc oC 63,15 Áp suất Pc At 0,24 Enthalpy I kJ/kg 2613 Nước làm nguội Nhiệt độ đầu vào t2đ oC 30 Nhiệt độ đầu t2c oC 53,15 Nhiệt dung riêng Cn J/(Kg.K) 4190 Lưu lượng khối lượng nước lạnh cần thiết để ngưng tụ Gn Kg/s 68,46 Lưu lượng thể tích nước lạnh cần thiết để ngưng tụ Vn m3/s 0,0345 Áp suất nước bão hịa Ph At 0,0615 Khí khơng ngưng Lưu lượng khối lượng khơng khí hút khỏi thiết bị Gkk Kg/s 0,03 Lưu lượng thể tích khơng khí hút khỏi thiết bị Vkk m3/s 0,15 GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 76 Nhiệt đô Tkk At 36,315 Đường kính thiết bị ngưng tụ Khối lượng riêng thứ Ρh Kg/m3 0,1494 Tốc độ thứ Ωh m/s 40 Đường kính Dtr Mm 1000 Kích thước ngăn Chiều rộng ngăn B Mm 550 Đường kính lỗ ngăn D Mm Bề dày ngăn δ Mm Kích thước ống baromet Tốc độ nước lạnh nước ngưng chảy ống Ω m/s 0,817 Đường kính ống D Mm 200 Độ chân không B mmHg 577,6 Chiều cao cột nước cân với (pkq – pc) h1 M 7,85 Hệ số trở lực vào ξ1 0,5 Hệ số trở lực ξ2 Khối lượng riêng nước lạnh nước ngưng Ρn Kg/m3 991,54 Độ nhớt động lực µn Ns/m2 0,00063 Chuẩn số Reynolds Re GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 77 705789, Hệ số ma sát λ Chiều cao H 0,2 M 10 Bảng Tóm tắt số liệu thiết bị ngưng tụ Baromet II BƠM CHÂN KHÔNG Bơm máy thủy lực dùng để vận chuyển truyền lượng cho chất lỏng Các đại lượng đặc trưng bơm suất, áp suất, hiệu suất, công suất tiêu hao hệ số quay nhanh Công suất bơm chân không là: GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 78 Trong đó: : hệ số hiệu chỉnh m : số đa biến, m=1,62 : áp suất khí lúc hút : áp suất khí áp suất khí lúc đẩy, chọn = 1at = 9,81.104N/m2 : áp suất khơng khí thiết bị ngưng tụ h : áp suất nước hỗn hợp tkk Suy công suất bơm chân không : Dùng bơm chân không không cần dầu bôi trơn, hút khơng khí, nước Chọn bơm chân khơng vịng nước hai cấp HWVP Có thơng số khác sau: − − − − − Kiểu HWVP – Độ chân không: 30 ~ 150 Torr Lưu lượng từ 450 ~ 28000 lít / phút Cơng suất động 1,5 ~ 75 kW Truyền động khớp nối cứng, dây đai hộp số tùy theo tốc độ quay tiêu chuẩn đầu bơm − Hoạt động êm ái, tuổi thọ vịng bi cao, phải bảo dưỡng − Lượng nước làm kín thấp − Vật liệu cánh, trục bơm làm từ thép không gỉ 304 316 giảm đáng kể ăn mòn chất acid lẫn khơng mơi trường khí nước KẾT LUẬN Tính tốn, thiết kế cho thiết bị hoạt động vận hành theo công suất hiệu suất cho mẻ đường sản xuất việc quan trọng GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 79 Với kiến thức hiểu biết ỏi chúng em trình bày sơ lược ngun liệu sản phẩm theo yêu cầu, nồi cô đặc, cách tính tốn thiết kế cho nồi đặc vấn đề liên quan khác Thông qua đồ án, tích góp cho nhiều kiến thức thiết bị, nhà máy, cách tính tốn thiết kế nhà máy… Nếu có điều sai sót, chúng em mong thơng cảm góp ý từ Thầy Xin chân thành cám ơn! GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nhiều tác giả, Sổ tay Q trình Thiết bị Cơng nghệ Hóa chất, tập 1, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006 [2] Nhiều tác giả, Sổ tay Quá trình Thiết bị Cơng nghệ Hóa chất, tập 2, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006 [3] Phạm Văn Bôn, Q trình Thiết bị Cơng nghệ Hóa học & Thực phẩm, tập 10, Ví dụ tập, NXB ĐHQG TP.HCM, 2010 [4] Nguyễn Văn May, Thiết bị truyền nhiệt chuyển khối, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006 [5] Phạm Văn Bơn, Nguyễn Đình Thọ, Q trình Thiết bị Cơng nghệ Hóa học & Thực phẩm, tập 5, Quá trình thiết bị truyền nhiệt, Quyển 1: Truyền nhiệt ổn định, NXB ĐHQG TP.HCM, 2006 [6] Hồ Lê Viên, Tính tốn, Thiết kế chi tiết thiết bị hóa chất dầu khí, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006 [7] Phan Văn Thơm, Sổ tay thiết kế Thiết bị hóa chất chế biến thực phẩm đa dụng, Bộ Giáo dục Đào tạo, Viện Đào tạo mở rộng [8] Bộ môn máy thiết bị, Bảng tra cứu Quá trình học – Truyền nhiệt – Truyền khối, NXB ĐHQG TP.HCM, 2009 GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 81 ... tv1 = 12 6,3250C⇒ = 12 9, 613 0C Tra A [2] trang 28: tm, 0C 10 0 12 0 14 0 A 17 9 18 8 19 4 ⇒ A = 19 0,8 61 ∆t1 = tD – tv1 = 13 2,9 – 12 6,325 = 6,5750C ⇒ , W/(m2.K) (1) Nhiệt tải riêng phía ngưng: q1 = ? ?1. Δt1... C = 16 ,3 + 1, 8 = 18 ,1 mm Kiểm tra bề dày buồng bốc: = = 1, 67 Kiểm tra công thức 5 -15 , trang 99, [6]: GVHD: NGUYỄN HỮU QUYỀN 44 1, 5 ⇔ 1, 5 1, 67 ⇔ 0 ,16 4 1, 67 9 ,12 (thỏa) Kiểm tra công thức 5 -16 ,... liệu = [σ]*.nc = 11 9,7 1, 65 = 19 7,5 N/mm2 Khối lượng riêng dung dịch đường mía 40% t sdd (ptb) ρdd = 11 79,4 kg/m3 Áp dụng công thức 5 -14 , trang 98, [6]: S’ = 1, 18 D = 1, 18.3000 = 16 ,3 mm Trong đó: