đồ án hóa công tháp chưng luyện

Đồ án Hóa công là 1 trong những học phần gây khó khăn nhất cho những sinh viên chuyên ngành Hóa-Sinh học-Môi trường. Tài liệu "Đồ án Hóa công - tháp chưng luyện" với cách trình bày kĩ lưỡng, khoa học, các công thức rõ ràng, có trích dẫn sẽ giúp sinh viên vượt qua Đồ án với kết quả tốt nhất

Trờng đại học bách khoa hà nội Cộng hòa x hội chủ nghĩa Việt Nam ã hội chủ nghĩa Việt Nam

Độc lập – Tự do – Hạnh phúcNhiệm vụ

thiết kế đồ án môn học

Họ và tên sinh viên:

Lớp:

I Đầu đề thiết kế:

Thiết kế hệ thống tháp chng luyện trong sản xuất sạch

II Các số liệu ban đầu:

VI Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:

VII Ngày hoàn thành nhiệm vụ:

III.Số đĩa thực tế và chiều cao tháp 14

Có rất nhiều phơng pháp phân tách các cấu tử trong công nghiệp, trong đó có phơngpháp chng luyện là một trong những phơng pháp hay đợc sử dụng

Chng là phơng pháp tách các cấu tử từ hỗn hợp ban đầu dựa vào độ bay hơi khácnhau của chúng trong hỗn hợp Hỗn hợp này có thể là chất lỏng hoặc chất khí, thờng khichng một hỗn hợp có bao nhiêu cấu tử ta sẽ thu đợc bấy nhiêu sản phẩm Với hỗn hợp cóhai cấu tử ta sẽ thu đợc hai sản phẩm là sản phẩm đỉnh gồm phần lớn là cấu tử dễ bay hơi

và sản phẩm đáy chứa phần lớn là cấu tử khó bay hơi

Trong thực tế có thể gặp rất nhiều kiểu chng khác nhau nh : chng bằng hơi nớc trựctiếp, chng đơn giản, chng luyện Chng luyện là phơng pháp chng phổ biến nhất dùng đểtách hỗn hợp các cấu tử dễ bay hơi có tính chất hoà tan hoàn toàn hoặc một phần vàonhau

vẽ và thuyết minh dây chuyền sản xuất

I Thuyết minh dây chuyền sản xuất :

Hỗn hợp đầu từ thùng chứa 1 đợc bơm 2 bơm liên tục lên thùng cao vị 3 Mức chấtlỏng cao nhất ở thùng cao vị đợc khống chế nhờ ống chảy tràn Từ thùng cao vị, hỗn

hợp đầu (đợc điều chỉnh nhờ van và lu lợng kế) qua thiết bị đun nóng dung dịch 4 Tại

đây, dung dịch đợc gia nhiệt bằng hơi nớc bão hoà đến nhiệt độ sôi Sau đó, dung dịch

đợc đa vào tháp chng luyện qua đĩa tiếp liệu

Tháp chng luyện gồm hai phần : phần từ đĩa tiếp liệu trở lên trên là đoạn luyện, còn

từ đĩa tiếp liệu trở xuống là đoạn chng

Nh vậy, ở trong tháp, pha lỏng đi từ trên xuống tiếp xúc với pha hơi đi từ dới lên.Hơi bốc từ đĩa dới lên qua các lỗ đĩa trên và tiếp xúc với pha lỏng của đĩa trên, ngng tụmột phần, vì thế nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong pha lỏng tăng dần theo chiều cao tháp.Vì nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong lỏng tăng nên nồng độ của nó trong hơi do lỏng bốclên cũng tăng Cấu tử dễ bay hơi có nhiệt độ sôi thấp hơn cấu tử khó bay hơi nên khinồng độ của nó tăng thì nhiệt độ sôi của dung dịch giảm Tóm lại, theo chiều cao thápnồng độ cấu tử dễ bay hơi (cả pha lỏng và pha hơi) tăng dần, nồng độ cấu tử khó bayhơi (cả pha lỏng và pha hơi) giảm dần, và nhiệt độ giảm dần Cuối cùng, ở đỉnh tháp ta

sẽ thu đợc hỗn hợp hơi có thành phần hầu hết là cấu tử dễ bay hơi còn ở đáy tháp ta sẽthu đợc hỗn hợp lỏng có thành phần cấu tử khó bay hơi chiếm tỷ lệ lớn Để duy trì phalỏng trong các đĩa trong đoạn luyện, ta bổ xung bằng dòng hồi lu đợc ngng tụ từ hơi

