Luận văn thạc sĩ nghiên cứu tính toán và mô hình hóa thiết bị phản Ứng trong dây chuyền sản xuất dap

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIET NAM Độc lập — Tự do — lạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Quang Thành Dé tài luận văn: Nghiên cứu, tỉn

Trang 1

NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VÀ MÔ HÌNH HÓA THIẾT

BI PHAN UNG TRONG DAY CHUYEN SAN XUAT DAP

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT HÓA HỌC

Trang 2

NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN VÀ MÔ HÌNH HÓA THIẾT

BI PHAN UNG TRONG DAY CHUYEN SAN XUAT DAP

CHIUYÊN NGÀNH : KÝ THUẬT HÓA HỌC

LUẬN VĂN THẠC SI KỸ THUẬT

KỸ THUẬT HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG IẤN KHOA HỌC

T8 VŨ HỎNG THÁI

Hà Nội — 2017

Trang 3

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIET NAM

Độc lập — Tự do — lạnh phúc

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC

Họ và tên tác giả luận văn: Nguyễn Quang Thành

Dé tài luận văn: Nghiên cứu, tỉnh toán và mô hình hóa thiết bị phản ứng

trong dây chuyền sản xuất DAP

Chuyên ngành: Máy và thiết bị hóa chất — dầu khí

Mã số SV: CD140075

Tác giả, Người hướng dẫn khoa học va IIội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bộ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng

ngày 14/10/2017 với các nội dung sau

- Chỉnh sửa lại các lỗi chính tả

- Chỉnh sửa lại cách ghi tài liệu tham khảo

- Chỉnh sửa lại oông thức số (1.24) cho đúng

Trang 4

LỒI CAM ĐOAN

Tôi xin cam doan các số liệu và kết quả nên trong Laận văn là trung thực và chua được ai công bổ trong bất kỷ một công trình nào khác Trừ các phân tham

khảo được riêu rõ trong Luan van

Tác giả

Nguyễn Quang Thành

Trang 5

ơn và ngưỡng mộ

Fim cũng xin chân thành câm ơn các thấy, cô Irong bộ môn Máy và Thiết bị

Công nghiệp Hỏa chất, cùng toàn thể bạn bè, đồng riphiệp đã giúp đỡ, ing hd trong

suối thời gian làm luận vẫn

Họẹc viên

Nguyễn Quang Thành

Trang 6

Luân văn tốt nghiệp GVHD : TS Vit Hong Thai

MUC LU

MG DAU

DANH MỤC CÁC KÝ HIỂU VÀ CHỮ VIET TAT

DANH MỤC CAC HINH VE

23.1 Giới thiệu chung vẻ dây chuyên sản xuất DAP

2.3.2 Mô tả khái quát về thiết bị phản ứng tiền trung hỏa và thiết bị phản ứng ông

CHƯƠNG 3

3 Độ chuyển hỏa của chấti

4 Độ chon loc d6i véi san phẩmi

Các quả trình trong công nghệ sản xuất DAP

Phân loại phản ứng hỏa học

Khai niêm co bản vẻ thiết bị phân ứng

Thiết bi phản ting Vận tốc phản ứng

Trang 7

3.3 Tinh ben cho thiet bi phan img

3.4 Tỉnhtoản các chỉ tiết, phụ kiên của thiết bị phản ứng,

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHU LUC 1 TINH TOAN CHO MOT TRUGNG HOP CU THE DAY CHUYEN SAN XUAT DAP

CONG SUAT 330.000 TAN/ NAM

PHU LUC 2 MO HiNH HOA THIET BI PHAN UNG

Trang 8

MO DAU 'Việt Nam cỏ diện tích tự nhién 331.128 km2, nim trong khu vue ¢6 khi hau nhiét đới

gió mùa Các điều kiện tự nhiên thuận lợi cùng với nguồn nhân lực dồi đảo là cơ sở ngành nông nghiệp Viét Nam phat trien

Ngành phân bón cỏ vai trò rất quan trọng cho nông nghiệp, thực tế ở Việt Nam đã cỏ

khả nhiéu nha may phan bon như NPK, Phân lân nung chay, supe, dam, DAP, .trong do

phan bon DAP cé gia tri quan trọng do có giả trị đỉnh đường cao mả hiện tại việt nam

chưa khai thác hét tiềm năng

Thiết bị phản ứng trong nhà may DAP có giả trị quan trọng nhất trong dây chuyên

thiết bị DAP, quyết định đến năng suất chất lượng sản phẩm Các thiết bị phản ứng thực tế

hiện nay các nhả máy không chẻ tạo mà lựa chọn của các hãng cung cấp Việc nghiên cứu

tính toán thiết bị nảy dé dam bảo cho việc lựa chọn nhả cung cấp phủ hợp vả điều chỉnh trong quả trình vận hành để nhả máy hoạt động tốt nhật

Sau hơn thời gian nghiên cứu nỗ lực dưới sự hướng dân tân tỉnh vả nghiêm khắc của

thay T.S Vũ Hỏng Thải và toàn bộ các thầy cô giáo trong bộ môn Máy và Thiết Bị Công

Nghiệp Hóa Chất Dâu Khi-Viện Kỹ Thuật Hóa Học Và đặc biệt sự động viên, giúp đỡ

của thây Vũ Hồng Thái đã tiếp thêm cho em động lực để hoàn thành tốt luận văn này Luận văn cỏn nhiều thiêu sót, em rất mong nhận được sự góp ý, phê bình của các thấy cô trong hội đồng và bạn bè củng lớp để em có thể rút ra được những kinh nghiệm quý bau

phục vụ cho quá trinh làm việc sau nảy

Một lần nữa em xi chân thành cân ơn thấy cỗ và các bạn đã giúp đỡ em hoàn thảnh

Trang 9

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TÁT

STT | Kí hiệu Tên gọi Đơn vị

1 |R Vận tốc phản ứng chuyên hoa chat i mol/l.s

2 |x Độ chuyên hóa của chất ¡

3 | Co Néng do chat phan tmg i di yao mol/l

4 |Ci Nông độ chất phần ứng ¡ đi ra moll

10 | Qa Nhiệt lượng truyền cho chất A kl⁄h

11 |Q Nhiệt lượng cần cấp cho lưu thể vào kWh

13 | tw Nhiệt độ của phân img K

14 |CA Nhiệt dung riêng của môi chất A kl/Kg đồ

15 |Q Nhiệt lượng tôn thất ra môi trường kIh

16 |Q Nhiệt lượng tỏa ra kIh

17 | mi Khối lượng NH tiêu tồn cho phan tmg i kg/h

18 | Abi THiệu ửng nhiệt của phản ứng ¡ kI/kgNH›

21 | Cp Nhiệt dung riêng của hơi thấp áp kl/Kg đô

22 |u» Nhiệt độ hơi của hơi thấp áp vào K

23 |My Tổng khối lượng môi chất vào kg/h

24 | Mr Tổng khỏi lượng môi chất ra kg/h

25 | Mi Tổng khỏi lượng lưu trong thiết bị kg/h

Trang 10

26 | Ma Khối lượng méi chat A vao kg/h

27 |Myusk | Khối lượng NH: vào dạng khí kg/h

28 | Mwmi - | Khối lượng NH vao dang long kg/h

29 | Max Khối lượng dịch sau nita trir H3PO4 va H2SO4 kg⁄h

30 | Mac Khối lượng nước công nghệ vào kg/h

31 |Mros — | Nude tir thap rita den kg/h

32 | Mạ 'Khỗi lượng dịch phá bọt kg/h

33 | Mịp Khối lượng hơi thấp áp kg/h

34 | More Tổng khỏi lượng bin ra kg/h

36 |p Khỗi lượng riêng trung bình của lưu thể vào kgím?

38 | a Thời gian phân ửng (¡) diễn ra h

39 |k Hang số tốc độ phản ứng của phan ứng (1) 1⁄h

40 |ui Độ chuyên hóa phản ứng (1) mol/l

42 | te Thời gian chuyên tiếp h

45 | th Thời gian tháo h

46 | Ve Theé tich thiét bi m

47 |z Năng suất dự trữ

48 lộ Hệ số chửa

49 | Mụp | Khối lượng hơi trung áp vào kg/h

Trang 11

Luân văn tốt nghiệp GVED : TS Vii Hong Thai

56 lộ Hệ số mối han

58 |CŒi Độ dư ăn mỏn mm

59 |Œ Độ dư gia công mm

60 |Œ Dé dur bao mon mm

66 | Da Đường kính đáy m

69 |øœ Ứng suất giới hạn chảy N/mÈ

70 | 60 Ung suat do luc nén gay ra Nin?

71 | Da Đường kinh ngoài của ông m

72 |P Lực nén đọc trục N

73 | ow Ung suat toi han Nicm?

79 |h Khoảng cách tầng dưới cánh khuay va day m

Trang 12

Luân văn tốt nghiệp GVED : TS Vii Hong Thai

83 lũ Hê số công suất

85 | de Duong kinh true m

86 | Hiệu suat chung

87 | nw Hiệu suất truyền dong

88 | tực Hiệu suất động cơ

HVTH: Nguyén Quang Thành Trang 7

Trang 13

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1 Phân bón DAP

Hình 2 Dây chuyên sản xuất DAP

Hình 3 Lưu đồ khối của công nghệ sẵn xuất

Hình 4 Minh họa một thiết bị làm việc gián đoạn

Hình 5 TBPƯ bán liên tục

Hình 6 Mô hình đây lý tưởng

Hình 7 Mô hình khuẩy lÿ trưởng

Hình 8 Sơ đồ công nghệ sản xuất DAP

Trang 14

CHUONG 1

TONG QUAN VE PHAN BON DAP

1.1 Định nghĩa về phân bón

Phân bón là chất bỏ sung cho đất đề thúc đây cây cối phát triển các loại chất dinh

dưỡng có trong phân bón là nitơ, phốt pho, kali và các chất dinh dưỡng khác (vi chất dinh dưỡng) được thêm vào với những số lượng nhỏ Phân bón thường được dùng rải trực tiếp trên đất và cũng được phun trên lá (dinh dưỡng qua lả)

Các loại phân bón thưởng cung cấp, theo các thành phân tỷ lệ khác nhau:

- Ba chat dinh dưỡng cơ bản: nitơ, phốt pho, và kali

~ Ba chất dinh dưỡng hàng hai như canxi(Ca), sulfur (S), magié (Mg)

~_Và vi chất dinh dưỡng hay vi lượng khoảng: Bonron (Bo), clo (Cl), mangan (Mn),

sắt (Fe), kẽm (Zn), đồng (Cu), mé lip den (Mo) va selen (Se)

Các chất dinh dưỡng được tiêu thụ với những số lượng lớn và hiện diện trong mô cây với các số lượng từ 0,2% đến 4,0% (theo cơ sở trọng lượng khô)

1.2 Sơ lược về phân bón DAP

1.2.1 Định nghĩa

DAP: là tên viết tắt của từ tiếng anh Diammonium phosphate, có công thức hóa học

là (NH4)zHPO¿, cug cấp 2 thành phần dinh dưỡng quan trọng nhất cho cay trong la P2Os

và Nitơ Do có 2 thành phân dinh dưỡng được hình thành bởi phản ứng hỏa học nên tên

gọi đây đủ là phân bón phức hop Diamomonium phosphate Viét tit DAP

Hình 1 Phân bón DAP

Trang 15

1.2.2 Céng dung chinh

Thẻ mạnh đặc biệt của sản xuất DAP là sử dụng rất hiệu quả tài nguyên Thường sử dụng quặng apatit để sản xuất super lân hoặc lân nung chảy chỉ phân hủy được 50% P2Os

có trong quặng, phân cỏn lại bỏ lãng phí tải nguyên Ngược lại sử dụng apatit để sản xuất

DẠP thì thu hồi được P2O; tới 95% Như vậy hiệu quả sử dụng tải nguyên là rõ rệt

Cung cấp thành phần đình dưỡng cao cho cây trồng Thông thường đối với phản đơn

thì thành phân định dưỡng cao nhất là 46% N đôi với Urê; 16,5% PzOs đối với supe lân;

phan lần nung chảy thì thấp hơn; trong khi đó phân phức hợp DAP cỏ hàm lượng dinh

dưỡng thấp nhất là 61% (45%P20s va 16%N)

Cung cấp 2 thành phần dinh dưỡng thiết yêu đối với quả trình sinh trưởng của cây trồng nên giúp cây trồng tăng trưởng và phát triển nhanh Mặt khác, phan bon DAP san xuất tại VN bồ sung một khoáng chất làm chậm quả trình tan trong nước nên cây trồng có thể hấp thụ tối đa dinh dưỡng, tránh bị rửa trôi gây tồn thất

DAP cé ham lượng dinh dưỡng cao nên DAP cỏn làm nguyễn liệu cho sản xuất các

loại NPK từ thấp đến cao thủy theo nhu cầu từng thời điểm của cây trồng,

Giúp cứng cây, tăng sức đẻ kháng, hạn chế sâu bệnh, giúp cây phát triển lành mạnh

về thẻ chất, đặc biệt là giàu thành phân P2Os nên cây trồng tăng sức đề kháng với thời tiết,

chịu rét tốt hơn, han chẻ sâu bệnh

DAP cung cấp đầy đủ và cân đối khoảng chất cho cây trồng đồng thời giúp cây trồng

trao đổi chất tốt với môi trường nên tăng được năng suất củ quả, tăng chất lượng nông sản

Phân DAP phi hop cho các loại cây trồng và thỏ nhưỡng Việt Nam, khác hẳn với

phân đơn thông thường có tỉnh kiểm hoặc tính axit thi phân DAP được hình thành trên cơ

sở phản ứng trung hòa nên nó là trung tính tốt cho cây và không ảnh hưởng đến thỏ

nhưỡng Có thê bỏn trực tiếp cho các loại cây từ cày lương thực như lúa ngô khoai sẵn đên

cây công nghiệp như cà phê, hạt tiêu, phủ hợp với cả cây ăn quả, cây cho hoa, cây lây

lá, cây cảnh ,

1.2.3 Nguyên liệu sản xuất

Nguyên liệu chính để sản xuất DAP g6m 2 thành phân chính

Trang 16

Acid phosphoric: Thuong H3PO, dem phản ứng ở nông 46 48% P2Os Dé san xuat

DẠP ta thường sử dụng H;PO¿ được chẻ tạo theo phương pháp nhiét HsPO, thu được

thường lẫn tạp chất do quặng mang vào, tuy nhiên không ảnh hưởng đến cây trồng

Ammonia: Nguôn nhiên liệu NH; thường được nhập ngoại qua cảng biển, chuyên vẻ các kho chứa ở dạng lỏng Đề trung hòa acid trong quả trình sản xuất phải chuyên NH; sang dạng lỏng, tủy thuộc vào phương pháp sản xuât, nhiệt độ của khí NH¿ được không chẻ cho phù hợp Độ sạch NHạ lỏng cảng cao thì chất lượng phân bón cảng tốt

Yêu cầu kỹ thuật cho Ammonia lỏng

Phản ứng thứ nhất và thử hai mạnh hơn các phản img cén lai, vi ammonia co xu hướng như sau: Đầu tiên nó sẽ phản ứng với acid sulftic, rồi khi phân ứng trung hoà giữa hydro của acid sulfurie đầu tiên kết thúc thì phản ứng tiếp theo mới xây ra

Ngoài các phản ứng chính nêu trên, những phản ứng phụ khác cũng xảy ra, giữa

ammonia, acid phosphorie và một số tạp chất Hơn 100 sản phẩm được tạo ra từ những phản ứng khác nhau, hàm lượng từ mức ppm đến 1% acid phosphorie

Trang 17

1.3 Céng nghệ sản xuất DAP trên thế giới

Diammonium phosphate = DAP là loại phân bỏn phức hợp giảu dinh dưỡng, dễ hỏa

tan trong nước, không cỏ tạp chất làm chai cứng đất Đề sản xuất phân DAP chỉ cỏ một phương pháp duy nhất là phương pháp trung hỏa

Phân ứng chính được thể hiện bằng phương trình:

HẠPO¿ + 2NH) —› (NHa)2HPO¿ qa)

Về công nghệ sản xuất, phần lớn các quá trình công nghệ được phát triển bởi các nhà

bản quyển như: Cross (Tây Ban Nha), Incro (Tây Ban Nha), Uhde BmbH (Đức),

Raytheon Engineers and Constructors (My), Jacobs Engineering (My)

1.3.1 Cac quá trình trong công nghệ sản xuat DAP

Công nghệ sản xuất DAP trên thể giới hiện nay có 2 quá trình chủ yếu lả:

~ Quá trình khô

~ Quá trình ướt

1.3.2 Các công đoạn chính trong san xuat DAP

Đối với sản xuất DAP, quả trình ồn định vả phỏ biến nhất là quá trình bùn (slury process) Trong quá trình nay Acid phosphoric được trung hỏa một phần bằng ammonia ở thiết bị trung hòa (tạo bủn), phần còn lại được trung hòa hoàn toan trong thiết bị tạo hạt

Quả trình này có tên gọi là quả trinh bun TVA thông thường vả được áp dụng ở nhiều nhà

máy phân bón trên thể giới

Hiện nay quá trình thiết bị phản ứng kiểu ông là quá trình bủn đã được cải tiền trở nên thịnh hanh trong sản xuất DAP Sự cải tiền của quả trình phan ứng ông so với quá

trình bủn thông thường là phản ửng trung hỏa acid phosphorie không những xảy ra trong

thủng trung hỏa sơ bộ mả còn xảy ra một lượng lớn trong thiết bị phân ứng kiêu ông Quá

trình nảy có các công đoạn là:

— Công đoạn tiền trung hỏa và phản ứng ống,

— Công đoạn rửa khi kép

— Công đoạn khử bụi

~— Công đoạn bóc hoi ammonia

— Công đoạn lảm lạnh khí bằng ammonia

Trang 18

Luận văn tốt nghiệp

“Thi bị phat ông ay

Bin đã trung hỏa nhận được trong quá trình phản ứmg ông có đặc tính vật lý tốt hơn

so với quá trình thông thường cụ thê là:

— Hảm lượng nước thập

~ Nhiệt độ cao

~ Bủn được phun mủ vào một dòng xoáy của hơi nước

Trang 19

Luận văn tốt nghiệp GIHD : TS Vii Hong Thái

CHƯƠNG 2 TONG QUAN VE LY THUYET PHAN UNG VA THIET BI PHAN UNG

2.1 Phân loại phản ứng hóa học

2 | Số phân tử tham gia phản ứng Phản ứng đơn phân tử

Phản ng hai, đa phân tử

3 | Bậc phản ứng Phản ứng bậc 1, bậc 2, Phản ứng bậc số nguyên, bậc phân số

Điều kiện thực hiện phân ứng Phản ứng đẳng tích, đằng nhiệt, đằng áp, đoạn nhiệt,

Phan tng gián đoạn, liên tục, bán liên tục

Trạng thái pha của hệ phản ứng Phan ứng đông thể: phân ứng xảy ra

trong hệ đồng nhất, các cầu tử tham gia trong hệ cùng một trạng thái pha (khi,

lỏng)

Phan img di thé: phan ứng xảy ra trong

hệ không đông nhất, các cầu tử tham gia

phân ứng ở trạng thái từ hai pha trở lên

Trang 20

2.2 Khái niệm cơ bản về thiết bị phản ứng

ea ke)

Hinh 3 Luu dé khoi ctia cong nghệ sản xuất

Trong đó hệ thông thiết bị chuẩn bị hỗn hợp phản ứng, tách và tình chế sản phẩm có

thể gồm một số lượng lớn các thiết bị thực hiện các quá trình chuyên khối vả truyền nhiệt nhu chung luyén, hap thu,hap phu, trich ly, dun nóng, làm lạnh, ngưng tụ „

