dung dịch Na2SO4 với năng suất 6578 kggiờ,chiều cao ống gia nhiệt làc h =2m

dung dịch Na2SO4 với năng suất 6578 kggiờ,chiều cao ống gia nhiệt làc h =2m dung dịch Na2SO4 với năng suất 6578 kggiờ,chiều cao ống gia nhiệt làc h =2m dung dịch Na2SO4 với năng suất 6578 kggiờ,chiều cao ống gia nhiệt làc h =2m dung dịch Na2SO4 với năng suất 6578 kggiờ,chiều cao ống gia nhiệt làc h =2m dung dịch Na2SO4 với năng suất 6578 kggiờ,chiều cao ống gia nhiệt làc h =2m dung dịch Na2SO4 với năng suất 6578 kggiờ,chiều cao ống gia nhiệt làc h =2m dung dịch Na2SO4 với năng suất 6578 kggiờ,chiều cao ống gia nhiệt làc h =2m dung dịch Na2SO4 với năng suất 6578 kggiờ,chiều cao ống gia nhiệt làc h =2m dung dịch Na2SO4 với năng suất 6578 kggiờ,chiều cao ống gia nhiệt làc h =2m dung dịch Na2SO4 với năng suất 6578 kggiờ,chiều cao ống gia nhiệt làc h =2m dung dịch Na2SO4 với năng suất 6578 kggiờ,chiều cao ống gia nhiệt làc h =2m dung dịch Na2SO4 với năng suất 6578 kggiờ,chiều cao ống gia nhiệt làc h =2m dung dịch Na2SO4 với năng suất 6578 kggiờ,chiều cao ống gia nhiệt làc h =2m

Bộ Công Thương Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt NamTrường ĐH Công Nghiệp Hà Nội Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc *~ ○*○~*

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ

Họ và tên SV : Dương Đức Chí

Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Thế Hữu

NỘI DUNG

Thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều , thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung tâm dùng cho cô đặc dung dịch Na2SO4 với năng suất 6578kg/giờ,chiều cao ống gia nhiệt làc h =2m

Các số liệu ban đầu :

- Nồng độ đầu của dung dịch là: 11,5%

- Nồng độ cuối là: 27,5 %

- Áp suất hơi đốt nồi 1 là : 4 at

- Áp suất hơi ngưng tụ là : 0,2 at

T

T

Mục lục

………Trang Chương I.Giới thiệu chung……….4

 II- Hình vẽ và thuyết minh dây chuyền sản xuất dung dịch Na2SO4 6

Chương II.Tính toán thiết bị chính……….8 Các số liệu ban đầu

I- Tính Cân bằng vật liệu………8

 1- Tính toán lượng hơi thứ ra khỏi hệ thống

 2- Tính toán lượng hơi thứ ra khỏi từng nồi cô đặc

II-Tính cân bằng nhiệt lượng……… ……9

 2- Áp suất, nhiệt độ của hơi đốt vào mỗi nồi

 3- Áp suất, nhiệt độ của hơi thứ ra khỏi mỗi nồi

 4- Tính tổn thất nhiệt lượng cho từng nồi

 5- Tính hiệu số nhiêt độ hữu ích cho từng nồi

 6- Thiết lập PTCB nhiệt lượng để tính lượng hơi đốt , hơi thứ các nồi

 7- Tính hệ số cấp nhiệt và nhiệt trung bình từng nồi

 8- Tính hệ số truyền nhiệt của từng nồi

 9- So sánh ∆t hữu ích và ∆t giả thiết

 10- Tính bề mặt truyền nhiệt

Chương III.Tính thiết bị phụ ………31 I- Tính thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu(ống chùm)……… 31

II- Thiết bị ngưng tụ baromet ……….38

III- Tính Bơm……… ……….46

IV- Thùng cao vị …… ……… 49

V- Một số chi tiết khác……… …… …57

Chương IV.Tính toán cơ khí và lựa chọn thiết bị………59

I- Tính buồng đốt……….… 59

II- Tính buồng bốc……….66

III- Tính bích nối………71

IV- Tính toán một số chi tiết khác ……… 72

Chương V Kết luận chung………84

Chương VI Phụ lục ……… 86

Chương I:

GIỚI THIỆU CHUNG

I Lời mở đầu và giới thiệu dung dịch Na2SO4

1- Lời mở đầu

Trong thời kỳ đất nước đang trong quá trình phát triển theo hướng công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước thì nền công nghiệp của nước ta đang phát triển mạnh kéo theo sự phát triển của ngành sản xuất các hợp chất hóa học,bởi các hợp chất hóa học có ứng dụng vô cùng quan trọng để các ngành khác phát triển

Trong kỹ thuật sản xuất công nghiệp hóa chất và các ngành khác, thường phải làm việc với các hệ dung dịch rắn tan trong lỏng, hoặc lỏng trong lỏng Để năng cao nồng độ của dung dịch theo yêu cầu của sản xuất

kỹ thuật người ta cần dùng biện pháp tách bớt dung môi ra khỏi dung dịch Phương pháp phổ biến là dùng nhiệt để làm bay hơi còn chất rắn tan không bay hơi, khi đó nồng độ dung dịch sẽ tăng lên theo yêu cầu mong muốn.Thiết bị dùng chủ yếu là thiết bị cô đặc ống tuần hoàn trung tâm, tuần hoàn cưỡng bức, phòng đốt ngoài, …trong đó thiết bị cô đặc tuần hoàn có ống trung tâm được dùng phổ biến vì thiết bị này có cấu tạo và nguyên lý đơn đơn giản, dễ vận hành và sửa chữa, hiệu suất xử dụng cao… dây truyền thiết bị có thể dùng 1 nồi, 2 nồi, 3 nồi…nối tiếp nhau để tạo ra sản phẩm theo yêu cầu trong thực tế người ta thường xử dụng thiết hệ thống 2 nồi

hoặc 3 nồi để có hiệu suất xử dụng hơi đốt cao nhất, giảm tổn thất trong quá trình sản xuất

Để bước đầu làm quen với công việc của một kỹ sư hóa chất là thiết

kế một thiết bị hay hệ thống thực hiện một nhiệm vụ trong sản xuất ,em được nhận đồ án môn học : “Quá trình và thiết bị Công nghệ Hóa

học”.Việc thực hiện đồ án là điều rất có ích cho mỗi sinh viên trong việc từng bước tiếp cận với việc thực tiễn sau khi đã hoàn thành khối lượng kiếnthức của giáo trình “Cơ sở các quá trình và thiết bị Công nghệ Hóa học “ trên cơ sở lượng kiến thức đó và kiến thức của một số môn khoa học khác

có liên quan,mỗi sinh viên sẽ tự thiết kế một thiết bị , hệ thống thiết bị thực hiện một nhiệm vụ kĩ thuật có giới hạn trong quá trình công nghệ Qua việc làm đồ án môn học này, mỗi sinh viên phải biết cách sử dụng tài liệu trong việc tra cứu, vận dụng đúng những kiến thức, quy định trong tính toán và thiết kế, tự nâng cao kĩ năng trình bầy bản thiết kế theo văn bản khoa học và nhìn nhận vấn đề một cách có hệ thống

Trong đồ án môn học này, nhiệm vụ cần phải hoàn thành là thiết kế

hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều , ống tuần hoàn trung tâm làm việc liên tục với dung dịch Na2SO4 ,năng suất 6578kg/h, nồng độ dung dịch ban đầu 11,5%, nồng độ sản phẩm 27,5 %

II Sơ đồ dây chuyền sản xuất và thuyết minh 1- Sơ đồ dây chuyền sản xuất.

2- Thuyết minh dây chuyền công nghệ.

Hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều làm việc liên tục

Dung dịch đầu Na2SO4 11,5% được bơm (2) đưa vào thùng cao vị (3)

từ thùng chứa (1) , sau đó chảy qua lưu lượng kế (4) vào thiết bị trao đổi nhiệt (5) Ở thiết bị trao đổi nhiệt dung dich được đun nóng sơ bộ đến nhiệt độ sôi rồi đi vào nồi (6) Ở nồi này dung dich tiếp tục được dung nóngbằng thiết bị đun nóng kiểu ống chùm , dung dịch chảy trong các ống truyền nhiệt hơi đốt được đưa vào buồng đốt để đun nóng dung dịch Một phần khí không ngưng được đưa qua của tháo khí không ngưng.Nước ngưng được đưa ra khỏi phòng đốt bằng của tháo nước ngưng Dung dịch sôi, dung môi bốc lên trong phòng bốc gọi là hơi thứ Hơi thứ trước khi ra khỏi nồi cô đặc được qua bộ phận tách bọt nhằm hồi lưu phần dung dịch bốc hơi theo hơi thứ qua ống dẫn bọt

