Thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều tuần cô đặc dung dịch koh

Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN XUÂN HUY Sinh viên thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp : ĐH Công Nghệ Hóa 1 – K3 Khoa : Công Nghệ Hóa Học NỘI DUNG Thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều th

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập -Tự do-Hạnh phúc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ

Số…………

Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN XUÂN HUY

Sinh viên thực hiện : Phạm Thị Xuân

Lớp : ĐH Công Nghệ Hóa 1 – K3

Khoa : Công Nghệ Hóa Học

NỘI DUNG

Thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều thiết bị cô đặc ống tuần hoàn

ngoài dùng cho cô đặc dung dịch KOH với năng suất 11000 kg/h , chiều cao

ống gia nhiệt h =2m

Các số liệu ban đầu :

- Nồng độ đầu của dung dịch là 8%

- Nồng độ cuối là : 30 %

- Áp suất hơi đốt nồi 1 là : 4,1 at

- Áp suất hơi ngưng tụ là : 0,2 at

PHẦN THUYẾT MINH

1 Mở đầu

2 Vẽ và thuyết minh dây chuyền sản xuất

3 Tính toán thiết bị chính

4 Tính toán thiết bị phụ

6 Tỏng kết

Ngày giao đề :………ngày hoàn thành:………

TRƯỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN *********

Hà Nội , Ngày … Tháng … Năm 2011 Người nhận xét

Mục lục

 Lời mở đầu và giới thiệu dung dịch KOH 4

 Sơ đồ dây chuyền sản xuất và thuyết minh 5

 tính toán lượng hơi thứ ra khỏi hệ thống 8

 Chênh lệch áp suất chung của cả hệ thống (∆Р) 9

*) Tính hệ số cấp nhiệt cho từng lưu thể : 24

*) Đường kính trong của thiết bị đun nóng 28

*)Trở lực của đoạn ống từ thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu đến cô đặc : 30

*)Trở lực dẫn từ thùng cao vị đén thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu : 31

*)Trở lực của thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu : 33

1 - Xác định áp suất toàn phần do bơm tạo ra : 43

1-Đoạn côn nối buồng đốt và buồng bốc : 62

1 Giới thiệu chung

 Lời mở đầu và giới thiệu dung dịch KOH

- Lời mở đầu

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

nâng 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 có tuần hoàn có ống

tuần hoàn ngoài được dùng phổ biến vì thiết bị này có nguyên lý đơn giản , dễ

vận hành và sửa chữa , hiệu suất sử 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 sử 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 kiến thức 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 bày bản thiết kế theo

văn bản khoa học và nhìn nhận vấn đề một cách có hệ thống

Trong đồ án môn học này, em cần thực hiện là thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi

xuôi chiều , thiết bị cô đặc ống tuần hoàn ngoài dùng cho cô đặc dung dịch KOH

, năng suất 11000kg/h , nồng độ dung dịch ban đầu 8% , nồng độ sản phẩm 30%

- Giới thiệu về dung dịch KOH

KOH có dạng tinh thể không màu , tnc = 404oC , ts = 1324oC Dễ tan trong nước

và phát nhiệt mạnh : ở 20oC, 100 g nước hoà tan được 112 g KOH Thuộc loại

kiềm mạnh ; hấp thụ nước và khí cacbonic (CO2) trong không khí , tạo thành

kali cacbonat (K2CO3) Dung dịch nước KOH ăn mòn thủy tinh ; KOH nóng

chảy ăn mòn sứ (trong môi trường có không khí) , platin Điều chế bằng cách

điện phân dung dịch kali clorua (KCl) có màng ngăn Dùng trong phòng thí

nghiệm , sản xuất xà phòng mềm, các muối kali ; KOH ăn da và rất nguy hiểm

khi bắn vào mắt

 Sơ đồ dây chuyền sản xuất và thuyết minh

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

Dung dịch đầu KOH 8% 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 nóng bằng 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 của nồi

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 sản phẩm (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 hời thứ được ngưng tụ

bị thu hồi bọt (9) rồi đi vào bơm hút chân không (11)