đỉnh tháp Hơi đỉnh tháp đợc ngng tụ nhờ thiết bị ngng tụ hoàn toàn 6, dung dịch lỏngthu đợc sau khi ngng tụ một phần đợc dẫn hồi lu trở lại đĩa luyện trên cùng để duy trìpha lỏng trong các đĩa đoạn luyện, phần còn lại đợc đa qua thiết bị làm lạnh 7 để đi vào

bể chứa sản phẩm đỉnh 8 Chất lỏng ở đáy tháp đợc tháo ra ở đáy tháp, sau đó một phần

đợc đun sôi bằng thiết bị gia nhiệt đáy tháp 9 và hồi lu về đĩa đáy tháp, phần chất lỏngcòn lại đa vào bể chứa sản phẩm đáy 10 Nớc ngng của các thiết bị gia nhiệt đợc tháoqua thiết bị tháo nớc ngng 11

Nh vậy, thiết bị làm việc liên tục (hỗn hợp đầu đa vào liên tục và sản phẩm cũng

đ-ợc lấy ra liên tục)

II Sơ đồ dây chuyền :

3

4 5

7- Thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh 8- Thùng chứa sản phẩm đỉnh

9- Thiết bị gia nhiệt đáy tháp 10- Thùng chứa sản phẩm đáy

11- Thiết bị tháo nớc ngng

tính toán kỹ thuật thiết bị chính

- Giả thiết :

- Số mol pha hơi đi từ dới lên là bằng nhau trong tất cả mọi tiết diện của tháp

- Số mol chất lỏng không thay đổi theo chiều cao đoạn chng và đoạn luyện

- Hỗn hợp đầu đi vào tháp ở nhiệt độ sôi

- Chất lỏng ngng tụ trong thiết bị ngng tụ có thành phần bằng thành phần của hơi đi

ra ở đỉnh tháp

- Cấp nhiệt ở đáy tháp bằng hơi đốt gián tiếp

- Yêu cầu thiết bị :

F : Năng suất thiết bị tính theo lợng hỗn hợp đầu = 2400 = 0,6667(kg/h).

Thiết bị làm việc ở áp suất thờng, P = 1 at

a : Nồng độ Etylic trong sản phẩm đáy = 0,4 % khối lợng

M1: Khối lợng phân tử của rợu Etylic = 46 kg/kmol

F P a W a a

.

 Lợng sản phẩm đáy là :

(kg/s) 458 , 0 4

, 0 95

) 30 95 ( ,6667 0 ) (

F P

a a

a a F W

 Lợng sản phẩm đỉnh là :

P = F – W = 06667 – 0,458 = 0,2087 (kg/s)

Tính lợng hỗn hợp đầu F’, lợng sản phẩm đỉnh P’, lợng sản phẩm đáy W’ theo kmol/s :

) / ( 0302 , 0 6667 , 0 18

7 , 0 46

30 , 0

1 '

2 1

s kmol F

M

a M

05 , 0 46

95 , 0

1

2 1

s kmol P

M

a M

2/ Tính chỉ số hồi lu thích hợp, số đĩa lý thuyết :

Đổi nồng độ từ phần khối lợng sang phần mol :

14360 , 0 18 / 70 46 / 30

46 / 30 /

) 100 ( /

/

2 1

a

M a x

F F

F F

8814 , 0 18 / 5 46 / 95

46 / 95 /

) 100 ( /

/

2 1

a

M a x

P P

P P

3 2

1

18 / 98 46 / 4 , 0

46 / 4 , 0 /

) 100 ( /

a

M a x

W W

W W

Dựa vào đờng cân bằng lỏng-hơi (nội suy), ta có : y*F  0 , 278092

a/ Chỉ số hồi lu tối thiểu :

4584 , 4 1436 , 0 278092 ,

0

278092 ,

0 8814 , 0

F P

x y

y x R

- Đờng nồng độ làm việc đoạn chng :

Lợng hỗn hợp đầu tính theo 1 kmol sản phẩm đỉnh :

1771 , 6 10 889 , 4

302 , 0 '

Phơng trình :

001569 ,

0 1 729 , 6

1 1771 , 6 1

729 , 6

1771 , 6 729 , 6 1

f R

001051 ,

0 6698 ,

8814 , 0 1 729 , 6

729 , 6 1

R

114 , 0 8706 ,

Trong đó : số đĩa đoạn chng :2

số đĩa đoạn luyện : 21

II Đờng kính của tháp :

1/ Lu lợng trung bình các dòng pha đi trong tháp :

a/ Trong đoạn luyện :

g1 y1 = G1 x1 + GP xP (2)Phơng trình cân bằng nhiệt lợng :

g1 r1 = gđ rđ (3)

r1 : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa luyện thứ nhất (kcal/kmol)

rđ : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi ra khỏi đỉnh tháp (kcal/kmol)

Gọi :

rA : ẩn nhiệt hóa hơi của Etylic

rB : ẩn nhiệt hoá hơi của H 2O

Từ đồ thị (t,x,y) ta có :

- Nhiệt độ sôi của hỗn hợp đỉnh (x = xP= 0,8814): tP = 78,12720C

Nội suy theo bảng r – to (I-301) với to = 78,1272C :

) (kcal/kmol M

508 (kcal/kg) 508

r

) (kcal/kmol 9108

) (kcal/kmol 198.M

(kcal/kg) 198

r

B B

A A

 rđ= rA yđ + rB (1 - yđ) = 9108 0,8814 + 9126 (1- 0,8814)

= 9110,1348 (kcal/kmol)

- Nhiệt độ sôi của hỗn hợp đầu (x = xF= 0,1436): tF = 84,6028C

Nội suy theo bảng r – to (I-301) với to = 84,6028C :

) (kcal/kmol 446.M

(kcal/kg) 446

r

) (kcal/kmol 8878

) (kcal/kmol 193.M

(kcal/kg) 193

r

B B

A A

0

(kmol/s)

106 ,

0

(kmol/s)

1011 ,

0

1 1

y g G

 Lợng hơi trung bình đi trong đoạn luyện :

(kmol/s) 1006

, 0 2

106 , 0 0952 , 0 2

, 0 2

1011 , 0 10 889 , 4 ).

1 729 , 6 ( 2

1 g G

Phơng trình cân bằng vật liệu với cấu tử dễ bay hơi (etylic) :

W W ' 1 ' 1 ' 1 '

1 x g y G x

Phơng trình cân bằng nhiệt lợng :

1 1 ' 1 '

r1’: ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa chng thứ nhất

Từ bảng số liệu x – to sôi dd (II-145), nội suy ta có:

Nhiệt độ sôi hỗn hợp đáy (x = xW= 0,001569): tW = 99,6007C

Nội suy theo bảng r – to (I-301) với to = 99,6007C :

) (kcal/kmol 191.M

(kcal/kg) 191

r

B B

A A

 ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa chng thứ nhất :

rl’ =rA yl’ + rB (1 – yl’) = 8786.0,001569 + 9054 (1 – 0,001569)

= 9050,596 (kcal/kmol)

(kmol/s) 1014

, 0 596 , 9050

64 , 8660 106 , 0 )

(kmol/s) 1267

, 0 0253 , 0 1014 , 0 )

, 0 2

1014 , 0 106 , 0 2

' 1 1

, 0 2

1267 , 0 ) 0301 , 0 1011 , 0 ( 2

2/ Vận tốc hơi đi trong tháp :

Tốc độ khí đi trong tháp chóp xác định theo:

(Y .Y ) tb=0,065.   h xtb ytb (Kg/m2.s) [II.184]

xtb

 : Khối lợng riêng trung bình pha lỏng (kg/ m3)

ytb

 : Khối lợng riêng trung bình pha hơi (kg/ m3)

h : Khoảng cách giữa các đĩa (m)

a/ Khối lợng riêng trung bình pha lỏng :

2 xtb

1 tb

1 xtb

1 tb

xtb

a 1 a 1

 : Khối lợng riêng trung bình cấu tử 1 (kg/ m3)

2 xtb

 : Khối lợng riêng trung bình cấu tử 2 (kg/ m3)

1 tb

a : Nồng độ khối lợng trung bình cấu tử 1 (kg/ kg)

- Đoạn luyện :

Nồng độ trung bình pha lỏng đoạn luyện :

5125 , 0 2

8814 , 0 1436 , 0

Nội suy với xtbL theo bảng số liệu nồng độ – to sôi dung dịch (II-145) :

