Thiết kế thiết bị cô đặc dung dịch NaNO3

Thiết kế thiết bị cô đặc dung dịch NaNO3.

Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn Ngũ Bộ Giáo Dục & Đào Tạo Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt NamĐại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc Trường Đại Học Bách Khoa -------------------- Khoa Kỹ Thuật Hoá Học Bộ Môn : Quá Trình & Thiết BịĐồ Án Môn Học QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Họ & Tên SV: CAO MINH TRÍ MSSV: 60602625 Lớp : HC06CHCNgành : Công Nghệ Hoá Hữu Cơ1. Đầu đề đồ án : Thiết kế thiết bị cô đặc dung dịch NaNO3 chân không ba nồi liên tục ngược chiều.2. Nhiệm vụ (nội dung yêu cầu và số liệu ban đầu) : 1. Năng suất : 2000kg/h2. Nồng độ đầu : 15% khối lượng3. Nồng độ cuối :45% khối lượng 4. Ap suất chân không : 0,35 atm3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán :1. Tổng quan.2. Thuyết minh quy trình công nghệ.3. Tính toán cân bằng vật chất và năng lượng.4. Tính toán và thiết kế thiết bị chính.5. Tính toán thiết bị phụ.6. Tính toán sơ bộ giá thành chi tiết và thiết bị.7. Kết luận.4. Các bản vẽ : Bản vẽ chi tiết thiết bị chính : 1 bản A1 Bản vẽ sơ đồ qui trình công nghệ : 1 bản A15. Ngày hoàn thành đồ án : 18/01/ 20106. Ngày bảo vệ và chấm đồ án : 25/01/2010Trang 1 Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn Ngũ Ngày 18 tháng 01 năm 2010CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪNNHẬN XÉT ĐỒ ÁN1. Cán bộ hướng dẫn. Nhận xét: Điểm : __________ Chữ ký : __________2. Hội đồng bảo vệ. Nhận xét: Điểm : __________ Chữ ký : __________Trang 2 Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn NgũĐiểm tổng kết : __________Đồ án Quá trình & Thiết bị là cơ hội tốt cho sinh viên khoa Kỹ Thuật Hoá Học nắm vững kiến thức đã học; tiếp cận với thực tế thông qua việc tính toán, lựa chọn quy trình & các thiết bị với số liệu cụ thể. Đây là cơ sở để sinh viên dễ dàng nắm bắt công nghệ và giải quyết những vấn đề kỹ thuật tổng hợp một cách nhanh chóng, phục vụ cho công việc sau này.Công nghiệp ngày càng phát triển, nhu cầu về hóa chất ngày càng tăng. Do đó ngành công nghiệp hóa chất cơ bản cũng phát triển không ngừng, nhu cầu về sản phẩm ngày càng phong phú. Trên cơ sở đó, quy trình sản xuất luôn được cải tiến và đổi mới để ngày càng hoàn thiện hơn. Vấn đề đặt ra là việc sử dụng hiệu quả năng lượng cho quá trình sản xuất nhưng vẫn đảm bảo năng suất.Để sản xuất NaNO3 dạng rắn hay dạng dung dịch có nồng độ cao cần tiêu hao nhiều năng lượng cho quá trình cô đặc (bốc hơi nước, tăng nồng độ dung dịch). Việc tiết kiệm năng lượng cho quá trình này được quan tâm hàng đầu. Với mục tiêu đó, đồ án này thực hiện thiết kế hệ thống cô đặc dung dịch NaNO3 ba nồi ngược chiều.Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Văn Ngũ đã chỉ dẫn tận tình trong quá trình em thực hiện đồ án. Đồng thời em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô khác trong bộ môn cũng như các bạn đã giúp đỡ, cho em những ý kiến tư vấn bổ ích trong quá trình hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên do kiến thức còn hạn hẹp nên trong đồ án còn khá nhiều thiếu sót, em rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp chỉ dẫn của quý thầy cô và các bạn.Trang 3L I NÓI UỜ ĐẦ Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn NgũĐầu đề đồ án-------------------------------------------------------------------------------------------------1Lời nói đầu---------------------------------------------------------------------------------------------------3Mục lục--------------------------------------------------------------------------------------------------------4Chương I: Tổng quan--------------------------------------------------------------------------------------6I.1. Nhiệm vụ của đồ án 6I.2. Tính chất nguyên liệu 6I.2.1. Tính chất vật lý của NaNO3 .6I.2.2. Điều chế và ứng dụng của NaNO3 .6I.3. Quá trình cô đặc 6I.3.1. Định nghĩa 6I.3.2. Các phương pháp cô đặc 6I.3.3. Bản chất của sự cô đặc do nhiệt .6I.3.4. Ứng dụng của cô đặc 7I.4. Thiết bị cô đặc .7I.4.1 Phân loại và ứng dụng .7I.4.2 Các thiết bị và chi tiết trong hệ thống cô đặc .7Chương II: Qui trình công nghệ--------------------------------------------------------------------------8II.1. Cơ sở lựa chọn qui trình công nghệ 8II.2. Thuyết minh quy trình công nghệ .9Chương III: Cân bằng vật chất và cân bằng năng lượng--------------------------------------------11III.1 Dữ kiện ban đầu .11III.2 Cân bằng vật chất 11III.2.1. Lượng dung môi nguyên chất bốc hơi khi nồng độ thay đổi 11III.2.2. Nồng độ cuối của dung dịch trong từng nồi .11III.2.3. Xác định nhiệt độ và áp suất mỗi nồi 12III.2.4. Xác định tổn thất nhiệt độ .13III.2.5. Tổn thất nhiệt do nồng độ .13III.2.6. Tổng thất nhiệt do áp suất thuỷ tĩnh 14III.2.7. Tổn thất nhiệt do đường ống gây ra 15III.2.8. Tổn thất nhiệt độ cả hệ thống 15III.2.9. Chênh lệch nhiệt độ hữu ích của từng nồi và của cả hệ thống .15III.3. Cân bằng năng lượng .16III.3.1. Nhiệt dung riêng 16III.3.2. Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng 16Chương IV: Kích thước thiết bị chính------------------------------------------------------------------19Trang 4M C L CỤ Ụ Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn NgũIV.1. Bề mặt truyền nhiệt của buồng đốt 19IV.1.1. Tính nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp .19IV.1.2. Tính hệ số truyền nhiệt K của mỗi nồi 19IV.1.3. Diện tích bề mặt truyền nhiệt của mỗi nồi 23IV.2. Tính kích thước buồng đốt và buồng bốc 23IV.2.1. Buồng đốt .23IV.2.2. Buồng bốc 25Chương V: Tính bền cơ khí cho thiết bị----------------------------------------------------------------28V.1. Tính bền cho thân .28V.1.1. Thân buồng đốt 28V.1.2. Thân buồng bốc .32V.2. Tính bền cho đáy và nắp thiết bị 37V.2.1 Nắp thiết bị .37V.2.2 Đáy