: nhiệt lượng tổn thất ra môi trường của toàn tháp
5.3.3. Thiết bị đun chất lỏng đáy tháp
Chọn nồi đun gia nhiệt sản phẩm đáy là nồi đun Kettle, ống truyền nhiệt được làm bằng inox SUS 304, kích thước ống 25 x 2.
Chọn dịng hơi cấp nhiệt đi trong ống 25 x 2 là hơi nước bảo hịa ở 1,6 at, tương đương với nhiệt độ sơi của nước: oC
Ẩn nhiệt ngưng tụ: (kJ.kg-1)(I.250, trang 312, [6])
Sản phẩm đáy trước khi vào nồi đun có nhiệt độ oC, nhiệt độ ra oC.
5.3.3.1. Suất lượng hơi nước cần dùng
Lượng nhiệt cần tải cung cấp cho đáy tháp: (kJ.h-1)
Suất lượng hơi nước cần dùng:
5.3.3.2. Xác định bề mặt truyền nhiệt
Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt:
(V.1, trang 3, [7])
Xác định :
Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều ta có:
(V.8, trang 5, [7])
Xác định hệ số truyền nhiệt K:
Hệ số truyền nhiệt K được tính theo cơng thức:
(W.m-2.độ) (V.5, trang 4, [7]) Với:
- : hệ số cấp nhiệt của nước trong ống W.m-2.độ - : hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng tụ W.m-2.độ - : nhiệt trở của thành ống và lớp cáu
Xác định hệ số cấp nhiệt của hơi nước:
Hệ số cấp nhiệt của hơi nước được tính theo cơng thức:
(5-34)
Với:
- : nhiệt độ của vách tiếp xúc với hơi nước (trong ống)
- : hệ số phụ thuộc vào tính chất vật lý của nước theo nhiệt độ Nhiệt tải ngoài thành ống:
Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh
(5-35) Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu:
(5-36) Trong đó:
- : nhiệt độ của vách tiếp xúc với sản phẩm đáy (ngoài ống)
(5-37) - Bề dày thành ống: mm
- Hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ: (W/m2.độ) (XII.7, trang 313, [7])
- Nhiệt trở của lớp bẩn ở tường với hơi nước sạch: (m2.độ.W-1)
- Nhiệt trở của lớp cáu phía sản phẩm đáy: (m2.độ.W-1)
Suy ra: (m2.độ.W-1)
Vậy: (5-38)
Xác định hệ số cấp nhiệt sản phẩm đáy:
Hệ số cấp nhiệt của sản phẩm đáy được xác định theo công thức (chế độ sôi sủi bọt và xem sản phẩm đáy như là nước).
(V.91, trang 26, [7]) (5-39)
Với P: áp suất để đạt nhiệt độ sơi của sản phẩm đáy, khi đó at (N/m2)
Khi đó ở nhiệt độ trung bình:
Ta được: oC (tra V.101, trang 29, [7]). Từ (5-35) ta có:
(W.m-2)
Xem nhiệt tải mất mát là khơng đáng kể: (W.m-2) Từ (5-38) ta có:
oC
Từ (5-40) ta có:
(W.m-2) Kiểm tra sai số:
=> (thỏa điều kiện) Vậy oC và oC Khi đó: - (W/m2độ) - (W.m-2.độ) (W.m-2.độ)
Bề mặt truyền nhiệt trung bình:
(m2) Chọn số ống truyền nhiệt là 61 ống. Suy ra chiều dài ống truyền nhiệt:
Chọn chiều dài mỗi ống là 1,5 m. Vậy nồi đun gia nhiệt sản phẩm đáy là thiết bị truyền nhiệt vỏ - ống với số ống n = 61
Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh
Ống được bố trí theo hình lục giác đều, nên ta có số ống trên đường chéo hình lục giác: b = 9 ống. Chọn bước ngang giữa hai ống: t = 1,4 x dng = 0,035 m (trang 49, [7]).
Đường kính vỏ thiết bị:
(m) (V.140, trang 49, [7])
Bảng 5-15: Tóm tắt các thơng số nồi đun chất lỏng ở đáy tháp
Thơng số Kí hiệu Giá trị
Loại thiết bị Nồi đun Kettle
Đường kính ngồi của ống 25 mm
Bề dày ống 2 mm
Chiều dài ống L 1,5 m
Số ống n 61 ống
Hệ số truyền nhiệt K 978,984 (W/m2.độ)
Bề mặt truyền nhiệt trung bình Ftb 6,159 m2
Đường kính vỏ thiết bị Dv 0,38 m