 Nhiệt độ trung bình đoạn luyện : ttbL= 79,9144C

 Khối lợng riêng của Etylic và Nớc theo t = ttbL :

xL1 = 737,5 (kg/m3) xL2 = 974,8376 (kg/m3) [I.7]

 Nồng độ khối lợng trung bình của Etylic đoạn luyện :

625 , 0 2

95 , 0 30 , 0

8376 , 974

625 , 0 1 5 , 737

625 , 0

2 1

tbL xL

a a

1436 , 0 001569 ,

Nội suy với xtbC theo bảng số liệu nồng độ –to sôi dung dịch (II-145) :

 Nhiệt độ trung bình đoạn chng : ttbC= 88,344C

 Khối lợng riêng của Etylic và Nớc theo t = ttbC :

30 , 0 004 , 0

5537 , 967

17 , 0 1 727

17 , 0

2 1

tbC xC

a a

Nồng độ pha hơi đầu đoạn luyện là : yđL = y1 = 0,1776

Nồng độ pha hơi cuối đoạn luyện là : ycL = yP = xP = 0,8814

 Nồng độ trung bình pha hơi đoạn luyện :

5295 , 0 2

8814 , 0 1776 , 0

 Khối lợng mol trung bình hơi đoạn luyện :

4 , 22

273 826 , 2 3 )

.(

4 , 22

t T

T M

Nồng độ pha hơi cuối đoạn chng là : ycC = y1 = 0,1776

 Nồng độ trung bình pha hơi đoạn luyện :

09808 , 0 2

1776 , 0 01856 , 0

 Khối lợng mol trung bình hơi đoạn chng :

M yC= ytbC.M1+(1-ytbC).M2 = 0,09808.46+(1– 0,09808).18 =45,4624 (kg/kmol)

 Khối lợng riêng trung bình pha hơi đoạn chng :

5333 , 1 ) 344 , 88 273 (

4 , 22

273 5,4624 4

) (

4 , 22

O yC

T M

y ytbc = 0,065.   h xtbc ytbc (Kg/m2.s)

Thay số: y ytbc = 0,065.0,8 0 , 45 916 , 0267 1 , 5333 = 1,6341(Kg/m2.s)

3/ Đờng kính tháp :

tb y y

tb

) w (ρ

Khối lợng mol trung bình pha hơi : M yL  32 , 826 (kg/kmol)

Lu lợng hơi trung bình : gtbL = 0,1006 (kmol/s)

3600 1006 , 0 826 , 32





 g tb g tbL M yL

(kg/h)

2641 , 11888



- Đoạn chng :

Khối lợng mol trung bình pha hơi : M yC  45 , 4624 (kg/kmol)

Lu lợng hơi trung bình : gtbC = 0,1037 (kmol/s)

3600 1037 , 0 4624 , 45



 g tb g tbC M yC

(kg/h)

0231 , 16972



y

w : VËn tèc h¬i trung b×nh ®i trong th¸p (m/s)

y

 : Khèi lîng riªng trung b×nh cña h¬i ®i trong th¸p (kg/m3)

 §êng kÝnh ®o¹n luyÖn :

(m) 78 , 1 3225 , 1

2641 , 11888 0188

, 0 0188

,



L yL

tb L

w

g D



 §êng kÝnh ®o¹n chng :

(m) , 1 6341 , 1

0231 , 16972 0188

, 0 0188

,



C yC

tb C

w

g D

a/ HÖ sè khuÕch t¸n trong pha láng:

 HÖ sè khuÕch t¸n trong pha láng ë 20 o C:

2 3 / 1 B 3 / 1 A B

B A

6 - 20

x

) v v (

AB

M

1 M

1 10 1 D

A,B : HÖ sè liªn hîp cña chÊt tan vµ dung m«i : A= 2; B= 4,7

MA, MB : Khèi lîng mol cña Etylic vµ níc (kg/kmol)

3 / 1 3

/ 1

6 -

) 8 , 14 2

, 59 (

1 7 , 4 2

18

1 46

1 10 1

1 2 , 0

0376 ,

0376 ,

Hệ số khuếch tán của khí trong khí

B A 2

3 / 1 B 3 / 1 A

5 , 1 4 y

M

1 M

1 ) v v (

p

T 10 0043 , 0

P : áp suất tuyệt đối của hỗn hợp : P = P0 = 1 (atm)

T : Nhiệt độ tuyệt đối của hỗn hợp : T = 273 + t (oK)

 Hệ số khuếch tán trong pha hơi đoạn chng : t = ttbC= 88,344C

5 2

3 / 1 3

/ 1

5 , 1 4

10 0348 , 2 18

1 46

1 )

8 , 14 2

, 59 (

1

) 344 , 88 273 (

10 0043 ,

3 / 1 3 / 1

5 , 1 4

10 964 , 1 18

1 46

1 )

18 2

, 59 (

1

) 9144 , 79 273 (

10 0043 ,

1 hh

hh

M ).

y 1 ( M y M

3

10 3226 , 0

18 ).

