ĐỒ ÁN MÔN HỌC “thiết kế tháp đệm xử lý SO
2
với năng suất 2000m
3
/h ,
nồng độ SO
2
trong dòng khí đầu vào là 1% thể tích , nồng
độ SO
2
trong dòng khí đầu ra đạt tiêu chuẩn loại A
(1500mg/m
3
) thải vào môi trường”

S

I.5. Chọn qui trình công nghệ xử lý khí SO
2

I.6. Thuyết minh qui trình công nghệ
Chương II . TÍNH TỐN CÔNG NGHỆ
II.1. Các thông số ban đầu
II.2. Tính cân bằng vật chất
II.3. Cân bằng năng lượng
II.4. Tính kích thước tháp hấp thu
II.5. Tính trở lực lớp đệm
Chương III . TÍNH TỐN CƠ KHÍ
III.1. Tính chiều dày thân tháp
III.2. Tính chiều dày đáy , nắp tháp
III.3. Tính ống dẫn lỏng , ống dẫn khí
III.4. Tính bích ghép thân tháp
III.5. Tính bích nối đường ống dẫn lỏng và ống dẫn khí
III.6. Tính lưới đỡ đệm và đĩa phân phố
i lỏng
III.7. Tính chân đỡ và tai treo
Chương IV . TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ
IV.1. Tính bồn cao vị
IV.2. Tính công suất bơm
IV.3. Tính công suất quạt
Chương V . TÍNH KINH TẾ
TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay , do sự phát triển của các nghành công nghiệp tạo ra các sản phẩm
phục vụ con người , đồng thời cũng tạo ra một lượng chất thải vô cùng lớn làm phá vỡ

với năng suất 2000m
3
/h , nồng
độ SO
2
trong dòng khí đầu vào là 1% thể tích , nồng độ SO
2
trong dòng khí đầu ra đạt
tiêu chuẩn loại A (1500mg/m
3
) thải vào môi trường .
Em xin chân thành biết ơn cô Cao Thị Nhung , các thầy cô bộ môn Máy &
Thiết bị đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hồn thành đồ án
môn học này . CHƯƠNG I
MỞ ĐẦU

C .
Nguyên tử S trong phân tử SO
2
có cặp electron hóa trị tự do linh động và ở
trạng thái oxy hóa trung gian (+4) nên SO
2
có thể tham gia phản ứng theo nhiều kiểu
khác nhau:
- Cộng không thay đổi số ôxy hóa :
SO
2
+ H
2
O = H
2
SO
3

-Thực hiện phản ứng khử :
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : CAO THỊ NHUNG
SVTH : Nguyễn Duy Nghĩa 4
SO
2
+ 2CO C
o
500 2CO
2
+ S ↓
-Thực hiện phản ứng oxy hóa :
SO

quyển . SO
3
tác dụng với H
2
O trong môi trường ẩm và biến thành acid hoặc muối
sunfat . Chúng sẽ nhanh chóng tách khỏi khí quyển và rơi xuống gây ô nhiểm môi
trường đất và môi trường nước .
I.2. Tác hại của khí SO
2
:
-SO
2
trong khí thải công nghiệp là một thành phần gây ô nhiểm không khí.
Nồng độ cho phép khí SO
2
có trong môi trường xung quanh chúng ta là rất
nhỏ(<300mg/m
3
). Nó ảnh hưởng rất nhiều đến sức khỏe, các hoạt động của con người,
cũng như động vật, thực vật và bầu khí quyển .
-Đối với con người và động vật : khi hít phải khí SO
2
có thể gây ra các bệnh về
đường hô hấp như: viêm phế quản, viêm phổi, giản phổi , suy tim , hen xuyển . . . .
Nếu hít phải SO
2
với nồng độ cao có thể gây tử vong .
-Đối với vật liệu và công trình xây dựng :
+ Khí SO
2

2
SO
4
. Đây chính là nguyên nhân tạo ra
các cơn mưa acid mà thiệt hại của mưa acid gây ra là rất lớn. Mưa acid làm tăng tính
acid của trái đất , hủy diệt rừng và mùa màng , gây nguy hại đối với sinh vật nước , đối
với động vật và cả con người . Ngồi ra , còn phá hủy các nhà cửa, công trình kiến trúc
bằng kim loại bị ăn mòn . . . Nếu H
2
SO
4
có trong nước mưa với nồng độ cao sẽ làm
bỏng da người hay làm mục nát áo quần .
I.3. Các nguồn tạo ra SO
2
:
- Khí SO
2
tạo ra là do sự đốt cháy các hợp chất chứa lưu huỳnh hay nguyên tử
lưu huỳnh .
Ví dụ : các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh trong than , dầu mỏ, quặng Pirit
(FS
2
) , hơi đốt chứa nhiều khí H
2
S , các quặng sunfua . . .
- Khí SO
2
là loại chất gây ô nhiểm phổ biến nhất trong sản xuất công nghiệp và
sinh hoạt . Nguồn thải SO

+

+ HSO
3
-
Do độ hòa tan của SO
2
trong nước thấp nên phải cần lưu lượng nước lớn và
thiết bị hấp thụ có thể tích lớn.
+ Hấp thụ bằng huyền phù CaCO
3

Ưu điểm của phương pháp này là quy trình công nghệ đơn giản chi phí
hoạt động thấp, chất hấp thụ dể tìm và rẽ, có khả năng xữ lý mà không cần làm nguội
và xử lý sơ bộ.
Nhược điểm: thiết bị đóng cặn do tạo thành CaSO
4
và CaSO
3
.
+ Phương pháp Magie (Mg):
SO
2
được hấp thụ bởi oxit – hydroxit magie, tạo thành tinh thể ngậm
nước Sunfit magie .
Ưu điểm : làm sạch khí nóng , không cần lọc sơ bộ, thu được sản phẩm
tận dụng là H
2
SO
4

thu được sản phẩm cần thiết (Sunfit và biSunfit amon) .
+ Hấp thụ bằng hổn hợp muối nóng chảy:
Xử lý ở nhiệt độ cao dùng hổn hợp Cacbonat kim loại kiềm có thành
phần như sau:
LiCO
3
32%, Na
2
CO
3
33%, K
2
CO
3
35%.
+ Hấp thụ bằng các Amin thơm :
Để hấp thụ SO
2
trong khí thải của luyện kim màu (nồng độ SO
2
khoảng
1-2% thể tích) .
Người ta sử dụng dung dịch:
C
6
H
3
(CH
3
)

6
H
3
(CH
3
)
2
NH
2
)
2
SO
2
tan trong nước .
I.4.2. Phương pháp hấp phụ :
SO
2
được giữ lại trên bề mặt chất rắn , thu được dòng khí sạch khi đi qua bề
mặt rắn .
Chất hấp phụ công nghiệp cơ bản là than hoạt tính , silicagen , zeonit và ionit
(chất trao đổi ion) .
Nhược điểm : cần thiết phải tái sinh chất hấp phụ để thu hồi cấu tử bị hấp phụ
và phục hồi khả năng hấp phụ của chất hấp ph
ụ . Chi phí tái sinh chiếm khoảng 40 –
70% tổng chi phí của quá trình làm sạch khí .
I.4.3. Xử lý SO
2
bằng phương pháp nhiệt và xúc tác :
Bản chất của quá trình xúc tác để làm sạch khí là thực hiện các tương tác hóa
học , nhằm chuyển hóa tạp chất độc thành sản phẩm khác với sự có mặt của chất xúc


ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : CAO THỊ NHUNG
SVTH : Nguyễn Duy Nghĩa 7
CHƯƠNG II
TÍNH TỐN CÔNG NGHỆ
II.1. Các thông số ban đầu :
Lưu lượng khí thải : 2000 m
3
/h .
Nồng độ SO
2
ban đầu là 1% thể tích .
Nồng độ SO
2
sau khi xử lý đạt tiêu chuẩn loại A :1500 mg/m

: áp suất tổng của hệ hấp thu .
H : hệ số Henry .
Ở 30
o
C : H = 0.0364*10
6
(mmHg) . [2,Bảng IX.1,p.139]
m : hệ số phân bố .
m =
t
P
H
=
760
10*0364.0
6
=47.894
y =
Y
Y
+1
x =
X
X
+
1

Thay vào trên ta được :
*
*

Y
*
0 0.0038 0.0048 0.0063 0.0072 0.0087 0.0097 0.0121 0.0146
Từ số liệu đường cân bằng ta vẽ đường cân bằng : ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD : CAO THỊ NHUNG
SVTH : Nguyễn Duy Nghĩa 8

Đồ Thò Cân Bằng Của Dung Dòch Hấp Thu SO
2
Bằng
nước
0
0.002
0.004
0.006
0.008
0.01
0.012
0.014
0.016
0 0.0001 0.0002 0.0003 0.0004
X
Y*

Nồng độ thể tích ban đầu của dòng khí :
y
đ
= 1% = 0.01

*)(5.1
333
+

Y
c
=0.000582 (KmolSO
2
/Kmolkhítrơ)
Hấp thu SO
2
bằng nước , chọn dung mơi sạch khi vào tháp nên : X
đ
= 0 .
Với X
đ
: nồng độ đầu của pha lỏng , KmolSO
2
/KmolH
2
O .
Lượng dung mơi tối thiểu được sử dụng :

d
cd
tr
XX
YY
G
L

=
tr
G
L
= 45.324
Chọn L
tr
= 1.2*L
min

Với L
tr
: lượng dung môi không đổi khi vận hành , kmol/h .
Suy ra :
trtr
tr
G
L
G
L
min
*2.1= = 1.2*45.324 = 54.3888
Lưu lượng hỗn hợp khí vào tháp hấp thu :
G
hh
=
496.80
)30273(*082.0
2000*1
=

= G
tr
*Y
c
+ L
tr
*X
c

Suy ra :
dc
cd
tr
tr
XX
YY
G
L
−
−
= Suy ra : X
c
=
tr
tr
cd
G

đ ,
L
c
- lượng dd đầu và cuối.
t
c ,
t
c
– nhiệt độ khí ban đầu và cuối , C
o
.
T
đ ,
T
c
– nhiệt độ dung dịch đầu và cuối ,
C
o
.
I
đ
, I
c
– entanpi hỗn hợp khí ban đầu và cuối , kj/kg .
Q
0
– nhiệt mất mát , kj/h .
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : CAO THỊ NHUNG
SVTH : Nguyễn Duy Nghĩa 10
Phương trình cân bằng nhiệt lượng có dạng :

Q
0
= 0 .
- Nhiệt độ của hổn hợp khí ra khỏi tháp bằng nhiệt độ dung dịch vào
tháp : t
c
= t
đ
= 30
0
C .
- Tỷ nhiệt của dung dịch không đổi trong suốt quá trình hấp thu : C
đ
= C
c

= C
OH
2
.

Gtr Yñ
G tr Yc
L tr Xñ
L tr Xc
Gtr tñ Iñ
Gc tc Ic
Lñ Cñ Tñ
Lc Cc Tc


XX
CL
Lq
CL
IGIG
t
L
L
T −+
−
+=
*
*
*
**
*

Vì lượng cấu tử hồ tan trong dung dịch nhỏ nên có thể lấy :
1≈
c
d
L
L

Đồng thời ta cũng có thể bỏ qua mức độ biến đổi nhiệt của pha khí , tức là :
0 ≈−
ccdd
IGIG
Như vậy , công thức tính nhiệt độ cuối T
c


Phương trình hấp thu của SO
2
trong dung môi nước .
SO
2
+ H
2
O
⇔
H
+
+ HSO
3
-

Theo sổ tay hóa lý , nhiệt sinh của :
SO
2
:
2
SO
ΔΗ = -70.96 (kcal/mol) .
H
2
O :
OH
2
ΔΗ = - 68.317 (kcal/mol) .
H

18*4200
10*18.4*013.12018
3
= 30.12
o
C
Như vậy : T
c
≈ T
đ
= 30
o
C .
Ta xem quá trình hấp thu là đẳng nhiệt .
II.4. Tính kích thước tháp hấp thu :
II.4.1. Các thông số vật lý của dòng khí :
- Lưu lượng khí trung bình đi trong tháp hấp thu :
2
cd
ytb
VV
V
+
=

V
d
, V
c
– lưu lượng khí vào và ra khỏi tháp , m

=
+
(m
3
/h) .
KLR trung bình của pha khí :

(
)
[]
T
MyMy
tbtb
ytb
*4.22
273**1*
2111
−
+
=
ρ

Trong đó :
+ M
1
, M
2
: Khối lượng mol của SO
2
và không khí .

==
dd
yy00058.0
000582.01
000582.0
1
1
=
+
=
+
=
c
c
c
c
Y
Y
y

Suy ra :
00529.0
2
00058.001.0
1
=
+

+
kg/m
3

Độ nhớt trung bình pha khí ( của hổn hợp khí ) :

2
22
1
11
**
μμμ
MmMm
M
hh
hh
+=
+ M
hh
, M
1
, M
2
: khối lưượng phân tử của hổn hợp khí , của SO
2
và không khí ,
kg/kmol .
M
1
=

, không khí tính theo phần hể tích.
m
1
= y
tb1
= 0.00529
m
2
= 1 – y
tb1
= 0.99471
+ Ở 30
0
c :
μ
2
= μ
kk
= 0.0182*10
-3
(kg/m.s) .
μ
1
=
2
SO
μ
= 0.0128*10
-3
(kg/m.s) .

GG
G
+
=
, kg/s
G
d
, G
c
: lưu lượng khí vào và ra khỏi tháp , kg/s .

0101.064691.798.28691.79***
2
×
×
+
×
=
+=
dSOtrtrtrd
YMGMGG
= 2346.6 (kg/h) = 0.652 (kg/s) .

000582.064691.798.28691.79***
2
×
×
+
×
=

là khối lượng riêng của nước ở 30
0
C .

tr
ρ
= 995 (kg/m
3
) .
M
tr
: khối lượng phân tử của H
2
O , kg/kmol .
L
tr
: lưu lượng nước , kmol/h .
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : CAO THỊ NHUNG
SVTH : Nguyễn Duy Nghĩa 13
Suy ra :
41.78
995
1
18298.4334 =××=
xtb
V
m
3
/h
- Khối lượng riêng trung bình của pha lỏng :

, H
2
O trong pha lỏng.
Do lượng SO
2
hồ tan trong dung dịch nhỏ nên : V
tb1
≈ 0 .
⇒
995
2
2
=
≈≈
OHtbxtb
ρ
ρ
ρ
(kg/m
3
) .
- Độ nhớt trung bình của pha lỏng :
Do lượng cấu tử SO
2
hồ tan trong dung dịch nhỏ nên có thể xem :

3
108007.0
2
−

64*000175.0*298.433418*298.4334
***
2
+
=+=
SOctrtrtrxc
MXLMLG

= 21.68 (kg/s) .
Suy ra : G
xtb
= 675.21
2
67.2168.21
2
=
+
=
+
xcxd
GG
(kg/s) .
II.4.3. Tính đường kính tháp hấp thu :
Tốc độ bắt đầu tạo nhũ tương , còn gọi là tốc độ đảo pha W’
s
(m/s ) được xác
định theo công thức :

8
1

⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
xtb
ytb
y
x
n
x
xtbd
ytbds
G
G
A
Vg
ρ
ρ
μ
μ
ρ
ρσω

Với :
+ G
x
, G
y
: lưu lượng dòng lỏng và khí trung bình , kg/s .

x
: độ nhớt trung bình pha lỏng theo nhiệt độ trung bình .
μ
x
= μ
xtb
= 0.8007×10
-3
(kg/m.s) .
+ μ
n
: độ nhớt của nước ở 20
0
C .
μ
n
= 1.005*10
-3
(kg/m.s) .
A : hệ số , A = 0.022 .
Chọn đệm vòng Raschig bằng sứ , kích thước đệm 50×50×5 mm . Các thông số
của đệm :
σ
d
: bề mặt riêng của đệm .
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : CAO THỊ NHUNG
SVTH : Nguyễn Duy Nghĩa 14
σ
d
= 95 m

3
3
3
2
995
166.1
*
645.0
675.21
*75.1022.0
10*005.1
10*8007.0
*
995*79.0*81.9
166.1*95*'
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−=
⎥
⎥

(m/s) .
Đường kính tháp được xác định theo công thức :

17.1
513.03600
6.19904
3600
4
=
××
×
=
××
×
=
πωπ
tb
tb
V
D
(m) .
Chọn D = 1.2 m
II.4.4. Xác định chiều cao một đơn vị chuyển khối :
-Chiều cao tương ứng một đơn vị truyền khối :

LGY
h
l
m
hh ×+=

h
××
××
=
σψ5.025.0
3
2
PrRe256
xx
x
x
L
h ××
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
ρ
μ

Với : V
t

y
cho pha khí và Re
x
, Pr
x
cho pha lỏng được
tính như sau :

y
y
y
G
μσ
×
×
=
4.0
Re
x
x
x
L
μσ
×
×
=
04.0
Re
1304.1
4
2.1
4
22
=
×
=
×
=
ππ
D
F
t
(m
2
) .

5706.0
1304.1
645.0
===
t
ytb
y
F
G
G
(kg/m
2

x
, D
y
: là hệ số khuếch tán trong pha khí và trong pha lỏng , m
2
/s .
II.4.4.1. Hệ số khuếch tán trong pha lỏng :

(
)
6.0
'
5.0
12
*
**10*4.7
A
B
x
V
TM
D
μ
φ
−
=
, m
2
/s . [4,(2-41),27]
Trong đó: M

(
)
9
6.0
3.0
12
10*9568.1
8.44*8007.0
303*18*6.210*4.7
−
−
==
x
D (m
2
/s)
II.4.4.2. Hệ số khuếch tán trong pha khí

2
1
2
3
1
3
1
2
3
7
11
*

0
K
P = 1 at , Aùp suất khuếch tán .
M
A
, M
B
: là khối lượng mol khí SO
2
và không khí .
M
A
=
2
SO
M = 64 (kg/kmol) .
M
B
= M
kk
= 28.8 (kg/kmol) .
V
A
, V
B
: thể tích mol của SO
2
và của không khí .
V
A

×=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
+
=
y
D (m
2
/s) .
II.4.4.3. Tính Re
x
, Re
y ,
Pr
x
, Pr
y

=
××
×
=
−
yt
y
y
F
G
μσ24.411
10*9568.1*995
10*8007.0
Pr
9
3
==
×
=
−
−
xx
x
x
D
ρ
μ

/m
2
.h) .
Trong đó : V
x
= V
xtb
= 78.41 (m
3
/h) .
F
t
= 1.1304 (m
2
) .

Suy ra :

365.69
1304.1
41.78
==
tt
U (m
3
/m
2
h) .
-Mật độ tưới thích hợp U
th

62.4
01.15
365.69
==
th
tt
U
U

Dựa vào đồ thị hình IX.16 [ 2.178 ] , ta chọn ψ = 1 để dung môi thấm ướt đều
lên đệm .
II.4.4.5. Tính h
G
, h
L1016.0352.167.64
951123.0
79.0
PrRe
3
2
25.0
3
2
25.0
=××
××
=×

×
×=×
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
×=
−
xx
x
x
L
h
ρ
μ

= 0.6922 (m) .
II.4.4.6. Tính chiều cao một đơn vị chuyển khối :
h
Y
= h
G
L
h
l
m

38.54
3.48
1016.0 =×+=
Y
h
(m) .
II.4.5. Xác định số đơn vị truyền khối m
Y
:
Do cấu tử SO
2
hồ tan trong dung dịch không dáng kể nên dung dịch hấp thu khá
lỗng , phương trình tính m
Y
có dạng như sau :
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : CAO THỊ NHUNG
SVTH : Nguyễn Duy Nghĩa 17

1.9=
−
=
∫
∗
d
Y
Yc
Y
YY
dY
m

11 0.005817 9.625E-05 0.0046307 0.0011862 843.028425
12 0.006293 0.000105 0.00505376 0.001239 807.073715
13 0.006769 0.00011375 0.00547716 0.0012915 774.269643
14 0.007245 0.0001225 0.00590091 0.0013437 744.221613
15 0.007721 0.00013125 0.00632502 0.0013955 716.598313
16 0.008196 0.00014 0.00674947 0.0014469 691.119512
17 0.008672 0.00014875 0.00717428 0.001498 667.546587
18 0.009148 0.0001575 0.00759943 0.0015488 645.675071
19 0.009624 0.00016625 0.00802494 0.0015992 625.328761
20 0.0101 0.000175 0.0084508 0.0016492 606.354992

II.4.6. Chiều cao cột đệm cần thiết cho quá trình hấp thu :

5.61.9716.0
=
×
=
×=
YYd
hmH
m
Chiều cao tổng cộng của tháp :
H =
15.94.08.02325.04.025.6
=
+
+
×
+
×+ m

×=×××=Δ

Trong đó : H = 6.5 m , là chiều cao lớp đệm .
λ
’
là hệ số trở lực của đệm , bao gồm cả trở lực do ma sát và trở lực
cục bộ , phụ thuộc chuẩn số Re
y
:

yd
ytdy
y
V
dW
μ
ρ
×
××
=
'
Re

Re
y
> 40 : chế độ xốy , λ
2.0
'
Re
16

td
=
95
79.04
4
×
=
×
d
d
V
σ
= 0.0154 (m) , là đường kính tương đương của đệm
.
W
’
y
= 0.513 m/s , tốc độ của dòng khí trên tồn bộ tiết diện tháp .
Suy ra :
6.678
1081.179.0
166.10154.0513.0
Re
5
=
×
×
×
×
=

k
P (N/m
2
) .
-Tổn thất áp suất của lớp đệm ướt :

⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
×
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝

Trong đó : G
x
, G
y
: là lưu lượng của dòng lỏng và dòng khí , kg/s .
G
x
= G
xtb
= 21.675 kg/s
G
y
= G
ytb
= 0.645 kg/s
ρ
x
, ρ
y
: khối lượng riêng của dòng lỏng và dòng khí ,
ρ
x
= 995 kg/m
3

ρ
y
= 1.166 kg/m
3


⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
y
x
x
y
y
x
G
G
μ
μ
ρ
ρ
= 1.4 > 0.5
Theo [2,bảng(IX.7),189] ta có : A = 10 , n = 0.525 , m=0.945 , c = 0.105
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : CAO THỊ NHUNG
SVTH : Nguyễn Duy Nghĩa 19
Thay số vào ta được :

⎥
⎥
⎦
⎤

−
105.0
5
3
525.0945.0
1081.1
108007.0
995
166.1
645.0
675.21
1015.500
u
P

= 6468.37 (N/m
2
) .
Chọn
u
PΔ = 6500 N/m
2
= 0.065×10
5
(N/m
2
) .
=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=

