Ngày đăng: 19/03/2013, 10:19
Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn Ngũ Bộ Giáo Dục & Đào Tạo Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Đại 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 Bị Đồ Án Môn Học QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ Họ & Tên SV: CAO MINH TRÍ MSSV: 60602625 Lớp : HC06CHC Nghề : Công Nghệ Hoá Hữu Cơ 1. Đầu đề đồ án : Thiết kế thiết bị cô đặc dung dịch NaNO 3 chân không ba nồi liên tục ngược chiều. 2. Nhiệm vụ (nội dung yêu cầu và số liệu ban đầu) : 1. Năng suất : 2000kg/h 2. Nồng độ đầu : 15% khối lượng 3. Nồng độ cuối :45% khối lượng 4. Ap suất chân không : 0,35 atm 3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán : 1. Tổng quan. 2. Thuyết minh quy trình công nghệ. 3. Tính toán thăng 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 cụ thể và thiết bị. 7. Tổng kết. 4. Các bản vẽ : Bản vẽ cụ thể thiết bị chính : 1 bản A1 Bản vẽ sơ đồ qui trình công nghệ : 1 bản A1 5. Ngày hoàn thiện đồ án : 18/01/ 2010 6. Ngày bảo vệ và chấm đồ án : 25/01/2010 Trang 1 Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn Ngũ Ngày 18 tháng 01 năm 2010 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN 1. 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 Ngũ Điểm tổng kết : __________ Đồ án Quá trình & Thiết bị là cơ hội tốt cho sinh viên khoa Kỹ Thuật Hoá Học nắm vững tri thức đã học; tiếp cận với thực tiễn 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 khắc phục 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 nghề 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 nâng cấp 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 NaNO 3 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 NaNO 3 ba nồi ngược chiều. Em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Văn Ngũ đã hướng 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 có lợi trong quá trình hoàn thiện đồ án này. Tuy nhiên do tri thức còn hạn hẹp nên trong đồ án còn khá nhiều thiếu sót, em rất mong thu được nhiều ý kiến đóng góp hướng dẫn của quý thầy cô và các bạn. Trang 3 L I NÓI UỜ ĐẦ Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn Ngũ Đầu đề đồ án————————————————————————————————-1 Lời nói đầu—————————————————————————————————3 Mục lục——————————————————————————————————–4 Chương I: Tổng quan————————————————————————————–6 I.1. Nhiệm vụ của đồ án 6 I.2. Tính chất nguyên liệu 6 I.2.1. Tính chất vật lý của NaNO 3 .6 I.2.2. Điều chế và ứng dụng của NaNO 3 .6 I.3. Quá trình cô đặc 6 I.3.1. Khái niệm 6 I.3.2. Các phương pháp cô đặc 6 I.3.3. Bản chất của sự cô đặc do nhiệt .6 I.3.4. Ứng dụng của cô đặc 7 I.4. Thiết bị cô đặc .7 I.4.1 Phân loại và ứng dụng .7 I.4.2 Các thiết bị và cụ thể trong hệ thống cô đặc .7 Chương II: Qui trình công nghệ————————————————————————–8 II.1. Cơ sở lựa chọn qui trình công nghệ 8 II.2. Thuyết minh quy trình công nghệ .9 Chương III: Cân đối vật chất và thăng bằng năng lượng——————————————–11 III.1 Dữ kiện ban đầu .11 III.2 Cân đối vật chất 11 III.2.1. Lượng dung môi nguyên chất bốc hơi khi nồng độ thay đổi 11 III.2.2. Nồng độ cuối của dung dịch trong từng nồi .11 III.2.3. Xác nhận nhiệt độ và áp suất mỗi nồi và của cả hệ thống .15 III.3. Cân đối năng lượng .16 III.3.1. Nhiệt dung riêng 16 III.3.2. Lập phương trình thăng bằng nhiệt lượng 16 Chương IV: Kích thước thiết bị chính——————————————————————19 Trang 4 M C L CỤ Ụ Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn Ngũ IV.1. Mặt phẳng truyền nhiệt của buồng đốt 19 IV.1.1. Tính