TÌM HIỂU VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHƯNG CẤT ETHANOL 1000KGH

LUẬN VĂN CHÍNH THỐNG .....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

 ĐỀ TÀI :

TÌM HIỂU VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHƯNG CẤT ETHANOL

1000KG/H

GVHD: TS TRẦN LỆ THU

CÔNG NGHỆ THƯC PHẨM

SINH VIÊN THỰC HIỆN MÃ SỐ SINH VIÊN

Nội dung

03

TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ CHƯNG CẤT

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CÂN BẰNG VẬT CHẤT

 Chưng cất là quá trình phân tách hỗn hợp lỏng (hoặc khí lỏng) thành các cấu tử riêng biệt dựa vào sự khác nhau

về độ bay hơi của chúng.

 Khi chưng cất ta thu được nhiều cấu tử và thường thì bao nhiêu cấu tử sẽ thu được bấy nhiêu sản phẩm.

 Hỗn hợp đem chưng cất gọi là dòng nhập

 Dòng sản phẩm thu được bằng cách bốc hơi và ngưng tụ gọi là dòng sản phẩm đỉnh.

 Dòng sản phẩm thu được ở đáy ở thiết bị gọi là dòng sản phẩm đáy

 Dòng hoàn lưu là dòng ngưng tụ ở đỉnh của thiết bị được cấp tuần hoàn trở lại thiết bị nhằm tăng hiệu suất

CHƯNG CẤT LÀ GÌ ?

ĐẶC ĐIỂM ?

TỔNG QUAN

Đơn giản

Hỗn hợp hai cấu

tử

Cấp nhiệt nơi đáy tháp

Trực tiếp

Gían tiếp

TỔNG QUAN

• Khai thác để tách và nâng cao nồng độ

• Thu hồi tinh dầu từ nguồn thực vật

Mục đích

và phạm

vi

• Nguyên liệu

• Sự chênh lệch nhiệt độ sôi giữa các cấu tử

• Các tính chất về nhiệt động của nguyên liệu

• Các thông số công nghệ như nhiệt độ, áp suất

TCVL Là chất lỏng, không màu, trong

suốt, mùi thơm dễ chịu và đặc trưng, vị cay, nhẹ hơn nước….

Là chất lỏng, không màu, không mùi, không vị nhưng khối nước dày sẽ có màu xanh nhạt….

TCHH Là rượu đơn chức, no, mạch

hở, phản ứng với kim loại kiềm, phản ứng tách nước….

Tác dụng với kim loại, Tác dụng với oxit bazơ.

ĐIỀU

CHẾ

Hydrat hóa etylen, Lên men từ trái cây.

Hoàn thiện

sản phẩm

Khai thác,tách nâng cao nồng

độ sản phẩm

Old Pulteney 400

RƯỢU BULLEIT BOURBON 45 0

ỨNG DỤNG

Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đáy

Nồi đun dạng Kettle

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Cân Bằng Vật Chất

Chọn thiết bị: Tháp mâm xuyên lỗ, hoạt động liên tục

Khi chưng cất hỗn hợp Ethanol – nước, thì cấu tử dễ bay hơi là Ethanol

Năng suất nhập liệu: GF = 1000 (Kg/h)

Nồng độ phần khối lượng nhập liệu: = 18% phần khối lượng

Nồng độ phần khối lượng sản phẩm đỉnh: = 90%

phần khối lượng

•  

Nồng độ phần khối lượng sản phẩm đáy: = 2% phần khối lượng

Nhiệt độ nhập liệu: tF = 280C

Nhiệt độ sản phẩm đỉnh sau khi làm nguội: tD = 320C

Nhiệt độ sản phẩm đáy sau khi trao đổi nhiệt: tW = 600C

Trạng thái nhập liệu là trạng thái lỏng sôi

•  

Cân Bằng Vật Chất

• F, D, W, L: suất lượng mol của các dòng nhập liệu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy, dòng hoàn lưu, đơn vị

• : nồng độ phần khối lượng của cấu tử dễ bay hơi

trong pha lỏng của các dòng, đơn vị (phần mol)

• : Nồng độ phần mol của các cấu tử dễ bay hơi trong pha hơi cân bằng với pha lỏng của dòng nhập liệu

• Gh: suất lượng khối lượng hỗn hợp hơi ra khỏi đỉnh

thiết bị, đơn vị: (Kg/h)

•  

Cân Bằng Vật Chất

Cân Bằng Vật Chất

Đồ thị biểu diễn các đường làm việc và số mâm lý thuyết

Xác định số mâm thực tế - Biểu đồ chưng cất

 Số mâm thực tế tính theo hiệu suất trung bình: Nt =

 Xác định hiệu suất trung bình của tháp :

 Đường kính đoạn chưng:

• Lượng hơi trung bình đi trong tháp:

• Tốc độ hơi trung bình đi trong tháp:

• Đường kính đoạn chưng:

nhau không nhiều (5cm) nên cùng chọn đường kính

cho cả hai phần là Dt = 0.35 (m) để tiện việc thiết kế

máy.

•  

TÍNH TOÁN – THÁP CHƯNG CẤT

Tính toán trở lực của tháp:

• Số lỗ trên mâm:

• Tổng trở lực của toàn tháp hay độ giảm áp tổng cộng của toàn tháp :

• Kiểm tra ngập lụt khi tháp hoạt động:

Đảm bảo khi hoạt động các mâm sẽ không bị ngập lụt

 Kết luận: khi hoạt động tháp sẽ không bị hiện tượng ngập lụt.

 Tổng chiều cao tháp:

•  

TÍNH TOÁN – THÁP CHƯNG CẤT

Thông số bích ghép ống dẫn hơi vào đáy tháp

Thông số kích thước ống hoàn lưu

Kích thước chân đỡ tháp

TÍNH TOÁN CƠ KHÍ

Chân đỡ, tay treo

Thiết bị đun sôi đáy tháp

Hiệu suất nhiệt độ trung bình:

 Cấu tạo thiết bị:

• Chọn chiều dài ống truyền nhiệt là 2 (m)

• Số ống truyền nhiệt:

• Cách sắp xếp ống : n= 91, L = 2m, ống được bố trí theo hình lục giác, b = 11 ống, a = 6 ống

• Đường kính trong thiết bị:

dtr= t * (b – 1) + 4 * 0.038 = 0.0532*(11 – 1) + 4*0.038

= 0.684 (m)

•  

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ

Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh:

• Chọn thiết bị ngưng tụ vỏ - ống loại TH nằm ngang

• Ống truyền nhiệt được làm bằng thép X18H10T, kích thước ống 38*3 mm

Suất lượng nước cần dùng để ngưng tụ sản phẩm đỉnh:Cân bằng nhiệt:

 Cấu tạo thiết bị:

• Diện tích truyền nhiệt một ống:

Suất lượng nước làm nguội sản phẩm đỉnh cần dùng:

• Suất lượng nước cần dùng:

Hiệu số nhiệt độ trung bình:

Bề mặt truyền nhiệt:

Cấu tạo thiết bị: L

•  

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ

Lưu lượng nhập liệu: VF= =

Chọn bơm có năng suất là Qb = 1.2 () Đường kính

ống hút, ống đẩy bằng nhau và bằng 32(mm)

• Công suất thực tế của bơm:

Để đảm bảo tháp hoạt động liên tục ta chọn 2 bơm li tâm loại XM có công suất 0.0314 (hp)

•  

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ

• Thân – đáy – nắp làm bằng thép X18H10T, có bề dày: 3 mm

• Bích ghép thân – đáy – nắp làm bằng thép X18H10T, loại bích liền không cổ.

• Bích ghép ống dẫn làm bằng thép CT3, loại bích liền không cổ

• Đường kính ống dẫn chất lỏng: 0.05 (m)

• Đường kính ống dẫn hơi: 0.025 (m).

•  

KẾT LUẬN

VẤN ĐÁP