9808 , 0 1 ( 10 0117 , 0

46 9808 , 0 4624 ,

3

10 3569 , 0

18 ).

5295 , 0 1 ( 10 0113 , 0

46 5295 , 0 826 ,

h w Re

yL

y   



y

 : Độ nhớt trung bình của hơi (Ns/m2)

 Chuẩn số Reynolt đối với pha hơi đoạn chng là :

5

5 1 , 3864 10 10

1786 , 1

6341 , 1

 Chuẩn số Reynolt đối với pha hơi đoạn luyện là :

5

5 0 , 8779 10 10

5036 , 1

3225 , 1

d/ Chuẩn số Prand đối với pha lỏng :

x x

x x

D

,822 4 16,0207 9

10 9988 , 2

,479 4 11,598 8

10 8756 , 3



x

e/ Hệ số cấp khối trong pha hơi :

Theo công thức tính cho tháp chóp:

) 11000 Re

79 , 0 ( 4 , 22

D

y y



kmol

kmol s m

Re : Chuẩn số Reynolt đối với pha hơi

 Hệ số cấp khối pha hơi đoạn chng là :

1094 , 0 ) 11000 1,3865.10

79 , 0 ( 4 , 22

10 0348 ,

kmol

2

 Hệ số cấp khối pha hơi đoạn luyện là :

0704 , 0 ) 11000 0,8779.10

79 , 0 ( 4 , 22

10 964 ,

kmol

2

f/ Hệ số cấp khối trong pha lỏng :

62 , 0 x x

x x

h M

D

Pr : Chuẩn số Prand đối với pha lỏng

 Hệ số cấp khối pha lỏng đoạn chng là :

0477 , 0 9

, 678 1

0,03 2

,822.10 4

916,0267

kmol

2

 Hệ số cấp khối pha lỏng đoạn luyện là :

032 , 0 19

, 1061 1

2,35 3

4,479.10

811,598

y 1 m

1 K

kmol

2 ) [II.162]

Trong đó :

 , y: Hệ số cấp khối pha lỏng và pha hơi (

kmol

kmol s m

K P ).

T 273 (

4 , 22 G

f K m

y

y 0 tb y

y yT

n = 2

2

1 , 0

h

d

D

[II.236] Thay số: n = 2

2

1000 75

8 , 1 1 , 0

m: Số ống chảy truyền trên mỗi đĩa; chọn m = 1

fch: Mặt cắt ngang ống chảy truyền;





 tbl

tbc g g

AC



Cho x các giá trị : {0,05 ; 0,1 ; 0,2 ; … 0,9}, với mỗi giá trị của x tính hệ số phân bố 0,9}, với mỗi giá trị của x tính hệ số phân bốvật chất m (m chính bằng hệ số góc của đờng cân bằng), tính hệ số chuyển khối K y

, tính số đơn vị chuyển khối myT và tỷ số Cy tơng ứng Từ đó tìm đợc các điểm B

t-ơng ứng thuộc đờng cong động học, nằm giữa A và C Nối chúng lại ta đợc đờngcong động học của quá trình

Bảng tổng hợp kết quả :

Đoạn chng Đoạn luyện

x% 5 10 20 30 40 50 60 70 80 88,14 y% 8,2885 16,6294 28,8132 37,5198 46,2264 54,933 63,6396 73,3462 81,0518 88,14

x cb % 0,6916 1,6478 3,7708 6,59 11,7732 23,5407 45,7031 64,7247 79,0149 87,66

y cb % 33,2 54,2 53,1 57,6 61,4 65,4 69,9 75,3 81,8 88,51

m 5,7827 3,3 1,4964 0,8577 0,5446 0,3995 0,4378 0,5599 0,7583 0,743

K y 10 3 6,4 10,6 20,5 30,6 40,26 47,51 45,22 39.72 33,16 33,6

Trong đó : Số đĩa đoạn chng : 14

Số đĩa đoạn luyện : 58

4/ Hiệu suất tháp – chiều cao tháp :

Hiệu suất tháp :

% 94 , 31 72

- Khoảng cách giữa các đĩa lỗ là : Hđ = 450 mm

- Chiều dày mỗi đĩa lỗ là :  = 2 mm

 Chiều cao tháp (Theo công thức II-169):

H = NTT (Hđ + ) + 0,8 = 72 (0,4 + 0,002) + 0,8 = 33 (m)

IV trở lực tháp :

d

TT P N

2 o y k

d S

S n

+ Đoạn chng: a=5 mm, b = 36 mm

9 , 21 36 5 2

71 14 , 3

71 14 , 3

085 , 10 5333 , 1

602 , 11 1336 , 1 5

1 1 1

1 16,549

1 17,307



Trong đó n: Chu vi rãnh

fx: Diện tích tự do rãnh

+ Chọn rãnh hình chữ nhật, khi đó:

d td  

 Trë lùc do søc c¨ng bÒ mÆt ®o¹n luyÖn lµ :

922 , 5 10 78 , 8

013 , 0 4

0135 , 0 4

b b t

h h g

x x x

c b

F

f h h f P h f

F h h

h







.

.

Khối lợng riêng của bọt

1 013

, 458 630 33 83 630 013 , 458 83 0267 , 916 630 1964 33 20

630 799 , 405 39 87 630 799 , 405 87 598 , 811 630 1964 35 22

P      



681 , 331 922 , 5 869 ,



472 , 727

 (N/m2)

 Tổng trở lực của một đĩa đoạn chng là :

tC sC kC



83 , 301 075 , 6 474 ,



379 , 689

 (N/m2)

 Trở lực của đoạn luyện là :

982 , 39983 379

, 689 58

, 727 14

, 39983 608

- Đờng kính ống hơi của chóp: 50, 75, 100, 125, 150 (mm)

Chọn dh=0,075(m) với chiều dày  2 mm( )  đờng kính trong dh= 0,071(m)

- Số chóp phân bố trên đĩa:

2

2

1 , 0

Thay số:   79 , 3 

071 , 0

2 1 ,

Trong đó:

n d

V

h

y y

3600

4

4 3600

80 071 , 0 3600

907 , 11493

5333 , 1 0852 , 10

80 071 , 0 3600

12631 , 13230

1336 , 1 602 , 11

m

- Chiều rộng các khe chóp: a = 5(mm)

- Khoảng cách giữa các khe: c = 3  4 (mm), ở đây chọn c = 4(mm)

ch

4

71 100 4

71 100 4

c x

x c

3600

4

0 , 1895 ( ) 190 ( )

1 1 , 0 0267 , 916 3600

3600 030 , 20 129 , 0

 Đoạn luyện:

0 , 22 ( ) 220 ( )

1 1 , 0 598 , 811 3600

35 , 32 0956 , 0

 Chuẩn dc = 152(mm)

- Khoảng cách từ đĩa đến ống chảy chuyền:

85 , 1

5836 ,

s m

G V

xtb

x c

10 3600 82 ,

3

3

mm m

35 , 32 0956 ,

s m

G V

xtb

x l

3600 10 81 ,

3

3

mm m







h c 30  40  15 22  63 (mm)

- Bớc tối thiểu của chóp trên đĩa:

tmin d ch 2 chl2 [II.237]

l2 = 12,5 + 0,25.dch Thay số: l2 = 12,5 + 0,25.100 = 37,5

tmin  100  2 2  37 , 5  141 , 5 (mm)  Qui chuẩn tmin = 142(mm)

- Khoảng cách từ tâm ống chảy chuyền đến tâm chóp gần nhất:

2

d d

c c

 : Bề dày ống chảy chuyền c  2  4 (mm)  Chọn c= 2(mm)

l1 : Khoảng cách nhỏ nhất giữa chóp và ống chảy chuyền, thờng chọn l1= 75(mm)

2

100 2 2

do đó ta chọn loại vật liệu là thép hợp kim ( thép không gỉ ) X18H10T làm thân tháp, đó

là một vật liệu bền chịu nhiệt Nó đợc chế tạo bằng cách cuốn tấm vật liệu với kích thớc

đã định sau đó hàn giáp mối lại

Khi chế tạo loại này ta chú ý :