Dung dịch từ nồi (6) tự di chuyển qua nồi thứ 2 do đó sự chênh lệch áp suất làm việc giữa các nồi, áp suất nồi sau < áp suất nồi trước Nhiệt độ củanồi trước lớn hơn của nồi sau do đó dung dịch đi vào nồi thứ (2) có nhiệt

độ cao hơn nhiệt độ sôi, kết quả là dung dịch sẽ được làm lạnh đi và lượng nhiệt này sẽ làm bốc hơi một lượng nước gọi là quá trình tự bốc hơi

Dung dịch sản phẩm của nồi (7) được đưa vào thùng chứa sp (10).Hơi thứ bốc ra khỏi nồi (7) được đưa vào thiết bị ngưng tụ Baromet (8) Trong thiết bị ngưng tụ, nước làm lạnh từ trên đi xuống, ở đây hơi thứ được

ngưng tụ lại thành lỏng chảy qua ống Baromet ra ngoài còn khí không ngưng đi qua thiết bị thu hồi bọt (9) rồi đi vào bơm hút chân không

Chương II :

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH Các số liệu ban đầu

Năng suất tính theo dung dịch đầu: Gđ = 6578 kg/h Nồng độ đầu : xđ = 11,5%

5,11

2 - Lượng hơi thứ ra khỏi mỗi nồi.

Chọn tỷ lệ phân bố hơi thứ của hai nồi như sau :

3- Nồng độ cuối của dung dịch ra khỏi mỗi nồi.

Lượng dung dịch ra khỏi nồi 1 vào nồi 2 là :

G1 = Gd - W1 = 6578 – 1913,6= 3293,5(kg/h)

2

W G

x G x

d

d d c

5,11

W 1 , W 2 lợng hơi thứ ra khỏi nồi 1, nồi 2

x c1 , x c2 nồng độ cuối của dung dịch ra khỏi nồi 1, nồi 2

II Tớnh cõn bằng nhiệt lượng.

1- Chờnh lệch ỏp suất chung của cả hệ thống (∆Р):

)(8,32,04

Рhd1: ỏp suất hơi đốt nồi 1

Рng :ỏp suất hơi nước ngưng

2- Nhiệt độ, ỏp suất hơi đốt của mỗi nồi.

Chọn tỉ lệ chờnh lệch ỏp suất hơi đốt ở 2 nồi là:

1

9,2

P P

)(9743,09.3

8,3

1

2

at P

at P

* Vậy áp suất hơi đốt ở từng nồi là:

at P

C t

at P

, 0

546 , 103 1743

,

1

9 , 142 4

2 2

1 1

3- Nhiệt độ và áp suất hơi thứ ở mỗi nồi.

Nhận xét: khi hơi thứ đi từ nồi 1 sang nồi 2 ,và hơi thứ từ nồi 2 đi

sang thiết bị ngưng tụ thì sẽ chịu tổn thất về nhiệt độ là :∆ = 1 : 1 , 5 °C ,và khi

đó nó sẽ trở thành hơi đốt cho nồi 2: chọn ∆ = °1 C

Gọi nhiệt độ và áp suất của hơi thứ ở nồi 1 và nồi 2 lần lượt là:

, 2

, 1

, 2

,

1, t , P , P t

ta có:

C t

t

C t

=+

=

7,6017,591

546,1041

546,1031

, 2

2

, 1

Tra bảng (I.250/ST1-T312), ứng với mỗi nhiệt độ hơi thứcủa mỗi nồi sẽcho áp hơi thứ tương ứng:

at P

at P

21,0

2139,

1

, 2

, 1

=

=

Kết quả tính được cho ta bảng dưới đây:

ng=0.2 tng=59,7Hơi

r

=

Trong đó:

r: Nhiệt hoá hơi của dung môi nguyên chất ở áp suất làm việc , J/kg

* Tra bảng (VI.2/ST2 – T63)

C x

C x

%5,27

444,1

%218,16

, 2 2

, 1 1

* Xác định nhiệt độ Ti

K T

K T

°

=+

=

°

=+

=

7,333273

7,60

546,377273

546,1042

1

* Xác định ri:

Tra bảng (I.250/ST1 – T312)

kg J r

kg J r

/10.262,2355

/10.0896,2249

3 2

3 1

C

i 1,4825 1,9837 3,466

9837,12355262

)7,333(59,2.2,16

4825,16,2249089

)546,377(.444,1.2,16

, 2

, 1 ,

2 ,

2

2 ,

%5,27

)/(83,1152

%218,16

3 2

3 1

m kg x

m kg x

Vậy khối lượng riêng của dung dịch sôi là

7575,1264

)/(415,5762

83,1152

3 2

3 1

m kg

m kg

.81,9

81,9.378,632)

2

35,0(21,0

)(3273,110

.81,9

81,9.415,576)

2

35,0(2139,1

4 2

4 1

at P

at P

tb

tb

=+

+

=

=+

+

=

Tra bảng (I.251/ST1- T314)

C t

C t

066,107

2 1

Vậy:

C t

t

C t

52,2546,104066

,07

02 2

,, 2

01 1

,, 1

2

,, 1 ,,

⇒ Tổng tổn thất nhiệt độ cả hệ thống là:

C

°

=++

=

∆+

∆+

466

,

3

,, ,,

,

5- Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích của cả hệ thống và từng nồi5.1- Hệ số nhiệt độ hữu ích trong hệ thống được xác định :

∆t ch Hiệu số nhiệt độ chung giữa hiệu số nhiệt độ hơi đốt nồi 1 và nhiệt

độ ngưng ở thiết bị ngưng tụ

C t

, 2

, 2 2

,, 1

, 1

, 1 1

∆ +

∆ +

=

∆ +

∆ +

=

t t

t t

s s

C t

s

s

°

=+

+

=

°

=+

+

=

1292,734455,109837,17,60

5485,10852

,24825,1546,104

2 1

5.3- Xác định nhiệt độ hữu ích ở mỗi nồi.

C t

t T

C t

t T

3515,345485,1089

,142

2 2 2

1 1 1

6- Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng.

Sơ đồ cân bằng nhiệt lượng của hệ thống

Cd :Nhiệt dung riêng của dung dịch đầu (J/kg độ)

Cp1 , Cp2 : Nhiệt dung riêng của nước ngưng ở nồi 1 , nồi 2 (J/kg độ)

C1, C2 : Nhiệt dung riêng của hơi đốt ra khỏi nồi 1 , nồi 2 (J/kg độ)

Qm1,Qm2 : nhiệt lượng mất mát ở nồi 1 và nồi 2

Gd : lượng hỗn hợp đầu đi vào thiết bị (kg/h)

W1 , W2 : lượng hơi thứ bốc lên từ nồi 1, nồi 2

6.1- Nhiệt lượng vào gồm có:

- Nồi 1: Nhiệt do hơi đốt mang vào : D.i1

Nhiệt do dung dịch mang vào : Gd

- Nồi 2: Nhiệt do hơi thứ mang vào : W1.i2

Nhiệt do dung dịch từ nồi 1 chuyển sang : (Gd – W1)C1ts1

6.2- Nhiệt lượng mang ra:

- Nồi 1:

- Hơi thứ mang ra : W1

' 1

i

- Nước ngưng : W1.θ 2.Cp2

- Do dung dịch mang ra : (Gd – W1 – W2)C2.ts2

- Nhiệt mất mát: Qm2 = 0,05W1(i2– Cp2)θ 2

6.3- Hệ phương trình cân bằng nhiệt:

Các PT được thành lập dựa trên nguyên tắc :

Tổng nhiệt đi vào = Tổng nhiệt đi ra

Giải hệ phương trình (1),(2), và (3) ta được :

9,142

- Nhiệt dung riêng của hơi đốt vào nồi 1 ,nồi 2 và ra khỏi nồi 2 :

+ Dung dịch vào nồi 1 có nồng độ xd = 11,5%

Đối với dung dịch loãng ( x < 0,2 ) ta áp dụng công thức I.43 /ST1 – T152 ta có:

Cd = 4186 (1- x) = 4186 (1- 0,115) = 3704,61 (J/kg độ)

+ Dung dịch trong nồi 2 có nồng độ x1 = 16,218 %

Cũng áp dụng công thức trên ta được:

C1 = 4186 (1- x) = 4186 (1- 0,16218) =3507,114 (J/kg độ)

+ Dung dịch ra khỏi nồi 2 có nồng độ xc = 35 %

Đối với dung dịch ( x > 0,2 ) ta áp dụng công thức I.44/ST1 – T152 ta có:

4 16800 22600

26000

2

= +

- Xác định hàm nhiệt hới đốt và hơi thứ;

kg J i

C t

kg J i

C t

kg J i

C t

kg J i

C t

/26095887

,60

/6,2686273546

,104

/6,2684673546

,103

/27440609

,142

2 ' ,

Thay các kết quả ta đã tính toán được vào pt (1) và pt (2) ta được kết quảsau :

) / ( 3284

,

2153

) 9 , 142 25 , 4294 2744060

( 95 , 0

) 61 , 100 61 , 3704 5485

, 108 114 , 3507 ( 6578 )

5485 , 108 114 , 3507 6

, 2686273 (

4975

,

1867

) / ( 7024 , 1959 4975 , 1867 2

, 3827 )

/ ( 4975

,

1867

5485 , 108 114 , 3507 2609588

) 546 , 103 546 , 4226 6

, 2684673 (

95 , 0

) 5485 , 108 114 , 3507 1292

, 73 4626 , 3309 ( 6578 )

1292 , 73 4626 , 3309 2609588

1

1

h kg D

D

h kg W

W W h kg W

W

=

−

− +

−

− +

7- Tính hệ số cấp nhiệt và nhiệt lượng trung bình từng nồi

7.1-Tính hệ số cấp nhiệt α khi ngưng tụ hơi.

- Giả thiết chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và thành ống truyền nhiệt nồi 1

và nồi 2 là :∆11,∆12

- Với điều kiện làm việc của phòng phòng đốt thẳng đứng H = 2m ,hơingưng bên ngoài ống ,máng nước ngưng chảy dòng như vậy hệ số cấp nhiệtđược tính theo công thức ( V.101/ST2 – T28 )

25 , 0 1

) (

.04,2

H t

r A

hơi ngưng của nồi I ( o C )

25 , 4 12

Ti i i

t t t

t t t

i i

mi t t

t = −0,5∆1

.55,3

6,2251489

79695,

(05,80113

.25,4

10.5,2135

11625,

, 0 12

2 25

, 0 3 11

đô m W

đô m W

7.3.Tính hệ số cấp nhiệt từ bề mặt đốt đến chất lỏng sôi α2i W/m 2 độ:

Ta xác định hệ số này theo công thức:

(CT /QTTB1 – T332)

i i

- Tra bảng ( VI.6/ST2 – T80 ) ta chọn bề dày thành ống truyền nhiệt là

=

4,46

002,010.232,010.387,0

.6621,0.35,27920

54,2210

.6621,0.9625,34046

3 2

3 1

Vậy :

C t

C t

5615,754,2225,43515,34

22

21

* ψ : hệ số hiệu chỉnh ,xác định theo công thức(VI.27/ST2 – T71)

435 , 0 2

565 , 0

dd nc

ρ λ

λ ψ

( dd:dung dịch , nc: nước )

Trong đó:

λ : hệ số dẫn nhiệt , W/m độ

ρ :khối lượng riêng , kg/m3

C: nhiệt dung riêng , J/kg độ

µ : độ nhớt , Cp

µ ρ

λ , , C , : lấy theo nhiệt độ sôi của dung dịch.

ts1 = 108,5485 oC

ts2 = 73,1292 oC

7.3.1 Khối lượng riêng :

- Khối lượng riêng của nước: tra bảng (I.249/ST1 – T310)

3 2

1

/922,975

/074,952

m kg

m kg

3 1

/0625,1260

/83,1142

m kg

m kg

dd

dd

=

=ρ

ρ

7.3.2 Nhiệt dung riêng :

- Nhiệt dung riêng của nước :tra bảng ( I.249 /ST1 – T 310 )

1 =

nc

6698,0

(I.32/ST1 – T123 )

3

.

M C

ddi ddi ddi

ρ ρ

A:hệ số tỉ lệ phụ thuộc hỗn hợp chất lỏng :ta chọn A = 3,58.10-8

M: khối lượng mol của hỗn hợp lỏng (hỗn hợp của chúng ta là NaSO4 và H2O )

nên : M = 142.a +(1- a)18

nồi 1 :x = 16,218 % khối lượng

9688,2018)

024,01(024,0.142

024,018782,83142218,

218,16

1

1

=

−+

=

⇒

=+

=

M

a

nồi 2 : x = 27,5% khối lượng

6661,2318)