nhiệt lượng do hơi đốt phân phối .19 IV.1.2. Tính hệ số truyền nhiệt K của mỗi cơ khí cho thiết bị—————————————————————-28 V.1. Tính bền cho thân .28 V.1.1. Thân buồng đốt 28 V.1.2. Thân buồng bốc .32 V.2. Tính bền cho đáy và nắp thiết bị .37 V.2.2 Đáy thiết bị .40 V.3. Tính bích, đệm, bulông, vỉ ống và tay treo 44 V.3.1. Tính bích 44 V.3.2. Đệm .45 V.3.3. Bulông ghép bích 45 V.3.4. Vỉ ống 46 V.3.5. Tay treo 47 V.3.6. Khối lượng thiết bị 47 V.3.7. Trọng tải tác dụng lên 1 tay treo .50 V.4. Tính kích thước ống dẫn 51 V.5. Kính xem xét 51 V.6. Tổng kết thiết bị chính .51 Chương VI: Tính thiết bị phụ—————————————————————————-53 VI.1. Thiết bị ngưng tụ Baromet .53 VI.1.1. Lượng nước lạnh cần tưới và thiết bị ngưng tụ 53 VI.1.2. Thể tích không khí và khí không ngưng cần hút khỏi Baromet .53 VI.1.3. Các kích thước đa số của thiết bị ngưng tụ Baromet .54 VI.2. Thiết bị gia nhiệt dòng nhập liệu .58 VI.2.1. Yêu cầu 58 VI.2.2. Tính lượng hơi đốt cần dùng .58 VI.2.3. Tính hệ số truyền nhiệt 59 VI.2.4. Tính hệ số truyền nhiệt 61 VI.2.5. Tính diện tích truyền nhiệt 61 VI.2.6. Số ống truyền nhiệt .61 VI.2.7. Đường kính thiết bị gia nhiệt 61 VI.2.8. Kích thước của thiết bị gia nhiệt nhập liệu .61 VI.3. Bồn cao vị .62 VI.4. Lớp cách nhiệt 63 VI.5. Bơm 64 VI.5.1. Bơm nước cho thiết bị ngưng tụ, bơm nhập liệu các nồi, bơm tháo liệu .64 VI.5.2. Bơm chân không 66 Chương VII: Tính sơ bộ giá thành thiết ————————————————————–67 Trang 5 Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn Ngũ Tổng kết —————————————————————————————————–68 Tài liệu tham khảo—————————————————————————————–69 TỔNG QUAN I.1 Nhiệm vụ của đồ án: Thiết kế hệ thống cô đặc dung dịch NaNO 3 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 NaNO 3 : 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/cm 3 ; ở 30 o C (nồng độ 15%) NaNO 3 có độ nhớt là 0,94.10 – 3 N.s/m 2 ; độ hoà tan (g chất khan/100g dd) là 49,0. Khi đun nóng NaNO 3 nóng chảy: 2 NaNO 3 = 2NaNO 2 + O 2 Ở trạng thái nóng chảy muối NaNO 3 là chất oxi hóa mạnh nó có thể oxi hóa Mn 2+ → MnO 4 2- , Cr 3+ → CrO 4 2- .v.v.MnSO 4 + MnSO 4 + 2KNO 3 + 2NaCO 3 = Na 2 MnO 4 + 2KNO 2 + Na 2 SO 4 + 2CO 2 I.2.2 Điều chế và ứng dụng của NaNO 3 : Điều chế bằng phản ứng trao đổi giữa KNO 3 và NaCl: KNO 3 + NaCl = NaNO 3 + KCl Hoà tan muối loãng KNO 3 và NaCl theo tỉ lệ 1:1 đun nóng, sau đó cho kết tinh KCl ở nhiệt độ 30 o . Tách tinh thể KCl ra, làm nguội dung dịch đến nhiệt độ dưới 22 o sẽ kết tinh NaNO 3 . Trang 6 CHƯƠNG I Đồ Án Mơn Học Q Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn Ngũ NaNO 3 được dùng để sản xuất axit nitric là một axit rất trọng yếu trong cơng nghiệp, sản xuất phân đạm trong cơng nghiệp. Sơ chế thủy tinh, làm thuốc nổ… I.3 Q trình cơ đặc: I.3.1 Khái niệm: 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 cất cánh 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 vận tốc chuyển động vì nhiệt của các phân tử chất lỏng gần mặt thống to hơn vận tốc hạn chế. Phân tử khi cất cánh hơi sẽ thu nhiệt để khắc phục lực liên kết ở trạng thái lỏng và trở lực bên ngồi. Do đó, ta cần phân phối nhiệt để các phần tử đủ năng lượng thực hiện q trình này. Tuy nhiên, sự cất cánh hơi đa số do các bọt khí tạo dựng trong q trình cấp nhiệt và chuyển động liên tục, do chênh lệch khối lượng riêng các phần tử ở trên mặt phẳng 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 mang 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, CaCl 2 , các muối vơ cơ … I.4 Thiết bị cơ đặc: I.4.1 Phân loại và ứng dụng: a. Theo kết cấu 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 mặt phẳng 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 mặt phẳng truyền nhiệt. Có ưu thế: tăng cường hệ số truyền nhiệt, dùng cho dung dịch đặc sệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn, kết tinh trên mặt phẳng 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 cất cánh hơi nước liên tục. Trang 7 Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn Ngũ Cô 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 ngân sách bỏ ra. Có thể cô đặc chân không, cô đặc stress 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 thích hợp. I.4.2 Các thiết bị và cụ thể 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 NGHỆ II.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 thuộc 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 thế là có thể giảm được mặt phẳng truyền nhiệt (khi áp suất giảm thì nhiệt độ sôi của dung dịch giảm kéo theo 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. Phép 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 mang vào đun nồi thứ hai, hơi thứ của nồi hai mang 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 trưởng. 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 thế: 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 8 CHƯƠNG II Đồ Án Môn Học Quá Trình & Thiết Bị GVHD: TS. Trần Văn Ngũ giảm. 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 Ngũ CHỨC NĂNG CNBM GVHD SVTH KÝ TÊNHỌ TÊN VŨ BÁ MINH TỈ LỆ : BẢN VẼ SỐ : NGÀY HT : NGÀY BV : TRU? NG Ð? I H? C BÁCH KHOA THÀNH PH? H? CHÍ MINH KHOA K? THU? T HỐ H? C B? MƠN Q TRÌNH & THI? T B? SO Ð? QUY TRÌNH CƠNG NGH? TR? N VAN NGU Ð? ÁN Q TRÌNH VÀ THI? T B? THI? T K? H? TH? NG CƠ Ð? C 3 N? I NGU ? C CHI? U DUNG D?CH NaNO V? I N ANG SU? T S? N PH? M 2T/H P P P 1 P 2 3 5 7 7 8 9 10 11 12 Dung d?ch b? sung Áp k? Nhi?t k? Van khóa Van 1 chi?u Luu lu?ng k? B?y hoi P 1 =2.3 at T 1 =123°C P 3 = 0.36at T 3 =73.5°C P ng = 0.35 at T ng = 72.5°C Xc 2 =25.40% G d = 6000kg/h x đ = 15% P D = 5 at T D = 151.1°C P CHÚ THÍCH 1. THI? T B? CƠ Ð? C 2. B? CH? A NGUN LI? U 3. BOM NH? P LI?U 4. B? CH? A S? N PH? M 5. BOM S? N PH? M 6. BOM NH? P LI? U N? I I,II 7. B? Y HOI 8. B? CH? A NU? C NGUNG 9. BOM CHÂN KHƠNG 10. BÌNH TÁCH L? NG 11. TB NGUNG T? BAROMET 12. TB GIA NHI? T BAN Ð? U Nu?c P P 2 =1 at T 2 =99°C P P 7 Xc 1 =45% Xc 3 =18.63% 4 6 CAO MINH TRÍ 3 6 V? n?i hoi Hoi d?t Hoi d?t Trang 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… 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 mang vào thiết bị ngưng tụ baromet,… & 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 khoảng thời gian ra khỏi thiết bị gia nhiệt ban đầu, dung dịch sẽ được nhập vào thiết bị cô. .. G : Lượng dung dịch ban đầu, kg/h đ ϕ : Độ ẩm của hơi đốt i, i , i : Hàm nhiệt của hơi đốt, hơi thứ nồi I và nồi II, J/kg 1 2 t ,t ,t t : Nhiệt độ sôi ban đầu, ra khỏi nồi I, nồi II, nồi III của dung dịch, đ 1 2, 3 C , C , C C : Nhiệt dung riêng ban đầu, ra khỏi nồi I, nồi II, nồi III của dd, đ 1 2, 3 J/kg.độ θ ,θ ,θ : Nhiệt độ nước ngưng tụ của nồi I, nồi II, nồi III 1 2 3 C ,C C : Nhiệt dung riêng… ’’ Nồi II: ∆t = T – t = T – (t + ∆ + ∆ ) iII II sII II II II II ’ ’ ’’ Nồi III: ∆t = T – t = T – (t +∆ +∆ ) iIII III sIII III III III III Trong số đó: ∆t , ∆t , ∆t : Hiệu số nhiệt độ hữu ích ở nồi I, nồi II, nồi III, oC iI iII iIII T , T ,T : Nhiệt độ hơi đốt nồi I, nồi II, nồi III, oC I II III ’ ’ ’ t , t ,t : Nhiệt độ hơi thứ nồi I, nồi II, nồi III, oC I II III t ,t ,t : Nhiệt độ sôi của dung dịch ở nồi. .. 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 = 1205×0,45 + 4186.(1 – 0,45) = 2844,55 J/kg.độ; 1 Nhiệt dung riêng của dung dịch ra khỏi nồi II: C = 1205×0,21 + 4186.(1 – 0,21) = 3428,83 J/kg.độ; 2 Nhiệt dung riêng của dung dịch ra khỏi nồi III: C = 1205×0,13 + 4186.(1 – 0,13) = 3630,64 J/kg.độ; 3 Theo công thức: M = ΣC N I.41/152… độ đầu của dung dịch, % khối lượng; đ G – lượng dung dịch đầu, kg/h; đ III.2.3 Xác nhận 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… 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… dung dịch ở nồi I, nồi II, nồi III, oC sI sII sIII ’ ’, ’ ∆I , ∆II ∆III : Tổn thất nhiệt độ do nồng độ ở nồi I, nồi II, nồi III, oC ’’ ’’, ’’ ∆I , ∆II ∆III : Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh ở nồi I, nồi II, nồi III, oC Tổng hiệu số nhiệt độ hữu ích của toàn hệ thống: ∑∆ti = ∆tiI + ∆tiII + ∆tiIII Bảng 4: Hiệu số nhiệt độ hữu ích của mỗi nồi T o ( Nồi I Nồi II Nồi III Tổng 3 nồi C ’ t ) 151,1 122… áp suất hơi đốt nồi 1, 2 và 3 at 1 2, 3 P : áp suất ở thiết bị ngưng tụ, at nt ∆P , ∆P , ∆P3 : hiệu số áp suất nồi 1 so với nồi 2, nồi 2 so với nồi 3 và nồi 1 2 3 so với thiết bị ngưng tụ , at ∆P: hiệu số áp suất cho cả hệ thống, at Nhiệt độ hơi đốt nồi sau bằng nhiệt độ hơi thứ nồi trước trừ đi 1 (1 chính là tổn thất nhiệt độ do trở lực thuỷ học trên ống dẫn), còn nhiệt độ hơi thứ của nồi cuối o cùng . : Công Nghệ Hoá Hữu Cơ 1. Đầu đề đồ án : Thiết kế thiết bị cô đặc dung dịch NaNO 3 chân không ba nồi liên tục ngược chiều. 2. Nhiệm vụ (nội dung yêu. 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
Thiết kế thiết bị cô đặc dung dịch NaNO3 chân không ba nồi liên tục ngược chiều Đồ Án Môn Học Quá Trình &GVHD: TS. Trần Văn Ngũ Bộ Giáo Dục & Đào Tạo Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Đại 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 &Đồ Án Môn Học QUÁ TRÌNH &Họ & Tên SV: CAO MINH TRÍ MSSV: 60602625 Lớp : HC06CHC Nghề : Công Nghệ Hoá Hữu1. Đầu đề đồ án :NaNO 3chiều. 2. Nhiệm vụ (nộiyêu cầu và số liệu ban đầu) : 1. Năng suất : 2000kg/h 2. Nồng độ đầu : 15% khối lượng 3. Nồng độ cuối :45% khối lượng 4. Ap suất: 0,35 atm 3.các phần thuyết minh và tính toán : 1. Tổng quan. 2. Thuyết minh quy trình công nghệ. 3. Tính toán thăng bằng vật chất và năng lượng. 4. Tính toán vàchính. 5. Tính toánphụ. 6. Tính toán sơ bộ giá thành cụ thể vàbị. 7. Tổng kết. 4. Các bản vẽ : Bản vẽ chi tiếtchính : 1 bản A1 Bản vẽ sơ đồ qui trình công nghệ : 1 bản A1 5. Ngày hoàn thiện đồ án : 18/01/ 2010 6. Ngày bảo vệ và chấm đồ án : 25/01/2010 Trang 1 Đồ Án Môn Học Quá Trình &GVHD: TS. Trần Văn Ngũ Ngày 18 tháng 01 năm 2010 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN 1. 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 &GVHD: TS. Trần Văn Ngũ Điểm tổng kết : __________ Đồ án Quá trình &làhội tốt cho sinh viên khoa Kỹ Thuật Hoá Học nắm vững tri thức đã học; tiếp cận với thực tiễn thông qua việc tính toán, lựa chọn quy trình & cácvới số liệu cụ thể. Đây làsở để sinh viên dễ dàng nắm bắt công nghệ và khắc phục 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 nghề công nghiệp hóa chấtbản cũng phát triểnngừng, nhu cầu về sản phẩm ngày càng phong phú. Trênsở đó, quy trình sản xuất luôn được nâng cấp và đổi mới để ngày càng hoàn thiện hơn. Vấn đề đặt ra là việc sửhiệu quả năng lượng cho quá trình sản xuất nhưng vẫn đảm bảo năng suất. Để sản xuất NaNO 3 dạng rắn hay dạngnồng độ cao cần tiêu hao nhiều năng lượng cho quá trình(bốc hơi nước, tăng nồng độdịch). Việc tiết kiệm năng lượng cho quá trình này được quan tâm hàng đầu. Với mục tiêu đó, đồ án này thực hiệnhệ thốngNaNO 3chiều. Em xinthành cảm ơn thầy Trần Văn Ngũ đã hướng dẫn tận tình trong quá trình em thực hiện đồ án. Đồng thời em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầykhác trong bộ môn cũng như các bạn đã giúp đỡ, cho em những ý kiến tư vấn có lợi trong quá trình hoàn thiện đồ án này. Tuy nhiên do tri thức còn hạn hẹp nên trong đồ án còn khá nhiều thiếu sót, em rất mong thu được nhiều ý kiến đóng góp hướng dẫn của quý thầyvà các bạn. Trang 3 L IUỜ ĐẦ Đồ Án Môn Học Quá Trình &GVHD: TS. Trần Văn Ngũ Đầu đề đồ án————————————————————————————————-1 Lờiđầu—————————————————————————————————3 Mục lục——————————————————————————————————–4 Chương I: Tổng quan————————————————————————————–6 I.1. Nhiệm vụ của đồ án 6 I.2. Tính chất nguyên liệu 6 I.2.1. Tính chất vật lý của NaNO 3 .6 I.2.2. Điều chế và ứngcủa NaNO 3 .6 I.3. Quá trình6 I.3.1. Khái niệm 6 I.3.2. Các phương pháp6 I.3.3. Bản chất của sựdo nhiệt .6 I.3.4. Ứngcủa7 I.4..7 I.4.1 Phân loại và ứng.7 I.4.2 Cácvà cụ thể trong hệ thống.7 Chương II: Qui trình công nghệ————————————————————————–8 II.1.sở lựa chọn qui trình công nghệ 8 II.2. Thuyết minh quy trình công nghệ .9 Chương III: Cân đối vật chất và thăng bằng năng lượng——————————————–11 III.1 Dữ kiện ban đầu .11 III.2 Cân đối vật chất 11 III.2.1. Lượngmôi nguyên chất bốc hơi khi nồng độ thay đổi 11 III.2.2. Nồng độ cuối củatrong từng.11 III.2.3. Xác nhận nhiệt độ và áp suất mỗi nồi 1 2 III.2.4. Xác nhận tổn thất nhiệt độ .13 III.2.5. Tổn thất nhiệt do nồng độ .13 III.2.6. Tổng thất nhiệt do áp suất thuỷ tĩnh 14 III.2.7. Tổn thất nhiệt do đường ống gây ra 15 III.2.8. Tổn thất nhiệt độ cả hệ th ống 1 5 III.2.9. Chênh lệch nhiệt độ hữu ích của từngvà của cả hệ thống .15 III.3. Cân đối năng lượng .16 III.3.1. Nhiệtriêng 16 III.3.2. Lập phương trình thăng bằng nhiệt lượng 16 Chương IV: Kích thướcchính——————————————————————19 Trang 4 M C L CỤ Ụ Đồ Án Môn Học Quá Trình &GVHD: TS. Trần Văn Ngũ IV.1. Mặt phẳng truyền nhiệt của buồng đốt 19 IV.1.1. Tính nhiệt lượng do hơi đốt phân phối .19 IV.1.2. Tính hệ số truyền nhiệt K của mỗi nồi 1 9 IV.1.3. Diện tích mặt phẳng truyền nhiệt của mỗi nồi 2 3 IV.2. Tính kích thước buồng đốt và buồng bốc 23 IV.2.1. Buồng đốt .23 IV.2.2. Buồng bốc 25 Chương V: Tính bềnkhí chobị—————————————————————-28 V.1. Tính bền cho thân .28 V.1.1. Thân buồng đốt 28 V.1.2. Thân buồng bốc .32 V.2. Tính bền cho đáy và nắp thiết bị 3 7 V.2.1 Nắp.37 V.2.2 Đáy.40 V.3. Tính bích, đệm, bulông, vỉ ống và tay treo 44 V.3.1. Tính bích 44 V.3.2. Đệm .45 V.3.3. Bulông ghép bích 45 V.3.4. Vỉ ống 46 V.3.5. Tay treo 47 V.3.6. Khối lượng47 V.3.7. Trọng tải táclên 1 tay treo .50 V.4. Tính kích thước ống dẫn 51 V.5. Kính xem xét 51 V.6. Tổng kếtchính .51 Chương VI: Tínhphụ—————————————————————————-53 VI.1.ngưng tụ Baromet .53 VI.1.1. Lượng nước lạnh cần tưới vàngưng tụ 53 VI.1.2. Thể tíchkhí và khíngưng cần hút khỏi Baromet .53 VI.1.3. Các kích thước đa số củangưng tụ Baromet .54 VI.2.gia nhiệt dòng nhập liệu .58 VI.2.1. Yêu cầu 58 VI.2.2. Tính lượng hơi đốt cần.58 VI.2.3. Tính hệ số truyền nhiệt 59 VI.2.4. Tính hệ số truyền nhiệt 61 VI.2.5. Tính diện tích truyền nhiệt 61 VI.2.6. Số ống truyền nhiệt .61 VI.2.7. Đường kínhgia nhiệt 61 VI.2.8. Kích thước củagia nhiệt nhập liệu .61 VI.3. Bồn cao vị .62 VI.4. Lớp cách nhiệt 63 VI.5. Bơm 64 VI.5.1. Bơm nước chongưng tụ, bơm nhập liệu các nồi, bơm tháo liệu .64 VI.5.2. Bơm66 Chương VII: Tính sơ bộ giá thành————————————————————–67 Trang 5 Đồ Án Môn Học Quá Trình &GVHD: TS. Trần Văn Ngũ Tổng kết —————————————————————————————————–68 Tài liệu tham khảo—————————————————————————————–69 TỔNG QUAN I.1 Nhiệm vụ của đồ án:hệ thốngNaNO 3với 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 suấtngưng tụ: 0,35 at. I.2 Tính chất nguyên liệu: I.2.1 Tính chất vật lý của NaNO 3 : Là muối của axit mạnh và bazơ mạnh.Các phân tửkết với nhau bằng lựckết ion. Rất dễ tan trong nước và tăng nhanh theo nhiệt độ, cũng rất dễkết tinh. Nó khó tan trong cácmôi hữunhư ete Khối lượng riêng 2.265 g/cm 3 ; ở 30 o C (nồng độ 15%) NaNO 3độ nhớt là 0,94.10 – 3 N.s/m 2 ; độ hoà tan (g chất khan/100g dd) là 49,0. Khi đun nóng NaNO 3 nóng chảy: 2 NaNO 3 = 2NaNO 2 + O 2 Ở trạng thái nóng chảy muối NaNO 3 là chất oxi hóa mạnh nóthể oxi hóa Mn 2+ → MnO 4 2- , Cr 3+ → CrO 4 2- .v.v.MnSO 4 + MnSO 4 + 2KNO 3 + 2NaCO 3 = Na 2 MnO 4 + 2KNO 2 + Na 2 SO 4 + 2CO 2 I.2.2 Điều chế và ứngcủa NaNO 3 : Điều chế bằng phản ứng trao đổi giữa KNO 3 và NaCl: KNO 3 + NaCl = NaNO 3 + KCl Hoà tan muối loãng KNO 3 và NaCl theo tỉ lệ 1:1 đun nóng, sau đó cho kết tinh KCl ở nhiệt độ 30 o . Tách tinh thể KCl ra, làm nguộiđến nhiệt độ dưới 22 o sẽ kết tinh NaNO 3 . Trang 6 CHƯƠNG I Đồ Án Mơn Học Q Trình &GVHD: TS. Trần Văn Ngũ NaNO 3 đượcđể sản xuất axit nitric là một axit rất trọng yếu trong cơng nghiệp, sản xuất phân đạm trong cơng nghiệp. Sơ chế thủy tinh, làm thuốc nổ… I.3 Q trìnhđặc: I.3.1 Khái niệm:là phương phápđể nâng cao nồng độ các chất hồ tan tronghai hay nhiều cấu tử. Q trìnhcủalỏng – rắn hay lỏng – lỏngchênh lệch nhiệt sơi rất cao thường được tiến hành bằng cách tách một phầnmơi (cấu tử dể cất cánh hơi hơn). Đó là các q trình vật lý – hóa lý. I.3.2 Các phương phápđặc: Phương pháp nhiệt:mơi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi dưới táccủa nhiệt khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suất táclên 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 tinhmơi để tăng nồng độ chất tan. Tùy tính chất cấu tử và áp suất bên ngồi táclên mặt thống mà q trình kết tinh đó xảy ra ở nhiệt độ cao hay thấp và đơi khi phảiđếnlàm lạnh. I.3.3 Bản chất của sựdo nhiệt: Dựa theo thuyết động học phân tử: Để tạo thành hơi (trạng thái tự do) thì vận tốc chuyển động vì nhiệt của các phân tử chất lỏng gần mặt thống to hơn vận tốc hạn chế. Phân tử khi cất cánh hơi sẽ thu nhiệt để khắc phục lựckết ở trạng thái lỏng và trở lực bên ngồi. Do đó, ta cần phân phối nhiệt để các phần tử đủ năng lượng thực hiện q trình này. Tuy nhiên, sự cất cánh hơi đa số do các bọt khí tạo dựng trong q trình cấp nhiệt và chuyển độngtục, do chênh lệch khối lượng riêng các phần tử ở trên mặt phẳng và dưới đáy tạo ra sự tuần hồn tự nhiên trongđặc. I.3.4 Ứngcủađặc: Ứngtrong sản xuất hóa chất, thực phẩm, dược phẩm. Mụcđể đạt được nồng độtheo u cầu, hoặc đưađến trạng thái q bão hòa để kết tinh. Sản xuất thực phẩm: đường, mì chính, cácnước trái cây . Sản xuất hóa chất: NaOH, NaCl, CaCl 2 , các muối vơ… I.4đặc: I.4.1 Phân loại và ứng dụng: a. Theo kết cấu và tính chất của đối tượngđặc: Nhóm 1:đối lưu tự nhiên (tuần hồn tự nhiên)khá lỗng, độ nhớt thấp, đảm bảo sự tuần hồn dể dàng qua mặt phẳng truyền nhiệt. Nhóm 2:đối lưu cưỡng bức,bơm để tạo vận tốctừ 1,5 – 3,5 m/s tại mặt phẳng truyền nhiệt.ưu thế: tăng cường hệ số truyền nhiệt,chosệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn, kết tinh trên mặt phẳng truyền nhiệt. Nhóm 3:chảy thành màng mỏng, chảy một lần tránh tiếp xúc nhiệt lâu làm biến chất sản phẩm. Thích hợp cho cácthực phẩm như nước trái cây, hoa quả ép… b. Theo phương pháp thực hiện q trình:áp suất thường (thiếthở):nhiệt độ sơi, áp suấtđổi. Thườngđể giữ mứcđịnh, đạt năng suất cực đại và thời gianlà ngắn nhất. Tuy nhiên, nồng độđạt được làcao.áp suấtkhơng:nhiệt độ sơi thấp hơn doáp suấtkhơng.tuần hồn tốt, ít tạo cặn, sự cất cánh hơi nướctục. Trang 7 Đồ Án Môn Học Quá Trình &GVHD: TS. Trần Văn Ngũnhiều nồi: Mụcchính là tiết kiệm hơi đốt. Sốnên lớn quá vì sẽ làm giảm hiệu quả tiết kiệm hơi so với ngân sách bỏ ra.thểkhông,stress hay phối hợp cả hai phương pháp.biệtthể sửhơi thứ cho mụckhác để nâng cao hiệu quả kinh tế.tục: Cho kết quả tốt hơngián đoạn,thể tự động hóa. ⇒ Tùy điều kiện kỹ thuật, tính chấtđể lựa chọnphù hợp. I.4.2 Cácvà cụ thể trong hệ thốngđặc:chính: Ống tuần hoàn, ống truyền nhiệt. Buồng đốt, buồng bốc, đáy nắp…phụ: Bể chứa sản phẩm, nguyên liệu. Các loại bơm: bơmdịch, bơm nước, bơmkhông. gia nhiệt. ngưng tụ Baromet. đo và điều chỉnh. QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ II.1sở lựa chọn quy trình công nghệ: – Quá trìnhthể được tiến hành trong mộtmộthoặc nhiều nồi, làm việchoặc gián đoạn. Quá trìnhthể được thực hiện ở áp suất khác nhau tùy thuộc yêu cầu kỹ thuật, khi làm việc ở áp suất thườngthểhở nhưng khi làm việc ở áp suất thấp thìkínvìưu điểm làthể giảm được mặt phẳng truyền nhiệt (khi áp suất giảm thì nhiệt độ sôi củagiảm kéo theo hiệu số nhiệt độ giữa hơi đốt vàtăng). -nhiềulà quá trình sửhơi thứ thay cho hơi đốt, do đó nóý nghĩa kinh tế cao về sửnhiệt. Phép tắc của quá trìnhnhiềuthể tóm tắt như sau: Ởthứ nhất,được đun nóng bằng hơi đốt, hơi thứ củanày mang vào đunthứ hai, hơi thứ củahai mang vào đunthứ ba… hơi thứcuối cùng đi vàongưng tụ. Cònđi vào lần lượtnọ sangkia, qua mỗiđều bốc hơi một phần, nồng độ dần tăng trưởng. Điều kiện cầnđể truyền nhiệt trong cáclà phảichênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt vàsôi, haycách khác là chênh lệch áp suất giữa hơi đốt và hơi thứ trong các nồi, nghĩa là áp suất làm việc trong mỗiphải giảm dần vì hơi thứ củatrước là hơi đốt củasau. Thông thườngđầu làm việc ở áp suất dư, còncuối làm việc ở áp suất thấp hơn áp suất khí quyển. – Trong các loại hệ thốngnhiềuthì hệ thốngnhiềuđược sửnhiều. Ưu nhược điểm của hệ thốngnhiềuchiều: Ưu thế: từđầu đếncuối nồng độ củavà nhiệt độ đều tăng nên độ nhớttăng mấy, kết quả hệ số truyền nhiệt trong cáchầu nhưTrang 8 CHƯƠNG II Đồ Án Môn Học Quá Trình &GVHD: TS. Trần Văn Ngũ giảm. Khilượng nước bốc hơi vàongưng tụ nhỏ hơn xuôi Nhược điểm: hệ thốngnhiềulà cần phảibơm để vận chuyểndịch. 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 &GVHD: TS. Trần Văn Ngũ CHỨC NĂNG CNBM GVHD SVTH KÝ TÊNHỌ TÊN VŨMINH TỈ LỆ : BẢN VẼ SỐ : NGÀY HT : NGÀY BV : TRU? NG Ð? I H? C BÁCH KHOA THÀNH PH? H? CHÍ MINH KHOA K? THU? T HỐ H? C B? MƠN Q TRÌNH & THI? T B? SO Ð? QUY TRÌNH CƠNG NGH? TR? N VAN NGU Ð? ÁN Q TRÌNH VÀ THI? T B? THI? T K? H? TH? NGÐ? C 3 N? I NGU ? C CHI? UD?CH NaNO V? I N ANG SU? T S? N PH? M 2T/H P P P 1 P 2 3 5 7 7 8 9 10 11 12d?ch b? sung Áp k? Nhi?t k? Van khóa Van 1 chi?u Luu lu?ng k? B?y hoi P 1 =2.3 at T 1 =123°C P 3 = 0.36at T 3 =73.5°C P ng = 0.35 at T ng = 72.5°C Xc 2 =25.40% G d = 6000kg/h x đ = 15% P D = 5 at T D = 151.1°C P CHÚ THÍCH 1. THI? T B?