1. Trang Chủ
  2. Cơ khí - Chế tạo máy
  3. ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ

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 .... Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH TH

Thể loại Tài liệu miễn phí Cơ khí - Chế tạo máy

Số trang 66

Ngày tạo 8/29/2018 10:34:24 PM +00:00

Loại tệp DOC

Kích thước

Tên tệp

Tải ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ (.docx) Tải ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ (.pdf)

Xem mẫu

  1. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ 1 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  2. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị Mục lục 1. Giới thiệu chung 5  Lời mở đầu và giới thiệu dung dịch KOH 5  Sơ đồ dây chuyền sản xuất và thuyết minh 6 2. Tính toán thiết bị chính 9 *Cân bằng vật liệu 9  tính toán lượng hơi thứ ra khỏi hệ thống 9  Lượng hơi thứ ra khỏi mỗi nồi 9  Nồng độ cuối của dung dịch 9 *Tính nhiệt độ, áp suất 10  Chênh lệch áp suất chung của cả hệ thống (∆Р) 10  Nhiệt độ, áp suất hơi đốt 10  Nhiệt độ và áp suất hơi thứ : 11  hệ số truyền nhiệt 17 3.Tính toán thiết bị phụ 23  Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu : 23 *) Nhiệt lượng trao đổi : ( Q) 23 *) Hiệu số nhiệt độ hữu ích : 24 *) Tính hệ số cấp nhiệt cho từng lưu thể : 24 *) Nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ : 25 *) Hệ số cấp nhiệt phía hỗn hợp chảy xoáy : 25 *) Nhiệt tải riêng về phía dung dịch : 28 *) Bề mặt truyền nhiệt : 28 *) Số ống truyền nhiệt : 28 29 *) Đường kính trong của thiết bị đun nóng  Chiều cao thùng cao vị : 30 *)Trở lực của đoạn ống từ thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu đến cô đặc : 31 *)Trở lực dẫn từ thùng cao vị đén thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu : 32 *)Trở lực của thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu : 33  Tính thiết bị ng ưng tụ 36  Tính bơm : 44 1 - Xác định áp suất toàn phần do bơm tạo ra : 44 2 - Năng suất yêu cầu trên trục bơm : 46 3- công suất động cơ điện : 47 4. Tính toán cơ khí và lựa chọn 48  Tính buồng đốt : 48  Tính buồng bốc 53  mặt bích 56  đường kính ống dẫn 57  Tính tai treo và chọn tai treo : 59  Tính thiết bị phụ khác : 63 1-Đoạn côn nối buồng đốt và buồng bốc : 63 2-Kính quan sát : 63 3-Tính bề dày lớp cách nhiệt 63 5.Tổng kết 66 6.Tài liệu tham khảo: 67 2 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  3. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Độc lập -Tự do-Hạnh phúc KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TR ÌNH 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 D UNG 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 Tên bản vẽ Khổ giấy Số lượng TT D ây chuyền sản xuất 1 01 A4 Nồi cô đặc 2 01 A0 PHẦN THUYẾT MINH 1 . Mở đầu 2 . V ẽ và thuyết minh dây chuyền sản xuất 3 . Tính toán thiết bị chính 4 . Tính toán thiết bị phụ 5 . Tính toán cơ khí 6 . Tỏng kết 3 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  4. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị Ngày giao đề :……………………ngày hoàn thành:………………….. TRƯỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƯ ỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ********* ..................................................................................................................... ......................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... Hà Nội , Ngày … Tháng … Năm 2011 Người nhận xét 4 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  5. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị 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 ho àn trung tâm , tuần hoàn cưỡng bức , phòng đốt ngoài , …trong đó thiết bị cô đặc có tuần ho àn 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 . Q ua 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 5 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  6. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị định trong tính toán và thiết kế , tự nâng cao kĩ năng trình bày b ản 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 = 404 oC , 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 (K2CO 3) . Dung dịch nước KOH ăn mòn thủy tinh ; KOH nóng chảy ăn mòn sứ (trong môi trường có không khí) , platin . Đ iều chế bằng cách điện phân dung d ịch 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 b ắn 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 đ ổi 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 d ịch chảy trong các ống truyền nhiệt hơi đốt được đưa vào buồng đốt để đun nóng dung d ịch . 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 . D ung dịch sôi , dung môi bốc lên trong phòng bốc gọi là hơi thứ . H ơi thứ trước khi ra khỏi nồi cô đặc được qua bộ p hận tách bọt nhằm hồi lưu phần dung dịch bốc hơi theo hơi thứ qua ống dẫn bọt . D ung 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 . D ung 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 đ ược ngưng tụ 6 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  7. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị 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 (11) 7 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  8. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 11 10 Nu? c l?nh 3 4 12 H oi d? t Ho i d? t 8 n u? c Nu? c n u? c ngu ng ngu ng ngu ng 13 1 2 5 2 9 7 6 s?n ph ?m Chú thích 1. Thùng chứa dung dịch đầu 2. Bơm 3. Thùng cao vị 4. Lưu lượng kế 5. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 6,7. Thiết bị cô đặc 8. Thùng chứa nước 9. Thùng chứa sản phẩm 10.Thiết bị ngưng tụ Baromet 11. Thiết bị tách bọt 12. Bơm chân không 13. Ống tuần hoàn 8 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  9. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị 2. Tính toán thiết bị chính Các số liệu ban đầu: Năng suất tính theo dung dịch đầu : Gđ = 11000 kg/h Nồng độ đầu : xđ = 8 % xc = 30% P hơi đốt nồi 1 = 4 ,1 at . P hơi ngưng tụ = 0 ,2 at . *Cân bằng vật liệu  tính toán lượng hơi thứ ra khỏi hệ thống  xd  từ công thức: W  Gd .  1  ( V I.1 - Tr.55 - Stttt2 )  xc   8   W  11000.  