thiết bị .40V.3. Tính bích, đệm, bulông, vỉ ống và tay treo 44V.3.1. Tính bích 44V.3.2. Đệm .45V.3.3. Bulông ghép bích 45V.3.4. Vỉ ống 46V.3.5. Tay treo 47V.3.6. Khối lượng thiết bị 47V.3.7. Tải trọng tác dụng lên 1 tay treo .50V.4. Tính kích thước ống dẫn 51V.5. Kính quan sát 51V.6. Tổng kết thiết bị chính .51Chương VI: Tính thiết bị phụ----------------------------------------------------------------------------53VI.1. Thiết bị ngưng tụ Baromet .53VI.1.1. Lượng nước lạnh cần tưới và thiết bị ngưng tụ 53VI.1.2. Thể tích không khí và khí không ngưng cần hút khỏi Baromet .53VI.1.3. Các kích thước chủ yếu của thiết bị ngưng tụ Baromet .54VI.2. Thiết bị gia nhiệt dòng nhập liệu .58VI.2.1. Yêu cầu 58VI.2.2. Tính lượng hơi đốt cần dùng .58VI.2.3. Tính hệ số truyền nhiệt 59VI.2.4. Tính hệ số truyền nhiệt 61VI.2.5. Tính diện tích truyền nhiệt 61VI.2.6. Số ống truyền nhiệt .61VI.2.7. Đường kính thiết bị gia nhiệt 61VI.2.8. Kích thước của thiết bị gia nhiệt nhập liệu .61VI.3. Bồn cao vị .62VI.4. Lớp cách nhiệt 63VI.5. Bơm 64VI.5.1. Bơm nước cho thiết bị ngưng tụ, bơm nhập liệu các nồi, bơm tháo liệu .64VI.5.2. Bơm chân không 66Chương VII: Tính sơ bộ giá thành thiết --------------------------------------------------------------67Trang 5 Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn NgũKết luận -----------------------------------------------------------------------------------------------------68Tài liệu tham khảo-----------------------------------------------------------------------------------------69TỔNG QUANI.1 Nhiệm vụ của đồ án:Thiết kế hệ thống cô đặc dung dịch NaNO3 ba nồi ngược chiều với yêu cầu công nghệ như sau: Năng suất theo sản phẩm: 2 tấn/h. Nồng độ đầu: 15% khối lượng. Nồng độ cuối: 45% khối lượng. Áp suất thiết bị ngưng tụ: 0,35 at.I.2 Tính chất nguyên liệu: I.2.1 Tính chất vật lý của NaNO3:Là muối của axit mạnh và bazơ mạnh.Các phân tử liên kết với nhau bằng lực liên kết ion. Rất dễ tan trong nước và tăng nhanh theo nhiệt độ, cũng rất dễ bị kết tinh. Nó khó tan trong các dung môi hữu cơ như ete Khối lượng riêng 2.265 g/cm3; ở 30oC (nồng độ 15%) NaNO3 có độ nhớt là 0,94.10-3N.s/m2; độ hoà tan (g chất khan/100g dd) là 49,0.Khi đun nóng NaNO3 nóng chảy: 2 NaNO3 = 2NaNO2 + O2 Ở trạng thái nóng chảy muối NaNO3 là chất oxi hóa mạnh nó có thể oxi hóa Mn2+ → MnO42-, Cr3+ → CrO42- .v.v.MnSO4 + MnSO4 + 2KNO3 + 2NaCO3 = Na2MnO4+ 2KNO2 + Na2SO4 + 2CO2 I.2.2 Điều chế và ứng dụng của NaNO3: Điều chế bằng phản ứng trao đổi giữa KNO3 và NaCl: KNO3 + NaCl = NaNO3 + KCl Hoà tan muối loãng KNO3 và NaCl theo tỉ lệ 1:1 đun nóng, sau đó cho kết tinh KCl ở nhiệt độ 30o. Tách tinh thể KCl ra, làm nguội dung dịch đến nhiệt độ dưới 22osẽ kết tinh NaNO3.Trang 6CHƯƠNG I Đồ Án Mơn Học Q Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn Ngũ NaNO3 được dùng để sản xuất axit nitric là một axit rất quan trọng trong cơng nghiệp, sản