- Aùp suất tính tốn :
hgPP
lvtt
×
×
+
=
ρ

P
lv
: áp suất làm việc của môi trường .
P
lv
= ΔP
ư
=
5
10065.0 × (N/m
2
) .
h : chiều cao cột chất lỏng .
h = 8.425 m
Suy ra :
091.0425.899581.910065.0
5
=××+×=
tt
P N/mm

=
h
t
PD
S
ϕσ
mm
- Hệ số bổ sung bề dày C , mm :
C = C
a
+ C
0
+ C
b
+ C
c

Trong đó :
C
a
: là hệ số bổ sung do ăn mòn hố học của môi trường .
Thời hạn sử dụng là 20 năm , tốc độ ăn mòn là 0.1mm/ năm .
Vậy : C
a
= 0.1×20 = 2 (mm) .
C
b
: là hệ số bổ sung do bào mòn cơ học của môi trường .
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : CAO THỊ NHUNG
SVTH : Nguyễn Duy Nghĩa 20

: thỏa điều kiện .
- Aùp suất tính tốn cho phép ở bên trong thiết bị :
[P] =
)(
)(**][*2
at
ah
CSD
CS
−+
−
ϕ
σ
[9,(5-11),131]
[P] =
462.0
)24(1200
)24(*95.0*146*2
=
−+
−
(N/mm
2
) > 0.091 (N/mm
2
) , thỏa điều
kiện .
Vậy chiều dày thân được chọn là S = 4 (mm) .
III.2. Tính chiều dày đáy , nắp :
- Chọn đáy nắp elip tiêu chuẩn .

CS
−+
−
ϕ
σ
[9,(6-5),166]
Đáy nắp elíp tiêu chuẩn R
t
= D
t
= 1200 (mm) .
[P] =
462.0
)24(1200
)24(*95.0*146*2
=
−+
−
(N/mm
2
) > 0.091 (N/mm
2
) , thỏa điều
kiện .
III.3. Tính ống dẫn lỏng , ống dẫn khí :
III.3.1. Tính ống dẫn khí vào tháp :
Đường kính ống dẫn khí :
d =
V
Q

Q
π
=
2
2.0*
3600
2000
*4
π
=17.68 (m/s) .
III.3.2. Tính ống dẫn khí ra khỏi tháp :
Chọn đường kính ống dẫn khí ra khỏi tháp bằng đường kính ống dẫn khí vào
tháp . d = 200(mm) .
III.3.3. Tính ống dẫn lỏng vào tháp :
Đường kính ống dẫn lỏng :
d =
V
Q
*
*4
π
, (m)

Trong đó :
Q : lưu lượng dòng lỏng , m
3
/s .
Q = V
xtb
= 78.41 (m

tháp . d = 150(mm) .
III.4. Tính bích ghép thân tháp :
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : CAO THỊ NHUNG
SVTH : Nguyễn Duy Nghĩa 22

Dt
D2
D4
Dtb
D1
Db
D

Chọn bích liền không cổ bằng thép để nối thân tháp .
Đường kính trong thiết bị : D
t
= 1200 mm .
Đường kính ngồi của bích : D = 1340 mm .
Đường kính tâm bu lông : D
b
=1290 mm .
Đường kính mép vát : D
1
=1260 mm .
Đường kính bu lông : d
b
= 20 (M 20 ) .
Số bu lông : Z = 32 cái .
Chiều cao bích : h =25 mm .
Theo [2 , bảngXIII.31 , 433] ta có kích thước bề mặt đệm :

π
* D
t
2
* p ( N ) .
Q
k
_ lực cần thiết để giữ được kín trong đệm ( N ) .
Q
k
=
π
* D
tb
* m * p .
Có thể viết lại :
Q
1
=
4
π
* D
t
2
* p +
π
*D
tb
* b
0

