Thiết kế thiết bị ngưng tụ cồn ống chùm 6000kh/ngay

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM - Giáo viên hướng dẫn : ThS Phan Minh Thụy Sinh viên : Nguyễn Thị Yến Nhi Lớp : KTTP 02-K63 MSSV : 20180523 ĐỒ ÁN MƠN HỌC Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ HÀ NỘI – 2021 Lời Nói Đầu Sự phát triển không ngừng kinh tế Việt Nam tạo biến đổi tích cực đời sống vật chất nhân dân Chính điều thúc đẩy quan tâm toàn xã hội đến vấn đề “ăn, uống” nói chung thực phẩm nói riêng Cơng nghệ thực phẩm thực sở hữu tiềm lớn cho bước chuyển vượt bậc Cồn đồ uống chứa cồn chiếm vị trí đáng kể công nghiệp thực phẩm nhu cầu khác như: ngành y tế, nguyên liệu, nhiên liệu cho ngành cơng nghiệp khác Vì việc xây dựng nên nhà máy sản xuất thiết bị chưng luyện cồn việc việc cần thiết mặt sản xuất cồn có chất lượng cao mà lại tận dụng hết sản phẩm nguồn nguyên liệu không dùng tới rỉ đường tạo sản phẩm cồn có nhiều công dụng công nghiệp nước ta Trao đổi nhiệt khâu bản, vấn đề sống với ngành chế biến thực phẩm Để giúp sinh viên có nhìn sâu sắc, bước nắm phần kiến thức quan trọng này, chương trình đào tạo Viện Công nghệ sinh học – Công nghệ thực phẩm, sinh viên làm quen với mơn “q trình thiết bị” Bên cạnh đó, để bước đầu giúp sinh viên nắm công việc kỹ sư thiết kế thiết bị hay hệ thống thực nhiệm vụ sản xuất, sinh viên giao thực đồ án môn học “quá trình thiết bị chuyển khối” Trên sở lượng kiến thức học môn học sở kiến thức số môn khoa học khác có liên quan, sinh viên tự thiết kế thiết bị, hệ thống thiết bị thực nhiệm vụ kĩ thuật có giới hạn q trình cơng nghệ Việc thực đồ án điều có ích cho sinh viên việctừng bước tiếp cận với việc thực tiễn, giúp sinh viên biết cách sử dụng tài liệu việc tra cứu, vận dụng kiến thức, quy định tính tốn thiết kế, tự nâng cao kĩ trình bày thiết kế theo văn khoa học nhìn nhận vấn đề cách có hệ thống Dưới hướng dẫn sâu sắc thầy Phan Minh Thụy, em hồn thành đề tài “Tính tốn thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm để ngưng tụ cồn nồng độ 96% khối lượng, lưu lượng 6000kg/ngày” Tuy cố gắng nhiều việc thực đồ án với kiến thức hạn chế, đồ án cịn có thiếu sót khơng mong muốn, mong nhận đóng góp quý thầy,cô bạn ngành Công nghệ thực phẩm để thân rút kinh nghiệm thành công đồ án Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy, cô môn Công nghệ thực phẩm – trình thiết bị tạo điều kiện cho em thực đồ án Em xin cảm ơn giúp đỡ tận tình thầy giáo: Phan Minh Thụy suốt thời gian thực đồ án bạn lớp! Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Nguyễn Thị Yến Nhi Phần I: Tổng Quan Giới thiệu chung cồn 1.1 Tình hình sản xuất cồn Công nghệ cồn Etylic khoa học phương pháp trình chế biến nguyên liệu chứa tinh bột, đường, xenluloza, Etylen thành sản phẩm Etanol Công nghệ sản xuất cồn thực phẩm sử dụng kiến thức lý hóa học, hố keo, hố cơng hố sinh Quy trình cơng nghệ sản xuất cồn Etylic chia thành cơng đoạn chính: chuẩn bị dịch đường lên men, gây men giống, lên mên dịch đường xử lý dịch lên men - Chuẩn bị dịch lên men: Nếu nguyên liệu chứa tinh bột cơng đoạn gồm nghiền, nấu, đường hố làm lạnh đến nhiệt độ lên men Nếu nguyên liệu mật rỉ chuẩn bị dịch lên men gồm pha lỗng sơ bộ, xử lí mật rỉ, bổ xung nguồn dinh dưỡng, tách cặn pha loãng tới nồng độ gây men lên men - Gây men giống lên men: muốn lên men trước hết cần phát triển men giống tới chất lượng số lượng cần thiết, thường bằng 10% thể tích thùng lên men Sau đưa men giống dịch đường vào thùng khống chế điều kiện xác định để nấm men chuyển hoá đường thành rượu CO Dịch nhận sau lên men gọi giấm chín - Xử lí dịch lên men: Cơng đoạn có liên quan tới kiến thức lí học q trình thiết bị cơng nghệ hố (đó q trình chuyển khối) Thực chất dùng hệ thống chưng luện phù hợp để tách rượu chất dễ bay khỏi dấm chín, sau đem tinh luyện để nhận cồn sản phẩm, thoả mãn tiêu chuẩn yêu cầu tiêu dùng Sản phẩm thu sau xử lí bao gồm cồn thực phẩm, cồn đầu, dầu fusel (hoặc ancol cao phân tử) Ngồi cịn thu số sản phẩm khác… Tuy nhiên để thu cồn tinh chế có tiêu chuẩn đáp ứng yêu cầu việc dễ làm Đặc biệt việc tách bỏ loại tạp chất (nhất chất độc) khỏi cồn Do khn khổ đồ án tốt nghiệp thiết kế phân xưởng sản xuất cồn (từ lên men đến tinh chế) trình bày cơng đoạn chưng cất tinh chế sau lên men thu dấm chín nồng độ 5% - 7% để thu cồn đạt yêu cầu TCVN 71 loại I Đặc biệt trọng đến giải pháp công nghệ Hầu giới dùng cồn để pha chế rượu cho nhu cầu khác như: y tế, nhiên liệu nguyên liệu cho ngành cơng nghiệp khác Tuỳ theo tình hình phát triển nước, tỷ lệ cồn dùng ngành đa dạng khác nước có công nghiệp rượu vang phát triển Italia, Pháp, Tây ban nha… cồn dùng để tăng thêm nồng độ rượu Một lượng lớn cồn dùng để pha chế loại rượu mạnh, cao độ Whisky, Martin, Brandy, Napoleon, Rhum… Rượu đồ uống có rượu chiếm vị trí đáng kể cơng nghiệp thực phẩm Chúng đa dạng tuỳ theo truyền thống thị hiếu người tiêu dùng mà nhà sản xuất làm nhiều loại rượu mang tên khác Tuy nhiên chia thành loại chính: rượu mạnh có nồng độ 30% V, rượu thơng thường có nồng độ từ 15 đến 30 % V, rượu nhẹ có nồng độ 15%V Ở nước ta, nghề nấu rượu thủ cơng có từ ngàn xưa chưa có tài liệu cho biết xác có từ miền núi, đồng bào dân tộc dùng gạo, ngơ, khoai, sắn, nấu chín cho lên men, men lấy từ số nuôi cấy khiết Sản phẩm tiếng rượu cần đồng bằng, nhân dân biết nuôi cấy phát triển nấm mốc, nấm men thiên nhiên mơi trường thích hợp, gạo nguyên liệu khác có chứa tinh bột nấu chín Đó gọi men thuốc bắc Sản xuất rượu cồn theo công nghiệp nước ta năm 1898 người Pháp thiết kế xây dựng.Trước cách mạng tháng Tám loạt nhà máy sản xuất rượu từ nguyên liệu tinh bột thành lập Hà Nội, Nam Định, Hải Dương,… Sau có xây dựng thêm số nhà máy sản xuất cồn rượu từ mật rỉ tận dụng mật rỉ nhà máy đường.Tuy cồn nhà máy ta làm nói chung chưa đạt TCVN-71, TCVN-71 cồn rượu ta thuộc loại thấp so với nước tiên tiến giới Trước tình hình Trong hội thảo “Dự án chiến lược phát triển khoa học công nghệ ngành rượu bia nước giải khát “,theo đề nghị chuyên gia đến năm 2005 nước ta nên có khoảng 180 đến 200 triệu lít rượu loại, tương đương khoảng 50 triệu lít cồn tinh khiết Trong cồn từ nguyên liệu tinh bột chiếm 30-40 %, số lại cồn từ rỉ đường.Cồn tinh bột trước mắt nhà máy rượu Bình Tây, Hà Nội Thanh Ba đảm nhiệm cần hồn chỉnh cơng nghệ thiết bị để sử dụng hết suất thiết kế Đồng thời xây dựng thêm số nhà máy rượu rỉ đường nơi có mật rỉ Nếu khơng làm dẫn đến lãng phí lượng rỉ nhà máy đường thải Song song với sản xuất loại rượu uống cần nhanh chóng triển khai sản xuất acid axetic, acid xitric từ rỉ đường để cung cấp cho nhu cầu ngành cao su ngành kinh tế khác Trước mắt phối hợp với chương trình lượng nghiên cứu sử dụng cồn vào mục đích thay chất đốt Điều vơ có lợi cồn cháy ảnh hưởng đến mơi trường dầu hoả, lại hạn chế tình trạng phá rừng lấy củi đốt Chúng ta cần đổi quan niệm “cồn để pha rượu uống “ Trong tương lai không xa nữa, chắn rằng cồn nước ta trở thành nguyên liệu cho nhiều ngành sản xuất khác nhiều nước làm 1.2 Ứng dụng cồn Cồn chất lỏng khơng màu, có mùi đặc trưng, dễ hút ẩm, tạo hỗn hợp đẳng phí với nước, nồng độ cồn điểm đẳng phí 89%, cồn trộn với nước có nhiệt độ sôi 78,150C Cồn etylic chất phân cực mạnh Cồn trộn lẫn với ete nhiều dung mơi khác Cồn hồ tan nhiều hợp chất hữu vô Cồn dễ cháy tạo hỗn hợp nổ với khơng khí Cồn có nhiều ứng dụng nhiều lĩnh vực đời sống xã hội • Cồn dùng nhiều đời sống: Cồn pha với nước thành rượu để uống, chế biến thức ăn, chế biến loại hương hoa • Trong y tế cồn dùng để sát trùng, sản xuất dược phẩm, để chữa bệnh, • Cồn cịn sản phẩm hố học: cồn sử dụng trực tiếp nguyên liệu trung gian để sản xuất axit acetic, andehyt acetic, etyl acetat hố chất khác, tạo hố chất dầu mỏ • Ngồi cồn cịn dùng công nghiệp để làm chất đốt, làm dung môi hồ tan hợp chất vơ hữu • Cồn cịn dùng cao su tổng hợp, Ngày nay, người ta dùng cồn tuyệt đối (trên 99,5%V) để thay phần nhiên liệu cho động tơ Cồn thay 20% - 22% tổng lượng xăng thành "gasohol" để sử dụng ôtô phương tiện khác dùng động xăng Đây hướng phát triển đầy triển vọng ngành cơng nghiệp việc sử dụng cồn thay phần cho xăng làm giảm bớt ô nhiễm môi trường, để tiết kiệm lượng loại động Nó làm tăng số octan xăng, ngăn cản cháy kích nổ dẫn đến thay tetra etyl chì chất độc.Cồn có nhiều ứng dụng,chính việc tạo cồn tuyệt đối công việc cần thiết quan tâm phát triển Quá trình chưng luyện 2.1 Khái niệm chưng cất Chưng phương pháp tách hỗn hợp chất lỏng (cũng hỗn hợp khí hóa lỏng) thành cấu tử riêng biệt, dựa độ bay khác cấu tử dung dịch Chưng cất ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp hóa học có khả tách hồn tồn hỗn hợp cấu tử dễ bay có tính chất hịa tan phần hoàn toàn Hỗn hợp cần chưng cất etanol-nước Để cho trình chưng cất liên tục cần cho hỗn hợp vào phân li tiếp xúc trực tiếp với luồng có nồng độ cấu tử khó bay lớn so với dung dịch Do hệ thống thiết bị để chưng cất liên tục, tháp gồm hai phần đoạn chưng đoạn luyện đoạn chưng tháp xảy cấu tử dễ bay tách khỏi chất lỏng chảy xuống, cịn đoạn cất lên giàu cấu tử dễ bay 2.2 Hệ thống thiết bị chưng cất Hình 2.1: sơ đồ thiết bị chưng luyện Chú thích: Thùng chứa hỗn hợp dầu Thiết bị làm sản phẩm đỉnh Bơm Thùng chứa sản phẩm đỉnh Thùng cao vị Thiết bị gia nhiệt đáy tháp Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 10 Thùng chứa sản phẩm đáy Tháp chưng luyện 11 Thiết bị tháo nước ngưng Thiết bị ngưng tụ hồi lưu 10 Trong Với đại lượng vật lý tính tốn chuẩn số Pr T lấy theo nhiệt độ thành tiếp xúc với lưu thể, chuẩn số Nu, Re, Pr lấy theo nhiệt độ trung bình lưu thể với k hệ số điều chỉnh tính đến ảnh hưởng tỷ số chiều dài L đường kính ống Chọn chế độ dòng chảy thiết bị truyền nhiệt Re = 11000 > 10 (chảy xoáy) nên hệ số cấp nhiệt nước xác định theo phương trình: (1.32 – QTTB,tr25) Chọn εk = (tra Bảng V.2 trang 15 Sổ tay QT&TB Cơng nghệ hố chất - Tập 2) - Thay số vào ta được: Hệ số cấp nhiệt phía nước α2 Từ cơng thức: α2 = = W/m2.độ 4.1.5 Nhiệt tải riêng q1 (W/m2) - Nếu coi mát nhiệt truyền từ lưu thể sang lưu thể ko q 5%, ta tính tốn nhiệt tải riêng q q2 khơng chênh lệch 5% Thực bước sau:  Chọn nhiệt độ chênh lệch thành ống:  Tính α1 q1 ( nhiệt tải riêng phía hơi)  Tính ∆t = tT1 −tT2 chênh lệch nhiệt độ hai bên thành ống: Từ suy tT2 nhiệt độ tường phía nước  Tính chuẩn số Prandlt tường PrT theo nhiệt độ tT2 Tính α2 theo cơng thức xác định, từ tính  So sánh q1 q2: phù hợp  Tính qtb nhiệt tải riêng trung bình:  Chọn , ta có: tT1= 78,19 – 10,3= 67,89 C Nhiệt độ màng cồn là: 34 Ở 73,040C màng cồn (rượu etylic 96%) với: ρcồn= 753,803 kg/ m3 (theo bảng I.2 trang sthc tập 1) λcồn= 0,1927 W/m.độ (theo bảng I.130 trang 135 sthc tập 1) μcồn= 0,52.10-3N.s/m2(theo bảng I.101 trang 92 sthc tập 1) → A ==52,9 - Thay vào cơng thức tính hệ số cấp nhiệt phía hơi: α 1= 1,28 × 52,9 × 0,8 × = 2387,35 W/m2.độ - Nhiệt tải riêng: q1 =α1 × Δt1 = 2387,35 x 10,3= 24589,911 W/m2 - Chênh lệch nhiệt độ hai thành ống: Δt = q1 × = 24589,911 x 0,733 10-3 = 18,02 °C - Nhiệt độ tường phía nước: tT2 = tT1 – Δt =67,89 – 18,02 = 49,87 °C - Chênh lệch nhiệt độ thành ống nước: Δt2 =tT2 – tn = 49,87 – 38,81 = 11,06 °C - Tại tT2 = 49,870C: -3 µ= 0,5506.10 Ns/ m2 (bảng I.102 trang 95 sthc tập 1) Cp=4184,62 J/kg.°C (bảng I.149 trang 168 Sthc tập 1) λ=0,5568 W/m.độ (bảng I.129 trang 133 sthc tập 1) - Vậy: PrT = = 4,14 W/m2.độ - Hệ số cấp nhiệt phía nước là: α2 = × ()0,25 = 2311,2 W/m2.độ - Nhiệt tải riêng phía nước là: 35 q2 = α2 × Δt2 = 2311,2 x 10,06 = 25561,86 W/m2 - So sánh: - So sánh nhận thấy phù hợp Nhiệt tải riêng trung bình: qtb = (q1 + q2) = ( +) = 25075,8855 W/m2 4.1.6 Bề mặt truyền nhiệt - chọn thiết bị - Hệ số truyền nhiệt K là: K = = = 631,094 W.m2.oC - Bề mặt truyền nhiệt tính theo cơng thức: F = = = 2,523 (Các QTTB cơng nghệ hóa chất thực phẩm tập – trang 247) 4.1.7 Lượng nước cần thiết cho trình làm lạnh Q= Gn.Cp.(tc – tđ) Nên Gn = = = 0,606 kg/s 4.1.8 Số ống truyền nhiệt Có: dtb = x (0,024+0,019) = 0,0215 n = = = 37,4 ống Tra bảng V.11 trang 48 STHC ta chọn sau: ⮚ Tổng số ống: n = 61 ống ⮚ Xếp ống theo hình cạnh (kiểu bàn cờ) ⮚ Số ống đường xuyên tâm hình cạnh: b = ống ⮚ Chiều dài ống: L = m 4.1.9 Vận tốc chảy giả thiết theo Re = 11000 vgt = = =0,393 m/s 4.1.10 Vận tốc chảy thực tế nước ống vtt= = = 0,118m/s 36 Ta thấy: vgt > vtt nên phải chia ngăn thiết bị Số ngăn: m= = = 3,3 ngăn Chọn m = 4.1.11 Tính lại chuẩn số Reynolds Trong đó: n1 = 4.1.12 Đường kính thiết bị (V.140 , tr49, sthc tập 2) Trong đó: b = ống dn: đường kính ngồi ống truyền nhiệt ÷ t: bước ống, thường chọn t = (1,2 1,5)dn Chọn : t = 1,5.dn = 1,5 x 0,024= 0,036 m Khi đó: m Vậy lấy D = 0,4 m KẾT LUẬN Chọn thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm, đặt nằm ngang có chiều dài m, đường kính D = 0,4 m Số ống truyền nhiệt n = 61 ống, ống xếp theo hình cạnh (kiểu lục giác) Thiết bị chia lối 37 4.2 Tính khí 4.2.1 Thân thiết bị Chế tạo bằng cách hàn làm việc áp suất thấp  Xác định độ dày vỏ thiết bị Theo sở tính tốn thiết bị thiết bị thuộc loại vỏ mỏng chịu áp suất trong, nên chiều dày thiết bị tính theo cơng thức Trong đó: P: Áp suất bên vỏ bằng áp suất khí quyển: P = 0,1 N/mm2 D: Đường kính vỏ, D = 400mm ứng suất kéo cho phép thép ⮚: hệ số bền thành hình trụ theo phương dọc C: hệ số bổ sung ăn mòn, bào mòn dung sai chiều dày Nhiệt độ tính tốn thiết bị : t = 38,810C Nguyên nhân làm cho thiết bị yếu hàn khoét lỗ thiết bị - Giá trị hệ số bền mối hàn h phụ thuộc vào dạng mối hàn vật liệu chế tạo: vật liệu chế tạo thân thiết bị thép Inox 304 kiểu hàn giáp mối bên, cách hàn hàn tay bằng hồ quang điện Tra bảng XIII.8 sổ tay hóa cơng tập trang 362 ta có: ⮚ h = 0,9 - Giá trị hệ số bền thân hình trụ khoét lỗ phụ thuộc vào vị trí đường kính lỗ: thân thiết bị có khoét lỗ: cửa dẫn cồn vào, cửa dẫn cồn lỏng cửa khí khơng ngưng Áp dụng cơng thức XIII.14 XIII.15 sổ tay hóa cơng tập trang 361 ta có: ϕl = 1, − ( 0,076 + 0,014 ) 1,2 + 0,4 − (0,038 + 0,014) = 1,86 0,4 Hệ số bền: 38 ϕ = ϕh + ϕl = 0,9 + 1,86 = 2,76 Đại lượng bổ sung C phụ thuộc vào độ ăn mòn, độ bào mòn dung sai chiều dày Ta xác định đại lượng C theo công thức sau: C = C1 + C2 + C3 Trong đó: C1 - bổ sung ăn mòn, xuất phát từ điều kiện ăn mịn vật liệu mơi trường thời gian làm việc thiết bị Đối với vật liệu bền Inox- 304 ta lấy 0,05 mm/ năm, cho thời gian làm việc 20 năm Vậy lấy C1 = 0,05.20 = mm C2 - đại lượng bổ sung hao mịn cần tính đến trường hợp ngun liệu chứa hạt rắn chuyển động với tốc độ lớn thiết bị Đại lượng thường chọn theo thực nghiệm Đa số trường hợp tính tốn thiết bị hóa chất ta bỏ qua C2 = C3 - đại lượng bổ sung dung sai chiều dày, phụ thuộc vào chiều dày vật liệu Đối với vật liệu Inox 304 có chiều dày từ 3- 5mm lấy C = 1,5 mm ( Tra bảng XIII.9, Sổ tay hóa cơng tập II) Suy ra: C = C1 + C2 + C3 = + 1,5 = 2,5 ( mm ) Ứng suất cho phép thép S theo giới hạn bền xác định theo công thức XIII.1 bảng XIII.3 Thiết bị thuộc nhóm loại II ( [σk ] = η =1 , xem bảng XIII.2) σk 540.106 η k = 1,0 = 208.106 N / m nk 2,6 Ứng suất cho phép giới hạn chảy – theo công thức XIII.2 bảng XIII.3 sổ tay hóa cơng tập ta có: [σk ] = σ ch 220 η = 1,0 = 146,67.106 N / m nch 1,5 Ta lấy giá trị bé hai kết vừa tính ứng suất để tính tốn tiếp: 39 Chiều dày vỏ thiết bị: (mm) Để đảm bảo độ bền học đồng thiết kế thiết bị ta chọn độ dày vỏ thiết bị  Các ý : - Đảm bảo đường hàn ngắn tốt - Chỉ hàn giáp mối (giáp mối bên) - Bố trí đường hàn dọc cách 100 mm - Bố trí mối hàn vị trí dễ quan sát - Khơng khoan lỗ qua mối hàn 4.2.2 Đáy nắp thiết bị Đáy nắp nối với thân bằng cách hàn, ghép bích Chọn đáy nắp thường dung thiết bị hóa chất có dạng cầu elip, nón…đối với thiết bị làm việc áp suất thường nên dung đáy nắp thằng chế tạo đơn giản giá rẻ, đáy nắp hình elip hợp lý thiết bị trụ hay nồi chế tạo bằng phương pháp dập, dung trường hợp áp suất dư không nhỏ 1N/m - - - Chọn đáy nắp có gờ để dễ ghép bích Thông số đáy nắp (tra bảng XIII.10;11 trang 382;383;384 STHC ) Thơng số Giá trị Đường kính thiết bị Dt = 400mm 40 Chiều cao đáy ht = 125 mm Chiều cao gờ đáy h = 25 mm Thể tích đáy V= 11,5 10−3 Khối lượng đáy nắp M= 6,6 kg Đường kính phơi đáy, nắp elip 516 mm Bề dày đáy nắp S = mm m3 Chú ý: Nếu thiết bị khơng chịu áp lực, nên chọn bề dày ống bé đến mức có thể, để đạt hiệu truyền nhiệt tốt nhất, giá thành rẻ, nhẹ … 4.2.3 Mặt bích Sử dụng kiểu bích liền có cổ: Bích liền ngồi (kiểu 5) Các thơng số: (bảng XIII.27/417/sthc2) 41 Áp P suất Đường Kích thước ống nối Bu lơng D Dkính z h Chiều dài l Dn Dδ D1 dB y mm mm mm mm mm mm mm mm Dt D Db D1 D0 db Z h H S1 20 25 105 75 58 16 80 M mm mm mm mm mm 12mm mm mm mm atm P atm 400 545 500 462 413 M20 16 23 45 4.2.4 Ố ng nối Chọn loại (bảng XIII.26/409/STHC 2) 4.2.4.1 Ống dẫn nước vào : Vận tốc nước vào thiết bị v = m/s Từ phương trình lưu lượng ta tính đường kính ống dẫn nước 42 (Bảng XIII.26/409/sthc2) Chọn d = 20mm 4.2.4.2 Ống khí khơng ngưng : Chọn theo tham khảo Dt = 15mm, D = 80mm, D1 = 40mm, h = 10mm, M10, 4.2.4.3 Ống dẫn cồn vào Chọn vận tốc vào thiết bị vh1 = 10m/s với lưu lượng Gh1 = 0.07 (kg/s) Khối lượng riêng cồn 96% vào t = 78,19℃ Lượng vào ống Đường kính đường cồn vào Tra trang 412 Sổ tay QT&TB Cơng nghệ hố chất - Tập Dt = 80 mm, D = 185 mm, D1 =150 mm, M16, cái, h =14 mm, Dn = 89 mm 4.2.4.4 Ống dẫn cồn Chọn vận tốc cồn 0.5m/s lưu lượng G = 0.07kg/s, Tra trang 409 Sổ tay QT&TB Cơng nghệ hóa chất – tập Dy = 15mm, D = 80mm, D1 = 40mm, h = 10mm, M10, 4.2.5 Tính chân đỡ thiết bị Khối lượng tải mà chân thiết bị phải chịu là: mtt = mn + mc + mthan + mday + mnap + mong Trong đó: 43 Khối lượng nước ống truyền nhiệt: Khối lượng cồn có thiết bị: Khối lượng thân thiết bị: Khối lượng ống truyền nhiệt: Khối lượng nắp đáy thiết bị: Thay vào cơng thức ta có: Tải trọng mà chân đỡ thiết bị phải chịu là: Dựa