1    8066, 6667( kg / h)  30   Lượng hơi thứ ra khỏi mỗi nồi W1 1 Chọn tỷ lệ hơi thứ:  W2 1 8066, 6667.1 W1   4033,3333(kg / h) 2 W2  W  W1  W2  8066, 6667  4033,3333  4033,3334( kg / h)  Nồng độ cuối của dung dịch Nồi 1: Gd .xd (VI.2a - Tr57 - Stttt2) xc1  Gd  W1 11000.8  12,6316% (khối lượng )  11000  4033,3333 Nồi 2: 11000.8 = 30% ( khối lượng) xc 2 = 11000  8066, 6667 9 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  10. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị W: tổng lượng hơi thứ của hệ thống W1: lượng hơi thứ ra khỏi nồi 1 W2: lượng hơi thứ ra khỏi nồi 2 x c1 : nồng độ cuối của dung dịch ra khỏi nồi 1 xc 2 : nồng độ cuối của dung dịch ra khỏi nồi *Tính nhiệt độ, áp suất  Chênh lệch áp suất chung của cả hệ thống (∆Р)   hd 1  ng  4,1  0, 2  3,9 (at ) (1) Рhd1: áp suất hơi đốt nồi 1 Рng áp suất hơi nước ngưng  Nhiệt độ, áp suất hơi đốt Ta có: chọn tỉ số phân phối áp suất giữa các nồi : p1 2, 2 = (at) (2) p2 1 từ (1) và(2) ta có hệ phương trình : p1  p 2  3,9 p1  2,2p 2  0 Giải ra ta được : p1  2,68125(at ) p2  1,21875(at )  Áp suất hơi đốt nồi 2 : phd 1 - p1 = 4,1- 2,68125 = 1,41875 (at) Trong đó: p1 : chênh lệch áp suất của nồi 1 và nồi 2 p2 : chênh lệch áp suất của nồi 2 và thiết bị ngưng 10 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  11. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị Hơi đ ốt nồi 1 được được cấp từ nồi hơi , hơi thứ ra khỏi nồi 1 được đưa sang nồi 2 làm hơi đốt để tận dụng nhiệt . Tra bảng (I.251 - Tr 314 – stttt1) ta có : Phdi Thdi ihdi rhdi o Nồi at C J/kg J/kg 1 4,1 143 2744010 2140995,8 2 1,41875 109 2691285 ,5 2235326,4 ngưng 0,2 59,7 2596000 2358000  Nhiệt độ và áp suất hơi thứ : Theo sơ đồ nồi cô dặc , nhiệt độ hơi thứ nồi 1(Tht1) b ằng nhiệt độ hơi đốt nồi 2 (Thd2) . Nhưng do quá trình truyền khối cố sự tổn thất nhiệt do trở lực đường ống (  ''' ) chọn 1''' = 1 °C  2''' = 1°C Nhiệt độ hơi thứ của nồi 1(Tht1) o Tht1  Thd 2  1 = 109  1  110 C Nhiệt độ hơi thứ của nồi 2(Tht2) o Tht 2  Tng  1 = 59, 7  1  60, 7 C (*)Tra bảng I.251 -Tr314-Stttt1. Phti Thti ihti rhti o Nồi at C J/kg J/kg 1 1,461 110 2696000 2234000 2 0,210366 60,7 2609588 2356000 - Tổn thất nhiệt : Tổn thất do nhiệt độ sôi của dung dịch cao hơn dung m ôi (  ) Ta có : 11 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  12. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị (VI.10 - Tr.59 - Stttt2)    . f i 0 Ti 2 (VI.11 - Tr59 - Stttt2) f  16, 2. r Ti 2     16, 2.  . i 0 r T1  273  110  383 K T 2  2 7 3  6 0, 7  3 3 3, 7 K Ti: nhiệt độ sôi của dung môi ở áp suất hơi thứ r: ẩn nhiệt hóa hơi của nước Giá trị  '0 được tra từ bảng ( VI.2 – Tr.63 – Stttt2 ) Nồi 1: ' =3,4 0 C x 1 =12,6316%   01 Nồi 2 : ' = 12,2 0 C x 2 =30%   02 3832  '1  16,2.3,4.  3,6166 0 C 2234000 333,7 2  '2  16,2.12,2.  9,339 0 C 2356000   1     3, 6166  9,339  12,9556O C  2 - Tổn thất do tăng áp suất thủy tĩnh (  '' ) h2 ). dds .g ( / m 2 )  tb   hti  (h1  2 (VI.12 - Tr.60 -Stttt2) h   hti  (h1  2 ). dds .10 4 (at ) 2 Phti: áp suất hơi thứ nồi i h1i: chiều cao dung dịch trong ống truyền nhiệt , h1 =0,5 (m ) h2: chiều cao ống truyền nhiệt , h2 = 2 (m) dds : khối lượng riêng của dung dịch khi sôi . Lấy gần đúng bằng ½ khối lượng riêng của dung dịch ở 15 0 C Tra bảng I.21 - Tr33 - Sttt1 ta có : 12 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  13. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị dd1 = 1116,844( kg/m³) dd 2 = 1291 (kg/m³) 2    tb1  1, 461   0,5   .1116, 6844.10 4  1, 6285(at ) 2  2    tb 2  0, 210366   0,5   .1291.10 4  0, 404( at ) 2  Tra bảng I.251 - Tr314 - Sttt1 : tb1  1,6285(at )  tb1  113,2130 C tb 2  0,404(at )  tb 2  75,4 0 C ''  1  tb1  hd1  113,213  110  3,2130 C ''  2  tb 2  hd 2  75,4  60,7  14,7 0 C ''  ''1  ''2  3,213  14,7  17,9130 C Tổng tổn thất nhiệt của cả hệ thống là :          12, 9556  17,913  2  32,8686o C Hiệu số nhiệt độ hữu ích( thi ) : i thi  Thd1  Tng     143  59, 7  32,8686  50, 4314o C    hi1  Thd1  Tht1  1  1  143  110  3, 6166  3, 213  26,1704o C tht 2  Thd 2  Tht 2     2 2  109  60, 7  9, 339  14, 7  24, 261o C -Cân bằng nhiệt lượng W2 ;i2  W1 ; i1 W1 ; i1 Qm1 Qm 2 Qd  W ; Cc ; tc (Gd  W1 ); C1; t1 Gd ; Cd ; t d D; C p1;1 W1; C p 2 ; 2 Sơ đồ cân bằng nhiệt lượng của hệ thống 13 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  14. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị D: lượng hơi đốt vào nồi 1 (kg/h) I: hàm nhiệt của hơi đốt (j/kg) t: nhiệt độ của dung dịch ( 0 C) θ: nhiệt độ nước ngưng ( 0 C) i: hàm nhiệt của hơi thứ (j/kg) Nhiệt dung riêng của nước ngưng tính theo áp suất của hơi đốt ( bảng I.249 - Tr.311- Stttt1)  hd 1  4,1at  C p1  4294,5 (J/kg.đ ộ)  hd 2  1, 41875at  C p 2  4233 (J/kg.đ ộ) Nhiệt dung riêng của K OH tính theo công thức ( I.41- Tr.152 - Stttt1 ) M.C= n1 . c1 + n2 . c2 + n3 . c3 n K .C K n H .C H nO.C O C KOH khan    M KOH M KOH M KOH 26000 9630 16800 = + + 56 56 56 = 936,25 (J/kg.độ) Đối với dung dịch loãng có nồng độ nhỏ hơn 20% tính theo công thức ( I.43 - Tr.152 - Stttt1) CKOH....8%  4186. 1  x   4186. 1  0, 08   3851,12( J / kg.đô) CKOH 12,6316%  CKOH khan .x  4186.1  x   4186.0,126316  4186.1  0,126316  3657, 24122( J / kg.đô) Đối với dung dịch có nồng độ lớn hơn 20% tính theo công thức ; ( I.44 - Tr.152 - Stttt1 )  C KOH khan .x  4186. 1  x  CKOH 30%  936, 25.0, 3  4186. 1  0,3   3211, 075( J / kg .đô) Trong đó n : là số nguyên tử của nguyên tố K, H, O trong KOH 14 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  15. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị : là nhiệt dung riêng của dung dịch KOH ở nồng độ x C KOH x: là nồng độ % phần khối lượng của KOH M KOH : khối lư ợng mol của KOH : nhiệt dung nguyên tử tra bảng (I.141-tr.152 -Stttt1) c K ; cO ; c H C K =26000 ; C O =16800 ; C H =9630 Phương trình cân bằng vật liệu nồi 1: D1.I1  Gđ .Cđ .tđ  W1.i1  Qm1  D.C p1.1   Gđ  W1  .C1.t1 Qm1  0, 05.Q1  0, 05.D1.  I  C p1.1  Phương trình cân bằng vật liệu nồi 2: W1.i1   Gđ  W1  .C1.t1  W  W1  .i2  Qm 2  W1.C p1.2   G đ W  .C2 .t2 Qm 2  0, 05.Q2  0, 05.  i1  C p 2 . 2  Ta có : Hàm nhiệt của hơi đốt nồi 1 và nồi 2 : I =2744010 (J/kg) i1' =2691285,5 (J/kg) Hàm nhiệt hơi thứ : i1 =2696000 (J/ kg) i2 =2609588 (J/ kg) Nhiệt độ nước ngưng nồi 1 và nồi 2 lấy bằng nhiệt độ hơi đốt : 1 =143 0 C  2 =109 0 C Nhiệt dung riêng của nước ngưng : c p1 =4294,5 ( J/ kg) c p 2 =4233 ( J/ kg) Nhiệt độ đầu vào, ra khỏi nồi1, ra khỏi nồi 2 của dung dịch : 15 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  16. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị t1 =11 6,8296 0 C t2 =84,739 0C 0 t3 =116,8296 C Nhiệt dung riêng của dung dịch : (J/kg. độ) cd = 3851,12 c1 =3657,24122 (J/kg. độ) (J/kg. độ) c2 =3211,075 Ta có : W .  i2  C2 .t2   Gđ .  C2 .t2  C1.t1  W1  0.95  i1  C p 2 . 2    i2  C1.t1  Thay số vào ta được : W1 =3985,2537 (kg/h) W2 =8066,6667 - W1 =4081 ,413 (kg/h) Lượng hơi đốt tính đ ược : W1.  i1  C1.t1   Gđ  C1.t1  Cđ .tđ  D 0.95. I  C p1. 1  Thay số vào ta được : D = 4345,3013 (kg/h) Kiểm tra giả thiết phân bố hơi thứ ở các nồi : Chọn Cân bằng vật liệu Sai số  1, 2064% W1=4033,3333 (kg/h) W1=3985,2537 (kg/h)  1,178% W2=4033,3334 (kg/h) W2=4081,413 (kg/h) Giả thiết phân bố áp suất hơi thứ ban đầu chấp nhận được 16 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  17. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị (*) lấy nhiệt độ của nước ngưng bằng nhiệt độ của hơi đốt 1  t hd1; 2  thd 2  hệ số truyền nhiệt 1i ;  1i t1i TT2 i t 2 i 2 i ;  2 i TT1i Nhiệt độ sôi của dung dịch ở từng nồi tính theo công thức : Nồi 1: t1 = Thd 1 - thi1 =143 - 26,1704 = 116,8296 0C Nồi 2: t2 = Thd 2 - thi 2 = 109 - 24,261 = 84,739 0C Chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch ti ( hd  dd ) Hơi nước sau khi ngưng tụ sẽ bám lên thành ống truyền nhiệt tạo thành lớp màng mỏng , với những thiết bị thường gặp như loại phòng đốt tro ng tuần hoàn ngoài , p hòng đốt trong tuần hoàn trung tâm , p hòng đốt treo đều là trường hợp hơi đốt đi b ên ngoài ống truyền nhiệt ( hơi đốt là hơi bão hòa không chứa khí trơ) , màng nước ngưng chảy thành dòng thì hệ số cấp nhiệt phía hơi đốt được tính theo công thức : (V.101 - Tr.28 - Stttt2 ) 0.25 r ( V.101 - Tr28 - Stttt2 ) 1i  2, 04. A.    h2 .t1i  Trong đó 1i : là hệ cấp nhiệt từ hơi đốt t1i : chênh lệch nhiệt độ nước ngưng và m ặt ngoài ống A: hệ số phụ thuộc m àng nước ngưng ri : ẩn nhiệt ngưng tụ ( lấy bằng ẩn nhiệt hóa hơi ) h2 =chiều cao ống truyền nhiệt , h = 2 m 17 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  18. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị Nồi 1 : Giả thiết t11  2,5o C  TT11  T11  t11  143  2, 5  140,5o C Thd 1  TT 11 143  140,5  141, 75o C Tm1   2 2 Từ bảng ( Tr.29-Stttt2 ) suy ra A1= 194,2625 0 , 25  2140995,8   10138,677(w / m 2 đô )   11  2,04.194,2625.   2.2,5  q11   11t11  10138,677.2,5  25346,6925( w / m 2 ) Thiết bị sau một thời gian sử dụng sẽ có cặn bẩn bám ở phía trong và phía ngoài ống truyền nhiệt gây tổn thất nhiệt . Giá trị này được tra ở bảng (V.1 - Tr.4 - Stttt2 ) (bề dày các chất này là 0.0005m) Hơi nước có rhn  2,32.104 (m 2 đô / W ) Cặn bẩn có rcặn  3,87.104 (m2 đô / W ) Chọn vật liệu chế tạo ống truyền nhiệt là thép X18H10T dày 0.002m, từ bảng (XII.7 - Tr.362 - Stttt2 ) có C  46 (W/m.độ) và khối lượng riêng T3 3 CT 3  78500 (kg/m ) Khi đó có trở lực là :  0.002 2  2,32.10 4  3,87.10 4   6, 625.10 4 (m .độ/W)  r  rhn  rc   46 Tổn thất nhiệt qua tường ống đó là : tT11  q11 . r  25346,6925.6,625.10 4  16,792180 C  TT21  TT1  tT1  140,5  16,79218  123,707820 C  t 21  TT21  TS1  123,70782  116,8296  6,878220 C Hệ số cấp nhiệt từ ống truyền nhiệt đến dung dịch trong nồi 1 là :  21  45,3.Pht.5 .t21 . 