Cô đặc dung dịch NaNO3 năng suất 5000kgh 3 nồi

- Cô đặc áp suất thường thiết bị hở: có nhiệt độ sôi, áp suất không đổi.Thường dùng cô đặc dung dịch liên tục để giữ mức dung dịch cố định để đạt năngsuất cực đại và thời gian cô đặc là

Có thể nói thực hiện đồ án chuyên ngành là một cơ hội tốt cho sinh viên

ôn lại toàn bộ các kiến thức đã học về các quá trình và công nghệ hóa học.Ngoài ra đây còn là dịp mà sinh viên có thể tiếp cận với thực tế thông qua việclựa chọn, tính toán và thiết kế các chi tiết của một thiết bị với các số liệu rất cụthể và rất thực tế

Tuy nhiên vì còn là sinh viên nên kiến thức thực tế còn hạn hẹp do đó

trong quá trình thực hiện đồ án khó có thể tránh được thiếu xót Em rất mong được sự góp ý và chỉ dẫn của thầy cô và bạn bè để có thêm nhiều kiến thức

chuyên môn

Đồ án này được thực hiện dưới sự giúp đỡ và hướng dẫn trực tiếp củathầy Nguyễn Đặng Bình Thành, và các thầy cô Bộ môn Máy & Thiết bị Côngnghiệp Hoá chất trường Đại học Bách khoa Hà Nội Em xin chân thành cảm ơnthầy Nguyễn Đặng Bình Thành và các thầy cô trong bộ môn Máy hóa, cũng nhưcác bạn bè đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án

Phần I : TỔNG QUAN VỀ CÔ ĐẶCI.NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN:

Thiết kế dây chuyền cô đặc 3 nồi, cô đặc dung dịch NaNO3

- Gia nhiệt bằng hơi nước bão hòa với áp suất hơi đốt: 5 at

- Áp suất trong thiết bị ngương tụ: 0,25 at

II GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU.

là chất rắn, trắng hoặc tinh thể không màu có khả năng tan tốt trong nước ( đến 86,4 % ở nhiệt độ thường) Dung dịch có độ nhớt khá bé Sức căng bề mặt khá lớn do đó dung dịch sôi sủi nhiều bọt

Đồng thời muối nitrat có tính ăn mòn hóa học cao nên phải chú ý đến việc chọn vật liệu chế tạo thiết bị

* được ứng dụng nhiều trong công nghiệp như:

• Sản xuất phân bón, phân đạm nitrat

• Sản suất thuốc nổ và hỗn hợp tạo khói trong tên lửa

• Trong công nghiệp sản xuất hóa chất như sản xuất axit nitric khi cho phản ứng với axit sunfuric

• Là thuốc thử hay sử dụng trong phòng thí nghiệm

• Trong công nghiệp thực phẩm đây là một loại phụ gia, được ướp trongthực phẩm giúp giữ được độ tươi, cứng dai thay thế cho

* Tính chất của nguyên liệu:

• Khối lượng nguyên liệu: 84,9947

• Điểm tan chảy: 307

2 Các phương pháp cô đặc.

Phương pháp nhiệt (đun nóng): dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sangtrạng thái hơi dưới tác dụng của nhiệt khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suấttác dụng lên mặt thoáng chất lỏng

Phương pháp lạnh: khi hạ thấp nhiệt độ đến một mức nào đó thì một cấu tử

sẽ tách ra dạng tinh thể đơn chất tinh khiết, thường là kết tinh dung môi để tăngnồng độ chất tan.Tùy tính chất cấu tử và áp suất bên ngoài tác dụng lên mặt thoáng

mà quá trình kết tinh đó xảy ra ở nhiệt độ cao hay thấp và đôi khi phải dùng đếnmáy lạnh

3 Bản chất của cô đặc nhiệt.

Để tạo thành hơi (trạng thái tự do) thì tốc độ chuyển động vì nhiệt của cácphân tử chất lỏng gần mặt thoáng lớn hơn tốc độ giới hạn Phân tử khi bay hơi sẽthu nhiệt để khắc phục lực liên kết ở trạng thái lỏng và trở lực bên ngoài Do đó, tacần cung cấp nhiệt để các phần tử đủ năng lượng thực hiện quá trình này

Bên cạnh đó sự bay hơi chủ yếu là do các bọt khí hình thành trong quá trìnhcấp nhiệt và chuyển động liên tục,do chênh lệch khối lượng riêng các phần tử ởtrên bề mặt và dưới đáy tạo nên sự tuần hoàn tự nhiên trong nồi cô đặc.Tách khôngkhí và lắng keo (protit) sẽ ngăn chặn được sự tạo bọt khi cô đặc.

4 Ứng dụng của cô đặc.

Trong sản xuất thực phẩm,cô đặc các dung dịch đường ,mì chính, các dungdịch nước trái cây

Trong sản xuất hóa chất: NaOH, NaCl, , các muôi vô cơ

Hiện nay, phần lớn các nhà máy sản xuất hoá chất, thực phẩm đều sử dụng thiết bị

cô đặc như một thiết bị hữu hiệu để đạt nồng độ sản phẩm mong muôn Mặc dù chỉ

là một hoạt động gián tiếp nhưhg rất cần thiết và gắn liền với sự tồn tại của nhàmáy Cùng với sự phát triển của nhà máy thì việc cải thiện hiệu quả của thiết bị côđặc là một tất yếu Nó đòi hỏi phải có những thiết bị hiện đại, đảm bảo an toàn vàhiệu suất cao Đưa đến yêu cầu người kỹ sư phải có kiến thức chắc chắn hơn và đadạng hơn, chủ động khám phá các nguyên lý mới của thiết bị cô đặc

IV CÁC THIẾT BỊ CÔ ĐẶC NHIỆT.

1 Phân loại và ứng dụng.

1.1 Theo cấu tạo.

Nhóm 1: dung dịch đối lưu tự nhiên (tuần hoàn tự nhiên) dùng cô đặc dungdịch khá loãng, độ nhớt thấp, đảm bảo sự tuần hoàn dể dàng qua bề mặt truyềnnhiệt Gồm:

• Có buồng đốt trong :có thể có ông tuần hoàn trong hoặc ngoài

• Có buồng đốt ngoài

Nhóm 2: dung dịch đối lưu cưỡng bức, dùng bơm để tạo vận tốc dung dịch

từ 1,5 - 3,5 m/s tại bề mặt truyền nhiệt Có ưu điểm: tăng cường hệ số truyền nhiệt,

dùng cho dung dịch đặc, độ nhớt cao, giảm bám cặn, kết tinh trên bề mặt truyềnnhiệt Gồm:

• Có buồng đốt trong, ông tuần hoàn ngoài

• Có buồng đốt ngoài, ông tuần hoàn ngoài

Nhóm 3: dung dịch chảy thành màng mỏng, chảy một lần tránh tiếp xúc nhiệt lâulàm biến chất sản phẩm Đặc biệt thích hợp cho các dung dịch thực phẩm như dungdịch nước chái cây,hoa quả ép Gồm:

• Màng dung dịch chảy ngược, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dịch sôi tạobọt khó vỡ

• Màng dung dịch chảy xuôi, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dịch sôi ít tạobọt và bọt dễ vỡ

1.2 Theo phương pháp thực hiện quá trình.

- Cô đặc áp suất thường (thiết bị hở): có nhiệt độ sôi, áp suất không đổi.Thường dùng cô đặc dung dịch liên tục để giữ mức dung dịch cố định để đạt năngsuất cực đại và thời gian cô đặc là ngắn nhất.Tuy nhiên, nồng độ dung dịch đạtđược là không cao

- Cô đặc áp suất chân không: Dung dịch có nhiệt độ sôi dưới 100°c, áp suấtchân không Dung dịch tuần hoàn tốt, ít tạo cặn, sự bay hơi nước liên tục

- Cô đặc nhiều nồi: Mục đích chính là tiết kiệm hơi đốt Số nồi không nênlớn quá vì sẽ làm giảm hiệu quả tiết kiệm hơi Có thể cô đặc chân không, cô đặc áplực hay phôi hợp cả hai phương pháp Đặc biệt có thể sử dụng hơi thứ cho mụcđích khác để nâng cao hiệu quả kinh tế

