hơi thứ Wi ở từng nồi
9.1.Sơ đồ cân bằng nhiệt lượng
Trong đó:
- D: Lượng hơi đốt đi vào nồi 1
- Co, C1, C2: nhiệt dung riêng của dung dịch ban đầu, dung dịch ra khỏi nồi 1, 2
24 - tso, ts1, ts2: nhiệt độ sôi của dung dịch đầu, dung dịch ra khỏi nồi 1, nồi 2 -𝜌1, 𝜌2: nhiệt độ nước ngưng ở nồi 1, nồi 2
- Qm1, Qm2: nhiệt lượng mất mát ở nồi 1, nồi 2 (bằng 5% lượng nhiệt tiêu tốn để bốc hơi ở từng nồi)
9.2. Xác định nhiệt dung riêng của dung dịch ở các nồi.
Với dung dịch loãng (x < 20%), ta sử dụng công thức: C= 4186. (1-x) [1-152]
Dung dịch đầu có nồng độ 5%:
Co = 4186 × (1 − 0,05) = 3976,7 (J/Kg. độ) Dung dịch ra khỏi nồi 1 có nồng độ 8,11%:
C1 = 4186 × (1 − 0,0811) = 3846,52 (J/Kg. độ) Với dung dịch đặc (x>20%), ta dùng công thức:
C= Cht.x + 4185(1-x) [-1152] Trong đó Cht tính theo công thức:
M.Cht = n1c1 + n2c2 + n3c3 [1-152]
Tra bảng I.141 [1-152], ta có nhiệt dung nguyên tử của các nguyên tố: CK = 26000 J/Kg nguyên tử.độ
CN = 26000 J/Kg nguyên tử.độ CO= 16800 J/Kg nguyên tử.độ
Thay số ta đc: Cht KNO3= 26000.1+26000.1+16800.3= 1013,86 (J/kg.độ)
101
Dung dịch ra khỏi nồi 2 có nồng độ 23%:
C2 = 0,23 × 1013,86 + 4186 × (1 − 0,23) = 3456,41 (J/kg. độ)
Các thông số của nước ngưng:
Nhiệt độ của nước ngưng (lấy bằng nhiệt độ hơi đốt trong nồi cô đặc): θ1 = T1 = 151,1 oC; θ2 = T2 = 111,37 oC
Tra bảng I.249 [1-249] và nội suy ta có:
Cnc1 = 4299,84 J/Kg.độ ; Cnc2 = 4224,03 J/Kg.độ
Nhiệt độ sôi của dung dịch đi vào các nồi
tso: Nhiệt độ sôi của dung dịch đi vào nồi 1, oC ts1: Nhiệt độ sôi của dung dịch ở nồi 1, oC ts2: Nhiệt độ sôi của dung dịch ở nồi 2, oC tso = ts1=116,04 oC
ts2=75,02 oC
25
Với nồi cô đặc 1:
Lượng nhiệt đi vào nồi: Dung dịch đầu GđCotso; Hơi đốt D.i1
Lượng nhiệt đi ra nồi:
Sản phẩm mang ra (Gđ -W1). C1. ts1; Hơi thứ W1.i1;
Nước ngưng D. Cnc1. θ1 ;
Tổn thất Qm1 = 0,05D. (i1- Cnc1θ1)
Ta có phương trình cân bằng nhiệt lượng của nồi 1:
𝐷. 𝑖1 + 𝐺đ . 𝐶o.𝑡𝑠0 = 𝑊1 .𝑖1 ′ + (𝐺đ − 𝑊1 ). 𝐶1 .𝑡𝑠1 + 𝐷. 𝐶𝑛𝑐1 . 𝜌1 + 𝑄𝑚1
Với nồi cô đặc 2:
Lượng nhiệt đi vào nồi:
Dung dịch đầu: G1.C1.ts1; Hơi đốt: W1i2
Lượng nhiệt đi ra nồi:
Sản phẩm mang ra: (Gđ -W1-W2).C2.ts2; Hơi thứ : W2.i2’; Nước ngưng: W.Cnc2.θ2; Tổn thất: Qm2 = 0,05.W1.(i2- Cnc2θ2) Ta có hệ phương trình: D. i1 + Gđ . Co. ts0 = W1 . i1′ + (Gđ − W1 ). C1. ts1 + D. Cnc1. θ1 + Qm1 {W1. θ2 + (Gđ − W1). C1. ts1 = W2. i2 + (Gđ − W1 − W2). C2. ts2 + W1. Cnc2 . θ2 + Qm2 W1 + W2 = W W1 = W. (i2 ′ − C2. ts2 ) + Gđ. (C2. ts2 − C1. ts1) 0,95(i2 − Cnc2. θ2 ) + (i2 ′ − C1. ts1) W1. (i1 ′ − C1. ts1 ) + Gđ. (C1. ts1 − C0. ts0) D = 0,95. (i1 − Cnc1 . θ1) { W2 = W − W1 W1 = D = { 8452,17. (2608444 − 3456,41 .75,02) + 10800. ( 3456,41 .75,02 − 3846,52 .116,04 ) 0,95(2699667 − 4224,03 . 111,37) + (2608444 − 3846,52 .116,04 ) W1 (2699787 − 3846,52 .116,04 ) + 10800(3846,52 .116,04 − 3976,7 .116,04) 0,95(2754000 − 4299,84 . 151,1) W2 = 8452,17 − W1
26
W1 = 4167,02 (kg/h) {W2 = 4285,15 (kg/h) D = 4615,61 (kg/h)
Với nồi cô đặc 1:
Với nồi cô đặc 2:
𝜌1 = 𝜌2 = 4167,02 − 4143,22 = 0,57% 4243,22 4308,95 − 4285,15 = 0,55% 4243,22
27
Bảng 3: Lượng hơi thứ bốc ra ở từng nồi và sai số so với giả thiết
Nồi C [J/kg.độ] Cnc [J/kg.độ] Θ [oC] W, [kg/h] Sai số % Giả thiết Tính toán
1 3846,52 4299,84 151,1 4143,22 4167,02 0,57 2 3456,41 4221,86 111,37 4308,95 4285,15 0,55