Như vậy áp suất chân không cần duy trì là: P1 = 0,4 at = 0,4.105 Pa Thể tích khí không ngưng cần hút: S1 = 0,0189 m3/s.
Chiều cao từ miệng ra của thiết bị thu hồi đến mặt đất là H≈
11 m.
Ta đặt bơm chân không ở mặt đất, do đó ta chọn tổng chiều dài các đoạn ống dẫn từ thiết bị thu hồi đến bơm chân không là 11 m.
1. Chọn bơm chân không:
Chọn loại bơm chân không trước hết phụ thuộc vào loại và lưu lượng khí cần hút cũng như vùng áp suất làm việc.
Ta thấy khí cần hút có thể xem như không khí, áp suất làm việc là 0,4 at = 304 tor , nên ta có thể chọn bơm chân không vòng nước. Do đó ta không cần phải làm khô khí trước khi hút về bơm chân không.
Tốc độ khí cần hút 7.144*10-3m3/s = 0.4287m3/ph , độ chân không là : 0.6at = 456mmHg vậy chọn bơm chân không vòng nước BHK-8
- số liệu của bơm chân không là : năng suất là 0.8m3/ph độ chân không : 620mmHg công suất điện : 2.2kW Nguyên lý hoạt động của bơm vòng nước:
Bơm vòng nước là loại bơm đẩy, tạo chân không bằng cách lôi cuốn khí ra khỏi thể tích, dựa trên nguyên tắc chuyển động cơ học để hút khí. Có một động cơ làm cho rôto chuyển động, tạo thể tích thay đổi để hút và nén khí. Quá trình hút và nén khí được thực hiện dựa trên nguyên tắc mở rộng và thu hẹp thể tích làm việc của các khoang bơm. Khi rôto quay lệch tâm với thân bơm hình trụ, do lực ly tâm nước văng ra tạo
thành vòng nước bít kín các khoảng bơm giữa các cánh gạt. Vì cánh gạt quay lệch tâm với thân bơm nên độ ngập sâu của cánh gạt tại các vị trí khác nhau trong vòng nứơc cũng khác nhau. Khoang bơm giới hạn giữa 2 cánh gạt và vòng nước có thể tích thay đổi tuỳ theo vị trí. Tại vị trí thể tích khoang bơm tăng lên được nối với cửa hút, còn phần cuối của vòng quay hơi thể tích bị thu hẹp được nối với cửa đẩy. Do đó bơm rất thuận lợi để hút các loại khí có hơi nước.
KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT:
Nhiệm vụ cảu đò án là thiết kế thiết bị cô đặc chân không hai nồi lien tực xuôi chiều, dùng hơi đốt là hơi nước bão hòa có áp suất là at để cô đặc dung dịch nước ép từ cây mía có nồng dộ khoảng8 % đến nồng độ20 %. Đây không phải là phương án duy nhất, so với các phương án khác nó cung có những ưu và nhược điểm như sau:
• Ưu điểm:
- Hệ thống cô đặc hai nuồi xuôi chiều thích hợp để cô đặc các dung dịch dễ biến tính vè nhiệt độ cao hơn do trong hệ xuôi chiều nồi đầu có nhiệt độ và áp suất cao hơn nồi sau nên sản phầm được hình thành ở nồi có nhiệt đội thấp hơn.
- Hệ thống làm việc liên tục và được thiết kế có diện tích bề mặt truyền nhiệt cao hơn yêu cầu công nghệ khoảng 20%. điều này dảm bảo cho hệ thống có thể tạp ra sản phẩm có nồng độ đạt yêu cầu, có thể linh hoạt trong một khoảng nồng độ nào đó, cung có thể cho phép nâng cao công suất.
- Dùng hệ cô đặc 2 nồi có thể tiết kiệm được chi phí hơi đốt do tận dụng được hơi thứ của nồi trước làm hơi đốt cho nồi sau. Từ đó có thể giảm chi phí vận hành và giảm giá thành của sản phẩm.
- Thiết bị cô đặc chân không làm giảm nhiệt độ sôi của dung dịch, tránh được sự hư hỏng sản phẩm do nhiệt độ cao.
• Khuyết điểm:
- Do hệ thống làm việc lien tục nên dung dịch nhập liệu phải ở trạng thái sôi từ đó dẫn đến phải mất them khoảng chi phó cho thiết bị gia nhiệt để gia nhiệt nhập liệu trước khi vào nồi I.
- Nhiệt độ sôi nồi II thấp hơn nồi I nhưng nồng độ dung dịch lại tăng lên do đó độ nhớt của dung dịch tăng mạnh, hệ số truyền nhiệt cũng giảm rất nhiều.
- Hệ thống cô đặc nhiều nồi đòi hỏi chi phí cho thiết bị nhiều hơn hẳn so với hệ thống cô đặc gián đoạn 1 nồi. Đồng thời nó cũng đòi hỏi một khoảng diện tích lắp đặt lớn hơn.
- Điều kiện vận hành khó hơn so với hệ thống cô đặc 1 nồi gián đoạn.
- Trong quá trình tính toán và thiết kế, do đây là lần đầu thiết kế một hệ thống công nghiệp và ít tiếp xúc với thực tế nên có sử dụng hệ số an toàn rất cao, do đó làm tăng khối lượng và giá thành thiết bị lên khá nhiều.
Một số nguyên nhân gây sai số:
- Các số liệu tra từ nhiều sách khác nhau.
- Sai số do quy tròn trong quá trình tính toán.
- Nhiệt tổn thất ra môi trường chỉ là số liệu lý thuyết.
Trong đồ án này, nhóm thực hiện đã vận dụng những kiến thức đã học của bộ môn “ Quá trình và thiết bị công nghệ Hóa Học” được thầy cô truyền đạt. Nhưng khi áp dụng vào thực tế thì chưa tinh tế và có nhiều thiếu sót vì kiến thực thực tế còn hạn hẹp.
Đây là bài tập thiết kế đầu tiên, nên khi bắt tay vào làm còn nhiều lung túng và không tránh khỏi sai sót,nên mong được sự chỉ dẫn của thầy cô.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Phạm Văn Bôn ( Chủ biên), Nguyễn Đình Thọ, “Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học tập 5- Giáo trình Quá trình và thiết bị truyền nhiệt”.
[2]. Nhiều tác giả, “ Sổ tay Quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, tập I”, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1999.
[3]. Nhiều tác giả, “ Sổ tay Quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, tập II”, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1999.
[4]. Hồ Lê Viên, “ Thiết kế và tính toán các chi tiết thiết bị hóa chất”, Nhà xuất bản giáo dục, 1978.