 án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh

i MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN. 1
1.1. Tổng quan về sản phẩm: 1
 1
 1
1.2. Khái niệm chung về cô đặc: 2
 2
 2
 2
1.3. Phân loại và ứng dụng. 2
1.3.1. Theo cấu tạo. 2
1.3.2. Theo phương pháp thực hiện quá trình. 3
1.4. Cô đặc nhiều nồi. 3
 3
 3
1.5. Lựa chọn phương án thiết kế. 4
1.6. Các thiết bị được lựa chọn trong quy trình công nghệ. 4
 4
 4
 5
 5

2.6.5. Hệ số phân bố nhiệt hữu ích cho các nồi: 25
2.6.6 Tính toán bề mặt truyền nhiệt: 26
CHƯƠNG 3 27
TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CƠ KHÍ 27
3.1.Buồng đốt. 27
3.1.1. 27
3.1.2. 27
3.1.3 28
3.1.4. 30
3.2.Buồng bốc hơi. 32
3.2.1. 32
3.2.2. 32
3.2.3. 33
3.2.4. 34
3.2.5. 35
3.3.Tính toán một số chi tiết khác. 36
3.3.1. 36
3.3.2. 40
3.3.3.Tai treo. 42
3.3.4. 46
CHƯƠNG 4 47
TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ 47
4.1.Thiết bị ngưng tụ Baromet 47
4.1.1.Tính toán trong Baromet 47
4.1.2. : 48
4.1.3. 48
4.1.4. 50
4.1.5. 50
4.1.6. 51
4.2.Tính toán và chọn bơm: 53

 án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh

iv

DANH MỤC BẢNG BIỂU
 10
 10
 12
 16
 20
 20
 21
 23
 25









             




 ng quan
 ,
 n thit b chính.
 n thit b ph.
 án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh

Nhóm 3 Trang 1 CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN.

1.1. Tổng quan về sản phẩm:

      


1.1.1.Các tính chất vật lý cơ bản của NaOH

O = 2NaOH + H
2
+ Cl
2
.
 Các ứng dụng của NaOH



 án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh

Nhóm 3 Trang 2

1.2. Khái niệm chung về cô đặc:
1.2.1. Định nghĩa


.
1.2.2. Các phương pháp cô đặc
     n t trng thái lng sang trng
i tác dng ca nhit khi áp sut riêng phn ca nó bng áp sut tác
dng lên mt thoáng cht lng
 nh: Khi h thp nhi n mt mt cu t
s tách ra dng tinh th t tinh khing là k 
n cht tan. Tùy tính cht cu t và áp sut bên ngoài tác dng lên mt
thoáng mà quá trình ky ra  nhi cao hay thp và có khi dùng
n máy lc tin hành  các áp sut khác nhau. Khi
làm vic  áp sung (áp sut khí quyng dùng thit b h
khi làm vic  áp sung dùng thit b kín.
1.2.3. Bản chất của sự cô đặc do nhiệt

C,
áp sut chân không, dung dch tun hoàn tt, ít to cn, s c liên
tc chân không dùng cho các dung dch có nhi sôi cao, d b phân
hy vì nhit.
 c nhiu ni: mt kit. S ni không nên ln quá
vì s làm gim hiu qu tit ki
  c liên tc: cho kt qu t   c  n. Có th áp d u
khin t ng.
1.4. Cô đặc nhiều nồi.
1.4.1. Định nghĩa.



:



1.4.2. Nhận xét quá trình
+ .
 án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh

Nhóm 3 Trang 4

- 
.
- .
- 
+ .
Các ni sau có n n, và nhi gim nên s  nh s
truyn nhit gim, không khai thác ht công sut thit b.