0457,01(0457,0.142

0457,018

5,

72142

5,

5,27

2

2

=

−+

=

⇒

=+

83 , 1142

83 , 1142 114 , 3507 10 58 ,

0625 , 1260

0625 , 1260 505 , 3161 10 58 ,

7.3.4 Độ nhớt :

- Độ nhớt của nước tra bảng ;(I.104/ST1 – 96) và (I.102/ST1 – 95)

3893,0

26035,

0

4038,0

2

1

=

=µ

,0

3893,0.503,4189

505,3161

922,975

0625,1260

6697,0

5365,0

7844,04038

.0

26035,

0.113,4231

114,3507

074,952

83,1142

6837,0

544,0

435 , 0 2

565 , 0 2

435 , 0 2

565 , 0 1

Vậy hệ số cấp nhiệt α2i từ bề mặt đốt đến chất lỏng sôi hoàn toàn xác định

như sau:

1 33 , 2 21 5 , 0 , 1

21 45,3 .ψ

4363,99

7844,0.5615.7.2139,1.3,

22 45,3.ρ ψ

2909 , 163

7609 , 0 38 , 9 21 , 0 3 ,

21 = α ∆

q

32998,31

5615,7.99,4363

=

=

(W/m2)

22 22

22 = α ∆

q

27287,95

38,9.163,2909

%265,2

%100.35

,27920

95,2728735

,27920

%5

%08,3

%100.9625

,34046

31,329989625

,34046

Vậy giả thiết ∆11,∆21 được chấp nhận.

8- Xác định hệ số truyền nhiệt cho từng nồi :

∆

=

N/m2 độTrong đó:

qtbi : nhiệt tải riêng trung bình của từng nồi (W/m2 )

,340462

21 11

q tb

(W/m2)

15,276042

95,2728735

,279202

22 12

q tb

(W/m2)Vậy:

,31

15,27604

8711,9753515

,34

63625,

33522

2

2 2

1

1 1

T

q K

tb tb

N/m2 độ

- Dung dịch vào nồi 1 ở nhiệt độ sôi nên lượng nhiệt tiêu tốn ở nồi 1 đượctính theo công thức

)(71,18870433600

10.5,21351554

,31813600

,

1725372

3600

6,2251489

,878

768,1725372

702,19938711

,975

71,1887043

K Q K

Q T

T,

oCvậy:

K

Q T

K

Q T

=+

∆+

=+

∆+

,1963

6789,1963

4168,313515,34

134

,

33

702,19936789

,1963

702,1993

4168,313515,34)

(

2

2 1 1

2 2

2 1

,

2

2

2 1 1

1 1

2 1

,

1

9 So sánh ∆T i ', ∆T i tính được theo giả thiết phân phối áp suất

%5

%87,3

%1004168

,31

634,324168,31

%5

%544,3

%1003515

,34

134,333515,34

T K

Q F

768,1725372

)(4,58134,33.8711,975

71,1887043

2 2

1

2 2

2 1

1

1 1

m T

K

Q F

m T

K

Q F

Chương III : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ

I Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu.

Chọn thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu là thiết bị đun nống loại ống chùmngược chiều dung hơi nước bão hòa ở 4at, hơi nước đi ngoài ống từ trên

t1=142,9 oC ( Tra bảng I.251-ST1/315)

Hỗn hợp đầu vào thiết bị gia nhiệt ở nhiệt độ phòng(25oC) đi ra ở nhiệt

độ sôi của hỗn hợp đầu (tso = 108,5485oC)

- F: lưu lượng hỗn hợp đầu , F = 6578(kg/h)

- tF : Nhiệt độ sôi của hỗn hợp tF = tso = 108,5485oC

- Cp: Nhiệt dung riêng của hỗn hợp tại: Cp= Co= 3704,61 J/kg.độ

- tf: Nhiệt độ môi trường: tf = 25oCThay số :

=3,432 > 2 nên nhiệt độ trung bình giữa hai lưu thể là:

∆ttb = 2,3lg( )

tc tđ

tc tđ

3515,349,

= 67,826 (0C)

- Hơi đốt: t1tb = 142,9 (0C)

- Phía hỗn hợp: t2tb =t hđ −∆t tb = 142,9 – 67,826 = 75,074 (0C)

2.1- Tính hệ số cấp nhiệt cho từng lưu thể :

- Hệ số cấp nhiệt phía hơi nước ngưng tụ :

- H: Chiều cao ống truyền nhiệt : H = 2(m)

- A: Hằng số tra theo nhiệt độ màng nước ngưng

Giả sử : Δt1 = 4,8 (0C)