C¡: Néng dé cau tir i, dau công là tạo thành (sân phẩm phản ứng), dâu trừ là tiêu

hao (chat phan img), mol/l

2.2.3 Độ chuyển hóa của chất ¡

~ (e=En)

Trong đỏ: C¡o- Nông độ chất phản ứng ¡ đi vào (hay nông độ ban dau), mol/L

Ca- Nông độ chất phản ứng ¡ đi ra (hay nông độ cuối), mol/1

Trang 21

2.2.4 D6 chon loc déi véi san pham i

Trong đó: Ci -néng độ của sản pham i trong hôn hợp phản ứng, molL

SC¡-tổng nông đỏ các sản phẩm trong hỗn hợp phản ứng, mol/l 2.2.5 Điều kiện phản ứng

— Nhiệt độ phản ứng: có thẻ từ nhiệt đô phòng đến 800=900°C, cá biệt có thể đến

1300+1500°C Đồng thời phải có những giải pháp hợp lý cắp hay giải nhiệt phân ứng

áp suất khí quyền 0,1 MPa đến 70 MPa

— Trong nhiều phản ứng pha khi thường dùng áp suất khoảng 2+3 MPa đề giảm thể

tích TBPƯ, tăng cường vận tốc phản ứng và hệ số trao đổi nhiệt với thành thiết bị

— Đặc điểm của thiết bị phản ứng

Do trong TBPƯ các quá trình hoá học (phân ứng) và vật lý (chuyên khối: đỏng chảy,

khuếch tản, và các quả trình nhiệt: truyền nhiệt, to và thu nhiệt) xây ra đan xen và ảnh

hưởng lần nhau

Trong đó, các quá trình vật lỷ thường tuyên tính với nhiệt độ, còn các phản ứng hoá

học phụ thuộc vào nhiệt độ ở dạng hàm mũ theo phương trình Arrhénius (phi tuyển)

~— Ảnh hưởng của môi trường

Trang 22

a

Ảnh hưởng của pH môi trường, tốc độ khuấy trộn (trong thiết bị khuấy lý tưởng), tạp

chất, là đảng kể đổi với phản ứng trong thiết bị, đôi khi là tác nhân chỉnh ảnh hưởng đến

phản ứng vả thiết kể thiết bị phản ứng

2.2.6 Phân loại TBPƯ'

226.1 Theo chế độ làm việc

a Thiết bị làm việc gián đoạn

Các bước của quá trình: nạp liệu, đun nóng, tiên hành phản ứng, làm nguội và tháo

san phẩm, được thực hiện trong một thiết bị

Do đỏ các thông số như nông độ, nhiệt độ, áp suất, .thay đổi theo thời gian

Hình 4 Minh họa một thiết bị làm việc gián đoạn

b Thiết bị làm việc bản liên tục:

Chất phân ứng: Một chất cho gián đoạn, một chất cho liên tục

Chất cho gián đoạn thường là chất lỏng, ví dụ chất A

Chất cho liên tục thường là chất khí hay có thẻ là chất lỏng, ví dụ chất B Phản ứng hóa học diễn ra giữa A va B: A+BoC

Trang 23

Hình 5 TBPU bán liên tực

e Thiết bị làm việc liên tục

Đây là loại thiết bị thường gặp trong công nghiệp với qui mô sân xuất lớn

Trạng thái ôn định (steady state): Trạng thái đạt được của TBPƯ sau khi mở máy một thời gian, ở trạng thái nảy các thông số của quá trình không thay đổi theo thời gian t, lúc đỏ sản phẩm thu được có chất lượng ôn định Từ khi mở máy đến trạng thái ôn định ta

có giai đoạn quả độ, thời gian quá độ phụ thuộc vào chế độ dòng chảy trong thiết bị và độ phức tạp của hệ thông TBPƯ

d Thời gian lưu trung bình

Thời gian lưu thực của chất phản ứng trong thiết bị khác nhau, phụ thuộc vào chế độ

dong chây Ta có thời gian lưu trung bình theo định nghĩa sau

Trong đỏ: — tm-Thờigian lưu trung bình,h

Vp -The tich TBPU, m3

Fy -Luu luong etia dong, m3/h

2.262 Theo chế độ dòng chay

a Mô hình đây lý tưởng

Trang 24

Là mô hình dòng chảy trong thiết bị chuyên động tịnh tiền theo thử tự trước sau như:

chuyên động của pit-tông trong xi lanh

Do đó nông độ chất phản ứng thay đổi từ từ, bắt đầu ở đầu vào là Ca: đến đầu ra là

Các

Chu đông phân sng

Hình 6 Mô hình đây lý tưởng

b Mô hình khuây lý tưởng

Là mô hình dòng chảy trong thiết bị được khuấy trộn mạnh, chất phản ửng đi vào

được trộn lẫn đồng đêu ngay tức khắc trong thiết bị, do đỏ nông độ chất phản ứng thay đổi

đột ngột ở tại đâu vào của thiết bị, Cũng do khuảy trộn nông độ chất phản ửng trong khắp

thiết bị đồng đều và bằng đầu ra là C¡

Do nông độ chất phản ứng trong thiết bị thấp (nhất là khi độ chuyển hoá X yêu cầu cao) nên vận tốc phản ứng thấp và do đó năng suất TBPƯ theo mô hình khuấy lý tưởng thấp hơn đây lý tưởng

Nói một cách khác, để dam bao độ chuyên hoá X như nhau thiết bị theo mô hình khuay lý tưởng cần có thẻ tich Va lớn hơn nhiều so với mô hình đây lý tưởng, đặc biệt khi

X yêu cầu cao

Trang 25

Chit A vio CAO

“Chất Á ra CẠi

Vận tốc phản ứng

Hình 7 Mô hình khuấy lý: hưởng

2.2.6.3 Theo trạng thái pha

— Hệ đồng thê: Cân được khuây trộn đề đồng đều vẻ nông độ các câu tử và nhiệt độ trong thiết bị phản ứng

~— Hệ di thể: Đối với hệ nảy cần chủ ÿ tạo bê mặt tiếp xúc pha lớn để tăng cường vận

tốc phân ứng

+ Hệ dị thê lỏng-lông: Cân được khuây trộn tốt, tạo nhũ tương bè mặt tiếp xúc lớn + Hệ dị thể khi-lỏng: Để đảm bảo bẻ mặt tiếp xúc pha của hệ nảy cản khuay trộn hoặc sủi bọt hoặc dùng đệm rắn có bê mặt riêng lớn

+ Hệ di thể khi-rắn và lỏng-rắn: Bẻ mặt tiếp xúc pha là bề mặt của chất rắn , do vậy

chất rắn (là xúc tác) thường là vật liệu xóp có bê mặt riêng lớn hoặc có độ phân tán cao

Trong công nghiệp cũng hay gặp hệ nhiêu pha: khí - lỏng - răn, lỏng - lỏng - rắn

3.2.6.4 Theo chế độ nhiệt

— Đoạn nhiệt

+ Không có bộ phận trao đổi nhiệt

+ Hay sử dụng vi đơn giản, cho các phản ứng cỏ hiệu ứng nhiệt thấp hay ít nhạy với sự thay đổi nhiệt độ

Trang 26

+ Thường gap 6 cae thiet bi co khuay trén tét

ran dang ông chủm có bề mặt trao đổi nhiệt lớn là thiết bị tựa đẳng nhiệt, tuy vậy ở thiết bị loại nảy vẫn tôn tại gradien nhiệt độ theo đường kính và hướng trục óng xúc tác

+ Trong tài liệu đôi khi gọi thiết bị phản ứng xúc tác khí

— Tư nhiệt:

+ Hay dùng khi có thẻ vi đơn giân và kinh tế

+ Phan ứng toả nhiệt đủ lớn và có khả năng trao đổi nhiệt phản ứng với nguyên liệu

vào đề đạt nhiệt độ mà phản ứng có thẻ tiền hành

~ Chế độ nhiệt theo qui hoạch

+ Thuong ding dé dat chế độ nhiệt tối tu cho quả trình phản ứng,

ở thiết bị loại ống, thiết bị cỏ nhiêu ngăn đoạn nhiệt vả hệ thông nhiều thiết

bị khuây nỗi tiếp

2.2.7 Ứng dụng mô hình thiết bị phản ứng trong nhà máy sản xuất phân bón

Hiên nay, chỉ cỏ một số ít nhà máy hỏa chất hoạt động sử dụng cả 2 mô hình thiết bị phản ứng khuây lý tưởng va day ly tưởng Trong số đó, điển hình lả nhà máy sản xuất phân bón DAP, với thiết bị phân ứng tiên trung hòa hoạt động dựa trên nguyên lý của thiết

bi phan ứng khuấy lý tưởng vả thiết bị phan ứng ông hoạt động dựa trên nguyên lý của thiết bị phản ứng đây lý tưởng Do đó, luận văn xin phép được nghiên cửu tỉnh toán thiết

kế cho hai thiết bị trên của nhả máy sản xuất phân bón DAP Bởi hiện tại ở Việt Nam

100% các thiết bi nảy đều phải nhập khẩu nguyên chiếc theo bản quyên của nhả cung cấp

Việc tỉnh toán thiết kế các thiết bị này phan nao giúp giải quyết vẫn đề vẻ chuyên giao

công nghệ cũng như vận hành các thiết bị phản ứng nói trên

2.3 Mô tả khái quát về thiết bị phản ứng tiền trung hòa và phản ứng ống

2.3.1 Giới thiệu chung về dây chuyền sản xuất DAP

— Nguyên liệu sản xuất DAP:

Nguồn nguyên liệu chỉnh đề sản xuất DAP 1a

HVTH: Nguyén Quang Thanh

Trang 27

+ Acid phosphoric: Dé sin xuất phân bón thường sử dụng HạPO¿ che tao theo

phuong phap trich ly Ngoai ra H3PO, cỏn lẫn ít tạp chất do quặng mang vào không ảnh

hưởng đến sự chuyên hóa của cây trồng Thường dủng axit H3PO4 nông d6 48% P2Os

+ Ammonia: Théng thường NH; đề sản xuất DAP được lây từ các phân xưởng tổng hop NH trong các kho chứa NH; lỏng Đẻ trung hỏa axit trong quá trình sản xuất phải chuyên NHạ lỏng thành khí Tủy thuộc phương pháp sân xuất mã áp suất, nhiệt độ của khí

NH due không chế cho phủ hợp Đô sạch của NH; lỏng càng cao thì chất lượng phan

Tùy theo lượng chất hữu cơ có trong axít mả hệ thông nạp chất phá bọt có thẻ được yêu câu Thiết bị được cấp thêm bùn gồm huyền phủ các muôi thu hồi ở các bộ phận phụ trợ trong dây chuyên sản xuất đưa lại đề tăng hảm lượng muối amoni photphat trong dung

địếH sau thing hộ

Song song với đó là trung hỏa ammonia lỏng dé tao DAP trong thiết bị phản ứng

kiểu ông Nếu can bỏ sung thêm H;PO¿ thì cấp thêm H;POx vào thiết bị phản ứng ông de đạt mức độ trung hòa vả năng suất thiết bị phản ứng,

Trang 28

+ Bước 2: Công đoạn tạo hạt

Hệ thống tạo hạt có tác dụng chuyên bùn thanh dang hạt Quả trình tạo hạt được diễn

ra trong thiết bị tạo hạt đạng thủng quay, tại đỏ bùn phốt phát được phun lên một lớp liệu khô làm mâm tạo hạt Tác dụng quay tròn trong thiết bị tạo hạt làm cho bin bám ngay trên

bể mặt hạt và nhờ quả trình tuần hoàn nên sản phẩm đồng đều, hạt tròn tạo thành theo lớp

+ Bước 3: Sẩy và sàng phân loại

Trang 29

Hạt có độ âm ra khỏi thiết bị tạo hạt sau khi qua sảng đục lỗ ở vỏ quay của thiết bị

tạo hạt, hạt rơi xuống thiết bị sấy bang mang dan Trong thiết bị sây hạt phân bón củng,

chiêu với dòng khí nóng Sản phẩm sau khi sây đưa qua máy dẫn đến gâu nâng thứ nhất vả qua sảng phân loại hạt to Các sản phẩm quả cỡ được làm nhỏ bằng máy nghiên và được tuần hoàn lại cùng với các hạt nhỏ mịn qua sảng Sản phẩm ra khỏi lớp giữa của sàng sẽm được lam nguội rồi tới thiết bi bọc dầu đề tránh kết dính sản phẩm Sản pham sau đó đưa

qua máy sảng đánh bỏng kép, tại đây 5=10% hạt quá cỡ vả hạt mịn cuối củng bị loại ra Các hạt này cùng với bụi vả sản phẩm loại ra được tuần hoàn lại với thiết bị tạo hạt

+ Bước 4: Đóng bao sản phẩm

Các hạt sản phẩm đạt yêu cầu về chỉ tiêu kỹ thuật: kích thước, độ âm, sẽ được đưa đến hệ thông đóng bao, tại đây sản phẩm sẽ được định lượng rồi dong bao Cudi cing, san

phẩm được đưa về kho chứa chờ xuất ra thị trường

2.3.2 Mô tả khái quát về thiết bị phản ứng tiền trung hòa và thiết bị phản ứng ống 2.321 Mô tả khải quát về thiết bị phân ứng tiền trung hòa

a Phản ứng chỉnh:

2NHs(k) + H2SOs = (NH4)2SO4 + 1800 keal/kg NHạ a)

NE(k) + HsPOs = NH¿H¿PO¿ + 1500 keal/kg NHs @)

NHạ(k) + NHỊH;PO¿ = (NH+);HPO¿ + 1200 keal/kg NHạ @

H;PO¿ + NHA(1) = NHsH2POs + 1700 keal/kg NH3 (4)

NHỊH;PO: + NH¡(1) = (NHs)2HPO, + 1500 kcal/kg NH3 (5)

H;SO¿ + 2NHš(1) = (NH1)2SO1+ 1500 keal/kg NHạ ©

b Nguyén ly hoat dong

— Nguyén liéu dau vao:

Acid sulfuric, acid phosphorie, ammonia (lỏng + khí), cùng các phụ gia khác

— Sản phẩm:

MAP, DAP với tỉ lê nguyên tử N:P vào khoảng 1,3+1,4

— Điều kiện làm việc

Trang 30

Phan bón Diammonium phosphate (DAP) được tạo ra chủ yếu nhờ các phẫn ứng (2),

(3), (5), (6) Ở nhiệt độ thường, các phản ứng nảy diễn ra khả chậm, sản phẩm tạo ra ở

trạng thải rắn, nhớt Do vậy, đề tạo ra môi trường huyền phủ cũng như sản phẩm đạt tỉ lệ yêu câu, cân tiên hành ở nhiệt độ cao

+ Nhiệt độ làm việc: 110+120°C Do đó, cần phải nâng nhiệt độ của nguyên liệu

đầu vào đến nhiệt độ làm việc Đông thời, căn cứ vào nhiệt lượng tỏa ra ở các phản ứng đẻ đưa ra lưu lượng hơi thấp áp thích hợp đề gia nhiệt cho nguyên liệu

+ Ap suất làm việc: Bao gồm áp suất thủy tĩnh và áp suất hoạt động Áp suất hoạt đông của thiết bị được tính toán thiết kẻ sao cho thuận lợi nhất với các phản ứng diễn ra trong thiết bị

+ Độ nhớt của môi trường: Độ nhớt của môi trường là một thông số quan trọng

trong việc tính toản kích thước thiết bị, cơ cau khuay trôn cũng như điều kiện làm việc khác (nhiệt độ, áp suất đầu phun, .) Độ nhớt được tính toản dựa trên thành phân nguyên liệu đầu vảo Trong dung dịch vào (gồm có H:POa, Hz§Oa, phụ gia, tạp chất, nước công,

nghệ, ) củng với lượng NH; (cả ở dạng lỏng) dựa trên số liêu thực nghiệm đo được, thì

độ nhớt trung bình của môi trường là vảo khoảng 700900 cP

+ Một số thông số vật lý, thông số kỹ thuật khác: pH, nhiệt dung riêng, khỏi lượng riêng được tra từ dung dịch đầu vao,

e Kích thước hình học:

Dựa theo kích thước hình học hợp lý nhất đã được nghiên cửu từ trước, ta chọn hình

dạng của thiết bị phản ứng tiên trung hỏa là dạng hình trụ-côn-trụ Với một số mục đích:

+ Tăng thời gian tiếp xúc của các pha lỏng và khi

+ Giảm điện tích bê mặt ở pha lỏng

3.322 Mô tả khái quát về thiết bị phân ứng ông

a Phân ứng chỉnh

Phan img chinh gitta acid phosphoric, acid sulfuricva ammonia dién ra trong thiết bị

phan ứng ông, theo phương trình:

H2SOx+ 2 NHB (1) = (NH4)2S04+ 1500 keal/kg NHs (4)

Trang 31

Luận văn tốt nghiệp GVED : TS Vii Hong Thai

H3PO, + NH(1) = NHsH3POs + 1700 keal/kg NH3 (3)

NEHsH2PO4 + NH3(1) = (NH4)HPO, + 1500 keal/kg NHy ©

Trong thiết bị phản ứng ông chỉ diễn ra phản ứng déng the giita pha long ctia NHs va

hỗn hợp dung dịch chứa HạPOx và HzSOx

b Nguyên lý hoạt động

— Nguyên liêu đầu vào:

Acid sulfuric, acid phosphoric trong dich vao, ammonia (Iéng), nuée, cing cde phụ gia khac,

— San phẩm:

MAP, DAP với tỉ lệ nguyên tử N:P vào khoảng 1.5+1,6

~ Điểu kiện làm việc

Diammonium phosphate (DAP) được tạo ra chủ yêu nhờ các phản ứng (5) (6) Phản

ứng tạo ra DAP dạng bùn rất nhớt, đồng thời, hệ phản ứng đang ở trong ông Do đó, đề tránh đóng rắn gây tắc óng, cũng như đề giảm độ nhớt của hệ, càn phải nâng đến nhiệt độ cần thiết

+ Nhiệt độ làm việc: 130140°C Cân phải nâng nhiệt độ của nguyên liệu đầu vào

đến nhiệt độ làm việc Đồng thời, căn cử vảo nhiệt lượng tỏa ra ở các phân ứng đề đưa ra lưu lượng hơi trung áp thích hợp đề gia nhiệt cho phản ứng

+ Áp suất làm việc: Theo nhiều nghiên cửu thì áp suất ảnh hưởng rõ rệt đến năng, suất của thiết bị phản ứng ông Phản ứng diễn ra ở áp suất khoảng 4+6 atm là hợp lý nhất

+ Độ nhớt môi trường: Một thông số quan trọng cản được không chẻ đề tránh gây

tắc thiết bị cũng như ông, dựa trên số liệu thực nghiệm đo được, thì độ nhớt trung bình của

môi trường lả vào khoảng 700900 eP

+ Một số thông số vật lý, thông số kỹ thuật khác: pH, nhiệt dung riêng, khối lượng riêng được tra từ dung dịch đầu vào,

e Kích thước hình học

Ông phân ứng có kích thước nhỏ gồm 1 đầu phản ửng vả óng phân phối bùn được

thiết kế phủ hợp Trong qua trinh nay, acid phosphoric va ammonia được trộn lần với

Trang 32

a

nhau, phản ứng xảy ra vả tạo ra amoniphotphat, đỏng thời nước bốc hơi Phản ứng nay

được thực hiện dọc theo ông phân phổi, đồng thời bùn được hình thành, sau đó sẽ được

phân phối trực tiếp tới lớp hạt có trong thủng tạo hạt

Trang 33

CHUONG 3

TÍNH TOÁN THIẾT KÉ MÔ HÌNH HÓA THIẾT BỊ PHẢN ỨNG TIỀN TRUNG HOA VA THIET BI PHAN UNG ONG TRONG DAY CHUYEN

SAN XUAT DAP

3.1 C4n bang nhiét cho thiét bi phản ứng

31.1 Cân bằng nhiệt cho thiệt bị phần ứng tiền trung hòa

Hiệu ứng nhiệt của các phản ứng trong thiết bị

2NHs(k) + H2SO4 = (NH¿);SO; + 1800 keal/kg NHạ a)

NHs(k) + HsPOs = NHsE2POs + 1500 keal/kg NHạ Q

NHš(k) + NHaH;PO¿ = (NHa);HPO¿ + 1200 keal/kg NHs @)

NHạ() + 7H¿§O¿ = (NH¿)¿§O¡ + 1500 kcal/kg NH: (4)

NEG(1) + HsPO4 = NHsH2PO + 1200 keal/kg NH3 (3)

a Nhiệt độ hỗn hợp vao

Nhiệt độ hỗn hợp vào được cấp theo đầu bài, bao gồm: H;POa, NHš (lỏng + khi), hơi

thấp áp, H›SOa, nước công nghệ, dịch phá bọt, nước từ tháp rửa

b Nhiệt dung riêng của hỗn hợp vào

Từ các thông số vẻ nhiệt độ và nông độ của các chất trong dung dịch vảo, ta tra được nhiệt dung riêng của các chất

e Phương trình cân bằng nhiệt

~— Nhiệt lượng cản cấp cho lưu thể vào Qe (k/h)

Các lưu chất cân cấp là NHạ, HạPO¿, H2SO4 va nude

Ta có:

Quus: Nhiét luong truyén cho NH3(kJ/h):

Trang 34

Qupsos: Nhiệt lượng truyền cho H›SOx(KJ/h)

Qio: Nhiệt lượng truyền cho nước (kJ⁄h)

Qmo = mino Cwo.(ton-tr20) + Lmmo + mu, Cph.(tp-tos) (1.10)

Qe: Nhiét lượng tồn thất ra môi trường (kI/h) Trong tinh toan Iva chọn lượng nhiệt

tổn thất ra môi trường là 20% tổng lượng Q: cho nguyên liệu

— Nhiệt lượng tỏa ra Q: (kJ⁄h)

Nhiệt lượng tỏa ra ở (6) phản ứng

Qe = Dh Qi (kin) qa)

Q¡: Nhiệt lương tỏa ra ở phản ứng ¡ (KLh)

Q¡ =miAH: (12)

mụ: Khôi lượng NH: tiêu tốn (kg/h)

Ahi: Hiệu ứng nhiệt của phản ứng ¡ (kI/kgNHs)

Phương trình cân bằng nhiệt:

+ Qu = Q (113)

Q¿ø: Nhiệt lượng cần cấp thêm (kh) Ở đây, gia nhiệt bằng hơi thấp áp

Từ đỏ tỉnh được lưu lượng hoi can cấp

3.1.2 Can bằng nhiệt cho thiêt bị phân ứng ỗng

Hiệu ứng nhiệt của các phần ứng trong thiết bị

NH3(1) + H2SO4 = (NH4)2S04 + 1500 keal/kg NH3 (4)

NEB(1) + HsPOs = NHsH2PO4 + 1200 keal/kg NH3 @®

NHạ() + NHẠHPO¿ = (NHà);HPO¿ + 900 keal/kg NHạ (6

Trang 35

a Nhiệt độ hôn hợp vào

Nhiệt độ hôn hợp vào được cap theo dau bai, bao g6m: H¿PO¿, hơi trung áp, HaSOa,

NH; lỏng, nước công nghệ

b Nhiệt dung riêng của hỗn hợp vào

Từ các thông số về nhiệt độ và nông đỏ của các chất trong dung dich vao, ta tra được

nhiệt dung riêng của các chất

c Phương trình cân bằng nhiệt

~— Nhiệt lượng cản cập cho lưu thê vào Q: (k1⁄h)

Các lưu chất cần cập là NHà, HyPOa, HaSOx và nước

Qmo: Nhiệt lượng truyền cho nước (kJ/h)

Qao = mo Cmõo.(tun-tnao) + 1.mHao + mặc Cph.(fpo-fbh) (119)

Q Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường (kJ/h) Trong tỉnh toán nhóm nghiên cửu lựa

chọn lượng nhiệt tôn thất ra môi trường là 10% tổng lượng Q‹ cho nguyên liệu

~— Nhiệt lượng tỏa ra Q: (kJ/h)

Nhiệt lượng tỏa ra ở (3) phản ứng

Trang 36

mụ: Khối lượng NH tiéu ton (kg/h)

Abi: Higu tmg nhiét cua phan tmg I (kI/kgNHs)

Phương trình cân bằng nhiệt

Qen: Nhiét long can cap thém (kI/h) G day, gia nhiét bang hoi trung ap

Từ đỏ tỉnh được lưu lượng hơi cần cấp:

3.2 Xác định kích thước thiết bị phan ứng

32.1 Xác định kích thước hình học thiết bị phân ứng tiền trung hòa

a Thể tích thiết bị

Thiết bị phản ứng tiên trung hòa hoạt động theo mô hình thiết bị phân ứng khuây lý

n tục Thực tế, để xác định được thẻ tích thiết bị với cơ sở lý thuyết thiết

bị phản ứng khuây lý tưởng như trên là một điều cực kỳ khó khăn Bởi lẽ, trong thiết bị

phan ứng tiên trung hòa không chỉ diễn ra một hay hai phản ứng, ma xây ra rất nhiều phan

tưởng làm việc lì

ứng Cơ chế phản ứng có thẻ là chuối, là song song, .Ngoải ra, điều kiện môi trường cũng như điều kiên phản ứng phụ thuộc rất nhiều yêu tỏ Xin phép được đơn giản hóa các phản ứng cũng như lược bỏ các phân ứng không gây ảnh hưởng nhiều đến kết quả tính toán Ngoài ra, trong quả trình tính toán, một số thông số, hệ số được lấy với số thực tế là điều kiên môi trường lý tưởng, bởi việc xác định các thông số nảy chủ yếu dựa trên điều kiện thực tế cùng nhiều yêu tổ khác Cụ thể, trong thiết bị phản ửng tiền trung hòa dién ra các phản ứng chỉnh như sau:

2NHs(k) + H2SO4 = (NH4)2SO4 + 1800 keal/kg NHạ a)

NHš(k) + HịPO¿ = NH¡H;PO¿ + 1500 keal/kg NH3 @)

NHš(k) + NHỊH;PO¿ = (NH+);HPO; + 1200 keal/kg NHạ (3)