Ð? C 2. B? CH? A NGUN LI? U 3. BOM NH? P LI?U 4. B? CH? A S? N PH? M 5. BOM S? N PH? M 6. BOM NH? P LI? U N? I I,II 7. B? Y HOI 8. B? CH? A NU? C NGUNG 9. BOM10. BÌNH TÁCH L? NG 11. TB NGUNG T? BAROMET 12. TB GIA NHI? T BAN Ð? U Nu?c P P 2 =1 at T 2 =99°C P P 7 Xc 1 =45% Xc 3 =18.63% 4 6 CAO MINH TRÍ 3 6 V? n?i hoi Hoi d?t Hoi d?t Trang 10 […]…thứ III, đây làống tuần hoàn trung tâm,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 đâyđượcđến nồng độ 19% Sau đó,được bơm quathứ II, tại đâysẽ đượcđến nồng độ 25% Sau đótiếpđược bơm quathứ III… củathứ I sẽ được tậnđể làm hơi đốt chothứ II, tại đây nước ngưng và khíngưng cũng được xả bỏ ra ngoài nhưthứ I Hơi thứ củathứ II được tậnlàm hơi đốt chothứ III, tại đây khíngưng và nước ngưng cũng được xã bỏ ra ngoài nhưI và II Hơi thứ củathứ III được mang vàongưng tụ baromet,… &GVHD: TS Trần Văn Ngũ II.2.2 Thuyết minh quy trình: – – o15%, ở 30 C, được bơm từ bể chứa nguyên liệu lên bồn cao vị, sau đó được cho qua lưu lượngrồi vàogia nhiệt ban đầu Tại đây,đi bên trong ống truyền nhiệt và được gia nhiệt bẳng hơi bão hòa đi bên ngoài ống Sau khoảng thời gian ra khỏigia nhiệt ban đầu,sẽ được nhập vàocô. .. G : Lượngban đầu, kg/h đ ϕ : Độ ẩm của hơi đốt i, i , i : Hàm nhiệt của hơi đốt, hơi thứI vàII, J/kg 1 2 t ,t ,t t : Nhiệt độ sôi ban đầu, ra khỏiI,II,III củadịch, đ 1 2, 3 C , C , C C : Nhiệtriêng ban đầu, ra khỏiI,II,III của dd, đ 1 2, 3 J/kg.độ θ ,θ ,θ : Nhiệt độ nước ngưng tụ củaI,II,III 1 2 3 C ,C C : Nhiệtriêng… ’’II: ∆t = T – t = T – (t + ∆ + ∆ ) iII II sII II II II II ’ ’ ’’III: ∆t = T – t = T – (t +∆ +∆ ) iIII III sIII III III III III Trong số đó: ∆t , ∆t , ∆t : Hiệu số nhiệt độ hữu ích ởI,II,III, oC iI iII iIII T , T ,T : Nhiệt độ hơi đốtI,II,III, oC I II III ’ ’ ’ t , t ,t : Nhiệt độ hơi thứI,II,III, oC I II III t ,t ,t : Nhiệt độ sôi củaở nồi. .. J/kg.độ; I.44/152 [4] ht Cht: nhiệtriêng của chất hoà tan (J/kg.độ); Nhiệtriêng củara khỏiI: C = 1205×0,45 + 4186.(1 – 0,45) = 2844,55 J/kg.độ; 1 Nhiệtriêng củara khỏiII: C = 1205×0,21 + 4186.(1 – 0,21) = 3428,83 J/kg.độ; 2 Nhiệtriêng củara khỏiIII: C = 1205×0,13 + 4186.(1 – 0,13) = 3630,64 J/kg.độ; 3 Theo công thức: M = ΣC N I.41/152… độ đầu củadịch, % khối lượng; đ G – lượngđầu, kg/h; đ III.2.3 Xác nhận nhiệt độ và áp suất mỗi nồi: Áp suất tạingưng tụ : 0,35 at; o o Tra bảng I.251/314 [4] t tạingưng tụ = 72,05 C o Nhiệt độ hơi thứcuối bằng nhiệt độngưng 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 &GVHD: TS… giữa thành ống vàsôi, oC ∆t = t – t 2 w2 sdd λ , λ : hệ số dẫn nhiệt củavà nước, W/m.độ dd n 3 ρ dd ρ n : khối lượng riêng củavà nước, kg/m , C , C : nhiệtriêng củavà nước, J/kg.độ dd n 2 µ , µ : độ nhớtvà hơi đốt, Ns/m dd n Xem như sự mất mát nhiệtđángq=q =q 1 2 t =t –q w2 w1 1 Tính hệ số dẫn nhiệt củadịch: λdd = AC p ρ.3…I,II,III, oC sI sII sIII ’ ’, ’ ∆I , ∆II ∆III : Tổn thất nhiệt độ do nồng độ ởI,II,III, oC ’’ ’’, ’’ ∆I , ∆II ∆III : Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh ởI,II,III, oC Tổng hiệu số nhiệt độ hữu ích của toàn hệ thống: ∑∆ti = ∆tiI + ∆tiII + ∆tiIII Bảng 4: Hiệu số nhiệt độ hữu ích của mỗiT o (IIIII Tổng 3C ’ t ) 151,1 122… áp suất hơi đốt1, 2 và 3 at 1 2, 3 P : áp suất ởngưng tụ, at nt ∆P , ∆P , ∆P3 : hiệu số áp suất1 so với2,2 so với3 và1 2 3 so vớingưng tụ , at ∆P: hiệu số áp suất cho cả hệ thống, at Nhiệt độ hơi đốtsau bằng nhiệt độ hơi thứtrước trừ đi 1 (1 chính là tổn thất nhiệt độ do trở lực thuỷ học trên ống dẫn), còn nhiệt độ hơi thứ củacuối o cùng . : Công Nghệ Hoá Hữu Cơ 1. Đầu đề đồ án : Thiết kế thiết bị cô đặc dung dịch NaNO 3 chân không ba nồi liên tục ngược chiều. 2. Nhiệm vụ (nội dung yêu. 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