áp suất và nhiệt độ làm ảnh hởng đến chiều dày vật liệu

Chọn vật liệu phụ thuộc vào môi trờng làm việc

Bảo đảm đờng hàn càng ngắn càng tốt

Chỉ hàn giáp mối

Bố trí đờng hàn dọc (ở các đờng thân riêng biệt lân cận ) cách nhau ít nhất là 100mm

Bố trí mối hàn ở vị trí dễ quan sát

Không khoan lỗ qua mối hàn

Thân tháp là thân hình trụ hàn, làm việc chịu áp suất trong, không bị đốt nóng trực tiếp Thiết bị loại I nhóm 2  Hệ số điều chỉnh là :  = 0,9 [II.356]

k

k

k 0 , 9 186 , 9 10

6 , 2

10 540

n ]

 ứng suất giới hạn bền chảy là :

6 6

k

k

k 0 , 9 132 10

5 , 1

10 220

n ]

(m)

].

[ 2

.

C P

P D

mt P P g H P

P      (N/m2)Với :

Pmt : áp suất của hơi trong tháp (N/m2)Tháp làm việc ở áp suất thờng nên Pmt = 1 (at) = 105 (N/m2)

Pl : áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng trong tháp (N/m2)

l : Khối lợng riêng của chất lỏng trong tháp (kg/m3)

Ta lấy theo khối lợng riêng lớn nhất là khối lợng riêng trung bình pha lỏng đoạn chng : l = xC = 916,0267 (kg/m3)

Hl : Chiều cao cột chất lỏng trong tháp (m)

Ta lấy chiều cao lớn nhất là chiều cao tháp : Hl = H = 33 (m)

g : Gia tốc trọng trờng : g = 9,81 (m/s2)

 P = 105 + 9,81 916,0267 33 = 3,3965.105 (N/m2)

[] : ứng suất cho phép với loại vật liệu đã chọn (N/m2)

 : Hệ số bền của thành hình trụ theo phơng dọc

C3 : Bổ sung do dung sai về chiều dày (m)Chọn dung sai, Chọn C3 = 0,8 mm = 0,8.10-3 (m) [II.364]

 C = 0,8.10-3 +10-3 = 1,8.10-3 (m)

 Chiều dày thân tháp hình trụ là :

(mm) 967 , 4 (m) 10 967 , 4 10 8 , 1 10 965 , 3 95 , 0 10 132 2

10 965 , 3

5 6

 Theo quy chuẩn lấy chiều dày tháp là : S = 7 mm

 Kiểm tra ứng suất theo áp suất thử( Dùng nớc ) :

5 3

10 884 , 180 95

, 0 10 ).

8 , 1 7 (

2

10 9125 , 8 ].

10 ).

8 , 1 7 ( 2 [ ).

( 2

)].

( [

P C S

(N/m2)

6 6

ch 183 , 333 10

2 , 1

10 220 2 ,

 Chi tiết cấu tạo :

- Đáy và nắp elip có gờ chịu áp suất trong

- Các kích thớc :

- Đờng kính : Dt = 2 (m)

- Chiều cao phần lồi : hb = 0,25 Dt = 0,25 2= 0,5 (m)

- Chiều cao gờ : h = 25 (mm)

 Chiều dày đáy và nắp :

h 2

D P k ].

.[

8 , 3

P D S

b t

h k

0 , 95

2

1 , 0

95 , 0 10 132

p D S

b

t h

, 0 2

2 95 , 0 95 , 0 10 132 8 , 3

10 1

18 , 175 10

).

8 , 1 7 (

5 , 0 95 , 0 95 , 0 6 ,

7

10 5 , 1 ].

10 ).

8 , 1 7 (

5 , 0 2 2

[

) (

6 , 7

)].

( 2 [

2 6

3

5 3

P C S h D

b h

o b

ch 183 , 333 10

2 , 1

10 220 2

Pth = Po = 8,9125.105 (N/m2)

5 , 0 2

2 95 , 0 95 , 0 10 132

93 , 167 10

).

8 , 1 8 (

5 , 0 95 , 0 95 , 0 6 , 7

10 9125 , 8 ].

10 ).

8 , 1 8 (

5 , 0 2 2 [

) (

6 , 7

)].

( 2 [

2 6

3

5 3

2 2

P C S h D

b h

o b

t





6 6

ch 183 , 333 10

2 , 1

10 220 2