NE3(1) + H2SOq = (NHy)2S04 + 1500 keal/kg NHs (4)

NH4(1) + HsPOs = NHsH2PO4 + 1200 keal/kg NHs (5)

Trang 37

NE3(1) + NHsH2PO, = (NH;)2HPO, + 900 keal/kg NH3 (6)

Để xác định thê tích thiết bị, ta cản xác định được thời gian lưu và lưu lượng thể tích

~ Lưu lượng thẻ tích

Tử các thông số đầu vào và đầu ra được cập từ nhà máy, ta có phương trình cân bằng,

chất như sau:

My = M.+MI (1.25)

My: Téng khéi lượng môi chất vào (kg/h)

Mvy=MNmk+ Mnm + Muspos + Miosox + Max+ Mục + Mias + Mụy + Mir- (126)

Mwma: Khôi lượng NH¡ vào dạng khí (kg/h); số thực tế

Mwmi: Khối lượng NHạ vào dạng lỏng (kg/h); số thực tế

Muspos: Khoi hong HPOa vào (kg/h) (Trong dịch sau rửa + HạPOx bỏ sung); số thực tế

Mmssox: Khôi lượng H;SO¿ vào (kg/h) (Trong dịch sau rửa); số thực tế

Mạ»: Khoi lượng dịch sau rửa (kg/h) (Trừ HạPO¿ và H;§O¿); số thực tế

Mac: Khôi lượng nước công nghệ vảo (kg/h); số thực tế

Ms: Nước từ tháp rửa đến (kg/h); số thực tế

‘Myo: Khoi luong dich pha bot (kg/h); s6 thue té

Mbp: Khôi lượng hơi thấp áp vào (kg/h); số thực tế

Mụ: Tổng khỏi lượng lưu thẻ ra

Me = Mora + Mira

Mura’ Tổng khối lượng bùn ra (kg/h)

Mra: Tong khôi lượng khí ra (Gồm hơi thấp áp + Nước bốc hơi + NHạ khí); số thực

tế

Mi: Tổng khối lượng lưu trong thiết bi (kg/h)

=> Mi=My +My

p: Khôi lượng riêng trung bình của uu the vao (kg/m?)

Trang 38

Từ đó, tính được lưu lượng thẻ tích của lưu thể (m3⁄h)

Me

pe

~ Thời gian lưu -[6]

Do các phản ứng (1) và (4) xảy ra với tốc độ cao hơn hẳn so với tốc độ phân ứng của

các phản ứng (2), (3) (5) va (6), nên thời gian lưu chung của hệ phản ứng được quyết định bởi thời gian lưu của các phản ứng (2) (3), (5), (6) Ở đây, để đơn giản hóa và thuận tiện

cho tính toản động học (bởi việc tỉnh toán động học cho các phản ứng diễn ra song song như trên lả gân như không thẻ), ta coi các phản ứng (2), (3), (5), (6) diễn ra lần lượt

Xác định thời gian phản ứng theo — [6]

Từ phương trình động học, ta xác định được thời gian phản ứng, h:

T= 212 ta

ta: Théi gian phan tmg (2) dién ra, h

ky: Hằng số tốc độ phân ứng của phản ứng (2), đây là một đại lượng rất khỏ xác định

và bị ảnh hưởng bởi rất nhiệt tổ như môi trường, nhiệt độ, áp suất, và phụ thuộc vào

từng loại phản ứng Nó được xác định chủ yêu dựa trên thực nghiệmm, 1⁄h

ta: Độ chuyên hỏa phản ứng (2), số thực tế

a ists a

t¿: Thời gian phản ứng (3) diễn ra, h

ks: Hang s6 toc dé phản ứng của phản ứng (3), đây là một đại lượng rất khó xác định

vả bị ảnh hưởng bởi rất nhiều yêu tô như môi trường, nhiệt đồ, áp suất, và phụ thuộc vào

từng loại phân ứng Nó được xác định chủ yêu dựa trên thực nghiêm, 1⁄h

tu: Độ chuyên hỏa phản ứng (3), số thực tế

1 In 202)

Ks(CR-CB) CB CRua

Ks: Hang số tốc độ phản ứng của phan ứng (5), đây là một đại lượng rất khó xác định

và bị ảnh hưởng bởi rất nhiều yêu tổ như môi trường, nhiệt đồ, áp suất, và phụ thuộc vào

từng loại phản ứng Nó được xác định chủ yêu đựa trên thực nghiệm, 1⁄h

Trang 39

15: Thoi gian dién ra phan tmg (5), b

C%: Nong d6 ban dau ctia HsPO4, mol/L

C9: Nông độ ban dau của NHạ, mol1

uạ: Độ chuyên hóa phản ứng (5)

+: Thời gian điên ra phản ứng (6),h

ks: Hing số tốc độ phân ứng của phân ứng (6), đây là một đại lượng rất khó xác định

và bị ảnh hưởng bởi rất nhiều yêu tố như môi trường, nhiệt độ, áp suất, và phụ thuộc vào

từng loại phản ứng Nó được xác định chủ yêu dựa trên thực nghiệm, 1⁄h

us: Độ chuyên hóa phân ứng (6)

Thời gian lưu: T= tet ost tt ot Tet (1.32)

Với tt = tat Tost Th (1.33)

tei Thoi gian chuyen tiép

tạ: Thời gian nap, h

toa: Thoi gian 6n dinh, h

tw: Thdi gian thao, là

Tur do ta tinh duge the tich thiet bi

— The tich thiet bị

Trước hết ta chọn đường kinh trung bình D, m

Trang 40

lý tưởng, bởi việc xác định các thông số này chủ yêu dựa trên điều kiện thực tẻ củng nhiều yêu tó khác, Cụ thẻ, trong thiết bị phản ứng tiền trung hỏa diễn ra các phản ứng chỉnh như

Để xác định thể tích thiết bị, ta cần xác định được thời gian lưu vả lưu lượng thể tích

~ Lưu lượng thể tích

Từ các thông số đầu vào và đầu ra được cập từ nhà máy, ta có phương trình cân bằng

chất như sau:

My=Me+M (136) Mv: Tổng khỏi lượng môi chất vào, kg/h

My = Myatt + Mmpoi + Mssoi + Max+ Mục + Mur (1.37)

Mwmi: Khôi lượng NH; lỏng vào, kg/h; số thực tế

Định dạng
Số trang	104
Dung lượng	4,66 MB

Tiêu đề	Nghiên cứu tính toán và mô hình hóa thiết bị phản ứng trong dây chuyền sản xuất dap
Tác giả	Nguyễn Quang Thành
Người hướng dẫn	TS. Vũ Hồng Thái
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Hóa Học
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2017
Thành phố	Hà Nội