1.6.3. Thiết bị gia nhiệt.



1.6.4. Thiết bị ngưng tụ.




1.6.5. Thiết bị tách lỏng.


1.6.6. Các thiết bị phụ trợ khác
- 
- 
1.7.Thuyết minh sơ đồ công nghệ:





 





8),
.
 án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh

Nhóm 3 Trang 7

CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ CHÍNH

2.1. Cân bằng vật liệu:

 Dung dc: NaOH
 t dung du: 30000 kg/h.
 N u: 10%
 N cui: 50%
 Áp sui: 12at
 Áp sung t chân không: 0.2at
2.1.1. Lượng hơi thứ bốc hơi ra khỏi hệ thống:
 G

, G
c
: 
x

x
c


 :
W = G

(1 
d
c
x
x
) (VI.1/55-[2])
 :
W = 30000 (1  10/50) = 24000 (kg/h)
2.1.2. Sự phân bố hơi thứ trong các nồi :
 W
1,
W
2,
W
3

 a
1
:a
2
:a
3,
1: 1,1: 1,2

 án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh


24000.2,1
3
hkgW 



2.1.3. Nồng độ dung dịch ở từng nồi:


=10% v

c
= 50%.
X
1,
X
2
, X
3,


X
1
= G

1
WG
x
đ
đ

=20,37 (% kh

X
3
= G


321
WWWG
x
đ
đ

(6)
=
 
27,8727800073,727230000
10
30000



2.2. Cân bằng năng lượng
2.2.1. Phân bố áp suất làm việc trong các nồi:

1,
P
2,
P
3


P = P

-P
nt
= 12 - 0,2 = 11,8at
T (*) ta có.
























1
= 12- 6,74= 5,26at
P
hd3
= P
hd2
- 
2
= 5,26  3,37= 1,89at



T

T

T
nt


T
ht1,
T
ht2,
T
ht3,



0

hdi
và P
hti
.  án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh

Nhóm 3 Trang 10

Bảng 2.1: 



P
hd

(at)
T
hd

(
0
C)
i
hd
(at)

153,7
2758
2109
1,88
118
2710,85
2212,5
3
1,89
117
2709,2
2215,25
0,203
60,7
2608,25
2355,65
2.3. Tổn thất nhiệt độ ở mỗi nồi:
2.3.1 Tổn thất nhiệt độ do nồng độ (Δ'):

0
sdd
 t
0
sdm



0
 (VI.10/59 [2])


0
(
0
C)
2
2,63
4,25
8,13

 
1

0.
16,2 (T
ht1
+ 273)
2
/R
1

=





= 3,69
0
C


2

3

= 3,69 + 4,74 + 6,22
= 14,65
0
C
2.3.2. Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh (∆’’):




''
= T
tbi
- T
hti
(
o
C) (VI.13/60-[2])

– T
tb

tb
.
– T
ht


– 
–
ddsoi


3ddsoi

=
2
dd


  án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh

Nhóm 3 Trang 12

Bảng 2.3: Áp suất hơi thứ trên bề mặt thoáng dung dịch

N
dung dch


0
C
P
tb2
= 2,033at  t
tb2
= 119,7
0
C
P
tb3
= 0,394at  t
tb3
= 75,2
0
C


i
''

= T
tbi
 T
hti
,
0
C (VI.13/60-[2])

''

C


i
''

=
''
1

+
''
2

+
''
3

=0,42+ 1,7 +14,8=16,62
0
C
2.3.3 Tổn thất do trở lực của đường ống,(Δ”’):

o
C

C
o
3111'''
'"


0
C
T
si
= T
hti
+
i
'

+
i
''

,
o
C
 án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh

Nhóm 3 Trang 13

T
s1
= 154,7+3,668+0,42=158,808
0
C
T
s2
= 118 + 4,757 + 1,7 = 124,457

C

2.4 Tính cân bằng năng lượng:
2.4.1 Tính nhiệt lượng riêng:
– 
– 
[1]
2.4.2 Tính nhiệt dung riêng C, J/kg.độ:
o 
Vì x

[1]
4,3767)1,01(4186)1(4186 
oo
CxC

o 
Ta có: x
1
=13,2%<20%
448,3633)132,01(4186
1
C

o Nhiêt dun
Ta có x
2
[1]
Tính C
ht


 
OOCCNaNaht
CnCnCn
Mct
C
1


 
75,13109630.116800.126000.1
40
1

ht
C

 C
2
= 1310,75.0,2037+ 4186(1- 0,2037) = 36
o 
Vì x
3
= 50% (I.44/152  [1])
C
3
= C
ht
x
3