xuất phân đạm trong cơng nghiệp. Chế biến thủy tinh, làm thuốc nổ…I.3 Q trình cơ đặc:I.3.1 Định nghĩa:Cơ đặc là phương pháp dùng để nâng cao nồng độ các chất hồ tan trong dung dịch hai hay nhiều cấu tử. Q trình cơ đặc của dung dịch lỏng – rắn hay lỏng – lỏng có chênh lệch nhiệt sơi rất cao thường được tiến hành bằng cách tách một phần dung mơi (cấu tử dể bay hơi hơn). Đó là các q trình vật lý - hóa lý.I.3.2 Các phương pháp cơ đặc:Phương pháp nhiệt: dung mơi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi dưới tác dụng của nhiệt khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suất tác dụng lên mặt thống chất lỏng.Phương pháp lạnh: khi hạ thấp nhiệt độ đến một mức nào đó thì một cấu tử sẽ tách ra dạng tinh thể đơn chất tinh khiết, thường là kết tinh dung mơi để tăng nồng độ chất tan. Tùy tính chất cấu tử và áp suất bên ngồi tác dụng lên mặt thống mà q trình kết tinh đó xảy ra ở nhiệt độ cao hay thấp và đơi khi phải dùng đến thiết bị làm lạnh.I.3.3 Bản chất của sự cơ đặc do nhiệt:Dựa theo thuyết động học phân tử: Để tạo thành hơi (trạng thái tự do) thì tốc độ chuyển động vì nhiệt của các phân tử chất lỏng gần mặt thống lớn hơn tốc độ giới hạn. Phân tử khi bay hơi sẽ thu nhiệt để khắc phục lực liên kết ở trạng thái lỏng và trở lực bên ngồi. Do đó, ta cần cung cấp nhiệt để các phần tử đủ năng lượng thực hiện q trình này.Bên cạnh đó, sự bay hơi chủ yếu do các bọt khí hình thành trong q trình cấp nhiệt và chuyển động liên tục, do chênh lệch khối lượng riêng các phần tử ở trên bề mặt và dưới đáy tạo nên sự tuần hồn tự nhiên trong nồi cơ đặc. I.3.4 Ứng dụng của cơ đặc:Ứng dụng trong sản xuất hóa chất, thực phẩm, dược phẩm. Mục đích để đạt được nồng độ dung dịch theo u cầu, hoặc đưa dung dịch đến trạng thái q bão hòa để kết tinh.Sản xuất thực phẩm: đường, mì chính, các dung dịch nước trái cây .Sản xuất hóa chất: NaOH, NaCl, CaCl2, các muối vơ cơ …I.4 Thiết bị cơ đặc:I.4.1 Phân loại và ứng dụng:a. Theo cấu tạo và tính chất của đối tượng cơ đặc: Nhóm 1: dung dịch đối lưu tự nhiên (tuần hồn tự nhiên) dùng cơ đặc dung dịch khá lỗng, độ nhớt thấp, đảm bảo sự tuần hồn dể dàng qua bề mặt truyền nhiệt. Nhóm 2: dung dịch đối lưu cưỡng bức, dùng bơm để tạo vận tốc dung dịch từ 1,5 - 3,5 m/s tại bề mặt truyền nhiệt. Có ưu điểm: tăng cường hệ số truyền nhiệt, dùng cho dung dịch đặc sệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn, kết tinh trên bề mặt truyền nhiệt.Nhóm 3: dung dịch chảy thành màng mỏng, chảy một lần tránh tiếp xúc nhiệt lâu làm biến chất sản phẩm. Thích hợp cho các dung dịch thực phẩm như nước trái cây, hoa quả ép…b. Theo phương pháp thực hiện q trình:Cơ đặc áp suất thường (thiết bị hở): có nhiệt độ sơi, áp suất khơng đổi. Thường dùng cơ đặc dung dịch liên tục để giữ mức dung dịch cố định, đạt năng suất cực đại và thời gian cơ đặc là ngắn nhất. Tuy nhiên, nồng độ dung dịch đạt được là khơng cao.Cơ đặc áp suất chân khơng: Dung dịch có nhiệt độ sơi thấp hơn do có áp suất chân khơng. Dung dịch tuần hồn tốt, ít tạo cặn, sự bay hơi nước liên tục.Trang 7 Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn NgũCô đặc nhiều nồi: Mục đích chính là tiết kiệm hơi đốt. Số nồi không nên lớn quá vì sẽ làm giảm hiệu quả tiết kiệm hơi so với chi phí bỏ ra. Có thể cô đặc chân không, cô đặc áp lực hay phối hợp cả hai phương pháp. Đặc biệt có thể sử dụng hơi thứ cho mục đích khác để nâng cao hiệu quả kinh tế.Cô đặc liên tục: Cho kết quả tốt hơn cô đặc gián đoạn, có thể tự động hóa.⇒ Tùy điều kiện kỹ thuật, tính chất dung dịch để lựa chọn thiết bị cô đặc phù hợp.I.4.2 Các thiết bị và chi tiết trong hệ thống cô đặc:Thiết bị chính: Ống tuần hoàn, ống truyền nhiệt. Buồng đốt, buồng bốc, đáy nắp…Thiết bị phụ: Bể chứa sản phẩm, nguyên liệu. Các loại bơm: bơm dung dịch, bơm nước, bơm chân không. Thiết bị gia nhiệt. Thiết bị ngưng tụ Baromet. Thiết bị đo và điều chỉnh.QUI TRÌNH CÔNG NGHỆII.1 Cơ sở lựa chọn quy trình công nghệ:- Quá trình cô đặc có thể được tiến hành trong một thiết bị cô đặc một nồi hoặc nhiều nồi, làm việc liên tục hoặc gián đoạn. Quá trình cô đặc có thể được thực hiện ở áp suất khác nhau tùy theo yêu cầu kỹ thuật, khi làm việc ở áp suất thường có thể dùng thiết bị hở nhưng khi làm việc ở áp suất thấp thì dùng thiết bị kín cô đặc chân không vì có ưu điểm là có thể giảm được bề mặt truyền nhiệt (khi áp suất giảm thì nhiệt độ sôi của dung dịch giảm dẫn đến hiệu số nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch tăng).- Cô đặc nhiều nồi là quá trình sử dụng hơi thứ thay cho hơi đốt, do đó nó có ý nghĩa kinh tế cao về sử dụng nhiệt. Nguyên tắc của quá trình cô đặc nhiều nồi có thể tóm tắt như sau: Ở nồi thứ nhất, dung dịch được đun nóng bằng hơi đốt, hơi thứ của nồi này đưa vào đun nồi thứ hai, hơi thứ của nồi hai đưa vào đun nồi thứ ba… hơi thứ nồi cuối cùng đi vào thiết bị ngưng tụ. Còn dung dịch đi vào lần lượt nồi nọ sang nồi kia, qua mỗi nồi đều bốc hơi một phần, nồng độ dần tăng lên. Điều kiện cần thiết để truyền nhiệt trong các nồi là phải có chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch sôi, hay nói cách khác là chênh lệch áp suất giữa hơi đốt và hơi thứ trong các nồi, nghĩa là áp suất làm việc trong mỗi nồi phải giảm dần vì hơi thứ của nồi trước là hơi đốt của nồi sau. Thông thường nồi đầu làm việc ở áp suất dư, còn nồi cuối làm việc ở áp suất thấp hơn áp suất khí quyển.