Ta có : tm =142,9 - 2

8,4

= 140,5 (0 C) Tra bảng (ST2/29)=> A = 194,075

Thay số: α1= 2,04.194,075.( 3 )0 , 25

2.8,4

10.5,2135

- Tra bảng I.64-ST1/ T48- ρ : khối lượng riêng của hỗn hợp ở ttb

ρ = 1129,84 kg/m3

x = 11,5 % khối lượng nên:

2018)

0162,01(0162,0.142

0162,0185,881425,

5,11

⇒

=+

=

M

a

Với A=3,58 10-8 thay số:

84,11293

=0,57765(W/m.độ)

Thay số vào CT ta được : Pr = 0,575

10.0,688132

61,

= 4,4131+Hiệu số nhiệt độ ở 2 phía thành ống :

Δtt = tt1- tt2= q1.∑rt

Δtt = tt1- tt2= q1.∑rt

Trong đó : tt2 : Nhiệt độ thành ống phía hỗn hợp

∑rt : Tổng nhiệt trở ở 2 bên ống truyền nhiệt

Ống dẫn nhiệt làm bằng làm thép CT3 có chiều dày δ = 2 (mm) nên: λ =46,4 (W/m độ) ⇒ ∑rt =0.6621.10-3 m2 độ/W(đã tính ở trên)

Thay số : Δtt = 41271,294.0,6621.10-3 = 27,33 0C

=>tt2 = tt1 – Δtt = 142,9- 27,33=115,57 0C

= 0,4948 (W/m2.độ)

10.453,0.114,

= 3,2108 Thay số ta có hệ số cấp nhiệt phía hỗn hợp chảy xoáy :

2.4- Nhiệt tải riêng về phía dung dịch :

Trong đó : Nhiệt lượng trao đổi : Q = 274455,0342 (W)

q tb :Nhiệt tải riêng trung bình về phía dung dịch

2

36,40948294

,412712

,41109

9709,

Trong đó : F : Bề mặt truyền nhiệt

d : đường kính ống truyền nhiệt d = 0,034 m

H : Chiều cao ống truyền nhiệt H = 2 (m)

Thay số : n=

43 , 64 2 034 , 0 14 , 3

8 , 13

=Qui chuẩn n = 91 ống Theo bảng V.11-ST2/T48 ta có:

kể các ốngtrong cáchình viênphân

Số ống trong cácHình viên phân

Tổng sốống trongtất cả cáchình viênphân

TổngSốốngthiếtbịDãy1 Dãy 2 Dãy3

b=11Thay số : D =0,0532.(11 - 1) + 4.0,038 = 0,684 m

Qui chuẩn : D = 0,7m=700 (mm) (bảng XIII.6 ST-2/Tr-359 )

6- Tính vận tốc và chia ngăn

-Vận tốc thực :

ρ

4

2 n d

14,3

6578.4

0,453.10

10000

% 100 12 , 0

021 , 0 12 , 0

% 100

−

gt

t gt

W

W W

t gt

12,

II Hệ thống thiết bị ngưng tụ Baromet :

Hơi thứ sau khi ra khỏi nồi cô đăc cuối cùng được dẫn vào thiết bị ngưng tụbaromet để thu hồi lượng nước trong hơi, đồng thời tách khí không ngưng do

*Hệ thống thiết bị: Chọn thiết bị ngưng tụ Baromet – thiết bị ngưng tụ

trực tiếp loại khô ngược chiều chân cao

- Sơ đồ như sau :

- Chú thích:

3- Ống baromet 4- Ống dẫn khí không ngưng

5- Bơm chân không

Trong thân 1 gồm có những tấm ngăn hình bán nguyệt

Nguyên lý làm việc chủ yếu trong các thiết bị ngưng tụ trực tiếp là phunnước lạnh vào trong hơi, hơi tỏa ẩn nhiệt đun nóng nước và ngưng tụ lại Do đóthiết bị ngưng tụ trực tiếp chỉ để ngưng tụ hơi nước hoặc hơi của các chất lỏngkhông có giá trị hoặc không tan trong nước vì chất lỏng sẽ trộn lẫn với nướclàm nguội

Sơ đồ nguyên lý làm việc của thiết bị ngưng tụ Baromet ngược chiều loạikhô được mô tả như hình vẽ Thiết bị gồm thân hình trụ (1) có gắn những tấm