Đồ án cô đặc 3 nồi ngược chiều dung dịch KOH

Cô iđặc iở iáp isuất icao ihơn iáp isuất ikhí iquyển idùng icho idung idịch ikhông ibị iphân ihủy iở inhiệt iđộ icao inhư icác idung idịch imuối ivô icơ, iđể isử idụng ihơi ithứ icho icô

TRƯỜNG i ĐẠI i HỌC i NÔNG i LÂM i HUẾ i i i i CỘNG i HOÀ i XÃ i HÔI i CHỦ i NGHĨA i VIỆT i NAM

Bộ i môn: i Công i nghệ i sau i thu i hoạch i i i i i i i i

Họ i và i tên i sinh i viên: i Nguyễn i Đăng i Việt

Lớp: CNTP43

Ngành: i Công i nghệ i Thực i Phẩm

1/ i Tên i đề i tài:

Thiết i kế i hệ i thống i cô i đặc i ba i nồi i ngược i chiều.

Thiết i bị i cô i đặc i phòng i đốt i trong i ống i tuần i hoàn i ngoài.

Cô i đặc i dung i dịch i KOH

2/ i Các i số i liệu i ban i đầu:

- i Năng i suất i tính i theo i dung i dịch i đầu i (Tấn/giờ): 10

- i Nồng i độ i đầu i của i dung i dịch i (% i khối i lượng): 12

- i Nồng i độ i cuối i của i dung i dịch i (% i khối i lượng) 30

- i Ap i suất i hơi i đốt i nồi i 1 i (at): 3.5

- i Ap i suất i hơi i còn i lại i trong i thiết i bị i ngưng i (at): 0,3

3/ i Nội i dung i các i phần i thuyết i minh i và i tính i toán:

- i i Đặt i vấn i đề i

- i Chương i I: i Tổng i quan i về i sản i phẩm, i phương i pháp i điều i chế, i chọn i phương i án i thiết i kế.

- i Chương i II:Tính i toán i công i nghệ i thiết i bị i chính.

- i Chương i III:Tính i và i chọn i thiết i bị i phụ: i Thiết i bị i Baromet, i bơm i chân i không, i bơm i dung

i dịch, i thiết i bị i gia i nhiệt.

- i Chương i IV: i Kết i luận.

- i Tài i liệu i tham i khảo

4/ i Các i bản i vẽ i và i đồ i thị i (ghi i rõ i các i loại i bản i và i kích i thước i các i loại i bản i vẽ):

- i 1 i bản i vẽ i hệ i thống i thiết i bị i chính, i khổ i A1 i và i A3 i đính i kèm i trong i bản i thuyết i minh.

- i 1 i bản i vẽ i thiết i bị i chính, i khổ i A1.

5/ i Giáo i viên i hướng i dẫn:

Phần: i toàn i bộ Họ i và i tên i giáo i viên: i Tống i Thị i Quỳnh i Anh i

6/ i Ngày i giao i nhiệm i vụ: 03/03/2012

7/ i Ngày i hoàn i thành i nhiệm i vụ: 03/05/2012

Thông i qua i bộ i môn

i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i GIÁO i VIÊN i HƯỚNG i DẪN

Ngày i tháng i i i năm i 2010 i i i i i i i i i i i (Ký, i ghi i rõ i họ i tên)

TỔ i TRƯỞNG i BỘ i MÔN

(Ký, i ghi i rõ i họ i tên)

MỤC iLỤC

ĐẶT i VẤN i ĐỀ 6

CHƯƠNG i I: i TỔNG i QUAN i VỀ i SẢN i PHẨM i – i PHƯƠNG i PHÁP i ĐIỀU i CHẾ i - i CHỌN i PHƯƠNG i ÁN i THIẾT i KẾ 7

I. iTổng iquan ivề isản iphẩm 7

II. iCơ isở ilý ithuyết ivà icác iphương ipháp icô iđặc 8

1. iĐịnh inghĩa 8

2. iCác iphương ipháp icô iđặc 10

3. iỨng idụng icủa isự icô iđặc 10

4. iCấu itạo ithiết ibị icô iđặc 10

III. iLựa ichọn iphương ián ithiết ikế i- ithuyết iminh iquy itrình icông inghệ 12

1. iLựa ichọn iphương ián ithiết ikế 12

2. iThuyết iminh iquy itrình icông inghệ 12

CHƯƠNG i II: i TÍNH i CÂN i BẰNG i VẬT i CHẤT i VÀ i NĂNG i LƯỢNG 14

1. iTính icân ibằng ivật ichất 14

1.1. iXác iđịnh ilượng idung imôi ibốc ihơi 14

1.2 iXác iđịnh inồng iđộ idung idịch icuối imỗi inồi 15

2. iCân ibằng inhiệt ilượng 16

2.1 iXác iđịnh iáp isuất iban iđầu 16

2.2 iXác iđịnh inhiệt iđộ itrong icác inồi 17

2.3. iXác iđịnh icác iloại itổn ithất inhiệt iđộ itrong icác inồi 18

2.3.1. iTổn ithất ido inồng iđộ igây ira i 18

2.3.2. iTổn ithất inhiệt iđộ ido iáp isuất ithủy itĩnh i 19

2.3.3. iTổn ithất ido itrở ilực icủa iđường iống i 21

2.3.4. iTổn ithất icho itoàn ibộ ihệ ithống 21

2.3.5. iHiệu isố inhiệt iđộ ihữu iích icho itoàn ibộ ihệ ithống ivà icho itừng inồi 21

2.4. iCân ibằng inhiệt ilượng 22

2.4.1. iTính inhiệt idung iriêng 22

2.4.2. iTính inhiệt ilượng iriêng 23

3. iTính ibề imặt itruyền inhiệt 27

3.1. iĐộ inhớt 27

3.2. iHệ isố idẫn i inhiệt icủa idung idịch 30

3.3. iHệ isố icấp inhiệt 31

3.3.1. iVề iphía ihơi ingưng itụ 31

3.3.2. iVề iphía idung idịch isôi 33

3.4. iTính ihệ isố iphân ibố inhiệt iđộ ihữu iích icho icác inồi 35

CHƯƠNG i III: i THIẾT i KẾ i CHÍNH 41

3.1. iBuồng ibốc 41

3.1.1. iTính isố iống itruyền inhiệt 41

3.1.2. iĐường ikính ithiết ibị ibuồng iđốt 41

3.1.3. iChiều idày ibuồng iđốt 42

3.1.4. iChiều idày iđáy ibuồng iđốt 44

3.2. iBuồng ibốc 46

3.2.1. iĐường ikính ibuồng ibốc 46

3.2.2. iChiều icao ibuồng ibốc 46

3.2.3. iChiều idày ibuồng ibốc 48

3.2.4.Chiều idày inắp ibuồng ibốc 49

3.3. iĐường ikính icác iống idẫn 50

3.3.1. iĐường ikính iống idẫn ihơi iđốt 50

3.3.2. iĐường ikính iống idẫn ihơi ithứ 51

3.3.3. iĐường ikính iống idẫn idung idịch 52

3.3.4. iĐường ikính iống itháo inước ingưng 54

3.3.5. iĐường ikính iống ituần ihoàn ingoài 56

3.4. iChiều idày ivĩ iống 56

3.5. iChiều idày ilớp icách inhiệt 57

3.5.1. iChiều idày ilớp icách inhiệt icủa iống idẫn 57

3.5.2. iTính ichiều idày ilớp icách inhiệt icủa ithân ithiết ibị 60

3.6. iChọn imặt ibích 62

3.6.1. iMặt ibích inối ithân ithiết ibị ivới iđáy ivà inắp 62

3.6.2. iBích iliền ikim iloại iđen iđể inối icác ibộ iphận ithiết ibị ivà iống idẫn 63

3.7. iChọn itai itreo 63

3.7.1. itrọng ilượng ithân ithiết ibị 63

3.7.2. iTải itrọng iống itruyền inhiệt ivà iống ituần ihoàn ingoài 64

3.7.3. itrọng ilượng icủa idung idịch itrong ithiết ibị 65

3.7.4. itrọng ilượng ihơi 65

3.7.5. iTrọng ilượng ivĩ iống 65

3.7.6. iTrọng ilượng iđáy ibuồng iđốt 66

3.7.7. iTrọng ilượng inắp ibuồng ibốc 66

3.7.8. iTrọng ilượng ibích 66

3.7.9. iTrọng ilượng ilớp icách inhiệt 67

3.7.10. iTổng itrọng ilượng ithiết ibị ivà itải itrọng itai itreo 67

CHƯƠNG i IV: i THIẾT i BỊ i PHỤ 69

4.1. iCân ibằng ivật iliệu 69

4.1.1. ilượng inước ilạnh icần ithiết iđể itưới ivào ithiết ibị ingưng itụ 69

4.1.2. iThể itích ikhí ikhông ingưng ivà ikhông ikhí iđược ihút ira ikhỏi ithiết ibị 69

4.2. ikích ithước ithiết ibị ingưng itụ 71

4.2.1. iĐường ikính ithiết ibị ingưng itụ 71

4.2.2. iKích ithước itấm ingăn 71

4.2.3. iChiều icao ithiết ibị ingưng itụ 73

4.2.4. iKích ithước iống ibaromet 74

4.3. iChọn ibơm 76

4.3.1. iBơm ichân ikhông 76

4.3.2. iBơm inước ilạnh ivào ithiết ibị ingưng itụ 78

4.3.3. iBơm idung idịch ilên ithùng icao ivị 82

4.3.4. iBơm idung idịch itừ inồi i3 ivào inồi i2 84

4.3.5. iBơm idung idịch itừ inồi i2 ivào inồi i1 86

4.3.6. iBơm idung idịch itừ inồi i1 isang ibể ichứa isản iphẩm 89

4.4. iThiết ibị igia inhiệt 92

CHƯƠNG i V i KẾT i LUẬN 94

TÀI i LIỆU i THAM i KHẢO 95

ĐẶT iVẤN iĐỀ

Ngày icông inghiệp isản ixuất ihóa ichất ilà imột ingành icông inghiệp iquan itrọng

iảnh ihưởng iđến inhiều ingành ikhác. iMột itrong inhững isản iphẩm iđược iquan itâm isản

ixuất ikhá inhiều ilà iKali ihydroxyt i(KOH) ido ikhả inăng isử idụng irộng irãi icủa inó

iTrong iquá itrình isản ixuất iKOH, iquá itrình icô iđặc ithường iđược isử idụng iđể ithu

ikiệm ichi iphí ivận ichuyển, itồn itrữ

Nhiệm ivụ icụ ithể icủa iđồ ián inày ilà ithiết ikế ihệ ithống icô iđặc i3 inồi ingược

ichiều, iphòng iđốt itrong iống ituần ihoàn ingoài, icô iđặc idung idịch iKOH itừ i12% ilên

Đối ivới isinh iviên ingành icông inghệ ithực iphẩm, iviệc ithực ihiện iđồ ián ithiết ibị

ilà ihết isức iquan itrọng. iNó ivừa itạo icơ ihội icho isinh iviên iôn itập ivà ihiểu imột icách

isâu isắc inhững ikiến ithức iđã ihọc ivề icác iquá itrình ithiết ibị ivừa igiúp isinh iviên itiếp

ixúc, iquen idần ivới iviệc ilựa ichọn, ithiết ikế, itính itoán icác ichi itiết icủa imột ithiết ibị ivới

icác ithông isố ikỹ ithuật icụ ithể. i

Tuy inhiên, iquá itrình ithiết ibị ilà icác imôn ihọc irất ikhó ivà ikiến ithức ithực itế icủa

isinh iviên ithì ihạn ichế inên iviệc ithực ihiện iđồ ián ithiết ibị icòn inhiều ithiếu ixót. iEm irất

imong iđược isự igóp iý ivà ichỉ idẫn icủa ithầy icô ivà ibạn ibè iđể icó ithêm inhiều ikiến ithức

ichuyên imôn. iĐồ ián iđược ithực ihiện idưới isự igiúp iđỡ ivà ihướng idẫn icủa iGV iTống

iThị iQuỳnh iAnh ivà icác ithầy icô ibộ imôn ikhoa icơ ikhí i– icông inghệ, itrường iĐại ihọc

iNông ilâm iHuế. iEm ixin ichân ithành icảm iơn icô iTống iThị iQuỳnh iAnh icùng icác

CHƯƠNG i1: iGIỚI iTHIỆU iTỔNG iQUAN iVỀ iSẢN iPHẨM,

Trong ihầu ihết icác ingành icông inghiệp ihiện inay, icác ihóa ichất iđược isử idụng

itừ ingành icông inghiệp ihóa ichất icó imột ivai itrò ikhông ithể ithiếu ivà iđược iứng idụng

irộng irãi. iKalihydroxyt ivới icông ithức ihóa ihọc iKOH, ilà imột itrong inhững ihóa ichất

ithông idụng ivới inhiều iứng idụng itực itiễn, ihiện inay iKOH iđang iđược isản ixuất ingày

 Các i tính i chất i vật i lý i cơ i bản i của i KOH:

 KOH ilà imột ikhối itinh ithể itrong isuốt, ikhông imàu, iăn ida imạnh

 Nhiệt iđộ inóng ichảy ilà i360,40C i(khan)

 Nhiệt iđộ isôi ilà i13250C i(khan)

 Độ inhớt ilà i1,63 iCp iở i200C i(dung idịch i20%)

 Nó ihấp ithu imạnh ihơi iẩm ivà iCO2 icủa ikhông ikhí, idễ ichảy irữa ithành iK2CO3

iKOH idễ idàng itan itrong inước, i100g inước ihòa itan iđược i112g iKOH, itỏa inhiều inhiệt

itạo idung idịch iKOH. iÁp isuất ihơi icủa inước iở itrên iKOH iở inhiệt iđộ iphòng ilà i0,002

 Các i ứng i dụng i của i KOH:

 Sản ixuất idầu idiesel isinh ihọc

 Sản ixuất ixà iphòng imềm, ilàm ichất itẩy irữa

 Tiền ithân icủa icác ihợp ichất ikali ikhác

 Làm ipin iđiện iphân

 Điện iphân i(có imàng ingăn) idung idịch iKCl:

KCl i+ iH2O i iKOH i+

 Điều ichế iKOH itừ ikali:

 Điều ichế itừ idung idịch iK2CO3:

K2CO3 i+ iCa(OH)2 i i2KOH i+ iCaCO3

ichất itan ikhông ibay ihơi, iở inhiệt iđộ isôi ivới imục iđích:

- iLàm ităng inồng iđộ ichất itan

- iTách icác ichất irắn ihòa itan iở idạng itinh ithể

- iThu idung imôi iở idạng inguyên ichất

Quá itrình icô iđặc iđược itiến ihành iở inhiệt iđộ isôi, iở imọi iáp isuất i(áp isuất ichân

ikhông, iáp isuất ithường ihay iáp isuất idư), itrong ihệ ithống imột ithiết ibị icô iđặc ihay

itrong ihệ ithống inhiều ithiết ibị icô iđặc. iTrong iđó:

Cô iđặc ichân ikhông idùng icho icác idung idịch icó inhiệt iđộ isôi icao, idễ ibị iphân

ihủy ivì inhiệt

Cô iđặc iở iáp isuất icao ihơn iáp isuất ikhí iquyển idùng icho idung idịch ikhông ibị

iphân ihủy iở inhiệt iđộ icao inhư icác idung idịch imuối ivô icơ, iđể isử idụng ihơi ithứ icho icô

iđặc ivà icho icác iquá itrình iđun inóng ikhác

Cô iđặc iở iáp isuất ikhí iquyển ithì ihơi ithứ ikhông iđược isử idụng imà iđược ithải ira

ingoài ikhông ikhí. iĐây ilà iphương ipháp ituy iđơn igiản inhưng ikhông ikinh itế

Trong icông inghiệp ihóa ichất ivà ithực iphẩm ithường ilàm iđậm iđặc idung idịch

inhờ iđun isôi igọi ilà iquá itrình icô i đặc, iđặc iđiểm icủa iquá itrình icô iđặc ilà idung imôi

iđược itách ikhỏi idung idịch iở idạng ihơi, icòn ichất ihòa itan itrong idung idịch ikhông ibay

ihơi, ido iđó inồng iđộ icủa idung idịch isẽ ităng idần ilên, ikhác ivới iquá itrình ichưng icất,

itrong iquá itrình ichưng icất icác icấu itử itrong ihỗn ihợp icùng ibay ihơi ichỉ ikhác inhau ivề

inồng iđộ itrong ihỗn ihợp

Hơi icủa idung imôi iđược itách ira itrong iquá itrình icô iđặc igọi ilà ihơi i thứ, ihơi ithứ

iở inhiệt iđộ icao icó ithể idùng iđể iđun inóng imột ithiết ibị ikhác, inếu idùng ihơi ithứ iđung

inóng imột ithiết ibị ingoài ihệ ithống icô iđặc ithì ita igọi ihơi iđó ilà ihơi i phụ.

Quá itrình icô iđặc icó ithể itiến ihành itrong ithiết ibị imột inồi ihoặc inhiều inồi ilàm

iviệc igián iđoạn ihoặc iliên itục. iQuá itrình icô iđặc icó ithể ithực ihiện iở icác iáp isuất ikhác

inhau itùy itheo iyêu icầu ikỹ ithuật, ikhi ilàm iviệc iở iáp isuất ithường i(áp isuất ikhí iquyển)

ithì icó ithể idùng ithiết ibị ihở; icòn ilàm iviệc iở icác iáp isuất ikhác ithì idùng ithiết ibị ikín icô

iđặc itrong ichân ikhông i(áp isuất ithấp) ivì icó iưu iđiểm ilà: ikhi iáp isuất igiảm ithì inhiệt

iđộ isôi icủa idung idịch icũng igiảm, ido iđó ihiệu isố inhiệt iđộ igiữa ihơi iđốt ivà idung idịch

ităng, inghĩa ilà icó ithể igiảm iđược ibề imặt itruyền inhiệt

Cô iđặc inhiều inồi ilà iquá itrình isử idụng ihơi ithứ ithay ihơi iđốt, ido iđó inó icó iý

inghĩa ikinh itế icao ivề isử idụng inhiệt. iNguyên itắc icủa iquá itrình icô iđặc inhiều inồi icó

ithể itóm itắt inhư isau: iỞ inồi ithứ inhất, idung idịch iđược iđun inóng ibằng ihơi iđốt, ihơi

ithứ icủa inồi inày iđưa ivào iđun inồi ithứ ihai, ihơi ithứ inồi ihai iđưa ivào iđun inồi iba hơi

ithứ inồi icuối icùng iđi ivào ithiết ibị ingưng itụ. iCòn idung idịch iđi ivào ilần ilượt itừ inồi inọ

isang inồi ikia, iqua imỗi inồi iđều ibốc ihơi imôt iphần, inồng iđộ idần ităng ilên. iĐiều ikiện

icần ithiết iđể itruyền inhiệt itrong icác inồi ilà iphải icó ichênh ilệch inhiệt iđộ igiữa ihơi iđốt

ivà idung idịch isôi, ihay inói icách ikhác ilà ichênh ilệch iáp isuất igiữa ihơi iđốt ivà ihơi ithứ

itrong icác inồi, inghĩa ilà iáp isuất ilàm iviệc itrong icác inồi iphải igiảm idần ivì ihơi ithứ icủa

inồi itrước ilà ihơi iđốt icủa inồi isau.Thông ithường inồi iđầu ilàm iviệc iở iáp isuất idư, icòn

inồi icuối ilàm iviệc iở iáp isuất ithấp ihơn iáp isuất ikhí iquyển

 Phương ipháp inhiệt i(đun inóng): idung idịch ichuyển itừ itrạng ithái ilỏng isang

itrạng ithái irắn idưới itác idụng icủa inhiệt ikhi iáp isuất iriêng iphần icủa inó ibằng iáp isuất

itác idụng ilên imặt ithoáng ichất ilỏng

 Phương ipháp ilạnh: ikhi ihạ ithấp inhiệt iđộ iđến imột imức inào iđó ithì imột icấu itử

isẽ itách ira idạng itinh ithể iđơn ichất itinh ikhiết, ithường ilà ikết itinh idung imôi iđể ităng i

inồng iđộ ichất itan. iTùy itheo itính ichất icấu itử ivà iáp isuất ibên ingoài itác idụng ilên imặt

ithoáng imà iquá itrình ikết itinh iđó ixảy ira iở inhiệt iđộ icao ihay ithấp ivà iđôi ikhi iphải

idùng iđến imáy ilạnh

 Dùng itrong isản ixuất ithực iphẩm: iđường, imỳ ichính, inước itrái icây

 Dùng itrong isản ixuất ihóa ichất: iNaOH, iNaCl, iCaCl2, icác imuối ivô icơ

Nhóm i 1 : idung idịch iđối ilưu itự inhiên i(tuần ihoàn itự inhiên) idùng icô iđặc idung

idịch ikhá iloãng, iđộ inhớt ithấp, iđảm ibảo isự ituần ihoàn itự inhiên icủa idung idịch idễ

idàng iqua ibề imặt itruyền inhiệt. iGồm:

Có ibuồng iđốt itrong i(đồng itrục ibuồng ibốc), icó ithể icó iống ituần ihoàn itrong i

hoặc ingoài

Có ibuồng iđốt ingoài i( ikhông iđồng itrục ibuồng ibốc)

Nhóm i 2 : idung idịch iđối ilưu icưỡng ibức, idùng ibơm iđể itạo ivận itốc idung idịch

itừ i1,5 i- i3,5 im/s itại ibề imặt itruyền inhiệt. iCó iưu iđiểm: ităng icường ihệ isố itruyền

inhiệt, idùng icho idung idịch iđặc isệt, iđộ inhớt icao, igiảm ibám icặn, ikết itinh itrên ibề

imặt itruyền inhiệt. iGồm:

 Có ibuồng iđốt itrong, iống ituần ihoàn ingoài

 Có ibuồng iđốt ingoài, iống ituần ihoàn ingoài

Nhóm i 3 : idung idịch ichảy ithành imàng imỏng, ichảy imột ilần itránh itiếp ixúc

inhiệt ilâu ilàm ibiến ichất isản iphẩm. iĐặc ibiệt ithích ihợp icho icác idung idịch ithực

iphẩm inhư idung idịch inước itrái icây,hoa iquả iép…Gồm:

 Màng idung idịch ichảy ingược, icó ibuồng iđốt itrong ihay ingoài: isử idụng icho

 Màng idung idịch ichảy ixuôi, icó ibuồng iđốt itrong ihay ingoài: isử idụng icho

 Cô iđặc iáp isuất ithường i(thiết ibị ihở): icó inhiệt iđộ isôi, iáp isuất ikhông iđổi

iThường idùng icô iđặc idung idịch iliên itục iđể igiữ imức idung idịch icố iđịnh iđể iđạt inăng

isuất icực iđại ivà ithời igian icô iđặc ilà ingắn inhất. iTuy inhiên, inồng iđộ idung idịch iđạt

iđược ilà ikhông icao

 Cô iđặc iáp isuất ichân ikhông: idung idịch icó inhiệt iđộ isôi idưới i100oC, iáp isuất

ichân ikhông. iDung idịch ituần ihoàn itốt, iít itạo icặn, isự ibay ihơi inước iliên itục. iCô iđặc

ichân ikhông idùng icho icác idung idịch icó inhiệt iđộ isôi icao, idễ ibị iphân ihủy ivì inhiệt

Cô iđặc iở iáp isuất idư: idùng icho idung idịch ikhông ibị iphân ihủy iở inhiệt iđộ icao inhư

icác idung idịch imuối ivô icơ, iđể isử idụng ihơi ithứ icho icô iđặc ivà icho icác iquá itrình iđun

inóng ikhác

 Cô iđặc inhiều inồi: iMục iđích ichính ilà itiết ikiệm ihơi iđốt. iSố inồi ikhông inên

ilớn iquá ivì isẽ ilàm igiảm ihiệu iquả itiết ikiệm ihơi. iCó ithể icô ichân ikhông, icô iáp ilực

ihay iphối ihợp icả ihai iphương ipháp. iĐặc ibiệt icó ithể isử idụng ihơi ithứ icho imục iđích

 Cô iđặc iliên itục: iCho ikết iquả itốt ihơn icô iđặc igián iđoạn. iCó ithể iáp idụng iđiều

ikhiển itự iđộng, inhưng ichưa icó icảm ibiến itin icậy.

1.3.1 i Lựa i chọn i phương i án i thiết i kế

Theo itính ichất inguyên iliệu, icũng inhư inhững iưu iđiểm icủa idạng ithiết ibị inói

itrên ita ichọn ithiết ibị icô iđặc i3 inồi, ingược ichiều, iphòng iđốt itrong, iống ituần ihoàn

ingoài

 Ưu iđiểm:

 Khi icô iđặc ingược ichiều ithì idung idịch icó inhiệt iđộ icao inhất isẽ iđi ivào inồi

iđầu, iở iđây inhiệt iđộ ilớn ihơn inên iđộ inhớt ikhông ităng imấy. iKết iquả ilà ihệ isố itruyền

inhiệt itrong icác inồi ihầu inhư ikhông igiảm iđi imấy. iNgoài ira ilượng ibốc ihơi iở icuối

inồi isẽ inhỏ ihơn ikhi icô iđặc ingược ichiều, ido iđó ilượng ihơi inước idùng ilàm ingưng itụ

ihơi itrong ithiết ibị ingưng itụ isẽ inhỏ ihơn

 Hệ ithống inày ithường idùng icho idung idịch icó iđộ inhớt icao, iăn imòn

 Nhược iđiểm:

 Do idung idịch iđi i itừ i inơi icó iáp isuất ithấp iđến inơi icó iáp isuất icao inên ikhông itự

idi ichuyển iđược imà iphải isử idụng ibơm iđể ivận ichuyển idung idịch,, ilàm ităng ichi iphí

Dung idịch iban iđầu itrong ithùng ichứa iđược ibơm ily itâm ibơm ilên ithùng icao

ivị iqua ivan itiết ilưu iđiều ichỉnh ilưu ilượng iqua ilưu ilượng ikế isau iđó ivào ithiết ibị igia

inhiệt. iTại ithiết ibị igia inhiệt idung idịch iđược igia inhiệt iđến inhiệt iđộ isôi icủa inồi

i3.Tại inồi i3 idung idịch iKOH ibốc ihơi imột iphần itại ibuồng ibốc, ihơi ithứ ithoát ilên iqua

ithiết ibị ingưng itụ, iđược ingưng itụ icòn ilượng ikhí ikhông ingưng icòn ilại iđược ibơm

ichân ikhông ihút ira ingoài isau ikhi iqua ithiết ibị ithu ihồi ibọt. iCòn isản iphẩm iđược ibơm

ivào inồi i2 iđể itiếp itục iquá itrình icô iđặc, ivà isản iphẩm icủa inồi i2 iđược ibơm iđi ilàm

inguyên iliệu icô iđặc icủa inồi i1, itiếp itục icô iđặc iđến ikhi iđạt iđược inồng iđộ iyêu icầu ithì

iđược iđưa ira ingoài ivào ibể ichứa isản iphẩm. iỞ inồi i1 ihơi iđốt iđược icung icấp itừ ingoài

ivào, icòn iở inồi i2 ithì ihơi iđốt ichính ilà ihơi ithứ icủa inồi i1, ihơi iđốt icủa inồi i3 ilà ihơi ithứ

icủa inồi i2, icòn ihơi ithứ icủa inồi i3 iđi ivào ithiết ibị ingưng itụ

CHƯƠNG i2 i: iTÍNH iCÂN iBẰNG iVẬT iCHẤT iVÀ iNĂNG

iLƯỢNG

Thông isố ivà isố iliệu iban iđầu

Dung idịch icô iđặc i: iKOH

Nồng iđộ iđầu icủa idung idịch i: i12%

Nồng iđộ icuối icủa idung idịch i: i30%

Năng isuất itính itheo idung idịch iđầu i: i10000kg/h

i dịch i thay i đổi i từ i x đ i đến i x c i :

Phương itrình icân ibằng ivật iliệu icho itoàn ihệ ithống:

Gđ= iGc+ iW i(1)Trong iđó:

Gđ, iGc ilà ilượng idung idịch iđầu ivà icuối i(kg/h)

W: ilượng ihơi ithứ ithoát ira icủa itoàn ibộ ihệ ithống i(kg/h)

Viết icho icấu itử iphân ibố:

W=Gđ(1- i ) i= i10000(1- ) i= i6000 i(kg/h)Trong iđó:

iGđ i, iGc i : ilượng idung idịch iban iđầu, idung idịch icuối, ikg/h

Gọi iW1, iW2, iW3 i là ilượng ihơi ithứ icủa inồi i1, i2,3 ikg/h

Chọn iphân ibố ihơi ithứ itheo itỉ ilệ: i = i1,1

Từ icách ichọn itỷ ilệ inày ita itính ira iđược ilượng ihơi ithứ ibốc ira icác inồi itheo

icông ithức: iW i= iW1 i+ iW2 i+W3 i= i6000 ikg/h

Nồi i1: W1 i= i2193,353kg/h

Nồi i2: W2 i= i1993,958 ikg/h

Nồi i3: W3 i= i1812,689 ikg/h

Để iđảm ibảo iviệc idùng itoàn ibộ ihơi ithứ icủa inồi itrước icho inồi isau, ithường

ingười ita iphải idùng icách ilựa ichọn iáp isuất ivà ilưu ilượng ihơi ithứ iở itừng inồi ithích

W1, iW2, iW3 i- ilượng ihơi ithứ ibốc ilên itừ icác inồi, ikg/h; i

xđ i- inồng iđộ iđầu icủa idung idịch, i i% ikhối ilượng; i

Gđ i- ilượng idung idịch iđầu, ikg/h; i i

Gọi iP1, iP2 i, iP3, iPnt: ilà iáp isuất iở inồi i1, i2, i3 ivà ithiết ibị ingưng itụ

:hiệu isố iáp isuất ihơi iđốt icủa inồi i1 iso ivới inồi i2

:hiệu isố iáp isuất icủa ihơi iđốt inồi i2 iso ivới inồi i3

∆P3: ihiệu isố iáp isuất icủa ihơi iđốt inồi i3 iso ivới ithiết ibị ingưng itụ

:hiệu isố iáp isuất icủa itoàn ihệ ithống

Giả isử irằng isử idụng ihơi iđốt iđể idùng ibốc ihơi ivà iđun inóng ilà ihơi inước ibão

Ta icó: i i

∆P i= iP1 i iPnt i= i3,5 i i0,3 i= i3,2 iat

Giả isử isự igiảm iáp isuất ixảy ira igiữa icác inồi ilà ikhông ibằng inhau ivà itheo itỉ ilệ

Gọi: ithd1 i, ithd2 i, ithd3, itnt i: i inhiệt iđộ ihơi iđốt iđi ivào inồi i1, i2, i3 ivà ithiết ibị ingưng

tht1, itht2 i, itht3 :nhiệt iđộ ihơi ithứ ira ikhỏi inồi i1, i2, i3

Nhiệt iđộ ihơi iđốt inồi isau ibằng inhiệt iđộ ihơi ithứ inồi itrước itrừ iđi i10C i(10C

ichính ilà itổn ithất inhiệt iđộ ido itrở ilực ithủy ihọc itrên iđường iống idẫn), icòn inhiệt iđộ

ihơi ithứ icủa inồi icuối icùng ithì ibằng inhiệt iđộ iở ithiết ibị ingưng itụ icộng ithêm i10C.Tra ibảng iI.250, iST iQTTB iT1 i/ i312 ivà iI.251, i[2] i/ i314

Bảng i 2.1: i Áp i suất, i nhiệt i độ i của i hơi i đốt i và i hơi i thứ i ở i mỗi i nồi

P i(at) T(oc) P i(at) T i(oc) P i(at) T(oc) P

T(oc)

0,3 68,7

Tổn ithất inhiệt iđộ itrong ihệ ithống icô iđặc ibao igồm: itổn ithất ido inồng iđộ, itổn

ithất ido iáp isuất ithủy itĩnh ivà itổn ithất ido itrở ilực iđường iống

Ở icùng imột iáp isuất, inhiệt iđộ isôi icủa idung idịch ibao igiờ icũng ilớn ihơn inhiệt

iđộ isôi icủa idung imôi inguyên ichất

Hiệu isố inhiệt iđộ igiữa inhiệt iđộ isôi icủa idung idịch ivà idung imôi inguyên ichất

igọi ilà itổn ithất inhiệt iđộ isôi ido inồng iđộ:

Theo iTisencô: i i ’ i = i o’f i

Tm : inhiệt iđộ icủa idung imôi inguyên ichất iở iáp isuất ilàm iviệc, ivề igiá itrị

ibằng inhiệt iđộ ihơi ithứ, i oC

r i: iẩn inhiệt ihóa ihơi icủa idung imôi iở iáp isuất ilàm iviệc, iJ/kg i i i i i i i i i i i i i i i i i i i

t’ i: inhiệt iđộ ihơi ithứ, i oC

Trong icác ithiết ibị icô iđặc iliên itục i(tuần ihoàn itự inhiên ihay icưỡng ibức) ithì

Áp isuất icủa idung idịch ithay iđổi itheo ichiều isâu ilớp idung idịch i: iỞ itrên ibề imặt

ithì ibằng iáp isuất ihơi itrong iphòng ibốc ihơi, icòn iở iđáy iống ithì ibằng iáp isuất itrên imặt

icộng ivới iáp isuất ithủy itĩnh icủa icột idung idịch ikể itừ iđáy iống. iTrong itính itoán, ita

ithường itính itheo iáp isuất itrung ibình icủa idung idịch i:

Ptb i= iPo i+ i(h1 i+ i ) (at)

h1:chiều icao ilớp idung idịch isôi ikể itừ imiệng itrên iống itruyền inhiệt iđến imặt

ithoáng icủa idung idịch, ichọn ih1 i= i0,5m icho icả i2 inồi

h2: ichiều icao iống itruyền inhiệt, ichọn ih i= i3m icho icả i3 inồi.

: ikhối ilượng iriêng icủa idung idịch ikhi isôi, ikg/m3

= i

g: igia itốc itrọng itrường, im/s2

Để itính ittb icủa idung idịch iKOH iứng ivới iPtb ita idùng icông ithức iBabo: i

( )t i= icontsTrong iđó: i

P: iáp isuất ihơi ibão ihòa itrên ibề imặt ithoáng icủa idung idịch i

Ps: iáp isuất ihơi ibão ihòa icủa inước inguyên ichất iở icùng inhiệt iđộ ivới iP, inội

isuy itừ ibảng iI.250/312-[1]. i

Nồi

i 1 : iỨng ivới ix1= i30% i its1 i= i113,44oC i(theo ibảng iI.204/236 i–[1]) i

Pht i= i1,497 iat ivà iáp isuất ihơi ibão ihòa icủa inước inguyên ichất iPs i= i1,642 iat i

2.3.3 i Tổn i thất i do i trở i lực i đường i ống i ( )

Chọn itổn ithất inhiệt iđộ iở imỗi inồi ilà i1oC

Tổn ithất inhiệt iđộ ido itrở ilực igây ira itrên icả ihệ ithống i = i3oC

Nhiệt idung iriêng icủa idung idịch icó inồng iđộ ix<20%

C i= i4186.(1 i ix), iJ/kg.độCTI.43/52

x i: inồng iđộ ichất ihòa itan, iphần ikhối ilượng(%)Nhiệt idung iriêng idung idịch iđầu i: i

Cđ i= i4186.(1 i i0,12) i= i3683,68 i i i iJ/kg.độNhiệt idung iriêng icủa idung idịch ira ikhỏi inồi i3 i:

C3 i= i4186.(1 i i0,14657) i= i3572,458 i i(J/kg.độ)Nhiệt idung iriêng icủa idung idịch ira ikhỏi inồi i2 i:

C2 i= i4186.(1 0,19376)= i3374,921 (J/kg.độ)Nhiệt idung iriêng icủa idung idịch icó inồng iđộ ix>20%

C i= iCht.x i+ i4186.(1 x) i iJ/kg.độ I.44/152Theo icông ithức i:

M i: iKhối ilượng imol icủa ihợp ichất

Ci i: i inhiệt idung iriêng icủa iđơn ichất

Ni i: i isố inguyên itử itrong iphân itử

Ta icó i

CK i= i26000 i(J/kg.độ) i; iCO i= i16800 i(J/kg.độ) i; iCH i= i9630 i(J/kg.độ)

iCht i= i

= (26000.1 i+ i16800.1 i+ i9630.1) i= i903,97 i i(J/kg.độ)Nhiệt idung iriêng icủa idung idịch ira ikhỏi inồi i1 i:

C1 i= i903,97.0,3 i+ i4186.(1 0,3) i= i3201,39 i i(J/kg.độ)

I i: inhiệt ilượng iriêng icủa ihơi iđốt i(J/kg)

i i: inhiệt ilượng iriêng icủa ihơi ithứ i(J/kg)

Tra ibảng iI.249 iSTQTTB,T1/trang i310, ibảng iI.250 iSTQTTB,T1/trang i312)

Bảng i 2.4 i Nhiệt i lượng i riêng, i nhiệt i dung i riêng i của i hơi i thứ, i hơi i đốt i và

ts(oC)

– iD1, iD2, iD3 ilà ilượng ihơi iđốt ivào inồi i1, i2, i3 i(kg/h) i

– iGđ, iGc ilà ilượng idung idịch iđầu ivà icuối ihệ ithống i(kg/h). i

– iW1, iW2, iW3 ilà ilượng ihơi ithứ ibốc ira iở inồi i1, i2, i3. i(kg/h). i

– iC1, iC2, iC3 ilà inhiệt idung iriêng icủa idung idịch itrong inồi i1,2,3 i(J/kg.độ). i

– iCđ, iCc ilà inhiệt idung iriêng icủa idung idịch idịch ivào ivà ira i(J/kg.độ). i

– iCn1, iCn2, iCn3 ilà inhiệt idung iriêng icủa inước ingưng inồi i1, i2, i3 i(J/kg.độ). i

– iI1, iI2, iI3 ilà ihàm inhiệt icủa ihơi iđốt inồi i1, i2, i3, i(J/kg). i

– ii1, ii2, ii3 ilà ihàm inhiệt icủa ihơi ithứ inồi i1, i2, i3, i(J/kg). i

– itđ, itc ilà inhiệt iđộ iđầu ivà icuối icủa idung idịch, i(oC). i

– it1, it2, it3 ilà inhiệt iđộ isôi icủa idung idịch inồi i1, i2, i3 iở iPtb i(oC) i

– i là inhiệt iđộ inước ingưng inồi i1, i2, i3, i(oC). i

– Qtt1, iQtt2, iQtt3 ilà inhiệt itổn ithất ira imôi itrường inồi i1, i2, i3, i(J) i

Phương itrình icân ibằng inhiệt ilượng: i vào i= i

Ta icó ibảng itổng ikết ivề icân ibằng inhiệt ilượng icho imỗi inồi: i

Nồi i1

Vào i

Dung idịch imang ivào (Gđ (W2+W3)).C2.ts2

Vào Hơi iđốt imang ivào i(hơi ithứ inồi i1) D2.I2=W1.i1

Dung idịch iở inồi i1 imang ivào (Gđ-W3).C3.ts3

Vào Hơi iđốt imang ivào i(hơi ithứ inồi i2) D3I3=W2i2

Dung idịch inồi i2 imang ivào GđCđtđ

Xem ihơi iđốt ivà ihơi ithứ iở itrạng ithái ihơi ibão ihoà, icác ithông isố itra iđược:

Hàm inhiệt icủa ihơi iđốt ivà ihơi ithứ inồi i1 ivà inồi i2, i(tra i Bảng i I.250/312 i )

i3 i= i2625,8.103

i ikJ/kgNhiệt iđộ isôi icủa idung idịch:

inhiệt iđộ icủa inước itương iứng ivới i i: i = i3,37 i oC

 t2 i= i40oC idựa ivào isố iliệu itừ ibảng iI.21/33/STQTTBT1 ita itìm iđược id2

i= i1,187 ig/cm3

Suy ira iCN i= i6,36 i(dlg/l)

Tra itoán iđồ iI.21/102/T1, ita icó i = i1,45.10-3

inhiệt iđộ icủa inước itương iứng ivới i i: i = i12,029oC

 t2 i= i40oC idựa ivào isố iliệu itừ ibảng iI.21/33/STQTTBT1 ita itìm iđược id2

Suy ira iCN i= i2,97 i(dlg/l)

Tra itoán iđồ iI.21/102/T1, ita icó i = i1,03.10-3

i i(N.s/m2)

inhiệt iđộ icủa inước itương iứng ivới i i: i = i19oC

 t2 i= i40oC idựa ivào isố iliệu itừ ibảng iI.21/33/STQTTBT1 ita itìm iđược id2

Cp: inhiệt idung iriêng iđẳng iáp icủa ichất ilỏng i(J/kg iđộ)

: ikhối ilượng iriêng i(kg/m3)

M i: ikhối ilượng imol icủa ichất ilỏng

Trong iđó: M i= imi.Mdd i+ i(1-mi)

r: iẩn inhiệt ihóa ihơi i(J/kg)

H: ichiều icao iống itruyền inhiệt i(H=3 im)

: i ihệ isố iphụ ithuộc itm

Ta icó: itm i= i0,5(tT i+ itbh i), imà itT i=tbh i– iΔt1

i i i i i i i i i i itm i= ithđ i– iΔt1/2 i, i( itbh i= ithđ i) i

Trong iđó:

tm i: inhiệt iđộ itrung ibình icủa imàng inước ingưng

tT: inhiệt iđộ icủa ithành iống itruyền inhiệt

thđ: inhiệt iđộ icủa ihơi iđốt

: ihiệu isố inhiệt iđộ igiữa inhiệt iđộ ihơi ingưng itụ ivà inhiệt iđộ ithành

ilà ihệ isố icấp inhiệt icủa inước.

Mà itheo icông ithức iVI.27, iSTQTTB, iT2/Trang i71

Ta icó: i

Theo iCT iV.91, iSTQTTB, iT2/Trang i26

Trong iđó:

ilần ilượt ilà ihệ isố itruyền inhiệt, ikhối ilượng iriêng, inhiệt

idung iriêng ivà iđộ inhớt icủa idung idịch

ilần ilượt ilà ihệ isố itruyền inhiệt, ikhối ilượng iriêng, inhiệt idung

iriêng ivà iđộ inhớt icủa inước

Ta icó: i∑ ir i= ir1 i+ ir2 i+ ir3

Chọn itheo ibảng iV.I, iSTQTTB, iT2/ iTrang i4

Mà: i Δt i= iq1.Σr ivới iΣr ilà itổng inhiệt itrở i

Trong iđó:

Δt i: ihiệu isố inhiệt iđộ igiữa ihai ibên ithành ithiết ibị

r1: inhiệt itrở ido ilớp inước ingưng

r2: inhiệt itrở ido ilớp icặn icủa idung idịch ibám itrên ithành iống

λ i: ihệ isố idẫn inhiệt icủa ivật iliệu ilàm iống itruyền inhiệt

: ibề idày iống itruyền inhiệt i( =2mm)

r3 i: inhiệt itrở iqua ilớp ivật iliệu

Chọn ivật iliệu ilàm iống itruyền inhiệt ilà iCT3 iλ i= i50 i(W/m iđộ)

Tra ibảng iXII.7,STQTTB, iT2/ iTrang i313

Chọn ir1=0,232.10-3

i(m2.độ/W)

r3= i0,387.10-3

i(m2.độ/W)

∑r= i

Ta icó: i q2 i= i

Trong iđó: Δt2 ilà ihiệu isố inhiệt iđộ igiữa ithành iống ivà idung idịch isôi

iΔt2 i= itT2 i– ito

tT2: inhiệt iđộ ibề imặt ithành iống iphía idung idịch

to: inhiệt iđộ icủa ichất ilỏng isôi i

3.4 i Tính i hế i số i phân i bố i nhiệt i độ i hữu i ích i cho i các i nồi

Xem ibề imặt itruyền inhiệt itrong icác inồi inhư inhau inên inhiệt iđộ ihữu iích iphân

ibố itrong icác inồi ilà:

(công ithức iVI.20, i[2]/ i68)

Trong iđó:

:nhiệt iđộ ihữu iích itrong icác inồi(0C)

:là inhiệt ilượng icung icấp(W)

:là ihệ isố itruyền inhiệt(W/m2.độ)

Trong iđó:

:lượng ihơi iđốt icủa imỗi inồi

:ẩn inhiệt ingưng itụ icủa ihơi inước

 Nồi i1:

Ta icó ihiệu isố inhiệt iđộ ihữu iích icho itoàn ihệ ithống ilà i

Nồi

i 1:

Sai isố inhiệt iđộ ihữu iích ilà:

 Nồi i1: i

 Nồi i2: i

 Nồi i3: i

 Bề imặt itruyền inhiệt icủa inồi i1:

 Bề imặt itruyền inhiệt icủa inồi i2:

 Bề imặt itruyền inhiệt icủa inồi i3:

Dựa ivào iF1, iF2, iF3 ita icó ithể ithiết ikế ihệ ithống icô iđặc i3 inồi icó idiện itích itruyền

inhiệt ibằng inhau ivà ibằng i200m2