Co_dac_nacl_1_noi_hoan_chinh.docx

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………

[1]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl I.

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

GIỚI THIỆU MỞ ĐẦU 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 thường sử dụng chủ yếu trong nâng cao nồng độ dung dịch hóa chất là thiết bị cô đặc. Thiết bị cô đặc gồm nhiều loại và được phân loại theo nhiều phương pháp khác nhau như: thiết bị cô đặc ống tuần hoàn trung tâm, tuần hoàn cưỡng bức…, trong đó thiết bị cô đặc tuần hoàn có ống tuần hoàn ngoài được dùng phổ biến. Vì thiết bị này có nguyên lý đơn giản, dễ vận hành và sữa chữa, hiệu suất sử dụng cao… dây chuyền thiết bị có thể dùng 1 nồi, 2 nồi, 3 nồi… nối tiếp nhau để tạo thành sản phẩm theo yêu cầu. Trong thực tế người ta thường thiết kế sử dụng hệ thống cô đặc 2 nồi hoặc 3 nồi để có hiệu suất sử dụng hơi đốt cao nhất, giảm tổn thất trong quá trình sản xuất. Đồ án quá trình và thiết bị công nghệ thực phẩm là một môn học giúp cho sinh viên làm quen với việc thiết kế một thiết bị hay hệ thống thực hiện một nhiệm vụ trong sản xuất, có những kỹ năng tính toán cần thiết sau khi ra làm việc thực tế. Làm đồ án giúp cho sinh viên biết hệ thống hóa kiến thức đã được học vào trong thực tế, mỗi sinh viên sẽ tự biết sử dụng trong việc tra cứu các thong số cần thiết, vận dụng đúng các kiến thức đã được học trong tính toán một cách chính xác, tỉ mỉ từng bước tránh những sai sót đáng tiếc về

[2]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

sau, nâng cao kỹ năng trình bày và đọc được bản vẽ thiết bị một cách có hệ thống. II. TỔNG QUAN 1. Nhiệm vụ đồ án: Nhiệm vụ của đồ án này là thiết kế thiết bị cô đặc NaCl một nồi từ nồng độ 5% đến 20% với năng suất 1500 kg/h tính theo nguyên liệu đầu vào. 2. Tính chất nguyên liệu sản phẩm  Nguyên liệu: NaCl là khối tinh thể màu trắng, có vị mặn, tan trong nước và phân ly thành ion Là thành phần của muối ăn hằng ngày Khối lượng riêng của dung dịch 5% là 1035 (kg/m3) Độ nhớt là 1,07*10-3 (Ns/m2) ở 200C ( dung dịch 10%) Ở 1000C dung dịch bão hòa ở 28.15%, ở 200C dung dịc bão hòa ở 26.4% Nguyên liệu đem đi cô đặc là dung dịch NaCl 5% với dung môi là nước  Sản phẩm: Ta thấy độ hòa tan ở nhiệt độ thường của NaCl là khoảng 26,3%, trong khi đó dung dịch cô đặc yêu cầu là 20%, cho nên sau khi làm nguội nguyên liệu vẫn còn ở dạng dung dịch. Vì thế mục đích của quá trình cô đặc này chủ yếu để chuẩn bị cho quá trình sản xuất khác NaOH, các hợp chất chứa Cl và sử dụng làm muối dạng dịch truyền sử dụng trong y tế. Ngoài ra NaC còn được dùng làm chất tải lạnh.  Những biến đổi xẩy ra trong quá trình cô đặc:

[3]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

Trong quá trình cô đặc thì tính chất cuả nguyên liệu luôn luôn thay đổi, thơi gian cô đặc càng lâu làm cho nồng độ dung dịch tăng lên dẫn đến tính chất cũng có sự biến đổi theo. khi nồng độ tăng lên làm cho hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung riêng, hệ số cấp nhiệt, hệ số truyền nhiệt giảm đi. Đồng thời các đại lượng như khối lượng riêng, độ nhớt, độ sôi, tổn thất nhiệt lại tăng lên. 3. Hệ thống cô đặc: 3.1.

Định nghĩa.

Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất rắn hòa tan trong dung dịch bằng cách tách bớt một phần dung môi sang dạng hơi. Quá trình cô đặc thường tiến hành ở trạng thái sôi, nghĩa là áp suất hơi riêng phần của dung môi trên mặt dung dịch bằng áp suất làm việc của thiết bị. Quá trình cô đặc được dùng phổ biến trong công nghiệp với mục đích làm tăng nồng độ các dung dịch loãng hoặc để tách các chất rắn hòa tan (trường hợp này có kèm theo quá trình kết tinh), ví dụ: cô đặc dung dịch đường, cô đặc xút, cô đặc các dung dịch muối… Quá trình cô đặc có thể tiến hành ở các áp suất khác nhau. Khi làm việc ở áp suất thường (áp suất khí quyển) ta dùng thiết bị hở; còn khi làm việc ở các áp suất khác ta dùng thiết bị kín. Quá trình cô đặc có thể tiến hành ở hệ thống cô đặc 1 nồi hoặc hệ thống cô đặc nhiều nồi. 3.2. Các phương pháp cô đặc.

[4]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

Phương pháp nhiệt (đun nóng): dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi dưới tác dụng của nhiệt khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suất tác dụng lên mặt thoáng chât 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 tăng nồng 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 đọ cao hay thấp và đôi khi phải dùng đến máy lạnh. 3.2.1.

Phân loại.

Người ta thường tiến hành phân loại thiết bị cô đặc theo các cách sau: - Theo cấu tạo: + Nhóm 1: dung dịch đối lưu tự nhiên (tuần hoàn tự nhiên) dùng cô đặc dung dịch khá loãng, độ nhớt thấp, đảm bảo sự tuần hoàn tự nhiên của dung dịch dễ dàng qua bề mặt truyền nhiệt. Gồm:  Có buồng đốt trong (đồng trục buồng bốc), có thể có ống tuần hoàn trong hoặc ngoài.  Có buồng đốt ngoài (không đồng trục buồng đốt). + 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 sệt, độ nhớt cao, giảm bám cặn, kết tinh trên bề mặt truyền nhiệt. Gồm:  Có buồng đốt trong ống tuần hoàn ngoài.  Có buồng đốt ngoài ống tuần hoàn ngoài.

[5]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

+ Nhóm 3: dung dịch chảy thành màng mỏng, chảy một lần tránh tiếp xúc lâu làm biến chất sản phẩm. Đặt biệt thích hợp chho các dung dịch thực phẩm như dung dịch nước trái cây, nước ép hoa quả…. Gồm:  Màng dung dịch chảy ngược, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dịch sôi tạo bọt khó vỡ.  Màng dung dịch chảy xuôi, có buồng đốt trong hay ngoài: dung dịch sôi ít tạo bọt và bọt dễ vỡ. - Theo phương pháp thực hiện quá trình: + Cô đặc ở 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 để giữ mức dung dịch cố định để đạt năng suất cực đại và thời gian cô đặc là ngắn nhất. Tuy nhiên nồng độ dung dịch đạt được là không cao. + Cô đặc ở áp suất chân không: dung dịch có nhiệt độ sôi dưới 100oC, áp suất chân 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 quá lớn và sẽ làm giảm hiệu quả tiết kiệm hơi. Có thể cô chân không, cô áp lực hay phối hợp cả hai phương pháp. Đặc biệt có thể sử dụng hơi thứ cho mục đích khác để nâng cao hiệu quả kinh tế.

[6]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

+ Cô đặc liên tục: cho kết quả sản phẩm tốt hơn và quá trình cô đặc ổn định hơn cô đặc gián đoạn và có thể áp dụng điều khiển tự động nhưng chưa có cảm biến tin cậy. - Theo sự bố trí bề mặt đun nóng: nằm ngang, thẳng đứng, nghiêng. - Theo chất tải nhiệt: đun nóng bằng hơi (hơi nước bão hòa, hơi quá nhiệt), bằng khói lò, chất tải nhiệt có nhiệt độ cao (dầu, nước ở áp suất cao…) bằn dòng điện. - Theo cấu tạo bề mặt đun nóng: vỏ bọc ngoài, ống xoắn, ống chùm. 3.2.2.

Bản chất của sự cô đặc do nhiệt.

Để tạo thành hơi (trạng thái tự do), tốc độ chuyển động vì nhiệt của các phân tử chất lỏng gần mặt thoáng lớn hơn tốc độ giới hạn. Phân tử khi bay hơi sẽ thu nhiệt để khắc phục lực liên kết ở trạng thái lỏng và trở lực bên ngoài. Do đó, ta cần cung cấp nhiệt để các phân tử đủ năng lượng thực hiện quá trình này. Bên cạnh đó, sự bay hơi xảy ra chủ yếu là do các bọt khí hình thành trong quá trình cấp nhiệt và chuyển động liên tục, do chênh lệch khối lượng riêng các phần tử ở trên bề mặt và dưới đáy tạo nên sự tuần hoàn tự nhiên trong nồi cô đặc. Tách không khí và lắng keo (protit) sẽ ngăn chặn sự tạo bọt khi cô đặc. 3.2.3.

Ứng dụng cô đặc.

Trong sản xuất thực phẩm, ta cần cô đặc các dung dịch đường, mì chính, nước trái cây… Trong sản xuất hoá chất, ta cần cô đặc các dung dịch NaOH, NaCl, CaCl2, các muối vô cơ… [7]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

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 muốn. Mặc dù cô đặc chỉ là một hoạt động gián tiếp nhưng nó rất cần thiết và gắn liền với sự tồn tại của nhà máy. Cùng với sự phát triển của nhà máy, việc cải thiện hiệu quả của thiết bị cô đặc là một tất yếu. Nó đòi hỏi phải có những thiết bị hiện đại, đảm bảo an toàn và hiệu suất cao. Do đó, yêu cầu được đặt ra cho người kỹ sư là phải có kiến thức chắc chắn hơn và đa dạng hơn, chủ động khám phá các nguyên lý mới của thiết bị cô đặc. 3.2.4.

Cấu tạo của thiết bị cô đặc

3.2.4.1. Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung tâm  Cấu tạo Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung tâm gồm phần trên là phòng bốc 1 phần dưới của thiết bị là phòng đốt 2 có các ống truyền nhiệt 3 và ống tuần hoàn trung tâm 4 có đường kính lớn hơn từ 7-10 lần ống truyền nhiệt, trong phòng bốc có bộ phận tách giọt 5 có tác dụng tách giọt chất lỏng do hơi thứ cuốn theo.  Nguyên lý làm việc Dung dịch được đưa vào đáy phòng bốc rồi chảy trong các ống truyền nhiệt và ống trung tâm, còn hơi đốt được đưa vào phòng đốt đi ở khoảng giữa các ống và vỏ, do đó dung dịch được đun sôi tạo thành hỗn hợp lỏng hơi trong ống truyền nhiệt và làm khối lượng riêng của dung dịch sẽ giảm đi và chuyển động từ dưới lên miệng ống, còn trong ống tuần hoàn thể tích dung dịch theo một đơn vị bề mặt truyền nhiệt lớn hơn so với ống truyền nhiệt do đó nhiệt độ dung dịch nhỏ hơn so với dung dịch trong ống truyền nhiệt và [8]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

lượng hơi tạo ra ít hơn vì vậy khối lượng của hỗn hợp hơi lỏng ở đây lớn hơn trong ống truyền nhiệt do đó chất lỏng sẽ di chuyển từ trên xuống dưới rồi đi vào ống truyền nhiệt lên trên và trở lại ống tuần hoàn tạo lên dòng hơi thứ tách ra khỏi dung dịch bay lên qua bộ phận tách giọt sang thiết bị ngưng tụ baromet. Bộ phận tách giọt có tác dụng giữ lại những giọt chất lỏng do hơi thứ cuốn theo và chảy trở về đáy phòng bốc, còn dung dịch có nồng độ tăng dần tới nồng độ yêu cầu được lấy ra một phần ở đáy thiết bị làm sản phẩm, đồng thời liên tục bổ sung thêm một lượng dung dịch mới vào thiết bị. Còn với quá trình làm việc gián đoạn thì dung dịch được đưa vào thiết bị gián đoạn và sản phẩm cũng được lấy ra gián đoạn. Tốc độ tuần hoàn càng lớn thì hệ số cấp nhiệt phía dung dịch càng tăng và quá trình đóng cặn trên bề mặt cũng giảm. Tốc độ tuần hoàn loại này thường không quá 1.5m/s.  Ưu điểm Cấu tạo đơn giản đễ sửa chữa và làm sạch  Nhược điểm Năng suất thấp, tốc độ tuần hoàn giảm vì ống tuần hoàn cũng bị đốt nóng. 3.2.4.2. Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn cưỡng bức  Cấu tạo Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức gồm phòng bốc 1 và trong phòng bốc có bộ phận tách giọt, phía dưới phòng đốt 2, trong phòng đốt có các ống truyền nhiệt 3, bên ngoài thiết bị có ống tuần hoàn ngoài 5 và bơm tuần hoàn 4.  Nguyên lý làm việc [9]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

Dung dịch được bơm vào phòng đốt liên tục và đi trong các ống trao đổi nhiệt từ dưới lên phòng bốc, còn hơi đốt được đưa vào phòng đốt ở khoảng giữa các ống truyền nhiệt với vỏ thiết bị. Dung dịch được đun sôi trong ống truyền nhiệt với cường độ sôi cao và lên phòng bốc. Tại bề mặt thoáng dung dịch ở phòng bốc, dung môi tách ra bay lên và đi qua bộ phận tách giọt rồi sang thiết bị ngưng tụ baromet, còn dung dịch trở nên đậm đặc hơn trở về ống tuần hoàn ngoài trộn lẫn với dung dịch đầu tiếp tục được bơm đưa vào phòng đốt. Khi dung dịch đạt nồng độ yêu cầu thì ta luôn lấy một phần dung dịch ra ở đáy phòng bốc ra làm sản phẩm. Tốc độ dung dịch trong ống truyền nhiệt khoảng từ 1.5-3.5m/s do đó hệ số cấp nhiệt lớn hơn tuần hoàn tự nhiên từ 3-4 lần và có thể làm việc trong điều kiện nhiệt độ hữu ích nhỏ từ 3-5 độ vì cường độ tuần hoàn chỉ phụ thuộc vào năng suất của bơm.  Ưu điểm Năng suất cao cô đặc được dung dịch có độ nhớt lớn mà tuần hoàn tự nhiên khó thực hiện.  Nhược điểm Tốn nhiều năng lượng cung cấp cho bơm. 3.2.4.3. Thiết bị cô đặc có phòng đốt ngoài a. Thiết bị cô đặc có phòng đốt ngoài kiểu đứng  Cấu tạo Thiết bị cô đặc có buồng đốt ngoài kiểu đứng gồm phòng đốt 1 và phòng bốc 2, phòng đốt là thiết bị trao đổi nhiệt ống chum, nhưng các ống truyền nhiệt có thể dài tới 7m, còn trong phòng bốc có bộ

[10]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

phận tách giọt 4 và nối giữa hai phòng đốt và phòng đốt có ống dẫn 3 và ống tuần hoàn 5.  Nguyên tắc làm việc Dung dịch được đưa vào phòng đốt 1 liên tục và đi trong các ống truyền nhiệt, còn hơi đốt được đi vào trong phòng đốt và đi ở khoảng giữa ống truyền nhiệt với vỏ thiết bị để đun sôi dung dịch. Dung dịch tạo thành hỗn hợp hơi lỏng đi qua ống 3 vào phòng bốc hơi 2, ở đây hơi thứ tách ra đi lên phía trên, còn dung dịch đi theo ống tuần hoàn 5 trộn lẫn với dung dịch mới đi vào phòng đốt. Khi nồng độ dung dịch đạt yêu cầu được trích một phần ra ở đáy phòng bốc làm sản phẩm, đồng thời liên tục bổ sung dung dịch mới vào thiết bị. Do chiều dài ống truyền nhiệt lớn nên cường độ tuần hoàn lớn và cường độ bốc hơi lớn.  Ưu điểm Năng suất cao.  Nhược điểm Cồng kềnh, tốn nhiều vật liệu chế tạo. b. Thiết bị cô đặc có phòng đốt ngoài nằm ngang  Cấu tạo Thiết bị cô đặc có buồng đốt ngoài nằm ngang gồm phòng đốt 1 là thiết bị truyền nhiệt ống chữ U và phòng bốc 2, trong phòng bốc có bộ phận tách giọt.  Nguyên lý làm việc Dung dịch được đưa vào thiết bị và đi vào ống truyền nhiệt chữ U từ trái sang phải ở nhánh dưới lên nhánh trên rồi lại chảy về phòng bốc ở trạng thái sôi, dung môi tách ra khỏi dun dịch bay lên qua bộ [11]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

phận tách giọt và ra ngoài, tháo phần dung dịch tăng dần tới nồng độ yêu cầu, sau đó tháo phần dung dịch ra làm sản phẩm và tiếp tục cho dung dịch mới vào thực hiện một mẻ mới. 

Ưu điểm Phòng bốc có thể tách ra khỏi phòng đốt dễ dàng để làm sạch và sửa chữa.



Nhược điểm Cồng kềnh, cấu tạo phức tạp làm việc gián đoạn, năng suất thấp.

3.2.4.4. Thiết bị cô đặc loại màng 

Cấu tạo Thiết bị cô đặc loại màng có cấu tạo tương tự thiết bị cô đặc cưỡng bức, nhưng với các ống trao đổi nhiệt cao từ 6-9m.



Nguyên tắc làm việc Dung dịch được đưa từ đáy phòng đốt vào trong các ống trao đổi nhiệt với mức chất lỏng chiếm khoảng từ 1/4 - 1/5 chiều cao của ống truyền nhiệt. Hơi đốt đi vào phòng đốt ở khoảng giữa các ống truyền nhiệt với vỏ thiết bị, dung dịch được đun sôi với cường độ lớn và hơi thứ tách ra ngay trên bề mặt thoáng của dung dịch ở trong ống truyền nhiệt và hơi chiếm hầu hết tiết diện của ống và chuyển động từ dưới lên với vận tốc rất lớn khoảng 20m/s kéo theo màng chất lỏng ở bề mặt ống cùng đi lên và màng chất lỏng đi từ dưới lên tiếp tục bay hơi làm nồng độ dung dịch tăng lên dần đến miệng ống là đạt nồng độ cần thiết, hơi thứ đi lên đỉnh tháp qua bộ phận tách giọt sang thiết bị ngưng tụ baromet, còn dung dịch chảy xuống ống tuần hoàn ngoài và một phần được lấy ra làm sản phẩm, một phần về trộn lẫn với dung dịch đầu tiếp tục đi vào phòng đốt. [12]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

Hoặc có thể tháo hoàn toàn dung dịch đậm đặc làm sản phẩm khi chênh lệch giữa nồng độ đầu và cuối yêu cầu không lớn. Thiết bị này có hệ số truyền nhiệt lớn khi mức chất lỏng thích hợp, nếu mức chất lỏng quá cao thì hệ số truyền nhiệt giảm vì tốc độ chất lỏng giảm, ngược lại nếu mức chất lỏng quá thấp thì phía trên sẽ khô, khi đó quá trình cấp nhiệt ở phía trong ống nghĩa là quá trình cấp nhiệt từ thành ống tới hơi chứ không phải lỏng do đó hiệu quả truyền nhiệt giảm đi nhanh chóng.  Ưu điểm Áp suất thủy tĩnh nhỏ do đó tổn thất thủy tĩnh ít.  Nhược điểm Khó làm sạch vì ống dài, khó điều chỉnh khi áp suất hơi đốt và mực chất lỏng thay đổi, không cô đặc được dung dịch có độ nhớt lớn và dung dịch kết tinh.

3.3.

Các loại thiết bị để thực hiện quy trình công nghệ.

3.3.1. Thiết bị chính. Trong công nghiệp hóa chất thường dung các thiết bị cô đặc đun nóng bằng hơi. Loại này gồm các phần chính sau: 1. Ống nhập liệu, ống tháo liệu. 2. Ống tuần hoàn, ống truyền nhiệt. 3. Buồng đốt, buồng bốc, đáy, nắp. 4. Các ống dẫn: hơi đốt, hơi thứ, nước ngưng, khí không ngưng. 3.3.2. Thiết bị phụ.

[13]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

1. Bể chứa nguyên liệu. 2. Bể chứa sản phẩm. 3. Bồn cao vị. 4. Lưu lượng kế. 5. Thiết bị gia nhiệt. 6. Thiết bị ngưng tụ baromet. 7. Bơm nguyên liệu vào bồn cao vị. 8. Bơm tháo liệu. 9. Bơm nước vào thiết bị ngưng tụ. 10.Bơm chân không. 11.Các van. 12.Thiết bị đo nhiệt độ, áp suất… 3.3.3. Các loại vật liệu dùng để chế tạo thiết bị có thể dùng để chế tạo thiết bị. Vật liệu dùng để chế tạo thiết bị sử dụng vật liệu làm bằng thép không gỉ. Vật liệu này có thể chịu nhiệt và không bị ăn mòn bởi Nacl và giá thành cũng rẻ hơn nhiều so với các loại vật liệu khác. 3.4.

Yêu cầu thiết bị và vấn đề năng lượng - Sản phẩm có thời gian lưu nhỏ: giảm tổn thất, tránh phân hủy sản phẩm. - Cường độ truyền nhiệt cao trong giới hạn chênh lệch nhiệt độ. - Đơn giản, dễ sữa chữa, tháo lắp, dễ làm sạch bề mặt truyền nhiệt.

[14]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

- Phân bố hơi đều. - Xả liên tục và ổn định nước ngưng tụ và khí không ngưng. - Thu hồi bọt do hơi thứ mang theo. - Tổn thất năng lượng (do thất thoát nhiệt là nhỏ nhất). - Thao tác, khống chế giản đơn, tự động hóa dễ dàng 3.5.

Lựa chọn thiết bị cô đặc

Mục đích cô đặc dung dịch NaCl từ 5% đến 20%, với đặc điểm nguyên liệu NaCl là muối trung tính, tính chất hóa học, vật lý ít bị biến đổi khi cô đặc ở nhiệt độ cao, độ nhớt dung dịch không cao có thể tuần hoàn tự nhiên qua bề mặt truyền nhiệt. Vì vậy lựa chọn thiết bị cô đặc có buồng đốt trong, ống tuần hoàn trung tâm, tuần hoàn tự nhiên, làm việc xuôi chiều. Ưu điểm của thiết bị cô đặc buồng đốt trong có ống tuần hoàn trung tâm là cấu tạo đơn giản, dễ vệ sinh và sửa chữa, chiếm ít diện tích, có thể cô đặc dung dịch có nhiều váng cặn.

[15]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

Do dung dịch có nồng độ và độ nhớt dung dịch tương đối thấp, nếu sử dụng hệ thống cô đặc gián đoạn không cần thiết trong trường hợp này vì cô đặc gián đoạn dùng khi cần tăng nồng độ cao đến mức keo, sệt, paste. 1- thùng chứa dung dịch; 2- buồng đốt; 3- thiết bị cô đặc;

4-Thiết bị ngưng tụ kiểu ống đứng; 5- thùng chứa nước; 6- thùng chứa hơi thứ ngưng; 7- bơm dung dịch; 8- bơm nước; 9- Bồn caovị; 10- thùng chứa nước ngưng tụ; 11- ratomet (lưu lượng kế); 12- thùng chứa sản phẩm; 13- thùng tháo nước ngưng; 3.6. Lựa chọn thiết bị ngưng tụ baromet Thiết bị ngưng tụ có cấu tạo rất đa dạng, tuy nhiên trong trường hợp này chọn thiết bị ngưng tụ là thiết bị ngưng tụ baromet kiểu khô. Đây là thiết bị ngưng tụ kiểu trực tiếp, nó thông dụng trong ngành hóa chất và thực phẩm, Chất làm lạnh là nước. Quá trình tiến hành bằng cách cho hơi nước tiếp xúc [16]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

trực tiếp với nhau. Hơi cấp ẩn nhiệt ngưng tụ cho nước và ngưng tụ lại, nước lấy nhiệt của hơi và nóng lên, cuối cùng tạo thành một hỗn hợp chất lỏng đã được ngưng tụ. Nước làm lạnh được cho đi từ trên xuống, hơi đi từ dưới lên để làm nguội và ngưng tụ chảy dọc xuống tự do còn khí không ngưng được hút ra theo một đường khác.  Ưu điểm của thiết bị kiểu khô. Nước làm mát tiếp xúc trực tiếp với hơi nên hiệu quả ngưng tụ cao -

Cấu tạo đơn giản và dễ lắp đặt

-

Chống ăn mòn, năng suất cao

-

Nước ngưng tự chảy ra được không cần bơm nên ít tốn năng

lượng. Nhược điểm của thiết bị kiểu khô: thiết bị cồng kềnh.

3.7.

Lựa chọn địa điểm đặt nhà máy Do nguồn nguyên liệu là dung dịch muối loãng 5%, trong khi đó

nồng độ muối của nước biển khoảng 3,5 – 4%, do vậy để thuận tiện cho việc sử dụng nguồn nguyên liệu thì nhà máy nên đặt ở gần biển Do ở gần biển nên nhiệt độ trung bình khoảng 250C, độ ẩm khoảng 77% III.

TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ Các thông số và số liệu ban đầu: Dung dịch cô đặc: NaCl Nồng độ đầu (xđ): 5% , tđ = 250C Nồng độ cuối (xc): 20% Áp suất hơi đốt, hơi nước bão hòa (tự chọn): 3 at (132,90C) (st 1, 314) Áp suất hơi thứ : 1 at (99,10C) Năng suất sản phẩm: 1500 kg/h [17]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

Áp suất buồng bốc: 1 at (99,10) - Tổn thất áp suất ∆”’ trên đường ống dẫn hơi thứ tương ứng với tổn thất '

nhiệt độ ∆”’ -

Chọn

∆”’ = 1 0C ∆”’ = tht - tnt

(VI.14, STQTTB T2, 60)

Với tht: nhiệt độ hơi bão hòa ứng với áp suất Pht ( áp suất hơi thứ ) của, hơi thứ 0C tnt : nhiệt độ hơi bão hòa ứng với áp suất Pnt trong thiết bị ngưng 0

tụ, C tnt = t ht - ∆”’ = 99,1 – 1 = 98,1 0C p nt = 0,96 at 1. Cân bằng phương trình vật chất 1.1. Phương trình cân bằng vật chất của quá trình bốc hơi – cô đặc. Gđ = Gc + W Gđ.xđ = Gc.xc với: Gđ, Gc – lưu lượng ban đầu (vào) và cuối cùng (ra) của dung dịch, kg/s. xđ, xc - nồng độ chất tan trong dung dịch đầu và cuối, phần khối lượng. W – lương hơi thứ, kg/s. - Lưu lượng dung dịch cuối thu được:

Gc =

Gđ. Xđ 0,05 = 1500 = 375 kg Xc 0.2

- Lượng hơi thứ bốc ra: [18]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

W = Gđ − Gc = 1500 − 375 = 1125 kg/h 1.2. Tổn thất nhiệt độ trong hệ. - Tổn thất nhiệt độ trong hệ thống cô đặc: tổn thất do nồng độ, tổn thất do áp suất thủy tĩnh và tổn thất do trở lực đường ống. 1.2.1. Tổn thất do nồng độ. - Hiệu số nhiệt độ giữa nhiệt độ sôi của dung dịch và nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất ở áp suất bất kì gọi là tổn thất nồng độ ∆’ được xác định theo công thức gần đúng của Tisenco ∆’ = ∆’0 . f -

(VI .10, STQTTB T2, 59)

Trong đó: ∆’0 : Tổn thất nhiệt độ do nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi ở áp suất thường. f : là hệ số hiệu chỉnh

với

f = 16,2

T2

(VI.11, STQTTB T2, 59)

r

0

Với T: nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất ở áp suất đã cho, K r: ẩn nhiệt hóa hơi của dung môi nguyên chất ở áp suất làm việc, J/Kg - Theo bảng tra tổn thất nhiệt độ ∆’0 theo nồng độ a ( % về khối lượng) ở áp suất thường ( STQTTT T2, TS. Trần xoa, TS. Nguyễn Trong Khuôn) - Tại nhiệt độ tnt = 98,1 0C suy ra :

f = 0.98 ( theo bảng điều chỉnh

hệ số f theo nhiệt độ ) Nồng độ

5%

20%

∆’0

0,9

4,85

∆’

0.73

3,9

[19]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

Tsdd

99,83

102,7

1.2.2. Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh. - Nhiệt độ sôi của dung dịch cô đặc tăng cao vì hiệu ứng thủy tĩnh ∆’’( tổn thất nhiệt độ do ápsuất thủy tĩnh tăng cao). ∆’’ = tsdd(ptb) - tsdd(p1) = tsdm( ptb) – tsdm(p1) Ta có:

ptb = p1 + 0,5 𝝆gHop

Với :

∆p = 0,5𝝆hhgHop 𝝆hh = ½ f*d2

Với: 𝝆dd là khối lượng riêng của dung dịch được tính theo nồng độ cuối Hop = 0,26 + 0,0014( 𝝆dd – 𝝆dm) h0 H0 : chiều cao của ống truyền nhiệt 𝝆dm: khối lượng riên của dung môi ở tsdm - Chọn : h0 = 1,5 m ( là chiều cao của ống truyền nhiệt, m) h1 = 30 % h2 = 0,3 * 1,5 = 0,45 m ( là chiều cao của lớp dung dịch sôi kể từ miệng trên của ống truyền nhiệt đến mặt thoáng của dung dịch, m) - Tại NaCl 20% :  𝝆dd = 1150 (kg/ m3)  𝝆hh = ½ 1150 = 575 ( kg/ m3)  𝝆dm = 999 ( kg/ m3) - Vậy : Hop = 0,026 + 0,0014(1150 – 999) *1,5 = 0,705 (m)

∆p =

0,5 ∗ 1150 ∗ 9,81 ∗ 0,705 9,81 ∗ 10^4

[20]

= 0,04 at

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

Ptb = 1 + 0,04 = 1,04 at 

Tsdm ở 1,04 at = 93 0C

 Độ tăng nhiệt độ sôi do cột thủy tĩnh ∆’’ = 93 – 91,9 = 1,1 0C - Nhiệt độ sôi của NaCl 20% ở áp suất p1 + ∆p T sdd (p + ∆p) = 102,7 + 2,1 = 104,8 0C 1.2.3.

Tổn thất trở lực do đường ống: ∆’’’ = 1 0C

1.2.4. Tổn thất nhiệt cho cả hệ thống: ∑∆ = ∆’ + ∆’’ + ∆’’’ = 3,9 + 1,1 + 1 = 6 0C 1.3.

Chênh lệch nhiệt độ hữu ích của nồi và cả hệ thống ∆t = thd – t nt = 132,9 – 98,1 = 34,8 0C

- Tổng chênh lệch hữu ích của cả hệ thống ∆hi = ∆t - ∑∆ = 34,8 – 7 = 27, 8 0C - Sản phẩm lấy ra ở đáy của thiết bị, nhiệt độ cuối của dung dịch trong nồi tc = tnt + ∆’ + 2∆’’ + ∆’’’ = 98,1 + 3,9 + 2*1,1 + 1 = 107 ,2 0C

1.4 . Cân bằn nhiệt lượng. 1.4.1. Nhiệt dung riêng. Nhiệt dung riêng của dung dịch có nồng độ nhỏ hơn 20% tính theo công thức sau: C = 4186.(1 - x), (J/kg.độ); ( I.43, STQTTB T1, 152) Với : x – nồng độ chất hòa tan, phần khối lượng (%) : [21]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

Nhiệt dung riêng đầu: Cđ = 4186.(1 - 0,1) = 3767,4 (J/kg.độ) Nhiệt dung riêng của dung dịch có nồng độ lớn hơn 20% tính theo công thức Với Cht nhiệt dung riêng của chất hòa tan khan (không chứa nước) (J/kg.độ). - Áp dụng công thức (I.41, STQTTB T1, 152) MNaCl .Cht = const MNaCl : khối lượng mol của muối NaCl Cht : nhiệt dung riêng của hợp chất hóa học, (J/kg.độ) ci : nhiệt dung nguyên tử của các nguyên tố tương ứng, (J/kg nguyên tử.độ) (bảng I.141, ST 1,152) - với : CNa =28320 (J/kg nguyên tử.độ); CCl = 33949 (J/kg nguyên tử.độ) - với NaCl : Cht =

nNa ∗CNa +nCl ∗CCl MNaCl

 Cht = 1064,4 (j/kg*độ) vậy : Cc = Cht . xc + 4186 . ( 1- xc) = 1064,4.0,4 + 4186.(1 – 0,4) = 3561,6 (J/kg.độ) 1.4.2 Phương trình cân bằng nhiệt lượng: - Cân bằng nhiệt lượng:

∑ nhiệt vào = ∑ nhiệt ra

+ nhiệt lượng vào gồm có: Do dung dịch đầu: Gđ Cđ tđ ( W ) Do hơi đốt: D(1-)i’’D ( W ) Độ ẩm của hơi: Dc + nhiệt lượng ra gồm có: Hơi thứ mang ra : Wi’’W ( W ) Nước ngưng tụ: Dc Sản phẩm mang ra: (Gđ –W)Cc tc( W ) [22]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

Nhiệt cô đặc: Qcđ Nhiệt tổn thất: QttQD D (1 )(i ''Dc) tỉ lệ tổn thất nhiệt: ε = 0,05 Bỏ qua nhiệt cô đặc Qcđ ( vì có giá trị tính toán nhỏ ) Độ ẩm của hơi  = 0,05 - Phương trình cân bằng nhiệt: Dc + D( 1- )i”D + GđCđtđ = ( Gcc – W)Cctc + W*i”W + Dc + Qtt

𝐷 =

𝐺đ(𝐶𝑐𝑡𝑐−𝐶đ𝑡đ)+ 𝑊(𝑖"𝑤−𝐶𝑐𝑡𝑐) (1− )∗( 1− )∗(𝑖"𝐷−𝑐)

- Nhiệt hóa hơi của nước rhh chính là i”D - c = 2171.103 j/kg ( ở phd = 3 at) - Ta có : tc = 107, 2 0C, chọn tđ = 25 0C Vậy D = 1401,5 (kg)  Lượng hơi đốt tiêu tốn riêng : 𝑚=

𝐷 1401,5 đố𝑡 = = 1,25 ( 𝑘𝑔 ℎơ𝑖 ℎơ𝑖 𝑡ℎứ) 𝑊 1125 𝑘𝑔

1.5. Hệ số cấp nhiệt. - quá trình truyền nhiệt gồm 3 giai đoạn:  Giai đoạn 1: nhiệt truyền từ hơi đốt đến bề mặt ngoài của ống truyền nhiệt với hệ số cấp nhiệt α1 và nhiệt tải riêng q1.  Giai đoạn 2: dẫn nhiệt qua thành ống.  Giai đoạn 3: nhiệt truyền từ bề mặt ống đến dung dịch với hệ số cấp nhiệt α2 và nhiệt tải riêng q2. 1.5.1. Hệ số cấp nhiệt α1, phía hơi ngưng tụ. [23]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

- Hệ số cấp nhiệt α1, với ống truyền nhiệt đặt thẳng đứng thì hệ số α1 đối với hơi bão hòa ngưng tụ được tính theo công thức (V.101, STQTTB T2, 28). 1 = 2,04.A.

4

r H .t1

, w/ m2.độ

- Với: r: ẩn nhiệt hóa hơi (J/kg) H: chiều cao ống truyền nhiệt (H = 2m)   2 .3   A     

A: trị số phụ thuộc tm tm (oC) A

0 , 25

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

104

120

139

155

169

179

188

194

197

199

199

- Chọn ∆t1 = 3 0C: tT1 = thd - ∆t = 132,9 – 3 = 129 0C

𝑡𝑚 =

𝑡ℎ𝑑 + ∆𝑡 2

=

132,9+129,9 2

= 131,4 0C

A = 191,42 ( STQTTB T2,29) Thd = 132,9 0C tương ứng với r nước = 2171.103 (j/kg) - Vậy : 1 =9001,3 (w/m2.độ) q1 = 1 . ∆t1 = 9001,3 * 3 = 27003,9( w/m2) 1.5.2. Hệ số cấp nhiệt α2 từ bề mặt đốt đến chất lỏng sôi. - Xem quá trình truyền nhiệt là ổn định. [24]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

∆t2 = tT2 – tc mà tT2 = tT1 – q1∑r Với ∑r = r1 +r2+r3 - chọn hơi đốt ( hơi nước bão hòa ) là nước sạch, theo (V.I, STQTTB T2, 4) → r1 = 0,464.10

-3

2

nhiệt trở của cặn mặt ngoài (m .độ/W).

Dung dịch cần cô đặc là NaCl theo (V.I, STQTTB T2, 4) -3

2

→ r2 = 0,913.10 nhiệt trở của cặn mặt trong (m .độ/W). - chọn bề dày của ống truyền nhiệt δ = 0,002 ( m ), vật liệu chế tạo thiết bị cô đặc là thép crôm – niken – titan. Mã hiệu ( 1X18H9T ) và hệ số dẫn nhiệt tại 0

tT1 = 129,7 C, λ = 17,54 (W/m.độ) (I.125, STQTTB T1, 127) R3 = δ / λ = 0,002 / 17,54 = 1,14.10-4 (m2độ / w) ∑r = r1 + r2 + r3 = 0,464.10-3 + 0,913.10-3 + 1,14.10-4 = 1,49.10-3 (m2.độ/w)  tT2 = tT1 – q1. ∑r = 129,9 – 1,49.10-3 * 27003,9 = 89,64 0C  ∆t2 = tT2 - tc = 86,64 – 105,2 = -18,8 0C - Tương tự cho phép tính rên ta có bảng sau ∆t1

tT1

Tm

A

1

q1

∑r

tT2

∆tT2

(0C)

(0C)

(0C)

(0C)

(w/m2.độ)

(w/m2)

(w/m2)

(0C)

(0C)

3

129,9

131,4

191,42

9001,3

27003,9 1,49.10-3

89,64

-18,8

2

130,9

131,9

191,57

11395,8

22791,6 1,49.10-3

96,9

-8,3

1,5

131,4 132,15 191,645 12252,55

18378,8 1,49.10-3

104

-1,2

1,4

131,5

191,66

12464,65

17450,5 1,49.10-3

105,5

0,3

1,3

131,6 132,25 191,675

12700,2

16510,3 1,49.10-3 106,98

1,7

132,2

Khi dung dịch (dung môi là nước) sôi và tuần hoàn mãnh liệt trong ống thì hệ số cấp nhiệt khi chất lỏng sôi được tính theo công thức (VI.27, STQTTB T2, 71):

[25]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl  dd  Ta có   dd   n .   n 

0,565

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

   2  C    . dd  . dd . n    n   Cn   dd 

0, 435

- Theo công thức V.91, STQTTB, T2/26 n = 0,145 t22,33.p0,5 (W/m2.độ) - Trong đó: λdd, dd, dd, Cdd lần lượt là hệ số truyền nhiệt, khối lượng riêng, độ nhớt của dung dịch λn, n, n, Cn lần lượt là hệ số truyền nhiệt, khối lượng riêng, độ nhớt của nước 0

- chọn nhiệt độ tính toán α2 theo nhiệt dộ cuối tc= 105,2 C ta có : λn= 2,08.10-2.1,163 = 0,024 (W/m.độ). (I.129, STQTTB T1, 133). ρn = 954,55 (kg/m3) ( I.5, STQTTB T1, 11) -3

Cn= 0,5 * 4,1868.10 = 2,09.10-3 ( J/kg.độ ). (I.149, STQTTB T1, 168) λdd NaCl = 0,656 (W/m.độ ) (I.130, STQTTB T1, 134) 3

3

ρdd = 0,658.10 ( kg/m ) (I.32, STQTTB T1, 38) Cdd = Cc = 2245 (J/kg.độ) - độ nhớt của dung dịch NaCl được tính theo công thức Paplov (I.17, STQTTB T1, 85) 𝑡1−𝑡2 1− 2

= 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡

- Trong đó: tμ1, tμ2: nhiệt độ mà tại đó chất lỏng có độ nhớt tương ứng là μ1 và μ2. θμ1, θμ2: nhiệt độ của chất lỏng chuẩn có cùng giá trị độ nhớt [26]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

là μ1 và μ2. - Tra bảng (I.107, STQTTB T1, 100), ta có dung dịch NaCl 5% có độ nhớt tương ứng với các nhiệt độ; tμ1 = 100C → μdd1 = 1,99.10-3 (Ns/m2) tμ2 = 200C → μdd2 = 1,56.10-3 (Ns/m2) -

chọn nước làm chất lỏng chuẩn, dựa theo bảng I.102, STQTTB T1, 94: 0

μnước = 1,99.10-3 (Ns/m2)

→

θμ1 = -3 C

μnước = 1,56.10-3 (Ns/m2)

→

θμ2 = 4 C

0

𝑡1 − 𝑡2 = 1, 43 1 − 2 0

Dung dịch NaCl 20% có tc= 105,2 C →  1 = 59,58 0C → -

μNaCl = 0,43.10-3 ( Ns/m2)

nước = 0,47.10-3 (N.s/m ). 2

0

vậy: μnước tại nhiệt độ 59,58 C sẽ bằng độ nhớt của dung dịch CaCl2 tại 0

nhiệt độ 105,2 C: 2

μNaCl = 0,47.10-3 (N.s/m ). - Thay số ta có:  2 = dd = 3688,74 ( w/m2.độ)  q2 = dd * ∆t2 = 0,3 * 3688,74 = 1106,6 ( w/m2.độ)

- hệ số truyền nhiệt được tính theo công thức

𝐾=

1 1  + + ∑𝑟 1 2

= 542,79 ( w/m2.độ) [27]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

1.6. Nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp. - Ta có công thức QD = GD(Cctc – Cđtđ) + W (h1 – Cctc) + Qtt

-

với: Qtt = 0,05QD h1 = 2673.103 (j/ kg) GD = 1500

( kg/h )

Cc = 2245

(j/kg.độ)

tc = 105,2

0

tđ = 25

0

C

C

Cđ = 3976,7 (j/kg.độ) W = 1125

kg

Qtt = 0 

QD = 261,1.103 (j / s)

1.7. Bề mặt truyền nhiệt. - bề mặt truyền nhiệt được tính theo công thức: (4.25, QTTBCNHH tập 10) F= QD / ( K . ∆thi ) = 2611.103 / (28,8 * 527,79) = 33,1( m3)

2. Thiết kế chính. 2.1. Buồng đốt của nồi cô đặc. 2.1.1. Tính số ống truyền nhiệt. - số ống truyền nhiệt được tính theo công thức: [28]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

n=

𝐹 𝑓

=

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

𝐹 (dnH)

Trong đó: F - diện tích bề mặt truyền nhiệt, đã được tính từ phần công nghệ, m2 dn - đường kính ngoài của ống truyền nhiệt, m. H - chiều cao của một ống truyền nhiệt, m. - chọn ống truyền nhiệt có kích thước: 40 x 2 (mm) và chiều cao: 150( cm) dn = 40 + 2*2 = 44 mm = 44.10-3 m  Số ống truyền nhiệt là: n = 33,15 / ( 3,14 * 1,5 *44.10-3 ) = 160,7 ( ống) - chọn theo tiêu chuẩn (V.11, STQTTB T2, 48) nt= 169 (ống), chọn cách sắp xếp ống theo hình sáu cạnh.  Số ống xuyên tâm là: 15  Số hình 6 cạnh là : 7 - Bề mặt truyền nhiệt thực là: Ft =nt * H *  *dn = 169 * 1,5 * 3,14 * 44.10-3 = 35 (m3) - Tổng diện tích cắt ngang của ống gia nhiệt F = ( n*  *dn2 ) / 4 =( 169 * 3,14 *( 44.10-3)2 ) / 4 = 0,256( m2) - Diện tích thiết diện của ống tuần hoàn lấy khoảng 20% thiết diện của tất 2

cả các ống truyền nhiệt → Fđl = 0,2.F = 0,2. 0,256 = 0,0512 (m ) ddl = √4𝐹𝑑𝑙 /  = √4 ∗ 0,0512 / 3,14 = 235 (mm) - chọn đường kính ống tuần hoàn theo tiêu chuẩn (QTTB T5, 155) → dđl = 350 (mm) -

Giá trị bước ống t = β.dn = ( 1.3 – 1.5 ). dn , chọn β = 1, 4

→ t = 1,4.44.10-3 = 0,0336 (m) = 61,6 (mm) - chọn giá trị t = 61 (mm)(khi thực hiện trên bản vẽ kĩ thuật) khi lắp ống tuần hoàn trung tâm vào cùng trong mạng ống truyền nhiệt, cần phải bỏ [29]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

đi một số hình lục giác. Vì khoảng cách bước ống t = 61 (mm). - Chọn giá trị: t = 61 mm →

n’ = ddl / t = 5,8 → n’ = 5

→ phải bỏ đi hai hình lục giác tính từ vị trí trung tâm. số ống truyền nhiệt cần phải lắp thêm vào chính bằng số ống trên hình lục giác đã bỏ đi, cụ thể sẽ là 19 (ống) (chi tiết được thể hiện trong bản vẽ kĩ thuật). 2.1.2. Đường kính buồng đốt. - đường kính trong của buồng đốt của thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn ở tâm. ( khi xếp ống theohình lục giác đều ) được tính theo (5.10,QTTB T5, 155) công thức: Dt = √ [

4𝑛𝑡2∗𝑠𝑖𝑛 𝑛∗

+ (𝑑 + 2𝑡)2]

- Trong đó : T = . dn : là bước ống , t = 0,061 m Ddl : đường kính ngoài của ống đối lưu n : là số ống truyền nhiệt : là hệ thống sử dụng lưới nâng dỡ dao động từ 0,7 – 0,9 Sin  = sin 600 do sắp xếp theo hình lục giác đều  Dt = 830 mm  Chọn theo đường kính buồng đốt theo tiêu chuẩn (QTTB T5, 156) → Dt = 800 (mm) 2.1.3. Tính bề dày buồng đốt. - chọn vật liệu làm thân buồng đốt là thép crôm – niken – titan. Mã hiệu ( 1X18H9T ) theo bề dày buồng đốt chọn vật liệu làm thân buồng đốt là thép crôm – niken – titan. Mã hiệu 1X18H9T ) theo (I.125/127/STQTTB T1) và phương pháp chế tạo là dạng thân hình trụ hàn:

[30]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl 𝑆=

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

𝐷𝑡 . 𝑃 + 𝐶 ,𝑚 2[] + 𝑝

(1)

Trong đó : Dt - đường kính trong của thiết bị, m φ - hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc C - hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày, m P – áp suất bên trong của thiết bị, N/m2 [σ] - ứng suất cho phép, N/m2 - hệ số bổ sung do ăn mòn được xác định theo công thức sau: (XIII.17, STQTTB T2, 363) C = C1 + C2 + C3 , m C1 - bổ sung do ăn mòn, xem vật liệu chế tạo thiết bị tương đối bền chọn C1 = 1 (mm/năm) - đại lượng bổ sung do hao mòn C2 chỉ tính đến trong các trường hợp nguyên liệu có chứa các hạt rắn chuyển động với tốc độ lớn trong thiết bị. vậy trong trường hợp đang xét là dung dịch NaCl có C2 = 0. C3: đại lượng bổ sung do dung sai của chiều dày C3 phụ thuộc vào chiều dày tấm vật liệu theo (XIII.9, STQTTB T2, 364) ta có: C3 = 0,4 (mm) đối với thép cán loại dày 4 (mm) vậy: C = 1 + 0,4 =1,4 (mm) 

[k] = 𝑛𝑘 

 Ứng suất kéo :

(XIII.1, STQTTB T2, 355)

𝑘

6

2

với: giới hạn bền khi kéo σK = 550.10 (N/m ) (XII.4, STQTTB T2, 309) hệ số an toàn theo giới han bền kéo nb = 2,6 (XIII.3, STQTTB T2, 356) hệ số điều chỉnh η = 0,9 (XIII.2, STQTTB T2, 356) →

6

[σK] = 190,4.10 (N/m2)

 Ứng suất chảy :



[c] = 𝑛𝑐  𝑐

[31]

(XIII.1, STQTTB T2, 355)

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung 6

2

với: giới hạn khi chảy σC = 220.10 (N/m ) (XII.4, STQTTB T2, 309) hệ số an toàn theo giới hạn khi chảy nC = 1,5 (XIII.3, STQTTB T2, 356) hệ số điều chỉnh η = 0,9 (XIII.2, STQTTB T2, 356) 6

2

→ [σC] = 132.10 (N/m ) 6

2

chọn giá trị bé hơn [σC] = 132.10 (N/m ) để tính bề dày thân hình trụ áp suất bên trong thiết bị: P = Pmt + P1 với: P1 - áp suất thủy tĩnh trong phần dưới của thân thiết bị P1 = ρgH 3

tại Pmt = Phđ = 3 (at) → ρ = 1,618 (Kg/m ) (I.251, STQTTB T1, 315) 4

3

2

→ P = 3.9,81.10 +1,618.9,81.1,5 = 441,46.10 (N/m ) chọn hệ số bền của thành theo phương dọc – φ = 0,9 (XIII.8, STQTTB T2, 362) S=

[𝑐] 𝑝

 =

132.106 ∗ 0,9 441,46.103

= 269,1 > 50 nên có thể bỏ p ở mẫu số của

công thức 1 - Chiều dày của thân là: S =

𝐷𝑡 .𝑝 2[𝑐].

+ 𝐶=

0,8∗ 441,46.103 2∗ 132.106 ∗ 0,9

+1,4.10-3

= 2,9.10-3 (m)  lấy S = 4 mm - Kiểm tra ứng suất của thiết bị theo áp suất thử bằng hơi nước (XIII.26, STQTTB T2, 365) =

[𝐷𝑡+(𝑆−𝐶)]𝑃0 2[𝑆−𝐶]



𝑐 1,2

(

𝑁

𝑚3

) 2

với áp suất thử tính toán P0 được xác định theo công thức: P0 = Pth + P1, (N/m ) Pth – áp suất thủy lực theo (XIII.5, STQTTB T2, 358)

Ta có: :

Phd =

3∗ 9,81.104 106

= 0,2943 (

𝑁

𝑚2

3

3

) 2

→ Pth = 1,5.P = 1,5 * 441,64.10 = 661,7 .10 (N/m ) P1 – áp suất thủy tĩnh của nước [32]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung 2

P1 = ρgH = 1,618 * 9,81 * 1,5 = 23, 8 (N/m ) 3

3

2

→ P0 = Pth + P1 = 661,7.10 + 23,8 = 661,723.10 (N/m )

=

[0,8+(4−1,4).10−3 ]661,723.103 2(4−1,4).10−3 ∗0,9

= 63,6.106 (

𝑁

= 110.106 (

𝑁

𝑚2

m2

)<

 1,2

)

chọn S = 4 mm 2.1.4. Tính đáy buồng đốt. chọn đáy trong thiết bị cô đặc một nồi có dạng hình nón, đáy nón có gờ, làm bằng thép crôm – niken – titan. Mã hiệu ( 1X18H9T ) theo (I.125, STQTTB T1, 127), góc đáy bằng 600 (XIII.21, STQTTB T2, 394). Dt (mm)

H (mm) chiều D (mm) đường Rδ (mm) H cao hình nón

kính lỗ ở tâm

(mm)

chiều cao gờ

đáy 800

693

Yếu tố hình dạng khi  = 300 và

116

𝑅𝛿 𝐷𝑡

=

90 800

90

40

= 0,15 là y = 0,98 (theo đồ

thị XIII.15, STQTTB T2, 400). Xác định chiều dày đáy theo các công thức (XIII.52 và XIII.53, STQTTB T2, 399) và lấy kết quả tính toán của công thức nào cho giá trị lớn hơn:

S=

𝐷𝑡 .𝑃.𝑦 2[].

+ 𝐶, (𝑚) [33]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl S=

𝐷′.𝑃 2𝑐𝑜𝑠([𝑐]. − 𝑝)

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

+ 𝐶 , (𝑚)

Trong đó: y : yếu tố hình dạng D’: đường kính đối với đáy có gờ, mm (theo hình XIII.16, STQTTB T2, 400) [σu] - ứng suất cho phép của vật liệu khi uốn, N/m2. Tính ứng suất [σu] = [σ] theo bảng (XII.6, STQTTB T2, 312) với [σu] phụ thuộc vào nhiệt độ 0

6

tường tT2 = 105,5 C → [σu] = [σ] = 126,5.10 (N/m2). - Các đại lượng P, φh, φ, C tính toán như với thân hình trụ chịu áp suất trong. - từ kết quả tính toán trên buồng đốt ta có: C = 1,4 (mm), φh = 0,9. - áp suất bên trong thiết bị:

P = Pmt + P1

với: P1 – áp suất thủy tĩnh trong phần dưới của thân thiết bị P1 = ρddsgH tại Pmt = P0 + ρdds.g.H’(at) với : H’ - chiều cao ống truyền nhiệt 3

3

→ P = 9,81.104 + 0,658.10 * 9,81*1,5+ 0,658.10 * 9,81 * 1,05 = 3

2

114,56.10 (N/m ) Vậy : S=

𝐷𝑡 .𝑃.𝑦 2[].

+ 𝐶=

0,8 ∗ 114,56.103 ∗ 0,98 2 ∗ 126,43.106 ∗0,9

+ 1,4.10−3 = 1,78.10−3 (𝑚)

- lấy S = 2 mm - tính D’: D’ = Dt – 2[Rδ( 1- cos) + 10S sin] = 0,8-2[0,09(1-cos30) + 10*2.10-3 sin30] = 0,56 (m) - Xét biểu thức : 0,5[Dt – 2Rδ(1-cos) + d] = 0,5[0,6 - 2*0,09(1- cos30) + 49,5.10-3] = 0,31 (m)  D’ = 0,56 > 0,31 [34]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

 tính bề dày S theo công thức, (𝑚) : S = [𝑐]

- Xét

𝑃

126,43.106

. =

114,45.103

𝐷′.𝑃 2𝑐𝑜𝑠([𝑐]. − 𝑝)

+ 𝐶

∗ 0.9 = 983,55 > 50

 nên có thể bỏ qua đại lương P trong công thức tính S trên - Vậy : S=

0,56∗114,45.106 2𝑐𝑜𝑠30∗126,43.106 ∗0,9

+ 1,4.10−3 = 1,77.10−3 (𝑚)

- chọn theo tiêu chuẩn (XIII.21, STQTTB T2, 394) S = 4 (mm) - kiểm tra ứng suất thành theo áp suất thử thủy lực bằng công thức : S= [

𝐷′ .𝑃 + 2𝑐𝑜𝑠(𝑆−𝐶)

4.10−3 ∗114,45.103

1

𝑃] .  = [

2.𝑐𝑜𝑠30∗( 4.10

−3

− 1,4.10

1

−3

)

+ 114,45.103 ] . 0.9

= 218,45.103 ( N/m2) - Xét :

𝑐 1,2

=

220.106 1,2

= 183,33.106 ≥  = 218,45.103 ( N/m2)

2.2. Buồng bốc hơi. 2.2.1. Kích thước của không gian bốc hơi. - kích thước của không gian bốc hơi phải đủ lớn để vận tốc hơi thứ trong đó không lớn hơn vận tốc lắng của các hạt lỏng bị cuốn theo. - vận tốc lắng của các hạt lỏng được tính theo công thức sau (5.14, QTTBTN T5, 157) 1 = √

4𝑔(𝜌𝑏 − 𝜌ℎ )𝑑 3∗𝜌ℎ

𝑚

,( ) 𝑠

Trong đó : ρl, ρh– là khối lượng riêng của chất lỏng và hơi thứ, Kg/m3 d= dhl - đường kính của hạt lỏng, m ξ - hệ số trở lực, phụ thuộc vào chế độ làm việc ( phụ thuộc vào Re)

Re =

ℎ ∗ 𝑑ℎ 𝑉ℎ [35]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl Khi Re < 500 thì  =

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

18,5 𝑅𝑒 0.6

Khi Re = 500 ÷ 150000 thì ξ = 0,44 với :  ωh : vận tốc của hơi thứ trong buồng hơi, vận tốc này phải chọn nhỏ hơn vận tốc lắng wl , m/s  vh : độ nhớt động học của hơi thứ, m /s 2

3

- ta có : nhiệt độ buồng bốc tại áp suất 1at là 99,10C → ρl = 959,01(Kg/m ) theo 3

(I.5,STQTTB T1, 11), ρh = 0,579 (Kg/m ) theo (I.251, STQTTB T1, 314) 0

- độ nhớt động lực học của hơi thứ tại nhiệt độ 99,1 C, μh = 123,92.10 2

(N.s/m ) (I.121, STQTTB T1, 121).

  vh = ℎ = 𝜌ℎ

123,92.10−7 0,579

𝑚

= 2,14.10−5 ( ) 𝑠

chọn ωh= 1(m/s) , dhl = 0,0002 m. Tiến hành tính với điều kiện ωh < ωl Re =  =

ℎ∗ 𝑑ℎ 𝜌ℎ

18,5 𝑅𝑒 0.6

=

1∗0,0002 2,14.10−5

=

18,5 9,34 0,6

= 9,34 < 500 = 4,84

 vận tốc lắng : 4𝑔(𝜌𝑏 − 𝜌ℎ )𝑑

1 = √

3∗𝜌ℎ

= √

4∗9,81(959,01−0,579)∗0,0002 3∗4,84∗0,579

 không thỏa điều kiện ωh < ωl , nên ta có bảng sau:

[36]

𝑚

= 0,94 , ( ) 𝑠

-7

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl h

GVHD: Thầy Lê Đức Trung l



Re

(m/s)

ωh < ωl

(m/s)

1

9,34

4,84

0,94

Loại

0,9

8,41

5,15

0,92

Nhận

- Vậy l = 0,92 (m/s) - đường kính của buồng bốc được tính theo công thức sau : Dbb = √

4𝑊

ℎ ∗ 𝜌ℎ ∗ 

4∗0,31

= √0,9∗0,579∗3,14 = 0,856 (𝑚) = 856 (𝑚𝑚)

 Chọn theo đường kính buồng bốc theo tiêu chuẩn (QTTB T5, 157) → Dt = 900 (mm) 2.2.2. Thể tích không gian hơi. đường kính buồng bốc bằng đường kính buồng đốt : Dbb = 0,8 (m) thể tích không gian hơi được tính theo công thức (VI.32, STQTTB T2, 71) Vkgh =

𝑊

𝜌ℎ ∗𝑈𝑡𝑡

Trong đó :  W - lượng hơi thứ bốc lên trong thiết bị, Kg/h.  Utt - cường độ, bốc hơi thể tích cho phép của khoảng không gian hơi (thể tích hơi nước bốc hơi trên một đơn vị thể tích của không gian 3

3

hơi trong một đơn vị thời gian), m /m .h  ρh – khối lượng riêng của hơi thứ, Kg/m . 3

- ảnh hưởng của nồng độ dung dịch Utt chưa được xác lập, do đó khi tính toán một cách gần đúng đối với các dung dịch đậm đặc ta có thể sử dụng 3

3

Utt = 1600 ÷ 1700 m /m .h. [37]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

- chọn Utt = 1600 (m3/m3.h), với áp suất trong buồng bốc 1at. - Hơi thứ là hơi dung môi nguyên chất (hơi nước) → khối lượng riêng hơi 3

thứ ρh = 0,579 (Kg/m ) ở áp suất 1 at theo (I.251, STQTTB T1, 315). Vkgh =

𝑊

𝜌ℎ ∗𝑈𝑡𝑡

1125

=

0,579∗1600

= 1,2 ( 𝑚3 )

 Chiều cao của không gian hơi được tính theo công thức (VI.34, STQTTB T2, 72) Hkgh =

4∗ 𝑉𝑘𝑔ℎ  ∗𝐷

2 𝑏𝑏

=

4∗1,2 3,14∗0,82

= 2,3 (𝑚)

 Thường chiều cao buồng bốc không thấp hơn 1,5 m, còn khi bốc hơi các dung dịch tạo bọt mạnh thì chọn 2,3 ÷ 3 𝑚  Hkgh = 2 m 2.2.3. Bề dày thân buồng bốc. chọn vật liệu làm thân buồng bốc là thép crôm – niken – titan. Mã hiệu ( 1X18H10T ) theo (I.125/127/STQTTB T1) và phương pháp chế tạo là dạng thân hình trụ hàn : bề dày buồng bốc hình trụ được tính theo công thức như đối với công thức tính toán đối với buồng đốt: (XIII.8, STQTTB T2, 360)

S=

𝐷𝑏𝑏∗𝑃 2∗[]+𝑃

+ 𝐶 (m)

Trong đó : Dt - đường kính trong của thiết bị, m φ - hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc C - hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày, m 2

P - áp suất bên trong của thiết bị, N/m 2

[σ] - ứng suất cho phép, N/m

Các giá trị C, φ, [σ], giống như tính toán đối với buồng đốt, áp suất bên trong [38]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

thiết bị: P = Pmt + P1 với: P1 - áp suất thủy tĩnh trong phần dưới của thân thiết bị: P1 = ρgH xem trong buồng bốc chỉ có hơi thứ → P1 = 0 4

2

Pmt = Pht = 1 (at) → P = 9,81.10 (N/m ) [𝑐]

Vì : 

𝑃

132.106 ∗0,9 9,81.104

= 1211 > 50

𝑛ê𝑛 𝑐ó 𝑡ℎể 𝑏ỏ 𝑃 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 𝑐ô𝑛𝑔 𝑡ℎứ𝑐 𝑡𝑖𝑛ℎ 𝑆 𝑡𝑟ê𝑛 S=

-

. =

𝐷𝑏𝑏∗𝑃 2∗[]

+ 𝐶=

0,8∗9,81.104 2∗132.106 ∗0,9

+ 1,4.10−3 = 2,9.10−3 (m)

Theo tiêu chuẩn chọn S = 4 mm

- kiểm tra ứng suất của thiết bị theo áp suất thử bằng hơi H2O: (XIII.26, STQTTB T2, 365) =

[𝐷𝑡+(𝑆−𝐶)]∗𝑃0 2( 𝑆−𝐶 )

<

𝑐 1,2

với áp suất thử tính toán P0 được xác định theo công thức P0 = Pth + P1, 2

(N/m ) Pth - áp suất thủy lực theo (XIII.5, STQTTB T2, 358) - ta có : Pht = 9,81.104 (N/m2) 4

3

2

→ Pth = 1,5.Pht = 1,5.9,81.10 = 147,15.10 (N/m ) - xem trong buồng bốc chỉ có hơi thứ → P1 = 0 3

2

→ P0 = Pth + P1 = 147,15.10 (N/m )

[39]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

- vậy:

=

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

[𝐷𝑡+(𝑆−𝐶)]∗𝑃0

=

2( 𝑆−𝐶 ) [0,8+(4.10−3 − 1,4.10−3 )]∗147,15.103 2( 4.10−3 – 1,4.10−3 )∗0,9

= 25,2.106 (N/m2)  Chọn theo tiêu chuẩn S = 4 mm 2.2.4. Bề dày nắp buồng bốc. chọn vật liệu làm nắp buồng bốc là thép crôm – niken – titan. Mã hiệu ( 1X18H9T ) theo (I.125/127/STQTTB T1) và nắp có dạng hình elip có gờ: bề dày nắp elip được tính theo công thức (XIII.47, STQTTB T2, 385)

S=

𝐷𝑏𝑏 .𝑝 3,8.[𝑘 ].𝑘.−𝑝

∗

𝐷𝑏𝑏 2ℎ𝑏

+ C

Trong đó : hb - chiều cao phần lồi của nắp,

(m)

m.

C - hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày, m k - hệ số không thứ nguyên. φh- hệ số bền của mối hàn hướng tâm (nếu có). 2

[σk] - ứng suất cho phép, N/m

2

P - áp suất bên trong của thiết bị, N/m

- dựa theo bảng (XIII.10, STQTTB T2, 382) ta có: Dbb (mm)

Hb (mm)

H (mm), chiều cao gờ khi S = 4 (mm)

900

225

[40]

25

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung -3

- giá trị C giống như tính toán đối với buồng đốt, C = 1,4.10 (m) - áp suất bên trong thiết bị: P = Pmt + P1 -

với: P1 - áp suất thủy tĩnh trong phần dưới của thân thiết bị : P1 = ρgH

- xem trong buồng bốc chỉ có hơi thứ → P1 = 0 4

2

Pmt = Pht = 1 (at) → P = 9,81.10 (N/m ) - hệ số không thứ nguyên k được tính như sau: K= 1-

𝑑 𝐷𝑏𝑏

(d - đường kính lớn nhất của lỗ không phải là hình tròn

chọn d = 0,1 (m)  K = 1 –

0,1 0,8

= 0,875

Tính ứng suất [σ] theo bảng (XII.6, STQTTB T2, 312) với [σ] phụ 0

6

2

thuộc vào nhiệt độ buồng bốc t = 99,1 C → [σ] = 127,24.10 (N/m ). hệ số bền của mối hàn hướng tâm φh = 0,95

- Xét

 𝑃

∗ 𝐾 ∗ ℎ =

127,24.106 ∗0,875∗0,95 9,81.104

= 1008,1 > 30

 bỏ qua P ở công thức tính S trên. S = =

=

𝐷𝑏𝑏 .𝑝 3,8.[𝑘].𝑘.−𝑝

∗

𝐷𝑏𝑏 2ℎ𝑏

+ C

0,8∗9,81.104 3,8.127,24.106 ∗0,875∗0.95

∗

0,8 2∗0,2

3,9.10-4 + C (mm)

- Do: S – C = 0,308 < 10 (mm) nên phải tăng giá trị của C thêm 2 (mm) → C = 1,4 + 2 = 3,4 (mm) → S = 3,4 + 0,308 = 3,708 (mm) - theo tiêu chuẩn (XIII.11, STQTTB T2, 384) ta chọn S = 4 (mm) - kiểm tra ứng suất của thiết bị theo áp suất thử bằng hơi H2O: (XIII.49, STQTTB T2, 386) [41]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

S =

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

[𝐷2 𝑏𝑏 + 2∗ ℎ𝑏 ∗ ( 𝑆−𝐶)] 7,6∗𝑘∗ℎ ∗ℎ𝑏 ∗( 𝑆−𝐶)

𝑐

≤

, (N/m2)

1,2

với áp suất thử tính toán P0được xác định theo công thức: P0 = Pth + P 1, 2

(N/m ) Pth - áp suất thủy lực theo (XIII.5, STQTTB T2, 358) - ta có Pht = 9,81.104 ( N/m2) 4

3

2

→ Pth = 1,5.Pht = 1,5.9,81.10 = 147,15.10 (N/m ) - xem trong buồng bốc chỉ có hơi thứ → P1 = 0 3

2

→ P0 = Pth + P1 = 147,15.10 (N/m ) S =

[𝐷2 𝑏𝑏 + 2∗ ℎ𝑏 ∗ ( 𝑆−𝐶)] 7,6∗𝑘∗ℎ ∗ℎ𝑏 ∗( 𝑆−𝐶)

= 46,7.103 ≤

𝑐 1,2

=

[0.82 + 2∗ 0.2∗ ( 4.10−3 − 1,4.10−3 )]

=

220.106

7,6∗0,875∗0,95∗0,2∗( 4.10−3 − 1,4.10−3 )

= 183,3.106 (

𝑁

𝑚2

1,2

)

 Vậy ta chọn S = 4 mm 2.3. Đường kính các ống dẫn và cửa ra vào của thiết bị. Từ phương trình lưu lượng: Vs =

𝑑2

𝑉𝑠

 Đường kính ống trụ: d = √

∗ 4

4

*  , ( m3/s)

=√

𝑉𝑠 0.785∗ 

(𝑚) 3

Trong đó : Vs – lưu lượng khí hoặc dung dịch chảy trong ống, m /s. ω - tốc độ thích hợp của khí hoặc dung dịch đi trong ống, m/s. Ta có :

Vs = W.v với : W - lưu lượng khối lượng , Kg/s [42]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

d= √

𝑉𝑠 0.785∗ 

=√

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

𝑊∗𝑣 0.785∗ 

2.4. Đường kính ống dẫn hơi đốt. 0

3

áp suất hơi đốt : Phđ = 3 at, t =132,9 C → v = 0,618 (m /Kg) theo (I.251,STQTTB T1, 315). chọn : ω = 20 (m/s) (hơi nước bão hòa), lưu lượng khối lượng : D = W = 1125 (Kg/h) = 0,31 (Kg/s) (đã tính toán từ phần công nghệ)

d= √

𝑉𝑠 0.785∗ 

=√

𝑊∗𝑣

= √

0.785∗ 

0,3∗0,618 0.785∗ 20

= 0,11 (m) = 110 (mm)

2.5. Đường kính ống dẫn dung dịch. dung dịch được dẫn từ thùng cao vị đến nồi cô đặc : Gđ = 1500 (Kg/h) = 0,416 (Kg/s), chọn ω = 0,1 (m/s) Tra bảng (I.32, STQTTB T1, 38) ta có khối lượng riêng dung dịch NaCl 20% 3

3

tại nhiệt độ 250C ρNaCl = 1,145.10 (Kg/m ) d=√

𝑉𝑠 0.785∗ 

=√

𝑊∗𝑣 0.785∗ 

= √

1 1,145.103

0,416∗

0.785∗ 0,1

= 0,068 (𝑚) = 68 (𝑚𝑚) 2.6. Đường kính ống dẫn hơi thứ. 3

hơi ở nhiệt độ 99,10C, p = 1 (at) → v = 1,727 (m /Kg) theo (I.251,STQTTB T1, 314). Chọn ω = 20 (m/s) , Lượng hơi thứ W = 1125 (Kg/h) = 0,3 (Kg/s)

[43]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl  dht = √

𝑉𝑠 0.785∗ 

=√

𝑊∗𝑣 0.785∗ 

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

= √

0,3∗1,1727 0.785∗ 20

= 0,18 (m) = 180 (mm)

2.7. Đường kính ống tháo nước ngưng. xem nhiệt độ của nước ngưng sẽ bằng nhiệt độ của hơi đốt vào trong buồng đốt, theo bảng(I.5, STQTTB T2, 11) ta có: Nhiệt độ nước ngưng

VH2O ( m3/kg)

132,9

1072,7.10-6

- chọn : ω = 0,1 (m/s) (hơi nước bão hòa), coi lưu lượng khối lượng của nước ngưng xấp xỉ bằng lưu lượng khối lượng của hơi đốt : D = W = 1125 (Kg/h) = 0,31 (Kg/s) (đã tính toán từ phần công nghệ

 dht = √

𝑉𝑠 0.785∗ 

=√

𝑊∗𝑣 0.785∗ 

= √

0,3∗1,072,2.10−6 0.785∗ 0,1

= 64 (mm)

 Chon d = 60 mm 3. Tính toán thiết kế bình ngưng tụ kiểu ống đứng 3.1. Các thông số chính trong thiết bị ngưng tụ. 0 0 - Đối với tác nhân lạnh : t1đ = 99,1 C ; t1c = 40 C( tự chọn) 0

- Đối với môi chất lạnh : t2đ = 250C ; t2c = 35 C, C = 4,182 (J.Kg/độ) - Lưu lượng của tác nhân lạnh : Gnl = 0,3 ( kg/s) - tải của bình ngưng:

Q = Gn * Cn (t1d – t1c) = 1500 * 4,182(99,1 – 40) = 370374,3 (kcal/h) - Lưu lượng nước lạnh cần thiết: Gn =

𝑄𝑘 (𝑡2𝑐 − 𝑡2𝑑 )𝐶𝑛

=

370374,3 4,182∗( 35−25)

𝑘𝑔

= 8865 ( )

[44]

ℎ

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

- Chọn kết cấu của bề mặt truyền nhiệt bình ngưng là chùm ống trơn bằng thép dài 2m, đường kính ngoài dng=0,024 m và đường kính trong dtr=0,02 m. - Để xác định hệ số tỏa nhiệt về phía nước lạnh chúng ta sử dụng công thức truyền nhiệt của màng nước đối với Rem > 2000 Num = 0,02.(Ga.Pr.Rem)

1/3

- Nhiệt độ trung bình của nước lạnh: Ttb =

25+35 2

= 30 0C

- Các thông số của nước ở 300C (I.314, STQTTB T1, 135) λ = 0,064 (w/m.độ)  = 0,8007.10-3 (Ns/m2) v = 0,804.10-6 (kg/m3) 𝝆 = 995,68 (kg/m3) Pr = 5,42 𝑔∗𝐻 3

Ga = 3 = 3,7.1019 𝑣 - Trong đó H= 2 (m) là chiều cao của bình ngưng - Trị số Rem là hàm số của mật độ dòng nhiệt qtr nhưng qtr chúng ta lại không biết. Cho nên chúng ta phải viết phương trình của Rem dưới dạng:

Rem =

4𝛤 

=

4𝐺𝑤 ∗𝑛 ∗ 𝑑𝑇𝑟

=

4𝐺𝑤∗𝐻∗𝑞𝑤𝑇𝑟 𝑄𝑘 ∗ 

=

4∗8865∗2∗𝑞𝑤𝑇𝑟 370374,3∗3600∗0,8007.10−3

= 0,066𝑞𝑤𝑇𝑟  N = 0,02 * (3,7.1019 * 0,066𝑞𝑤𝑇𝑟 * 5,42)1/3 = 279,4.qwTr  Hệ số tỏa nhiệt về phía nước

=

𝑛 ∗  𝐻

=

279,4.∗0,604∗ 𝑞𝑤𝑇𝑟 2

= 84,3. q1/3 [45]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

- Mật độ dòng nhiệt về phía nước, chọn tổng trở nhiệt vách ống và các lớp cáu là ∑

𝛿𝑖 𝑖

= 0,6.10−3 ( ∆𝑡𝑚−𝑡

Qw.tr =

𝑚2 𝑘 𝑊

) 30−𝑡

=

1 𝛿𝑖 +∑𝑖 𝑤

1

+0,6.10−3

84,3.𝑄3 𝑤.𝑡𝑟

≈ 0,012. q2/3w.tr + 0,6.10-3 qw.tr – 30 + t = 0 (1) Hệ số tỏa nhiệt của tác nhân lạnh là: 𝑟∗ 𝜌∗   = 0,943 √ 4

3

∗𝑔

𝑣∗𝐻∗𝑡

∗ √

𝑑𝑛𝑔 𝑑𝑡𝑟

∗ 0

Các thông số của hơi nước ở tk = 99,1 C là R= 419,1(kj/kg)  = 0,2825.10-3 (Ns/m2) v = 0,295.10-6 (kg/m3) 𝝆 = 958,4 (kg/m3) - tương tự như trên ta có : qa.tr = 1292,4* t0,78 = 0 (2) - kết hợp 1 và 2 ta có hệ phương trình

0,012. q2/3w.tr + 0,6.10-3 qw.tr – 30 + t = 0 qa.tr = 1292,4* t0,78 = 0 Để giải phương trình trên bằng đồ thị, chúng ta cho trước 1 giá trị của qa.tr ,rồi từ phương trình thứ nhất xác định t. Sau đó theo phương trình thứ hai xác định qa.tr với từng giá trị t đã tìm được.

[46]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

qw (w/m2) t (0C)

…

18835

18990

18917

19000

20125

…

1,7

1,6

1,63

1,5

1,4

qa (w/m2)

…

19550

18647

18917

17731

16802

Như vậy ta thu được kết quả là : qtr =18917 (W/m2) diện tích bề mặt truyền nhiệt là: 𝑄𝑘 𝑞𝑡𝑟

Ftr =

=

370374,3 18917

= 19,6 ( 𝑚2 )

Để xác định kết cấu bình ngưng ta chọn bước ống t = 1,3.dng= 1,3.0,024 = 0,052 (m) Tổng chiều dài đường ống L=

𝐹𝑡𝑟  ∗𝑑𝑡𝑟

=

19,6 3,14∗0,02

= 312 (𝑚) 2

- Số ống: n = 0,75(m -1)+1 𝐿

312

𝑙

2

- Tổng số ống: n = =

= 156 (ố𝑛𝑔)

- Chọn n = 169 ống, m = 15 ống - Đường kính mặt sàng: D = m.S = 15 .0,0182 =0,273 (m) - Tỉ số giữa chiều dài và đường kính vùng đặt ống:

𝑙1 𝐷

= 7,3

3.2. Tính bề dày của thiết bị ngưng tụ. chọn vật liệu làm thân buồng đốt là thép crôm – niken – titan. Mã hiệu ( 1X18H9T ) theo bề dày buồng đốt chọn vật liệu làm thân buồng đốt là thép

[47]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

crôm – niken – titan. Mã hiệu 1X18H9T ) theo (I.125/127/STQTTB T1) và phương pháp chế tạo là dạng thân hình trụ hàn: 𝑆=

𝐷𝑡 .𝑃 2[] +𝑝

+ 𝐶 ,𝑚

Trong đó : Dt - đường kính trong của thiết bị, m φ - hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc C - hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày, m P – áp suất bên trong của thiết bị, N/m2 [σ] - ứng suất cho phép, N/m2 hệ số bổ sung do ăn mòn được xác định theo công thức sau: (XIII.17, STQTTB T2, 363) 

[k] = 𝑛𝑘 

 Ứng suất kéo :

(XIII.1, STQTTB T2, 355)

𝑘

6

2

với: giới hạn bền khi kéo σK = 550.10 (N/m ) (XII.4, STQTTB T2, 309) hệ số an toàn theo giới han bền kéo nb = 2,6 (XIII.3, STQTTB T2, 356) hệ số điều chỉnh η = 0,9 (XIII.2, STQTTB T2, 356) →

6

[σK] = 190,38.10 (N/m2) 

[c] = 𝑛𝑐 

 Ứng suất chảy :

(XIII.1, STQTTB T2, 355)

𝑐

với: giới hạn khi chảy σC = 220.106 (N/m2) (XII.4, STQTTB T2, 309) hệ số an toàn theo giới hạn khi chảy nC = 1,5 (XIII.3, STQTTB T2, 356) hệ số điều chỉnh η = 0,9 (XIII.2, STQTTB T2, 356) 6

→ [σC] = 132.10 (N/m2) 6

2

- chọn giá trị bé hơn [σC] = 132.10 (N/m ) để tính bề dày thân hình trụ :,áp suất bên trong thiết bị: P = Pmt + P1 với: P1 - áp suất thủy tĩnh trong phần dưới của thân thiết bị P1 = ρgH 3

- tại Pmt = 0,96 (at) và t = 98,10C→ ρ = 956,18 (Kg/m ) (I.251, STQTTB [48]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

T1, 315) 4

2

→ P = 0,96.9,81.10 = 94176 (N/m ) chọn hệ số bền của thành theo phương dọc – φ = 0,9 (XIII.8, STQTTB T2, 362) S=

[𝑐] 𝑝

 =

132.106 ∗ 0,9 94176

= 1261,4 > 50 nên có thể bỏ p ở mẫu số của

công thức 1

- Chiều dày của thân là:

S=

𝐷𝑡 .𝑝 2[𝑐].

+ 𝐶=

0,8∗ 94176 +1,4.10-3 2∗ 132.106 ∗ 0,9

= 1,56.10-3 (m)  lấy S = 4 mm - Kiểm tra ứng suất của thiết bị theo áp suất thử bằng hơi nước (XIII.26, STQTTB T2, 365) =

[𝐷𝑡+(𝑆−𝐶)]𝑃0 2[𝑆−𝐶]



𝑐

(

1,2

𝑁

𝑚3

)

với áp suất thử tính toán P0được xác định theo công thức P0 = Pth + P1, (N/m2) Pth – áp suất thủy lực theo (XIII.5, STQTTB T2, 358) chọn S = 4 mm Ta có: :

Ptb =

0,96∗ 9,81.104 106

= 0,094 (

𝑁

𝑚2

)

2

→ Pth = 1,5.P = 1,5 * 94176 = 141264 (N/m ) P1 – áp suất thủy tĩnh của nước 2

P1 = 0 (N/m ) 2

→ P0 = Pth + P1 = 141264 (N/m ) =

[0,273+(4−1,4).10−3 ]141264 2(4−1,4).10−3 ∗0,9

= 1,9.106 (

𝑁 𝑚2

)<

= 183,33.106 (

𝑁

𝑚2

[49]

)

 1,2

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

 chọn S = 4 mm 3.3. Đường kính ống dẫn nước vào thiết bị ngưng tụ. Nước được dẫn từ bơm đến cửa vào của thiết bị ngưng tụ (biễu diễn trên sơ đồ công nghệ). W = Gn = 8865 (Kg/h) = 2,46 (Kg/s), chọn ω = 0,1 (m/s) Tra bảng (I.5, STQTTB T1, 11) ta có khối lượng riêng nước tại nhiệt độ trung bình 250C có 𝝆H2O = 997,08 (kg/m3) d= √

𝑉𝑠 0.785∗ 

=√

𝑊∗𝑣 0.785∗ 

1

= √

2,46∗ 997,08 0.785∗ 0,1

= 0,03 (𝑚) = 30 (𝑚𝑚)

3.4. Đường kính ống tháo nước ra khỏi thiết bị ngưng tụ. Xem như lưu lượng nước vào thiết bị ngưng tụ bằng lưu lượng nước ra khỏi thiết bị. W = G’n = 8865 (Kg/h) = 2,46 (Kg/s), chọn ω = 0,1 (m/s) Tra bảng (I.5, STQTTB T1, 11) ta có khối lượng riêng nước tại nhiệt độ 0

trung bình 35 C có 𝝆H2O = 994,06 (kg/m3) d= √

𝑉𝑠 0.785∗ 

=√

𝑊∗𝑣 0.785∗ 

1

= √

2,46∗ 994,06 0.785∗ 0,1

= 0,031 (𝑚) =

31 (𝑚𝑚)  Chọn d = 30 mm 3.5. Đường kính ống dẫn hơi thứ vào thiết bị ngưng tụ. 0

- Hơi khi vào thiết bị ngưng tụ ở nhiệt độ 98,1 C (đã tính toán ở phần công nghệ), 3

p = 0,96 (at) → v = 1,7986 (m /Kg) theo (I.251,STQTTB T1, 314). - Chọn  = 10 (m/s) [50]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

- lượng hơi thứ đi vào: W = 1125 (kg/h) = 0,3 (kg/s)

d= √

𝑉𝑠 0.785∗ 

=√

𝑊∗𝑣 0.785∗ 

= √

0,3∗1,7986 0.785∗ 10

= 0,07 (𝑚) = 70 (𝑚𝑚)

4. Bề dày lớp cách nhiệt. 4.1. Bề dày lớp cách nhiệt ống. để hạn chế quá trình tổn thất nhiệt trong quá trình hoặt động của thiết bị, người ta thường dùng lớp cách nhiệt cho thiết bị. bề dày của lớp cách nhiệt bọc các ống dẫn trong điều kiện cấp nhiệt ra không khí chuyển động tự do, nhiệt độ môi trường xung quanh khoảng 200C có thể tính theo công thức sau: δ = 2,8

𝑑21,2 ∗ 1,35 ∗𝑡 1,3 𝑇2 𝑞1,5

(mm) ( V.137, STQTTB T2, 41)

Trong đó: d2 là đường kính ngoài của ống dẫn, chưa tính đến lớp cách nhiệt (mm).  là hệ số dẫn nhiệt của chất cách nhiệt, (W/m.độ). tT2 là nhiệt độ mặt ngoài của ống dẫn bằng kim loại, (oC). q là nhiệt tổn thất tính theo 1 mét chiều dài của ống dẫn, (W/m) Chọn chất cách nhiệt là amiang có độ ẩm 50% (x = 63, y = 17) 4.2. Bề dày lớp cách nhiệt của ống dẫn hơi đốt. q1 - nhiệt tổn thất tra theo bảng (V.7, STQTTB T2, 42). λ - hệ số dẫn nhiệt của chất cách nhiệt tra theo hình (I.36, STQTTB T2, 129).

[51]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

 (kcal/m.h.0C)

Chọn dn (mm)

T , 0C

q1 (W/m)

0,06

48

132,9

79,44

Tra toán đồ I.36,STQTTB T1,129 , vật liệu amiang cách nhiệt ( x = 63, y = 17 ) có độ ẩm 50%  = 0,06 (kcal/m.h.0C) = 0,06* 1000 * 4,18 / 3600 = 0,07 (W/m.độ) kính ngoài của ống dẫn có kích thước 30x4 (mm)

δ = 2,8

𝑑21,2 ∗ 1,35 ∗𝑡 1,3 𝑇2 𝑞1,5

=

0,0341,2 ∗ 0,071,35 ∗132,91,3

= 1,08 (𝑚𝑚)

79,44 1,5

 chọn δ = 2 mm

4.3. Cách nhiệt cho buồng đốt. - bề dày lớp cách nhiệt cho buồng đốt được tính theo công thức (VI.66, STQTTB T2, 92) n( tT2 – tkk ) =

𝑐 𝛿𝑐

( tT1 – tT2 ) (mm)

Trong đó: αn - hệ số cấp nhiệt từ bề mặt ngoài của lớp cách nhiệt đến không khí 2 n = 9,3 + 0,058tT2 (W/m .độ) tT2 - nhiệt độ bề mặt lớp cách nhiệt về phía không khí vào khoảng 40 ÷ 50 C 0

tT1- nhiệt độ lớp cách nhiệt tiếp giáp bề mặt thiết bị (lấy bằng nhiệt độ hơi đốt) 0

tkk - nhiệt độ không khí C 2

λc - hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/m .độ - Chọn tT2 = 400C , tT1= 132,9 0C  tra bảng (VII.1, STQTTB T2, 97), chọn nhiệt độ không khí tkk = 27,2 C 0

[52]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

- hệ số dẫn nhiệt của vật liệu amiang có độ ẩm 50%, λc = 0,07 (W/m.độ) - hệ số cấp nhiệt từ bề mặt ngoài của lớp cách nhiệt đến không khí: n = 9,3 + 0,058tT2 = 9,3 + 0,88 * 40 = 31,62 (W/m .độ) 2

→ bề dày lớp cách nhiệt: δ=

𝑐 (𝑡𝑇1 −𝑡𝑇2 ) 𝑛 ( 𝑡𝑇2 − 𝑡𝑘𝑘 )

=

0,07(132,9−40 ) 11,62(40−27,2)

= 43,72 (mm)

chọn δ = 40 mm 4.4. Cách nhiệt cho buồng bốc. bề dày lớp cách nhiệt cho buồng bốc được tính giống theo công thức buồng đốt (VI.66,STQTTB T2, 92) n( tT2 – tkk ) =

𝑐 𝛿𝑐

( tT1 – tT2 ) (mm)

- Chọn tT2 = 400C , tT1= 99,1 0C  tra bảng (VII.1, STQTTB T2, 97), chọn nhiệt độ không khí tkk = 27,2 C 0

- hệ số dẫn nhiệt của vật liệu amiang có độ ẩm 50%, λc = 0,07 (W/m.độ) - hệ số cấp nhiệt từ bề mặt ngoài của lớp cách nhiệt đến không khí: n = 9,3 + 0,058 * 40 = 11,62(W/m .độ) → bề dày lớp cách nhiệt: 2

δ=

𝑐 (𝑡𝑇1 −𝑡𝑇2 ) 𝑛 ( 𝑡𝑇2 − 𝑡𝑘𝑘 )

=

0,07(99,1−40 ) 11,62(40−27,2)

= 27,81 (mm)

5. Tính vỉ ống. - Một trong những chi tiết cơ bản của thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm ống là vỉ ốngdùng để giữ chặt hai đầu ống. Theo hình dáng chia ra vỉ ống hình tròn, hình chữ nhật, hìnhvành khăn. Phổ biến hơn cả là vỉ ống hình tròn phẳng, hình cầu và hình elip. Vỉ ống chủ yếuđược chế tạo từ [53]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

phôi tấm ngoài ra có thể đúc, vật liệu làm vỉ ống phải bền và cứng hơn vật liệu làm ống.Chọn cách bố trí ống trong vỉ ống theo hình lục giác đều, và chọn vỉ có dạng hình tròn - Chọn cách bố trí ống vào vỉ theo phương pháp hàn. - Bề dày vĩ ống bằng thép không gỉ ( thép crôm – niken – titan. Mã hiệu ( 1X18H9T ) theo (I.125/127/STQTTB T1) được tính theo công thức (851, Tính toán chi tiết thiết bị hóa chất - Hồ Lê Viên, 182)

h=

𝑑𝑛 8

+ 5 , (mm)

Sơ đồ tính vỉ ống Trong đó: h: bề dày vĩ ống (mm) dn: đường kính ống truyên nhiệt (dn = 24 mm) h=

𝑑𝑛 8

+ 5=

24 8

+ 5 = 8 , (mm)

[54]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

kiểm tra ứng suất uốn trong vỉ của thiết bị trao đổi nhiệt được tính theo

-

công thức sau: tt =

𝑃

≤ [ 𝑘]

2 𝑑 ℎ2 3,6( 1−0,7 )( ) 𝐿 𝐿

Trong đó L = t = 33 mm 2

p là áp suất tính toán lớn nhất ở không gian ngoài ống N/mm , 2

2

chọn p = 3 at = 294300 N/m = 0,2943 N/mm

2

[σK] là ứng suất cho phép của vật liệu làm ống, N/mm  Ứng suất kéo :



[k] = 𝑛𝑘 

(XIII.1, STQTTB T2, 355)

𝑘

6

2

với: giới hạn bền khi kéo σK = 550.10 (N/m ) (XII.4, STQTTB T2, 309) hệ số an toàn theo giới han bền kéo nb = 2,6 (XIII.3, STQTTB T2, 356) hệ số điều chỉnh η = 0,9 (XIII.2, STQTTB T2, 356) →

6 2 [σK] = 190,38.10 (N/m )



tt =

294300 3,6( 1−0,7

24.10−3 33.10−3

)(

2 8.10−3 ) 33.10−3

𝑁 𝑁 = 686,92.103 ( 2) ≤ [𝜎𝐾] = 190,38.106 ( 2) 𝑚 𝑚

 Chọn h = 8 m 6. Chọn mặt bích. - Mặt bích là bộ phận quan trọng dùng để nối các phần của thiết bị cũng như nối các bộ phận khác với thiết bị. Công nghệ chế tạo mặt bích phụ thuộc vào vật liệu cấu tạo mặt bích. Phương pháp nối và áp suất của môi [55]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

trường. - Chọn kiểu bích liền, kiểu 1 (bảng XIII.27, STQTTB T2, 417) để nối nắp thân và đáy buồng đốt. Bích liền là bộ phận nối liền với thiết bị loại hàn. Loại bích này chủ yếu dung với áp suất thấp và áp suất trung bình. - số liệu mặt bích thể hiện trong bảng sau:

800

Kích thước ống nối D Db D1 Do (mm) (mm) (mm) (mm) 930 880 850 811

Bu lông db Z (mm) (cái) M20 24

900

1030

M20

Thiết bị

P.106 Dt (N/m2) (mm)

Buồng đốt Buồng bốc

0,441 0,094

980

950

911

24

h(mm) 22 20

Bích liền bằng kim loại đen để nối các bô phận thiết bị và ống dẫn: Theo bảng XIII.26, STQTTB, T2/409 ta có: Ống dẫn

Kích thước ống nối Bu lông P.106 Dy Dn D Dt D1 db Z h(mm) (N/m2) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (cái) 441,43 110 108 250 200 170 M22 8 28

Hơi đốt Hơi 0,094 thứ Hơi 0,094 dung dịch

90

89

185

150

128

M16

4

14

68

76

160

130

4110

M12

4

14

7. Chọn tai treo. Tai treo (tai đỡ) là bộ phận dùng để giữ thiết bị vào một vị trí nhất định trong quá trình hoặtđộng. Kích thước và hình dáng của tai đỡ phụ thuộc vào các yếu tố như: Đặc tính của tải trọng (tĩnh hay động), vào vật liệu làm thiết bị, vào trọng lượng thiết bị… [56]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

Tai treo cho thiết bị: chọn 4 tai treo được làm bằng vật liệu là thép crôm – niken – titan. Mã hiệu ( 1X18H9T ) gắn ở buồng đốt. Vị trí gắn tai treo sẽ lấy bằng 2/3 của chiều cao buồng đốt 2 3

Htt =

ℎ𝑏đ =

2 ∗ 150 3

= 100 (𝑐𝑚)

7.1. Tai treo cho thiết bị. - ta có 𝝆thép không gỉ = 7900 (kg/m3) theo Bảng XII.7, STQTTB T2, 313 - tải trọng tác dụng lên một tai treo là: Q =

𝐺∗9,81 4

( 𝑁)

7.2. Thể tích các bộ phận thiết bị. 7.2.1. Thể tích thép làm ống truyền nhiệt. Vtn =

 ∗𝐻 4

2

2

2

2

[ 𝑛 (𝑑 𝑛 − 𝑑 𝑡 ) + (𝐷 𝑡ℎ,𝑛 − 𝐷 𝑡ℎ,𝑡 ) ]

2

3,14∗1,5

2

2

2

[ 169 (0,044 − 0,04 ) + (0, 163 − 0,159 ) ] 4 = 0,019 (𝑚3 ) =

- với: dn , dt : đường kính ngoài và trong của các ống truyền nhiệt, m. - Dth,n, Dth,t : đường kính ngoài và trong của ống tuần hoàn, m. - H : chiều cao của các ống truyền 7.2.2. Thể tích thép làm buồng đốt Vtn =

 ∗𝐻 4

2

2

(𝐷 𝑑,𝑛 – 𝐷 𝑑,𝑡 ) =

3,14∗1,5 4

2

2

(0,808 − 0,8 )

= 0,015 (𝑚3 ) với: H : chiều cao buồng bốc ( bằng chiều cao các ống truyền nhiệt ) [57]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

Dd,n, Dd,t : đường kính ngoài và trong của buồng bốc. 7.2.4. Khối lượng thép làm đáy nón. 0

Đáy của thiết bị cô đặc có dạng hình nón có gờ, góc ở đáy 60 với các thông số Dt = 800 mm, H = 540 mm, S = 4 mm theo bảng XIII.21, STQTTB T2, 394 ta được khối lượng của đáy hình nón: m = 44.1,01 = 44,4 (Kg) 7.2.5. Khối lượng thép làm nắp buồng bốc. 0

Nắp của thiết bị cô đặc có dạng hình elip có gờ, góc ở đáy 60 với các thông số Dt = 800 mm , ht = 200 mm, S = 4mm theo bảng XIII.10, STQTTB T2, 384 ta được khối lượng của nắp hình elip: m = 24,2.1,01 = 24,4 (Kg) 7.2.6. Thể tích thép làm vỉ ống. - Thể tích thép làm vỉ ống bao gồm cả 2 bích. - tổng diện tích các lỗ:

Vtn =

2  ∗𝑛∗𝑑 𝑡𝑟,𝑛 4

+

2  ∗𝐷 𝑡ℎ

4

2

=

3,14∗169 (24.10−3 ) 4

2

2

+

3,14 ∗( 163.10−3 ) 4

= 0,097 m

- diện tích vỉ: S’ =

 ∗𝑑 4

2

=

0,82 4

= 0,502 ( 𝑚2 )

- diện tích còn lại: ∆S = S’ – S = 0,502 – 0,097 = 0,405 ( m2) - thể tích vỉ: Vvỉ = h * ∆S = 0,008 * 0,405 = 3,24.103 ( m3) 8. Tính toán thiết bi phụ 8.1. Vị trí đặt bồn cao vị. - chiều cao bồn cao vị được đặt ở độ cao sao cho thắng được trở lực các đường ống để cấp dung dịch cho thiết bị cô đặc. - phương trình bernuli cho 2 mặt cắt là thùng cao vị và vị trí nhập liệu trên nồi [58]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

cô đặc: Z1 +

𝑃1 𝛾

+

12 2𝑔

+ 𝐻 = Z2 +

𝑃2 𝛾

22

+

2𝑔

+ ℎ1−2

- chọn p1 = 1,5 at, p2 = 1at, ω1 = ω2 0

3

- khối lượng riêng của nước tại nhiệt độ 25 C, ρ = 997,08 (Kg/m ) theo bảng -3

2

(I.5, STQTTB T1, 11). độ nhớt μH2O = 0,8937.10 (N.s.m ) (I.102,STQTTB T1, 94). - chọn chiều cao từ cửa vào để dẫn dung dịch của thiết bị cô đặc: Z2 = 1,5 m Đường kính ống dẫn dung dịch vào nồi cô đặc : d = 68 mm - Vận tốc dòng chảy trong ống: - Chuẩn số Reynolds: Re =

=

4 𝐺đ  ∗𝑑 2 ∗ 𝜌

 ∗ 𝑑𝑡𝑑 ∗ 𝜌 

=

2320  lưu chất chảy tầng hệ số ma sát:  =

=

4∗0,3

𝑚

3,14∗(68.10−3 )2 ∗997,08

0,11∗ 68.10−3 ∗ 997,08 0,8937.10−3

= 0,11 ( ) 𝑠

= 2108,6 <

𝐴 𝑅𝑒

với: A - hệ số phụ thuộc vào bảng ( II.10, STQTTB T2, 378 )

→ A = 64   =

𝐴 𝑅𝑒

=

𝐴64 2108,6

= 0,03

- tổng hệ số tổn thất cục bộ : ∑ = vào + khuỷu + van + ra  dựa theo bảng II.16, STQTTB T1, 382, ta có: - hệ số trở lực khi gặp đoạn cong 900 (có 1 đoạn) → khuỷu = 1 - hệ số trở lực khi gặp van 1 côn trong ống tròn (II.16, STQTTB T1, 397) → van = 5,47 - Hệ số trở lực khi lưu chất vào và ra khỏi ống có đặt các lưới kim loại để ngăn các cặn bẩn:theo bảng (II.16, STQTTB T1, 383) → vào = ra = 0.a

[59]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

0 :là giá trị phụ thuộc vào tổng bề mặt của lỗ lưới F0 và bề mặt mặt cắt ngang của ống FT. 𝐹0 𝐹𝑇

- chọn tỉ lệ

= 0,6  0 = 0,97 , Re = 139,45  a = 1,153

 vào = 0,97 * 1,153 = 1,118 - Tổng hệ số tổn thất cục bộ : ∑ = vào + khuỷu + van + ra = 1,118 + 1 + 5,47 = 8,706 - Chọn chiều dài ống từ bồn cao vị đến nồi cô đặc: l = 2 m

H1-2 =

𝑣2 2𝑔

𝑙

0,1262

𝑑

2∗9,81

( + ∑ ) =

(0,03

2 68.10−3

+ 8,706) = 0,0077 (𝑚)