, W
3

C

, C
c
 
t

t
c

0
C.
i
1,
i
2
, i
3


1

2,

3

C


C

t


- 
1
i
1

- 
2
t
2

- 

 W
1
)C
1
t
1


- 
3
i
3


1

- 
tt1
= 0.05D
1
(i
1
- C
n1

1
)

- 
2

2

- 

W
1
W
2
)C
2
t
2

2
W
3
)C
3
t
3

- 
3
C
n3

3

- 
tt3
= 0.05D
3
(i
3
 C
n3

3
)


vào


+ 0.05D
1
(i
1
 C
n1

1
) (1
*
)
 án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh

Nhóm 3 Trang 16


D
2
i
2
+(G

W
1
) = W
2

2
+(G


+(G

W
1
-W
2
)=W
3

3
+(G

W
1
-W
2
-W
3
)C
3
t
3
+D
3
C
n3

3
+ 0.05D
3

(kg/h)

trình, (kg/h)

W1
7272,727
7509,651
3,25
W2
8000
8100,15
1,25
W3
8727,272
8390,585
3,857
D1

2771,50 2.6. Tính bề mặt truyền nhiệt :
2.6.1. Độ nhớt:
 nht dung dc áp theo công thc Paplop







= 60
0

1
= 1,05.10
-3

N.s/m
2
t
µ2
= 80
0

2

= 0,81. 10
-3
N.s/m
2

Theo [1-91]
µ
1
= 1,05.10
-3

N.s/m
2










tt


s1
= 158,808
0
C

21
21





ss
tt
K

168,113
65,1
80808,158

1dd

= 0,38.10
-3

N.s/m
2
[1-91]
Tính cho nồi 2:
X
dd2
= 20,37%

µ1
= 60
0

1
= 1,54.10
-3
N.s/m
2

t
µ2
= 80
0

2
= 1,19.10

C

19,2
07,4892,38
8060
21
21










tt
K
0
C

s2
= 68,417
0
C

21
21



=68,417
0

%40tanole

= 0,77.10
-3
N.s/m
2

2dd

= 0,77.10
-3
N.s/m
2
[1-91]
Tính cho nồi 3:
X
dd3
=50%

µ1
= 60
0

1
= 7,771.10
-3

Nhóm 3 Trang 18

µ
2
= 5,348.10
-3
N.s/m
2

2


= 6,516
0
C

271,2
516,6)29,2(
8060
21
21













K
tt
s



0
C



= 6,667
0

etanol 40%
= 5,3066.10
-3
N.s/m
2

dd3
= 5,3066.10
-3
N.s/m
2
[1-91]


H2O

Mà
OH
i
ct
i
ct
i
i
M
x
M
x
M
x
m
2
1





064,0
18
2,13100
40
2,13
40

408,19
1142
.1142.86,3633.10.58,3


M
CA
Pd





103,0
18
37,20100
40
37,20
40
37,20
2



m

M
2
= m
2

18
99,49100
40
99,49
40
99,49
2



m

M
3
= m
3
.M
ct
+ (1- m
3
).M
H2O

= 0,31.40 + (1- 0,31).18
= 24,828

3
8
3
3

 án quá trình thit b GVHD: Lê Thanh Thanh

Nhóm 3 Trang 20

- 
2


2
(W/m
2
).
a) 
ta có:
q
1

1

1
(4.3)

1


1
=T

 T
Ti

 [V.101/28  1] (4.4)
H- 

25,0
32
)(



m
,
 1] ta có:
Bảng 2.5. .


0
C

hh
.10
-3
J/kg

187,07
1995

153,7
2109

117

4,4
t
m,
0
C
184,635
151,6
114,8