- Cô đặc liên tục: Cho kết quả tốt hơn cô đặc gián đoạn Có thể áp dụng điềukhiển tự động, nhưng chưa có cảm biến tin cậy

=> Đối với mỗi nhóm thiết bị đều có thể thiết kế buồng đốt trong, buồng đốtngoài, có ông tuần hoàn hay không Tùy theo điều kiện kỹ thuật và tính chất của

dung dịch mà ta có thể sử dụng chế độ cô đặc ở điều kiện chân không, áp suấtthường hay áp suất dư.

V LỰA CHỌN THIẾT BỊ CÔ ĐẶC

Theo tính chất nguyên liệu, ta chọn thiết bị cô đặc 3 nồi, làm việc liên tục,

áp suất chân không, có buồng đốt trong và ông tuần hoàn trung tâm

Thiết bị cô đặc dạng này có cấu tạo đơn giản, dễ cọ rửa làm sạch và sửa chữa

Cô đặc ở áp suất chân không làm giảm nhiệt độ sôi của dung dịch, giảmđược chi phí năng lượng, hạn chế không cho chất tan bị lôi cuốn theo và bám lạitrên thành thiết bị, làm hỏng thiết bị

Tuy nhiên tốc độ tuần hoàn nhỏ, hệ số truyền nhiệt còn thấp vận tốc tuầnhoàn bị giảm vì ông tuần hoàn cũng bị đun nóng

PHẦN II: THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Nguyên liệu đầu tiên là dung dịch NaN03 có nồng độ 14% Dung dịch từ bểchứa nguyên liệu được bơm lên bồn cao vị, từ bồn cao vị dung dịch chảy qua lưulượng kế xuống thiết bị gia nhiệt và được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi

Thiết bị gia nhiệt là thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm Thân hình trụ, đặtđứng, bên trong gồm nhiều ống nhỏ, được bố trí theo đỉnh hình lục giác đều Cácđầu ống được giữ chặt trên vỉ ống và vỉ ống được hàn dính vào thân Hơi nước bãohòa có áp suất 4 at đi bên ngoài ống (phía vỏ) Dung dịch được bơm vào thiết bị, đibên trong ống, từ dưới đi lên Hơi nước bão hòa sẽ ngưng tụ trên các bề mặt ngoàicủa ống và cấp nhiệt cho dung dich nâng nhiệt độ của dung dịch lên đến nhiệt độsôi Dung dịch sau khi gia nhiệt sẻ được đưa vào thiết bị cô đặc thực hiện quá trìnhbốc hơi Hơi ngưng tụ theo ống dẩn nước ngưng qua bẫy hơi chảy ra ngoài

Nguyên lý làm viêc của nồi cô đăc : phần dưới của thiết bị là buồng đốt gồm

có các ống truyền nhiệt và một ống tuần hoàn trung tâm Dung dịch đi trong ống,hơi đốt sẽ đi trong khoảng không gian phía ngoài ống Hơi đốt sẽ ngưng tụ bênngoài ống và sẽ nhả nhiệt, truyền nhiệt cho dung dịch chuyển động bên trong ống.Dung dịch đi bên trong ống từ trên xuống và sẽ nhận nhiệt do hơi đốt ngưng tụcung cấp và sẽ sôi, làm hóa hơi một phần dung môi Hơi ngưng tụ theo ống dẩnnước ngưng qua bẫy hơi chảy ra ngoài

Nguyên tắc hoat động của ống tuần hoàn trung tâm là : Khi làm việc dungdịch trong ống truyền nhiệt sôi tạo thành hỗn hợp hơi -lỏng có khối lượng riênggiảm đi và bị đẩy từ dưới lên trên miệng ống, còn trong ống tuần hoàn thể tíchdung dịch theo một đơn vị bề mặt truyền nhiệt lớn hơn so với ống truyền nhiệt, do

đó lượng hơi tạo ra trong ống truyền nhiệt lớn hơn, vì vậy khối lượng riêng củakhối hỗn hợp hơi-lỏng ở đây lớn hơn so với ống truyền nhiệt,sẽ bị đẩy xuống dưới

Kết quả là tạo một dòng chuyển động tuần hoàn tự nhiên trong thiết bị từ dưới lêntrên trong ống truyền nhiệt và từ trên xuống trong ống tuần hoàn.