0 2.33 ( w / m2 .đô) P : áp suất làm việc (áp suất hơi thứ) at t : H iệu số nhiệt độ giữa thành ống và dung dịch sôi 18 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  19. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị  : Hệ số hiệu chỉnh , tính theo công thức (VI.27 - Tr.71 - Stttt2 ) 0.435 0.565   2  C           dd 1  .  dd 1  .  dd 1  .  nc1    nc1    nc1   Cnc1   dd1     0.435  1116, 6844  2  3657, 24122   2,396.104 0.565   0,56176    0, 72696  1 .   .  .   4  0.6778   945, 6046   4244,61   3,36544.10    (  ;  ;  ; C ) nc là các hằng số vật lý của nước theo nhiệt độ sôi dung dịch ( ;  ;  ; C ) dd1 là các hằng số vật lý của dung dịch Tổng hợp ta có bảng sau : T=116,8296oC 3 2  (w/m.độ )  (kg/m )  (N.s/m ) C p (J/kg.độ) 2,396.104 Nước 0,6778 945,6046 4244,61 3,36544.104 D ung d ịch 0,56176 1116,6844 3657,24122 Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch KOH tính theo công thức ( I.32 - Tr.123 - Stttt1)  (1 )   A.C p . . 3 M 1116, 6844    3,58.10 8.3657, 24122.1116, 6844. 3  0,56176 (w/m.độ) 19, 6872 A  3, 58.108 hệ số phụ thuộc mức độ liên kết của chất lỏng liên kết M : khối lượng phân tử mol của dung dịch KOH   M  nKOH .M KOH  1  nKOH .M H 2O nKOH : phần trăm KOH theo mol xKOH 12, 6316 M KOH 56  0, 0444 ( p hần mol ) (1) nKOH   100  xKOH 12, 6316 100  12, 6316 xKOH   56 18 M KOH M H 2O  M  0, 0444.56  1  0, 0444  .18  19, 6872 (g/mol)   21  45,3.1, 4610.5.6,87822 2.33.0,72696  3558,38595( w / m 2 .đô ) q21   21 .t21  3558,38595.6,87822  24475,36141( w / m2 ) 19 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
  20. Thuyết minh Đồ án môn Quá trình thiết bị q11  q21 24475,36141  25346, 6925 .100%  .100%  3,56%  5% q11 24475, 36141 Vậy giá trị có thể chấp nhận . Nồi 2. Giả thiết t12  2, 097o C  TT12  T12  t12  109  2, 097  106,903o C Thd 2  TT 12 106,903  109  107,9515o C Tm1   2 2 Từ bảng ( Tr.29 - Sttt2 ) suy ra A2 = 182,578175 0.25  2235326, 4  2  12  2, 04.182,578175.    10063, 68789( w / m .đô)  2.2, 097  q12  12 .t12  10063, 68789.2, 097  21103,5535( w / m 2 ) 2  r  6, 625.104 (m .độ/W) theo trên Tổn thất nhiệt qua tường ống đó là : tT12  q12 .  r  21103,5535.6, 625.10 4  13,9811o C  TT22  TT12  tT12  106,903  13,9811  92,9219o C  t22  TT22  Ts2  92,9219  84, 739  8,183o C Hệ số cấp nhiệt từ ống truyền nhiệt đến dung dịch trong nồi 2 là  22  45, 3.Pht .5 .t22 . 0 2.33 2  : hệ số hiệu chỉnh, tính theo công thức ( V I.27 - Tr.71 - Stttt2 ) 0.435 0.565 2     dd    Cdd    nc2 dd .  2    2 . 2  .    nc    nc   Cnc   dd   2 2   2  2   0.435 0.565  1291 2  3211, 075   3, 36544.10 4    0,57158    0,973  1 .   . . 4     0, 68536   968, 767   4202,5824   3,8418.10     T=84,739 oC 3 2  (w/m.độ) C (J/kg.đ ộ)  (kg/m )  (N.s/m ) 3,36544.104 Nước 0,68536 968,767 4202,5824 3,8418.104 D ung dịch 0,57158 1291 3211,075 20 Sv thực hiện : Phạm Thị Xuân Lớp: ĐH HOÁ1 -K3
nguon tai.lieu . vn
Thạc sĩ - Tiến sĩ - Cao học Công nghệ thông tin Kinh tế - Thương mại Tài chính - Ngân hàng Kiến trúc - Xây dựng Điện-Điện tử-Viễn thông Cơ khí - Chế tạo máy Công nghệ - Môi trường Báo cáo khoa học Quản trị kinh doanh Khoa học xã hội Khoa học tự nhiên Nông - Lâm - Ngư Y khoa - Dược