12301254
2
24
=
−
=
−
DD
mm .
Thế vào , ta được : D
tb
=1260 – 12 = 1248 mm
+ b
0
_bề rộng tính tốn của đệm
b
0
= ( 0.5
÷
0.8 ) b . chọn b
0
= 0.5* b = 6 (mm) .
Chọn vật liệu đệm là amiăng có bề dày
o
δ
= 3 mm do môi trường có tính ăn
mòn .
Theo [9,bảng(7-2),192] ,ta có :
M = 2.0 , hệ số áp suất riêng .
q

5
(N) .
c . Lực tác dụng lên một con bulông :
q
b
=
Z
Q
Z
QQ
Z
Q
221
),max(
==
= 75.7343
32
10*35.2
5
= (N) .
d. Tính đường kính bulông :
d
b
= 1.13 *
bl
b
q
][
σ


Chọn k
o
= 0.5 , ta có :
d
b
= 1.13 *
5.89*5.0
75.7343
= 14.5 (mm) 14
≈
(mm) , thỏa điều kiện
[9,bảng(7-7),193].
d
b
= 14.5 (mm) < 20 (mm) , thỏa điều kiện bền .
III.4.2 . Kiểm tra chiều dày bích :
Bề dày bích liền được xác định theo công thức sau :
t = 0.61 * d
b
*
2
1
2
1
)(*
][
**7.0*[
*
][
bbi

DD
b
(mm) .
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : CAO THỊ NHUNG
SVTH : Nguyễn Duy Nghĩa 24
l
2
=
2
412001290
2
−−
=
−−
SDD
tb
= 43 (mm) .
P : áp suất của môi trường , N/mm
2
.
P = 0.091 (N/mm
2
) .
d
b
: Đường kính ngồi của bulông , mm .
d
b
= 20 (mm)
[

)[(
2
1
2
2
1
+
−
D
lD
l
l
b
+ 0.2*
2
1
l
l

= (1 -
]1)
1260
43*21290
)[(
43
15
2
+
−
+ 0.2*

1(
1200
1340
[
43*2
1200
2
−+−
t

=1.589 +
2
26.223
t

Thay vào ta được :
t = 0.61 * 20
2
2
)
20
1260
(
45
091.0
*32.1*7.032*
43
15
[
)

Đường kính bulông d
b
= 16 mm (M16).
Số bulông Z = 8 con .
Bề dày bích t = 16 mm .
III.5.2. Bích nối ống dẫn khí với thân :
Chọn bích liền bằng kim loại đen .
Đường kính trong ống dẫn khí , D
y
= 200 mm.
ĐỒ ÁN MÔN HỌC GVHD : CAO THỊ NHUNG
SVTH : Nguyễn Duy Nghĩa 25
Đường kính ngồi ống dẫn khí , D
n
= 219mm.
Đường kính ngồi của bích , D = 290 mm .
Đường kính tâm bulông D
t
= 255 mm.
Đường kính bulông d
b
= 16 mm (M16).
Số bulông Z = 8 con .
Bề dày bích t = 16 mm .
III.6. Tính lưới đỡ đệm và đĩa phân phối lỏng :
III.6.1. Tính lưới đỡ đệm :
Chọn vật liệu làm đệm là thép hợp kim X18H10T . Các thanh có tiết diện chữ
nhật , 1 cạnh có bề rộng b =10 mm .
Đường kính trong tháp : D
t

2
1165*
4
π
= 1065421.625 (mm
2
) .
Tổng khối lượng mà lưới phải chịu :
m = m
1
+ m
2

Trong đó :
m
1
: khối lượng vật chêm khô .
m
2
: khối lượng của dung dịch .
m
1
= V
đ
*
d
ρ

Với :
d

D
π
*
d
ρ
= 500*
2
5.6
*165.1*
4
2
π
= 2077.57 (kg) .
m
2
= V
dd
*
dd
ρ
= (1 – V
đ
)
2
**
4
2
d
t
H

= 0.027 (N/mm
2
) .
Tải trọng mà một thanh phải chịu tính theo đơn vị chiều dài :
q =
l
D
n
P
* =
52
027.0
*1165 = 0.6049 (N/mm) .