- Trong các loại hệ thống cô đặc nhiều nồi thì hệ thống cô đặc nhiều nồi ngược chiều được sử dụng nhiều. Ưu nhược điểm của hệ thống cô đặc nhiều nồi ngược chiều: Ưu điểm: từ nồi đầu đến nồi cuối nồng độ của dung dịch và nhiệt độ đều tăng nên độ nhớt không tăng mấy, kết quả hệ số truyền nhiệt trong các nồi hầu như không Trang 8CHƯƠNG II Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn Ngũgiảm. Khi cô đặc ngược chiều lượng nước bốc hơi vào thiết bị ngưng tụ nhỏ hơn xuôi chiều Nhược điểm: hệ thống cô đặc nhiều nồi ngược chiều là cần phải có bơm để vận chuyển dung dịch.II.2 Sơ đồ và thuyết minh quy trình công nghệ:II.2.1 Sơ đồ công nghệ:Trang 9 Đồ Án Mơn Học Q Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn NgũCHỨC NĂNGCNBMGVHDSVTHKÝ TÊNHỌ TÊNVŨ BÁ MINHTỈ LỆ :BẢN VẼ SỐ :NGÀY HT :NGÀY BV :TRU? NG Ð? I H? C BÁCH KHOA THÀNH PH? H? CHÍ MINHKHOA K? THU? T HỐ H? CB? MƠN Q TRÌNH & THI? T B?SO Ð? QUY TRÌNH CƠNGNGH?TR? N VAN NG? ÁN Q TRÌNH VÀ THI? T B?THI? T K? H? TH? NG CƠ Ð? C 3 N? I NGU ? C CHI? UDUNG D?CH NaNO V? I N ANG SU? T S? N PH? M 2T/HPPP1P2357 789101112Dung d?ch b? sungÁp k? Nhi?t k?Van khóaVan 1 chi?uLuu lu?ng k?B?y hoiP1=2.3 atT1=123°CP3= 0.36atT3=73.5°CPng = 0.35 atTng = 72.5°CXc2=25.40%Gd= 6000kg/hxđ = 15%PD= 5 atTD= 151.1°CP CHÚ THÍCH1. THI? T B? CƠ Ð? C2. B? CH? A NGUN LI? U3. BOM NH? P LI?U4. B? CH? A S? N PH? M5. BOM S? N PH? M6. BOM NH? P LI? U N? I I,II7. B? Y HOI8. B? CH? A NU? C NGUNG9. BOM CHÂN KHƠNG10. BÌNH TÁCH L? NG11. TB NGUNG T? BAROMET12. TB GIA NHI? T BAN Ð? UNu?cPP2=1 atT2=99°CPP7Xc1=45%Xc3=18.63%46CAO MINH TRÍ36V? n?i hoiHoi d?tHoi d?tTrang 10 [...]... thiết bị cô đặc thứ III, đây là thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung tâm, dung dịch đi bên trong ống tuần hoàn trung tâm và ống truyền nhiệt, còn hơi đốt là hơi bão hòa sẽ đi bên ngoài ống, tại đây dung dịch được cô đặc đến nồng độ 19% Sau đó, dung dịch được bơm qua thiết bị cô đặc thứ II, tại đây dung dịch sẽ được cô đặc đến nồng độ 25% Sau đó dung dịch tiếp tục được bơm qua thiết bị cô đặc thứ III... thứ của thiết bị cô đặc thứ I sẽ được tận dụng để làm hơi đốt cho thiết bị cô đặc thứ II, tại đây nước ngưng và khí không ngưng cũng được xả bỏ ra ngoài như thiết bị thứ I Hơi thứ của thiết bị thứ II được tận dụng làm hơi đốt cho thiết bị cô đặc thứ III, tại đây khí không ngưng và nước ngưng cũng được xã bỏ ra ngoài như thiết bị I và II Hơi thứ của thiết bị cô đặc thứ III được đưa vào thiết bị ngưng... & Thiết Bị GVHD: TS Trần Văn Ngũ II.2.2 Thuyết minh quy trình: - - o Dung dịch NaNO3 15%, ở 30 C, được bơm từ bể chứa nguyên liệu lên bồn cao vị, sau đó được cho qua lưu lượng kế rồi vào thiết bị gia nhiệt ban đầu Tại đây, dung dịch NaNO3 đi bên trong ống truyền nhiệt và được gia nhiệt bẳng hơi bão hòa đi bên ngoài ống Sau khi ra khỏi thiết bị gia nhiệt ban đầu, dung dịch sẽ được nhập vào thiết bị cô. .. giữa thành ống và dung dịch sôi, oC ∆t = t – t 2 w2 sdd λ , λ : hệ số dẫn nhiệt của dung dịch và nước, W/m.độ dd n 3 ρ dd ρ n : khối lượng riêng của dung dịch và nước, kg/m , C , C : nhiệt dung riêng của dung dịch và nước, J/kg.độ dd n 2 µ , µ : độ nhớt dung dịch và hơi đốt, Ns/m dd n Xem như sự mất mát nhiệt không đáng kể q=q =q 1 2 t =t –q w2 w1 1  Tính hệ số dẫn nhiệt của dung dịch: λdd = AC p ρ.3... 18,15 20,04 22,69 Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS Trần Văn Ngũ III.3 CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG: III.3.1 Nhiệt dung riêng: Nhiệt dung riêng của dung dịch có nồng độ x < 20% C = 4186.(1 - x), J/kg.độ; I.43/152 [4] x: nồng độ chất hòa tan, phần khối lượng(%); Nhiệt dung riêng dung dịch đầu: C = 4186.(1 - 0,15) = 3558,1 J/kg.độ; đ Nhiệt dung riêng của dung dịch có nồng độ x > 20% C = C x + 4186.(1... độ đầu của dung dịch, % khối lượng; đ G - lượng dung dịch đầu, kg/h; đ III.2.3 Xác định nhiệt độ và áp suất mỗi nồi: Áp suất tại thiết bị ngưng tụ : 0,35 at; o o Tra bảng I.251/314 [4]  t tại thiết bị ngưng tụ = 72,05 C o Nhiệt độ hơi thứ nồi cuối bằng nhiệt độ thiết bị ngưng tụ cộng thêm 1 C o t3 = 73,05 C P = 0,36 at (tra bảng I.250/312 [4]) 3 Trang 16 Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS... ρ.3 ρ M (W/m.độ) + C : Nhiệt dung riêng đẳng áp của dung dịch (J/kgK) p 3 + ρ : khối lượng riêng của dung dịch (kg/m ) + M : khối lượng mol trung bình của dung dịch M = x.M 3 + (1 - x).M NaNO nước -8 + A : hệ số phụ thuộc mức độ liên kết của chất lỏng đối với nước A = 3,58.10 Trang 28 Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS Trần Văn Ngũ Bảng 8: Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch C (J/kgK) 3 M (g/mol)... J/kg.độ; I.44/152 [4] ht Cht: nhiệt dung riêng của chất hoà tan (J/kg.độ); Nhiệt dung riêng của dung dịch ra khỏi nồi I: C = 1205x0,45 + 4186.(1 - 0,45) = 2844,55 J/kg.độ; 1 Nhiệt dung riêng của dung dịch ra khỏi nồi II: C = 1205x0,21 + 4186.(1 - 0,21) = 3428,83 J/kg.độ; 2 Nhiệt dung riêng của dung dịch ra khỏi nồi III: C = 1205x0,13 + 4186.(1 - 0,13) = 3630,64 J/kg.độ; 3 Theo công thức: M = ΣC N I.41/152... Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS Trần Văn Ngũ Nhiệt tải riêng của hơi đốt cấp cho thành thiết bị: q = α (t – t ) = α ∆t 1 1 1 w1 1 1 Nhiệt tải riêng của thành thiết bị: q= 1 1 λ 1 (t w1 − t w 2 ) = ( + + )(t w1 − t w 2 ) ∑r rc1 δ rc2 trang 3 [5] Nhiệt tải riêng của phía dung dịch sôi: q = α (t – t ) = α ∆t 2 2 w2 2 2 2 Trong đó: t : Nhiệt độ hơi đốt, oC 1 t : Nhiệt độ của dung dịch trong nồi, oC... Sau đó dung dịch tiếp tục được bơm qua thiết bị cô đặc thứ III , tại đây dung dịch được cô đặc đến nồng độ 45% Hơi đốt là hơi bão hòa được đưa vào thiết bị cô đặc thứ I, hơi đốt đi bên ngoài ống truyền nhiệt, nước ngưng sẽ được tháo ra bên ngoài, đồng thời trong ống tháo nước ngưng có bẫy Trang 11 Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị - GVHD: TS Trần Văn Ngũ hơi để tránh hơi đốt thoát ra bên ngoài, khí . ra khỏi thiết bị gia nhiệt ban đầu, dung dịch sẽ được nhập vào thiết bị cô đặc thứ III, đây là thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung tâm, dung dịch đi. ống, tại đây dung dịch được cô đặc đến nồng độ 19%.- Sau đó, dung dịch được bơm qua thiết bị cô đặc thứ II, tại đây dung dịch sẽ được cô đặc đến nồng độ