vào tải trọng mà chân đỡ thiết bị phải chịu ta tra bảng XIII.37 Sổ tay hóa cơng tập trang 439 ta chọn kích thước chân đỡ sau: 44 Tải trọng cho phép chân đỡ -4 G.10 N Chiều dày Chiều dày tối thiểu tối thiểu thành thiết thiết bị H bị lót S có lót B SH 140 mm 2,5 260 45 PHẦN IV: KẾT LUẬN Như vậy, hiệu trao đổi nhiệt ổn định sử dụng ống chùm nằm ngang, phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường Cấu tạo chắn, gọn với suất tiêu hao kim loại nhỏ, hình dạng phù hợp với yêu cầu thẩm mỹ công nghiệp Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm dễ chế tạo, lắp đặt vệ sinh, bảo dưỡng vận hành, tuổi thọ cao Tốc độ ăn mòn diễn chậm thiết bị thường xuyên chứa nước nên khơng tiếp xúc với khơng khí u cầu vệ sinh thiết bị định kì nhằm nâng cao hiệu làm việc tránh hư hỏng không đáng có Khi lau thiết bị cần ý tránh làm trầy xước bề mặt bình dẫn đến việc khó lau cặn bẩn vào lần sau Cách chia ống kích thước thiết bị hợp lí, phù hợp với mục đích sủ dụng để đạt hiệu cao Trong đồ án em hoàn thành yêu cầu thiết kế gồm :  Tổng quan chung cồn thiết bị ngưng tụ  Tìm hiểu thiết bị ngưng tụ ống chùm nằm ngang  Tính tốn thiết bị khí Q trình tìm hiểu nghiên cứu đồ án mơn học q trình & thiết bị: “Thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm để ngưng tụ cồn nồng độ 96% khối lượng lưu lượng 6000kg/ngày” em tìm hiểu tiếp thu nhiều kiến thức: • Nắm bắt rõ nguyên lí hoạt động, cấu tạo, ứng dụng lưu ý kĩ thuật thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm • Biết cách phân tích ưu, nhược điểm thiết bị trao đổi nhiệt thiết bị ống chùm để từ lựa chọn thiết bị phù hợp với mục đích sử dụng • Biết cách tính tốn thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm để ngưng tụ cồn với nồng độ suất theo yêu cầu kĩ thuật yêu cầu sử dụng thực tế Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy mơn q trình thiết bị thấy giáo hướng dẫn Phan Minh Thụy bạn nhóm đồ án có hướng dẫn nhận xét giúp đồ án môn học em hoàn thiện 46 Em xin chân thành cảm ơn 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO Sổ tay q trình thiết bị cơng nghệ hố chất, Tập - Các tác giả - Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006 Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hố chất, Tập - Các tác giả - Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006 Thiết bị truyền nhiệt chuyển khối – Nguyễn Văn May, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2006 Công nghệ sản xuất kiểm tra cồn etylic – PGS.TS Nguyễn Đình Thưởng TS Nguyễn Thanh Hằng – Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 2005 Tập Các trình thiết bị truyền nhiệt– PGS.TS Tôn Thất Minh (Chủ biên), Phạm Anh Tuấn, Nguyễn Tấn Thành – Nhà xuất Bách khoa Hà Nội, 2015 Cơ sở tính tốn thiết kế máy thiết bị thực phẩm, PGS.TS Tôn Thất Minh - Nhà xuất Bách khoa Hà Nội, 2012 Các trình thiết bị cơng nghệ hố chất thực phẩm - Phạm Xuân Toản – Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật 48