- Chiều cao từ mặt thoáng thùng cao vị xuống đất: Z1 + 

𝑃1 𝛾

+

Z1 = 1,5

12 2𝑔

+ 𝐻 = Z2 +

(2−1)∗9,81.104 997,08∗9,81

𝑃2 𝛾

+

22 2𝑔

+ ℎ1−2

+ 0,0077 = 6,83 (m)

 Chọn Z1 = 6,5 (m) 8.2. Chọn bơm. 8.2.1. Bơm dung dịch. chọn bơm ly tâm với chiều cao hút của bơm là 0,8 (m) và chiều cao đẩy của bơm đến bồn cao vị là 6,5 (m) , vậy công suất của bơm là:

N=

𝐻∗𝑄∗𝜌∗𝑔 1000∗ 𝜂

(𝑘𝑤) theo (II.189, STQTTB T1, 439) 3

Trong đó : Q – năng suất của bơm, m /s 3

ρ – khối lượng riêng của chất lỏng, Kg/m

[60]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

H – áp suất toàn phần của bơm, m g – gia tốc trong trường, m/s

2

η - hiệu suất chung của bơm, (η = 0,72 ÷ 0,93) - chọn hiệu suất chung của bơm – η = 0,8 - áp suất toàn phần H = Hm + H0 + Hc (m) với : Hm : áp suất tiêu tốn để thắng trở lực trên đường hút và đẩy

Hc =

(𝑃2 −𝑃1 ) 𝜌∗𝑔

chênh lệch áp suất ở áp suất ở hai mặt thoáng

H0 = Z2 – Z1 : chiều cao hình học 0

- chọn η = 0,8, khối lượng riêng của nước tại nhiệt độ 25 C, ρ = 997,08 3

(Kg/m ) theo bảng (I.5, STQTTB T2, 11). độ nhớt μH2O = 0,8937.10

-3

2

(N.s.m )(I.102,STQTTB T1, 94). - Xem vận tốc ống hút bằng vận tốc ống đẩy (ω1 = ω2 = 0,1 (m/s)) → bỏ qua sự chênh lệch vận tốc giữa ống hút và ống đẩy - Lưu lượng của bơm : Q =

 ∗𝑑 2 4

∗  =

3,14∗(68.10−3 )2 4

= 3,6.10−4 (

𝑚3 𝑠

∗ 0,1

)

- Chọn P2 = 1,5 at và P1 = 1 at chọn Z2 = 6,5 (m), Z1= 0,6 (m)

Hc =

(𝑃2 −𝑃1 ) 𝜌∗𝑔

=

(1,5−1 )∗9,81.104 997,08∗9,81

𝑙

2

𝑑

2𝑔

Hm = ( + ∑ ) ∗

= 5,01 (𝑚)

, (𝑚)

với : λ - hệ số trở lực ma sát của dung dịch khi chảy trong ống l - chiều dài mạng ống mà dung dịch đi qua, m d - đường kính của ống dẫn dung dịch , m [61]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

ξ - trở lực cục bộ ống dẫn. ω - vận tốc của dung dịch , m chọn dhút = dđẩy = 68 mm - Chuẩn số Reynolds: Re =

 ∗ 𝑑𝑡𝑑 ∗ 𝜌 

=

0,1∗ 68.10−3 ∗ 997,08

 2320 < Re < 4000  lưu chất chảy quá độ

0,8937.10−3

= 2789,19

- Hệ số ma sát được xác định theo công thức thực nghiệm của Baraziut (II.59, STQTTB T1, 378) λ = 0,3164/Re0,25 =0,3164/2789,190,25 = 0,0435 - Tổng hệ số tổn thất cục bộ : ∑ = vào + khuỷu + van + ra  dựa theo bảng II.16, STQTTB T1, 382, ta có: - hệ số trở lực khi gặp đoạn cong 900 (có 1 đoạn) → khuỷu = 1* 2 = 2 - hệ số trở lực khi gặp van 1 côn trong ống tròn (II.16, STQTTB T1, 397) → van = 5,47 - Hệ số trở lực khi lưu chất vào và ra khỏi ống có đặt các lưới kim loại để ngăn các cặn bẩn:theo bảng (II.16, STQTTB T1, 383) → vào = ra = 0.a 0 :là giá trị phụ thuộc vào tổng bề mặt của lỗ lưới F0 và bề mặt mặt cắt ngang của ống FT. - chọn tỉ lệ

𝐹0 𝐹𝑇

= 0,6  0 = 0,97 , Re = 139,45  a = 1,153

 vào = 0,97 * 1,153 = 1,118 - Tổng hệ số tổn thất cục bộ : ∑ = vào + khuỷu + van + ra = 1,118 + 2 + 5,47 = 9,706 

𝑙

2

𝑑

2𝑔

Hm = ( + ∑ ) ∗

=(

0,0435∗6,5 68.10−3

+ 9,706)

0,12 2∗9,81

= 0,01 (𝑚)

- Áp suất toàn phần của bơm: H = Z2 – Z1 + Hm + Hc = 6,5 – 0,6 + 5,01 + 0,01 = 10,92(m) [62]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

- công suất của bơm là :

N= -

𝐻∗𝑄∗𝜌∗𝑔 1000∗ 𝜂

10,92∗3,6.10−4 ∗977,08∗9,81

=

1000∗ 0,8

= 0,047 (𝑘𝑤)

Công suất của động cơ điện: Ndc =

𝑁

𝜂𝑡𝑟 ∗ 𝜂𝑑𝑐

(𝐾𝑤)

- với: ηtr là hiệu suất truyền động, chọn ηtr = 0,9 ηđc là hiệu suất động cơ điện dựa theo bảng II.32, STQTTB, T1, 439 chọn hiệu suất động cơ điện đối với bơm li tâm ηđc = 0,9  Ndc =

𝑁 𝜂𝑡𝑟 ∗ 𝜂𝑑𝑐

=

0,047 0,9∗0,9

= 0,058(𝐾𝑤)

- thường người ta chọn động cơ điện có công suất lớn hơn so với công suất tính toán  Nlt = * Ndc (với =1,5 hệ số dự trữ công suất theo II.33, STQTTB, T1, 440) - vậy: Nlt = * Ndc = 1,5 * 0,058 = 0,087 (kw) 8.2.2. Bơm cung cấp nước cho thiết bị ngưng tụ gián tiếp. - công suất của bơm là N=

𝐻∗𝑄∗𝜌∗𝑔 1000∗ 𝜂

(𝑘𝑤) theo (II.189, STQTTB T1, 439) 3

Trong đó : Q – năng suất của bơm, m /s 3

ρ – khối lượng riêng của chất lỏng, Kg/m H – áp suất toàn phần của bơm, m g – gia tốc trong trường, m/s [63]

2

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

η - hiệu suất chung của bơm, (η = 0,72 ÷ 0,93) 0 - chọn η = 0,8, khối lượng riêng của nước tại nhiệt độ 25 C, ρ = 997,08 3

(Kg/m ) theo bảng (I.5, STQTTB T2, 11). độ nhớt μH2O = 0,8937.10

-3

2

(N.s.m )(I.102,STQTTB T1, 94). - Chọn nước cấp lạnh cho thiết bị: G = 8868 (kg/h) = 2,46 (kg/s) 𝐺 𝜌

- Năng suất của bơm  Q =

=

2,46 977,08

=

3 −3 𝑚 2,5.10 ( ) 𝑠

- phương trình bernuli cho 2 mặt cắt là thùng cao vị và vị trí nhập liệu trên nồi cô đặc: Z1 +

𝑃1 𝛾

+

12 2𝑔

+ 𝐻 = Z2 +

𝑃2 𝛾

22

+

2𝑔

+ ℎ1−2

- chọn p1 = 1at, p2 = 0,96 at, ω1 = ω2 - Chọn chiều cao từ mặt thoáng bể nước xuống đất là : Z1 = 0,6 (m) - chọn chiều cao từ cửa vào để dẫn dung dịch của thiết bị cô đặc: Z2 = 1m Đường kính ống dẫn dung dịch vào nồi cô đặc : d = 68 mm - Vận tốc dòng chảy trong ống:

- Chuẩn số Reynolds: Re =

=

4𝑄  ∗𝑑 2

 ∗ 𝑑𝑡𝑑 ∗ 𝜌 

=

=

4∗2,5.10−3 3,14∗(68.10−3 )2

𝑚

= 0,688 ( ) 𝑠

0,688∗ 68.10−3 ∗ 997,08 0,8937.10−3

= 5578,38 >

4000 

lưu chất chảy xoáy, Hệ số ma sát được xác định theo công thức : 1 √

6,81 0,9

= −2 𝑙𝑔 [(

) 𝑅𝑒

+

∆ 3,7

] ( II.65, STQTTTB T1, 380)

- với Δ : độ nhám tương đối được xác định theo công thức ∆=

 𝑑𝑡𝑑

=

0,2 68

= 2,9.10-3

[64]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

- với: ε : độ nhám tuyệt đối theo bảng II.15, STQTTB T1, 381 → ε = 0,2 (mm) 6,81 0,9

1



= −2 𝑙𝑔 [(

√

) 𝑅𝑒

+

∆

6,81

] = −2 𝑙𝑔 [(5578,38) 3,7

0,9

+

2,9.10−3 3,7

] =

4,684 

 = 0,046

- Tổng hệ số tổn thất cục bộ : ∑ = vào + khuỷu + van + ra  dựa theo bảng II.16, STQTTB T1, 382, ta có: - hệ số trở lực khi gặp đoạn cong 900 (có 1 đoạn) → khuỷu = 1* 2 = 2 - hệ số trở lực khi gặp van 1 côn trong ống tròn (II.16, STQTTB T1, 397) → van = 5,47 - Hệ số trở lực khi lưu chất vào và ra khỏi ống có đặt các lưới kim loại để ngăn các cặn bẩn:theo bảng (II.16, STQTTB T1, 383) → vào = ra = 0.a 0 :là giá trị phụ thuộc vào tổng bề mặt của lỗ lưới F0 và bề mặt mặt cắt ngang của ống FT. - chọn tỉ lệ

𝐹0 𝐹𝑇

= 0,6  0 = 0,97 , Re = 139,45  a = 1,153

 vào = 0,97 * 1,153 = 1,118 - Tổng hệ số tổn thất cục bộ : ∑ = vào + khuỷu + van + ra = 1,118 + 2 + 5,47 = 9,706 - Chọn chiều dài ống từ bồn cao vị đến nồi cô đặc: l = 2 m

H1-2 =

𝑣2 2𝑔

𝑙

0,22

𝑑

2∗9,81

( + ∑ ) =

(0,046

2 68.10−3

+ 9,706) = 0,025 (𝑚)

- Cột áp của bơm là : 1

(0,96−1)∗9,81.104

𝛾

977,08∗9,81

H = (Z2 – Z1) + (P2 –P1) + h1-2 = (1 – 0,6) + [65]

+ 0,025 =

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

0,024 (m) - công suất của bơm là :

N= -

𝐻∗𝑄∗𝜌∗𝑔 1000∗ 𝜂

=

0,024∗2,5.10−3 ∗977,08∗9,81 1000∗ 0,8

= 7,1.10−4 (𝑘𝑤)

Công suất của động cơ điện: Ndc =

𝑁

𝜂𝑡𝑟 ∗ 𝜂𝑑𝑐

(𝐾𝑤)

- với: ηtr là hiệu suất truyền động, chọn ηtr = 0,9 ηđc là hiệu suất động cơ điện dựa theo bảng II.32, STQTTB, T1, 439 chọn hiệu suất động cơ điện đối với bơm li tâm ηđc = 0,9  Ndc =

𝑁

= 𝜂𝑡𝑟∗ 𝜂𝑑𝑐

7,1.10−4 0,9∗0,9

= 8,87.10−4 (𝐾𝑤)

- thường người ta chọn động cơ điện có công suất lớn hơn so với công suất tính toán  Nlt = * Ndc (với =1,5 hệ số dự trữ công suất theo II.33, STQTTB, T1, 440) - vậy: Nlt = * Ndc = 1,5 * 8,87.10-4 = 1,33.10-3 (kw) = 1,33 (w)

[66]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung

Kết Luận Qua quá trình tính toán công nghệ ta thấy có rất nhiều khó khăn phát sinh gây cản trở đến việc tối ưu hóa cho quy trình công nghệ. Chẳng hạn như nhiệt lượng tổn thất, các tính toán về kết cấu của thiết bị, các hệ số trở lực đường ống… Tuy nhiên, việc thực hiện trong quá trình tính toán công nghệ trong đồ án chỉ dựa trên các số liệu sách vở cho nên các thông số có được cần dựa theo chuẩn thực tế để hình thành sản phẩm. Một yếu tố khác đóng một phần rất quan trọng đó là kinh nghiệm ngoài thực tế sản xuất. Mặt khác thiết bị sau khi được thiết kế cần bảo đảm về nguyên lí hoặt động cũng như giá thành không được quá cao, không quá sai biệt so với thực tế và đạt được hiệu quả mong muốn, hoặt động tốt trong sản xuất công nghiệp. Trong quá trình thực hiện nhóm gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong tổ bộ môn Máy - Thiết bị, thầy hướng dẫn Thầy Lê Đức Trung đã chỉ bảo và hướng dẫn tận tình cũng như giới thiệu những tài liệu tham khảo vô cùng bổ ích để nhóm có thể hoàn thành đồ án môn học.

[67]

Đồ án môn học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc NaCl

GVHD: Thầy Lê Đức Trung Tài Liệu Tham Khảo

[1] Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 1, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội, năm 2006. [2] Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất tập 2, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội, năm 2006. [3] Phạm Văn Bôn, Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam, Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học tập 10, Trường đại học bách khoa TP. HCM. [4] Phạm Văn Bôn, Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam, Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học tập 5, Trường đại học bách khoa TP. HCM. [5] Nguyễn Bin. Các quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm, tập 1, Các quá trình thủy lực, bơm, quạt, máy nén, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội , 2004. [6] Lý Ngọc Minh, Quá trình và thiết bị truyền nhiệt, Trường đại học công nghiệp TP. HCM, 2006. [7] Phạm Xuân Toản, Các quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm, tập 3 – Các quá trình và thiết bị truyền nhiệt, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội.

[68]