Phần phía trên thiết bị là buồng bốc để tách hỗn hợp lỏng hơi thành 2 dòng,dòng hơi thứ đi lên phía trên buồng bốc đến bộ phận tách giọt để tách những giọtlỏng ra khỏi hơi thứ Giọt lỏng chảy xuống dưới, hơi thứ tiếp tục đi lên, dung dịchcòn lại được hoàn lưu trở lại

Dung dịch sau khi cô đặc được bơm ra ngoài theo ống tháo sản phẩm nhờbơm ly tâm, vào bể chứa sản phẩm Hơi thứ và khí không ngưng đi ra phía trên củathiết bị cô đặc vào thiết bị ngưng tụ baromet Thiết bị ngưng tụ Baromet là thiết bịngưng tụ kiểu trực tiếp Chất làm lạnh là nước được đưa vào ngăn trên cùng củathiết bị, dòng hơi thứ được dẫn vào ngăn cuối của thiết bị Dòng hơi thứ đi lên gặpnước giải nhiệt, nó sẽ ngưng tụ thành lỏng chảy ra ngoài bồn chứa , khí khôngngưng tiếp tục đi lên trên và được dẫn qua bộ phận tách giọt để chỉ còn khí khôngngưng được bơm chân không hút ra ngoài Khi ngưng tụ chuyển từ hơi thành lỏngthì thể tích của hơi sẽ giảm, làm áp suất giảm, do đó tự bản thân thiết bị áp suất sẽgiảm Vì vậy thiết bị ngưng tụ Baromet là thiết bị ổn định chân không, nó duy trì

áp suất chân không trong hệ hệ thông Áp suất làm việc của thiết bị Baromet là ápsuất chân không, do đó nó phải được lắp đặt ở một độ cao cần thiết để nước ngưng

có thể tự chảy ra ngoài khí quyển mà không cần dùng máy bơm

Bình tách là một vách ngăn, có nhiệm vụ là tách những giọt lỏng bị lôi cuốntheo dòng khí không ngưng để đưa trở về bồn chứa nước ngưng, còn khí khôngngưng sẽ được bơm chân không hút ra ngoài

Bơm chân không có nhiệm vụ là hút khí không ngưng ra ngoài để tránhtrường hợp khí không ngưng tồn tại trong thiết bị ngưng tụ quá nhiều, làm cho ápsuất của thiết bị ngưng tụ tăng lên, có thể làm cho nước chảy ngược lại sang nồi côđặc

PHẦN III: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG

Gia nhiệt bằng hơi nước bão hoà với áp suất hơi đốt: = 5 at

Áp suất trong thiết bị ngưng tụ:= 0.25 at

Chiều cao ống truyền nhiệt: H = 3m

x

(VI.1-55-SST1)Lượng dung dịch đầu vào hệ thống cô đặc:

Nồng độ đầu và nồng độ cuối của dung dịch, %KL

Từ hai phương trình trên suy ra:

W ( c 1)

c đ

x G x

Thay số ta được: W = 0.973 kg/s

Giả thiết lượng hơi thứ ở các nồi như sau:

W : W : W

= 1 : 1.04 : 1.06Tổng lượng hơi thứ:

W

= 0.333 kg/s

2 Nồng độ cuối của dung dịch trong từng nồi .

Lượng dung dịch đầu vào hệ thống cô đặc: G đ = 1.39 kg/s

Nồng độ cuối của dung dịch trong nồi 1:

1

1

.W

đ đ đ

G x x

G

−

15.5 % KLNồng độ cuối của dung dịch trong nồi 2:

2

.(W W )

đ đ đ

G x x

G

22.25 % KL Nồng độ cuối của dung dịch trong nồi 3:

G x x

G

40 % KL

3 Xác định nhiệt độ và áp suất hơi đốt của mỗi nồi.

Nhiệt độ tại thiết bị ngưng tụ Baromet, với giá trị áp suất Png nội suy theo bảng I.251-314-STT1 ta được:

t

= 64.2 Chênh lệch áp suất chung của hệ thống (hiệu số giữa áp suất hơi đốt sơ cấp Phd và

áp suất hơi thứ trong thiết bị ngưng tụ):

4.75 atPhân bố hiệu số áp suất giữa các nồi là:

2.75 : 1.75 : 1Giải hệ 3 phương trình trên ta được:

Chênh lệch áp suất của nồi 1:

Chênh lệch áp suất của nồi 2:

Chênh lệch áp suất của nồi 3:

Nhiệt hoá hơi của hơi nước ở các nồi, với các giá trị áp suất nội suy theo bảng I.251-314-STT1 ta được:

4 Xác định nhiệt độ và áp suất hơi thứ của mỗi nồi.

Tổn thất nhiệt độ do sức cản thuỷ lực trong các ống dẫn gây nên:

2 1,15

P =

at'

3 0,26

P =

atNhiệt lượng riêng của hơi nước ở các nồi, với các giá trị nhiệt độ nội suy theo bảng I.251-314-STT1 ta được:

1 2724.10 /

5

151.1

0 2754.0 2117

2.700

128.91

2724.003759

2182.09

15.50

103.00

2683.878342

2252.54

22.253

2363.71

40.00

gọi là tổn thất nhiệt độ sôi do nồng độ.

r : Ẩn nhiệt hóa hơi của dung môi ở áp suất làm việc, J/kg

t’: Nhiệt độ hơi thứ, oC

Nhiệt độ sôi của nước ở áp suất thường là: t dm0 =

100 Tổn thất nhiệt độ do nồng độ ở các nồi ở áp suất thường là:

5.2 Tổn thất nhiệt độ do áp suất thuỷ tĩnh tăng cao.

Chiều cao ống truyền nhiệt: 3 m

Chiều cao của lớp dung dịch sôi kể từ miệng ống truyền nhiệt đến mặt thoáng của dung dịch: 0.3 m

Gia tốc trọng trường tại nơi đặt hệ thống cô đặc: g = 9.81 m/s2

Khối lượng riêng của dung dịch ở từng nồi:

Với các giá trị nhiệt độ của hơi thứ và nồng độ dung dịch cuối ở mỗi nồi, nội suy theo bảng 2.9-13,ta có:

ρ = kg m/ 3

ρ = kg m/ 3

02 2

P = P =

1.15 at = 113095 N/m2'

tb

5.3 Tổn thất nhiệt độ do sức cản thuỷ lực trong ống dẫn.

Tổn thất nhiệt độ do sức cản thuỷ lực trong các ống dẫn gây nên ở mỗi nồi:

''' ''' '''

∆ = ∆ = ∆ =

1 Tổn thất nhiệt do đường ống gây ra trên toàn hệ thống:

t = + ∆ + ∆ =t

110,74' ' ''

s

t = + ∆ + ∆ =t

85,34 Nhiệt độ hữu ích trong mỗi nồi:

III CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG.

1 Các thông số của dung dịch cô đặc:

Lượng dung dịch đầu: G d =

Nhiệt dung nguyên tử của các nguyên tố tương ứng, tra bảng I.141-152-STT1 ta có:

C[Na] = 26000 J/kg.độC[N] = 26000 J/kg.độC[O] = 16800 J/kg.độ

Nhiệt dung riêng của chất hoà tan khan là:

C

= 3522.7 J/kg.độNồng độ dung dịch ra khỏi nồi 3 > 20% thì nhiệt dung riêng của nó là:

3

C

= 2993.5 J/kg.độNhiệt độ của dung dịch vào nồi 1 lấy bằng nhiệt độ sôi của dung dịch ở nồi 1:

t1d = =t s1

133.78 Nhiệt độ của dung dịch ra khỏi nồi 1 bằng nhiệt độ sôi của dung dịch ở nồi 1:

t1c = =t s1

133.78 Nhiệt độ của dung dịch vào nồi 2 bằng nhiệt độ sôi của dung dịch ở nồi 1:

t1d = =t s1

133.78

Nhiệt độ của dung dịch ra khỏi nồi 2 bằng nhiệt độ sôi của dung dịch ở nồi 2:

t2c =t s2 =

110.74 Nhiệt độ của dung dịch vào nồi 3 bằng nhiệt độ sôi của dung dịch ở nồi 2:

t3d =t s3 =

110.74 Nhiệt độ của dung dịch ra khỏi nồi 3 bằng nhiệt độ sôi của dung dịch ở nồi 3:

t3c =t s3 =

85.34

2 Các thông số của hơi đốt:

Hàm nhiệt của hơi đốt:

3 Lập phương trình cân bằng năng lượng.

Sơ đồ cân bằng nhiệt lượng của hệ thống:

Trong đó:

D: Lượng hơi đốt vào (kg/h)

i1, i2, i3 : Hàm nhiệt của hơi đốt nồi 1, nồi 2, nồi 3 (j/kg)

Nhiệt độ nước ngưng ở nồi 1, nồi 2, nồi 3 oC

Cđ : Nhiệt dung riêng của dung dịch đầu (j/kg.độ)

Cn1,Cn2,Cn3: Nhiệt dung riêng của của nước ngưng nồi 1, nồi 2, nồi 3 (j/kg.độ)

C1,C2,C3: Nhiệt dung riêng của của nước ra khỏi nồi 1, nồi 2, nồi 3 (j/kg.độ)

Qm1,Qm2,Qm3: Nhiệt lượng mất mát ở nồi 1, nồi 2, nồi 3 (J)

Gđ: Lượng hỗn hợp đầu đi vào thiết bị (kg/s)

G1 ,G2 ,Gc : Lượng hỗn hợp ra khỏi nồi 1, nồi 2, nồi 3 (kg/s)

W1,W2,W3 : Lượng hơi thứ bốc lên từ nồi 1, nồi 2, nồi 3 (kg/s)

t1đ, t2đ, t3đ: Nhiệt độ của dung dịch vào nồi 1, nồi 2, nồi 3 oC

t1c, t2c, t3c: Nhiệt độ của dung dịch ra khỏi nồi 1, nồi 2, nồi 3 oC

3.1 Nhiệt lượng vào.

Nồi 1:

Nhiệt lượng do hơi thứ mang vào: D.i1

Nhiệt lượng do dung dịch mang vào: Gđ.Cđ.t1đ

Nồi 2:

Nhiệt lượng do hơi thứ mang vào: W1.i2

Nhiệt lượng do dung dịch từ nồi 1 chuyển sang: G1.C1.t2đ Nồi 3:

Nhiệt lượng do hơi thứ mang vào: W2.i3

Nhiệt lượng do dung dịch mang vào: G2.C2.t3đ

3.2 Nhiệt lượng ra.

Nồi 1:

Nhiệt lượng do hơi thứ mang ra:

Nhiệt lượng do nước ngưng:

Nhiệt lượng do dung dịch mang ra:

Nhiệt lượng mất mát ra môi trường:

Nhiệt cô đặc:

Nồi 2:

Nhiệt lượng do hơi thứ mang ra:

Nhiệt lượng do nước ngưng:

Nhiệt lượng do dung dịch mang ra:

Nhiệt lượng mất mát ra môi trường:

Nhiệt cô đặc:

Nồi 3:

Nhiệt lượng do hơi thứ mang ra:

Nhiệt lượng do nước ngưng:

Nhiệt lượng do dung dịch mang ra:

Nhiệt lượng mất mát ra môi trường:

Nhiệt cô đặc:

3.3 Hệ phương trình cân bằng nhiệt lượng.

Cân bằng nhiệt cho nồi 1:

Do vậy ta có hệ phương trình cân bằng nhiệt lượng cho hệ thống cô đặc 3 nồi:

BẢNG TỔNG HỢP SỐ LIỆU PHÂN BỐ HƠI THỨ Ở CÁC NỒI

Nồi W giả thiết, kg/s W tính được, kg/s ΔW, %

IV XÁC ĐỊNH BỀ MẶT TRUYỀN NHIỆT CỦA BUỒNG ĐỐT

1 Nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp.

Nồi 1: Q1 = D.rn1 = 725,5 kW

Nồi 2: Q2 = D.rn2 = 690,1 kW

Nồi 3: Q3 = D.rn3 = 744,1 kW

2 Tính hệ số cấp nhiệt khi hơi ngưng tụ.

Giả sử chênh lệch nhiệt độ giữa hơi nước và mặt ngoài thành ống truyền nhiệt ở các nồi là:

1 11

2

T m

oC

3 13

2

T m

t H

α =

∆

W/m2 độTrong đó hệ số A tra theo nhiệt độ màng nước ngưng

Với các giá trị nhiệt độ màng nước ngưng ở các nồi, tra bảng 1.64-40-QTTB3, ta có:

A1 = 195,55

A2 = 190,16

A3 = 179,62Thay số ta tính được hệ số cấp nhiệt ở phía hơi ngưng tụ ở các nồi:

1 4

t H

∆

10267 W/m2.độ

3 Tính nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ.

Nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ được tính theo công thức sau:q1=α1.∆t1

W/m2 Thay số liệu ta tính được nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ của mỗi nồi:

Coi nhiệt trở của các lớp cặn trên các ống truyền nhiệt ở các nồi là như nhau

Nhiệt trở của lớp cặn phía ngoài thành ống:

Chọn bề dày ống truyền nhiệt cho cả 3 nồi là: δ =

2 mm

Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu chế tạo ống ở nồi 1 là: λ1 =

16.85 W/m độ

Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu chế tạo ống ở nồi 1 là: λ2 =

16.85 W/m độ

Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu chế tạo ống ở nồi 1 là: λ3 =

16.85 W/m độ(Tra bảng I.125-127-STT1 theo nhiệt độ)Tổng nhiệt trở của ống của các nồi là:

4.2 Hiệu số nhiệt độ mặt trong thành ống truyền nhiệt và dung dịch sôi.

Bỏ qua sự mất mát nhiệt lượng

Nhiệt tải riêng của thành ống:

1(T T )

Suy ra nhiệt độ mặt trong của thành ống: t T2 =t T1−q1.∑r

Hiệu số nhiệt độ giữa mặt trong thành ống và dung dịch sôi: ∆ =t2 t T2 −t s

Nhiệt độ mặt trong thành ống truyền nhiệt ở mỗi nồi là:

Hiệu số nhiệt độ giữa mặt trong thành ống và dung dịch sôi của mỗi nồi:

4.3 Hệ số cấp nhiệt của nước.

Hệ số cấp nhiệt của nước:

2,33 0,5 2

0,145

Trong đó: ∆t2

: Hiệu số nhiệt độ giữa thành ống và dung dịch sôi, oC

p : Áp suất tuyệt đối trên mặt thoáng, bằng áp suất hơi thứ ra khỏi nồi,N/m2

Áp suất hơi thứ ra khỏi mỗi nồi:

2 0,145 22 2 4106,7

W/m2 độ2,33 0,5

3 0,145 23 3 2655,1

W/m2 độ

4.4 Các thông số của nước sôi ở các nồi.

Hệ số dẫn nhiệt, tra theo nhiệt độ sôi ở các nồi:

ρn1 = 931,8734956 kg/m3

ρn2 = 950,4373913 kg/m3

ρn1 = 968,4221401 kg/m3Nhiệt dung riêng của nước ở mỗi nồi, tra theo nhiệt độ sôi:

4.5 Các thông số của dung dịch ở các nồi.

Khối lượng riêng của dung dịch, tra theo nhiệt độ sôi ở các nồi:

Cdd : Nhiệt dung riêng của dung dịch.

ρdd: Khối lượng riêng của dung dịch

M: Khối lượng mol của dung dịch

Thay số ta tính được hệ số cấp nhiệt phía dung dịch sôi ở từng nồi:

5 Xác định hệ số truyền nhiệt cho các nồi.

Nhiệt tải riêng trung bình của mỗi nồi:

Nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp: