Thiết kế hệ thống hấp thụ làm sạch khí

Các phần thuyết minh và tính toán: Mở đầuTính toán thiết kế hệ thống hấp thụCân bằng vật liệuĐường kínhThiết kế đĩa chópChiều caoTrở lựcCác chi tiết của thápTính toán quạt hoặc máy nén khíTính toán hệ thống bơm dung môiTính và chọn cơ khí Kết luậnVẽ sơ đồ dây chuyền hệ thống hấp thụ: khổ A4. Vẽ bản vẽ chi tiết(vẽ lắp)tháp hấp thụ: khổ A1.

doc42 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 12/01/2013 | Lượt xem: 1956 | Lượt tải: 7download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thiết kế hệ thống hấp thụ làm sạch khí, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
§å ¸n m«n qu¸ tr×nh thiÕt bÞ ThiÕt kÕ hÖ thèng hÊp thô ®Ó lµm s¹ch khÝ Hä vµ tªn: Líp : C¸c sè liÖu ban ®Çu : ThiÕt bÞ hÊp thô lo¹i th¸p chãp. Hçn hîp t¸ch: H2S -kh«ng khÝ. L­u l­îng khÝ th¶i vµo th¸p lµ: 11.000 Nm3/h Nång ®é H2S trong dßng khÝ vµo theo % thÓ tÝch lµ: 2% HiÖu xuÊt hÊp thô: 85% Dung m«i hÊp thô lµ H2O NhiÖt ®é vµ ¸p xuÊt hÊp thô,l­îng dung m«i m« pháng theo mét sè ®iÒu kiÖn. C¸c phÇn thuyÕt minh vµ tÝnh to¸n: Më ®Çu TÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng hÊp thô C©n b»ng vËt liÖu §­êng kÝnh ThiÕt kÕ ®Üa chãp ChiÒu cao Trë lùc C¸c chi tiÕt cña th¸p TÝnh to¸n qu¹t hoÆc m¸y nÐn khÝ TÝnh to¸n hÖ thèng b¬m dung m«i TÝnh vµ chän c¬ khÝ KÕt luËn VÏ s¬ ®å d©y chuyÒn hÖ thèng hÊp thô: khæ A4. VÏ b¶n vÏ chi tiÕt(vÏ l¾p)th¸p hÊp thô: khæ A1. Gi¸o viªn h­íng dÉn Môc lôc më ®Çu……………………………………………………………..3 tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng hÊp thô………………..9 ThiÕt lËp ph­¬ng tr×nh c©n b»ng vËt liÖu………………………………9 TÝnh ®­êng kÝnh…………………………………………………………11 ThiÕt kÕ ®Üa chãp………………………………………………………...13 TÝnh chiÒu cao cña th¸p…………………………………………………18 TÝnh trë lùc cña th¸p…………………………………………………….22 B¶ng m« pháng…………………………………………………………..24 ThiÕt kÕ thiÕt bÞ phô………………………………………...24 B¬m chÊt láng…………………………………………………………….24 Thïng cao vÞ………………………………………………………………28 M¸y nÐn khÝ…………………………………………………………….....29 tÝnh vµ chän c¬ khÝ…………………………………………...33 Chän vËt liÖu………………………………………………………………33 TÝnh chiÒu dµy th©n th¸p…………………………………………………33 TÝnh chiÒu dµy n¾p vµ ®¸y thiÕt bÞ……………………………………….36 Chän mÆt bÝch……………………………………………………………..36 Chän ch©n ®ì……………………………………………………………... 37 V. kÕt luËn……………………………………………………………41 vi. tµi liÖu tham kh¶o…………………………………………….42 i. më ®Çu ¤ nhiÔm m«i tr­êng : vÊn ®Ò chung mang tÝnh toµn cÇu vµ cÊp b¸ch. ë hÇu hÕt c¸c quèc gia, chÝnh phñ ®· ®Çu t­ rÊt nhiÒu,c¶ vÒ vèn vµ c«ng nghÖ cho viÖc xö lÝ c¸c chÊt g©y « nhiÔm m«i tr­êng. C¸c n­íc cµng ph¸t triÓn, khoa häc c«ng nghÖ tiªn tiÕn th× « nhiÔm m«i tr­êng cµng trë lªn nghiªm träng. ë ViÖt Nam,tuy nÒn c«ng nghiÖp ch­a ph¸t triÓn m¹nh mÏ nh­ng do nhiÒu nguyªn nh©n chñ quan vµ kh¸ch quan , lµm cho m«i tr­êng n­íc ta ngµy cµng « nhiÔm . ViÖc chÆt ph¸ rõng còng nh­ ho¹t ®éng cña c¸c nhµ m¸y ®· th¶i ra m«i tr­êng rÊt nhiÒu chÊt g©y « nhiÔm. Còng nh­ nhiÒu n­íc kh¸c trªn thÕ giíi hiÖn nay, vÊn ®Ò xö lÝ c¸c chÊt g©y « nhiÔm ë n­íc ta ®ang gÆp nhiÒu khã kh¨n . Nguyªn nh©n cña « nhiÔm m«i tr­êng lµ do c¸c chÊt th¶i tõ nhµ m¸y, khu c«ng nghiÖp vµ c¸c ho¹t ®éng kh¸c. Mét trong nh÷ng chÊt khÝ g©y « nhiÔm m«i tr­êng lµ H2S). KhÝ Sunfur¬ lµ chÊt khÝ kh«ng mµu, cã mïi h¨ng cay khi nång ®é trong khÝ quyÓn lµ 1ppm. Sunfur¬ lµ s¶n phÈm chñ yÕu cña qu¸ tr×nh ®èt ch¸y c¸c nhiªn liÖu cã chøa l­u huúnh(c¸c nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn th­êng lµ nguån ph¸t sinh ra nhiÒu Sunfur¬ trong khÝ th¶i). Ngoµi ra cßn kÓ ®Õn qu¸ tr×nh tinh chÕ dÇu má, luyÖn kim, s¶n suÊt axit Sunfuric , tinh luyÖn quÆng ®ång, kÏm, ch×, thiÕc…s¶n xuÊt xi m¨ng vµ giao th«ng vËn t¶i còng lµ nh÷ng n¬i ph¸t sinh ra nhiÒu khÝ Sunfur¬. T¸c ®éng cña khÝ Sunfur¬ tíi m«i tr­êng cã thÓ kÓ ra ë ®©y nh­: SO2 lµm thiÖt h¹i mïa mµng, lµm nhiÔm ®éc c©y trång M­a axit lµm ®Êt vµ n­íc bÞ « nhiÔm bëi SO2 vµ SO3 trong khÝ quyÓn Kh«ng khÝ bÞ « nhiÔm do SO2 vµ SO3 cã thÓ lµm b¹c mµu c¸c t¸cphÈm nghÖ thuËt, ¨n mßn kim lo¹i vµ lµm gi¶m bÒn cña c¸c vËt liÖu v« c¬, h÷u c¬…. VËy môc ®Ých thu håi vµ sö lÝ ®Ó lµm gi¶m thiÓu t¸c h¹i cña nã ®èi víi m«i tr­êng vµ con ng­êi. HÊp thô lµ qu¸ tr×nh hót khÝ b»ng chÊt láng . KhÝ ®­îc hót gäi kµ chÊt bÞ hÊp thô,chÊt láng dïng ®Ó hót gäi lµ dung m«i(hay ch©t hÊp thô), khÝ kh«ng bÞ hÊp thô gäi lµ khÝ tr¬. B¶n chÊt cña qu¸ tr×nh hÊp thô: khÝ hoµ tan vµo trong láng sÏ t¹o thµnh hçn hîp 2 cÊu tö: (=2,k = 2,c = 2-2+2 = 2 thµnh phÇn vµ 2 pha. HÖ thèng nh­ vËy theo ®Þnh luËt pha2) ®­îc gäi nh­ hçn hîp láng cã 2 thµnh phÇn. C©n b»ng pha ®­îc x¸c ®Þnh bëi P,T,C.NÕu T = const th× ®é hoµ tan phô thuéc vµo P theo ®Þnh luËt Henrry: YCB = m.x +Víi khÝ lÝ t­ëng, m = const quan hÖ yCB = f(x) lµ ®­êng th¼ng. + Víi khÝ thùc, m phô thuéc vµo ®­êng c©n b»ng lµ ®­êng cong. HÖ sè c©n b»ng m = ; : hÖ sè Henrry, cã thø nguyªn cña P. P: ¸p suÊt . *C¸c yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn qu¸ tr×nh hÊp thô: -¶nh h­ëng cña l­îng dung m«i:Theo ph­¬ng tr×nh chuyÓn khèi, l­îng khÝ bÞ hÊp thô ®­îc tÝnh theo c«ng thøc sau: G = kY.F.  yuu Trong ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh ,G lµ l­îng kh«ng ®æi vµ cã thÓ coi hÖ sè chuyÓn khèi kY còng kh«ng ®æi. Do ®ã, bÒ mÆt tiÕp xóc pha F chØ ®­îc thay ®æi t­¬ng øng víi sù thay ®æi  sao cho F. lµ kh«ng ®æi . Tõ ®å thÞ suy ra khi X®,Y®,Yccè ®Þnh th× nång ®é cuèi cña dung m«i ®­îc quyÕt ®Þnh theo ®éng lùc trung b×nh , tøc lµ ®iÓm cuèi cña ®­êng lµm viÖc AB(®iÓm nµy chØ ®­îc dÞch chuyÓn tõ A). §­êng lµm viÖc BA4 c¾t ®­êng c©n b»ng, lóc nµy  lµ nhá nhÊt. §­êng AB gÇn song song víi trôc tung, nªn lµ lín nhÊt. V× F.  kh«ng ®æi øng víi BA4 cã F lín nhÊt, øng víi BA cã F bÐ nhÊt. T­¬ng tù t¹i A4 cã Xc lín nhÊt, t¹i A cã Xc bÐ nhÊt. Dùa vµo ph­¬ng tr×nh nång ®é lµm viÖc Y = A.x + B víi: A = tang = ; B = Yc -  Suy ra øng víi BA4 cã A4 =  bÐ nhÊt(l­îng dung m«i tèi thiÓu), cßn øng víi BA th× A =  lµ lín nhÊt nªn l­îng dung m«i cßn lµ lín nhÊt do Gtr kh«ng ®æi. Do ®ã nÕu chän l­îng dung m«i Ýt nhÊt, ta thu ®­îc Xc lín nh­ng thiÕt bÞ ph¶i rÊt lín(v« cïng cao). Tr¸i l¹i, nÕu chän l­îng dung m«i lín nhÊt, th× thiÕt bÞ bÐ nh­ng dung dÞch thu ®­îc l¹i qu¸ lo·ng v× Xc bÐ. Do ®ã, khi chän ®iÒu kiÖn lµm viÖc ta ph¶i dùa vµo chØ tiªu kinh tÕ, kü thuËt. *¶nh h­ëng cña T vµ P lªn qu¸ tr×nh hÊp thô: NhiÖt ®é T vµ ¸p suÊt P lµ nh÷ng yÕu tè ¶nh h­ëng quan träng lªn qu¸ tr×nh hÊp thô , mµ chñ yÕu ¶nh h­ëng lªn tr¹ng th¸i c©n b»ng vµ ®éng lùc qu¸ tr×nh. Tõ ph­¬ng tr×nh Henrry ta thÊy, khi nhiÖt ®é t¨ng th× hÖ sè Henrry t¨ng®­êng c©n b¨ng dÞch chuyÓn vÒ trôc tung.  NÕu ®­êng lµm viÖc AB kh«ng ®æi  gi¶m, do ®ã c­êng ®é chuyÓn khèi gi¶m theo.NÕu cø tiÕp tôc t¨ng nhiÖt ®é,vÝ dô ®Õn ts th× kh«ng nh÷ng  gi¶m mµ ngay c¶ qu¸ tr×nh kh«ng thùc hiÖn ®­îc(v× ®­êng c©n b»ng vµ ®­êng lµm viÖc c¾t nhau,nªn kh«ng thÓ ®¹t ®­îc nång ®é cuèi Xc). §ã lµ ¶nh h­ëng xÊu cña t¨ng nhiÖt ®é . Tuy nhiªn, khi T t¨ng th× ®é nhít cña dung m«i gi¶m nªn vËn tèc khÝ t¨ng, c­êng ®é chuyÓn khèi còng t¨ng theo. Trong tr­êng hîp t¨ng ¸p suÊt , ta thÊy hÖ sè c©n b»ng m =  gi¶m  ®­êng c©n b»ng dÞch chuyÓn vÒ phÝa trôc hoµnh  t¨ng lªn ,qu¸ tr×nh chuyÓn khèi tèt h¬n.Nh­ng P t¨ng  T t¨ng g©y ¶nh h­ëng xÊu ®Õn qu¸ tr×nh hÊp thô. MÆt kh¸c, P t¨ng g©y khã kh¨n vÒ mÆt thiÕt bÞ qu¸ tr×nh hÊp thô chØ ®­îc thùc hiÖn ë P cao ®èi víi nh÷ng khÝ khã hoµ tan. VÝ dô: HÊp thô CO2 b»ng H2O tiÕn hµnh ë 17at; thu håi CO ë 12at… *C¸c lo¹i th¸p hÊp thô: - ThiÕt bÞ lo¹i bÒ mÆt:®¬n gi¶n , bÒ mÆt tiÕp xóc pha bÐchØ dïng khi chÊt khÝ dÔ hoµ tan trong láng. - ThiÕt bÞ lo¹i mµng: thiÕt bÞ lo¹i èng, lo¹i tÊm. - ThiÕt bÞ lo¹i phun: kh«ng phï hîp víi khÝ khã hoµ tan. - ThiÕt bÞ lo¹i ®Öm: bÒ mÆt tiÕp xóc pha lín, hiÖu xuÊt cao nh­ng khã lµm ­ít ®Òu ®Öm. - ThiÕt bÞ lo¹i ®Üa(th¸p ®Üa) gåm: +Th¸p ®Üa cã èng ch¶y truyÒn: ®Üa chãp , ®Üa lç(l­íi), ®Üa Supp¸p, ®Üa sãng ch÷ S. +Th¸p ®Üa kh«ng cã èng ch¶y truyÒn. XÐt th¸p hÊp thô SO2 trong kh«ng khÝ b»ng H2O víi th¸p chãp. - Th¸p ®Üa chãp lµ th¸p gåm nhiÒu ®Üa, trªn ®Üa cã nhiÒu chãp. Trªn ®Üa cã l¾p èng ch¶y truyÒn ®Ó vËn chuyÓn chÊt láng tõ ®Üa nµy sang ®Üa kh¸c. Sè èng ch¶y truyÒn phô thuéc vµo kÝch th­íc cña th¸p vµ l­u l­îng chÊt láng, èng ch¶y truyÒn ®­îc bè chÝ theo nhiÒu c¸ch. KhÝ ®i tõ d­íi lªn qua èng h¬i vµo chãp, qua khe chãp ®Ó tiÕp xóc víi chÊt láng trªn ®Üa. Chãp cã cÊu t¹o d¹ng trßn hoÆc d¹ng kh¸c. Th©n th¸p cã r·nh trßn , ch÷ nhËt hoÆc tam gi¸c ®Ó khÝ ®i qua. H×nh d¸ng cña r·nh trªn chãp kh«ng ¶nh h­ëng mÊy ®Õn qu¸ tr×nh chuyÓn khèi. Chãp ®­îc l¾p vµo ®Üa b»ng nhiÒu c¸ch. HiÖu qu¶ cña qu¸ tr×nh phô thuéc rÊt nhiÒu vµo vËn tèc khÝ. NÕu vËn tèc khÝ bÐ th× kh¶ n¨ng sôc khÝ kÐm, nh­ng nÕu vËn tèc khÝ qu¸ lín sÏ lµm b¾n chÊt láng hoÆc cuèn chÊt láng theo khÝ. HiÖn t­îng b¾n chÊt láng tÊt nhiªn cßn phô thuéc vµo yÕu tè kh¸c nh­ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Üa, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c chãp, khèi l­îng riªngcÊu t¹o vµ kÝch th­íc cña chãp vµ èng ch¶y chuyÒn. *ThuyÕt minh d©y chuyÒn: - Hçn hîp khÝ cÇn xö lÝ SO2 vµ kh«ng khÝ ®­îc m¸y nÐn khÝ 2 ®­a vµo ë ®¸y th¸p, trªn ®­êng èng cã n¾p van ®iÒu tiÕt l­u l­îng khÝ vµ g¾n vµo èng tr­íc khi ®i vµo th¸p mét ®«ng hå ®o l­u l­îng chÊt láng vµo th¸p 14 - N­íc tõ bÓ 4 ®­îc b¬m li t©m 3 ®­a lªn thïng cao vÞ 8, trªn ®­êng èng cã van an toµn 7 .N­íc tõ thïng cao vÞ 8 ®i vµo th¸p víi l­u l­îng thÝch hîp, qua mét ®ång hå ®o l­u l­îng n­íc vµo th¸p 9, t­íi tõ trªn xuèng d­íi theo chiÒu cao th¸p hÊp thô 1. - KhÝ SO2 sau khi ®­îc xö lÝ ®i lªn n¾p th¸p vµ ra ngoµi lç n¾p. - N­íc hÊp thô SO2 ®i qua lç ®¸y, qua Van nh¶ s¶n phÈm hÊp thô 16 ®Õn hÖ thèng nh¶ hÊp thô 6.Tuy nhiªn trong khu«n khæ ®å ¸n ta kh«ng tÝnh ®Õn hÖ thèng nµy. *sè liÖu thiÕt kÕ: Th¸p chãp: hçn hîp SO2 - kh«ng khÝ L­u l­îng hçn hîp khÝ th¶i vµo th¸p:12.000 Nm3/h. Nång ®é cÊu tö bÞ hÊp thô vµo th¸p : 3% mol/mol. HiÖu suÊt hÊp thô 95%. Dung m«i hÊp thô: H2O NhiÖt ®é lµm viÖc: 300C ¸p suÊt lµm viÖc : 6 at S¬ ®å hÖ thèng hÊp thô  CHó THÝCH: 1. Th¸p hÊp thô  9.§ång hå ®o l­u l­îng n­íc vµo   2. M¸y nÐn khÝ  10. Van tù ®éng   3.B¬m chÊt láng  11.Van l­u l­îng n­íc khi b¬m   4.BÓ chøa n­íc  12.Van l­u l­îng khÝ s¶n phÈm ®Ønh   5.Thïng chøa khÝ 6. HÖ thèng nh¶ hÊp thô  13. HÖ thèng ph©n phèi chÊt láng 14.§ång hå ®o l­u l­îng khÝ vµo th¸p   7. Van an toµn  15.Van ®iÒu tiÕt khÝ vµo th¸p   8. Thïng cao vÞ  16.Van nh¶ s¶n phÈm hÊp thô   ii.tÝnh to¸n thiÕt kÕ hÖ thèng hÊp thô thiÕt lËp ph­¬ng tr×nh c©n b»ng vËt liÖu. Th¸p lµm viÖc ë T = 30 0C hay T = 303 0K P = 6 at hay P = 4413 mmHg = 5,8 atm. Theo ®Þnh luËt Henrry Ycb = m.x Trong ®ã m = =  (II_138) m = 8,2472 (víi  lµ h»ng sè Henrry cña SO2 ë nhiÖt ®é 300C) *ChuyÓn sang nång ®é phÇn mol t­¬ng ®èi ta cã Ph­¬ng tr×nh ®­êng c©n b»ng Ycb =  Ycb =     Ta cã nång ®é SO2 trong dßng khÝ vµo theo % thÓ tÝch lµ 3%  y® = 0,03 Y® = =  = 0,03092 (Kmol/Kmol khÝ tr¬) HiÖu xuÊt hÊp thô  = 95% Mµ  =   Yc = .Y® = .0,03092 Yc = 1,5464.10-3 (Kmol/Kmol khÝ tr¬) *Ph­¬ng tr×nh c©n b»ng vËt liÖu cho mét ®o¹n thiÕt bÞ Gtr¬. = Gx. Y = + Yc -  GY = 12000 Nm3/h ta ®æi ra GY =  = 535,7143 (kmol/h) Gtr = GY.= GY.(1-y®) VËy Gtr = (1-Y®).GY = 535,7143.(1-0,03) Gtr = 519,643 () Gx =  Chän  = 1,5 Gxmin :l­îng dung m«i tèi thiÓu ®¹t ®­îc khi: Xc = Xcmax =  Xcmax =  Xcmax = 3,65.10-3 (Kmol/Kmol dm) Do ®ã Gxmin = Gtr. Gxmin = 519,643.  Gxmin = 4180,4565 (Kmol/h) Gx = 1,5.Gxmin = 1,5.4180,4565 Gx = 6270,6848 (Kmol/h) Ph­¬ng tr×nh ®­êng lµm viÖc Y = + Yc -  Y =  + 1,5464.1 Y = 12,0673.X + 1,5464.10-3   `*Mét sè kÝ hiÖu trong c¸c c«ng thøc ®· dïng -X®: nång ®é ban ®Çu cña cÊu tö cÇn hÊp thô trong dung m«i (Kmol/Kmol dm) -Xc: nång ®é cuèi cña cÊu tö cÇn hÊp thô trong dung m«i (Kmol/Kmol dm) -Y®: nång ®é ban ®Çu cña cÊu tö cÇn hÊp thô trong hçn hîp khÝ (Kmol/Kmol khÝ tr¬) -Yc: nång ®é cuèi cña cÊu tö cÇn hÊp thô trong hçn hîp khÝ (Kmol/Kmol khÝ tr¬) -GY: L­îng hçn hîp khÝ ®i vµo thiÕt bÞ hÊp thô (Kmol/h) -GX: L­îng dung m«i ®i vµo thiÕt bÞ hÊp thô (Kmol/h) -Gtr: L­îng khÝ tr¬ ®i vµo thiÕt bÞ hÊp thô (Kmol/h) -: L­îng dung m«i/L­îng dung m«i tèi thiÓu tÝnh ®­êng kÝnh cña th¸p *C«ng thøc D =  (m) (II_181) Trong ®ã: + Vtb: L­îng khÝ trung b×nh ®i trong th¸p (m3/h) +: Tèc ®é khÝ trung b×nh ®i trong th¸p (m/s) *TÝnh to¸n + Vytb =  Víi + Vy® : L­u l­îng hçn hîp khÝ ®Çu ë ®iÒu kiÖn lµm viÖc (m3/h) + Vyc : L­u l­îng khÝ th¶i ra khái th¸p (m3/h) V® =  *MYtb =  ytb.MSO2 + (1-ytb).MKK Ytb =  = = 1,6233.10-3 (Kmol/kmol)  ytb = =  ytb = 1,597.10-2 (Kmol/kmol)  MYtb = 1,597.10-2.64 + (1-1,597.10-2).29 MYtb = 29,559 (Kg/kmol) *=  =  = 6.8959 (Kmol/m3) VËy Vy® =  = 2296,3245 (m3/h) Vyc = Vtr.(1+Yc) víi Vtr =  Vyc = .(1+Yc) =  Vyc = 2230,879 (m3/h) Vytb =  =  Vytb = 2263,6019 (m3/h) *VËn tèc khÝ ®i trong th¸p chãp  = 0,065. (Kg/m2.s) (II_184) Trong ®ã + :khèi l­îng riªng trung b×nh cña pha láng (kg/m3) +: khèi l­îng riªng trung b×nh cña pha khÝ (kg/m3) + h: kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Üa (m) víi D = 1,2 1,8 m th× h0,350,45 (m) Ta chän h = 0,4 (m) Tra to¸n ®å trong sæ tay I trang 363 cã > 20   = 1 + TÝnh . Xc =  =  Xc = 2,4333.10-3  xc =  = 2,4274.10-3 (Kmol/h) xtb =  =  = 1,2137.10-3 (Kmol/h) Mxtb = xtb.+  = 1,2137.10-3 .64 +(1-1,2137.10-3).18 Mxtb = 18,0558 (Kg/kmol) L¹i cã =  (II_183) Víi atb =  =  = 4,302.10-3 (Kg/kg) Tra trong sæ tay I ta ®­îc: =  = 1355 (kg/m3)  =  = 995,68 (kg/m3) =  =   = 996,817(Kg/m3) Ta ®­îc  = 0,065.1.  =  = 0,4943 (m/s) VËy D =  = 1,2727 (m) Quy chuÈn D = 1,2 (m) tháa m·n víi c¸ch chän h = 0,4 (m). thiÕt kÕ ®Üa chãp Chän chãp cã ®­êng kÝnh èng h¬i dh = 75 mm = 0,075 m Sè chãp ph©n bè trªn ®Üa sao cho tæng diÖn tÝch «ng h¬i chiÕm 10% diÖn tÝch ®Üa. Sè chãp n =  (II _236) Dd : ®­êng kÝnh ®Üa,Dd = D = 1,2 (m) dh : ®­êng kÝnh èng h¬i,chän lµ 0, 05 (m).ChiÒu dµy èng h¬i chän = 0,0035(m). Sè chãp n =  = 58 chãp. §­êng kÝnh chãp dch =  (m) (II_236). : ChiÒu dµy chãp,th­êng trong kho¶ng 23 (mm) Ta chän = 2 (mm) = 2.10-3 (m).  dch =  = 0,07 (m). ChiÒu cao chãp phÝa trªn èng h¬i h2 = 0,25dch = 0,25.0,07 h2 = 0,0175 (m). Kho¶ng c¸ch tõ mÆt ®Üa ®Õn ch©n chãp S = 0(25 (mm). Chän S = 20(mm) = 2.10-2 (m). Khe chãp h×nh ch÷ nhËt dtd :§­êng kÝnh t­¬ng ®­¬ng cña khe chãp h×nh ch÷ nhËt tÝnh theo c«ng thøc: dtd =  Trong ®ã: + a: chiÒu réng khe chãp chän trong kho¶ng 27 (mm) chän a = 5 (mm) Hay a = 5.10-3 (m) + b: chiÒu cao khe chãp tÝnh theo c«ng thøc: b =  (II_236). - =  =  (v× n = ) .Vy : l­u l­îng h¬i ®i trong th¸p (m3/h). Vy = =  = 2219,78 (m3/h)   =  = 5,452 (m/s).  lÊy trong kho¶ng 1,52  chän  = 2. b =  = 0,042 (m). VËy dt® =  = 8,936.10-3 (m). Sè l­îng khe chãp  ChiÒu cao møc CL trªn khe chãp: h1 = 0,015 ( 0,040 (m) Chän h1 = 0,04(m) Chu vi phÇn trµn: Ctr = l +  Ctr = 1,93(m) §­êng kÝnh t­¬ng ®­¬ng cña èng ch¶y chuyÒn dc =  (II_236) Gxtb:l­u l­îng trung b×nh ®i trong th¸p (kg/h) = 996,817 (kg/m3) z:sè èng ch¶y chuyÒn (12èng) ta chän z = 2 : tèc ®é chÊt láng trong èng ch¶y chuyÒn  (m/s) Ta chän = 0,2(m/s) Gx® = 6270,6848 (Kmol/h) Gxc = (1+ xc). Gx® =(1+2,4274.10-3). 6270,6848 = 6285,906 (Kmol/h) Gxtb =  =  = 6278,295 (Kmol/h)  dc =  = 0,0746 (m) Kho¶ng c¸ch tõ ®Üa ®Õn ch©n èng ch¶y chuyÒn l3 = 0,25dc = 0,25.0,0746 l3 = 0,01865m) ChiÒu cao èng ch¶y chuyÒn trªn ®Üa: hc = (h1 + b + S) - (h +ChiÒu cao møc chÊt láng bªn trªn èng ch¶y chuyÒn  = (m) (II_237) Tõ trªn cã Vx = =  = 6,298 (m3/h) ThÓ tÝch líp chÊt láng trªn ®Üa VCL =  =  = 0,0452(m3/h) V× hx chän ë trªn = 0,04 (m) ThÓ tÝch chÊt láng ch¶y qua lµ: V = Vx – VCL = 6,298 – 0,0452 = 6,2528 (m3/h)  =  = 0,0252 (m) -> hc = (0,04 + 0,042 +0,02) - 0,0252 = 0,0768 (m) Kho¶ng c¸ch nhá nhÊt gi÷a c¸c chãp l2 = 12,5 + 0,25.dch = 12,5 +0,25.70 = 30(mm). B­íc tèi thiÓu cña chãp trªn ®Üa tmin = dch + 2(ch + 0,035 = 0,07 +2.0,002 +0,03 tmin = 0,104 (m) quy chuÈn tmin = 0,11(m). F: phÇn bÒ mÆt cã g¾n chãp (nghÜa lµ trõ 2 phÇn diÖn tÝch ®Üa ®Ó èng ch¶y chuyÒn ) (m2) a = 0,3 0,5(m) chän a = 0,35 (m) R = .D = .1,2 = 0,6 (m) Gäi S1 : lµ diªn tÝch 1 èng ch¸y chuyÒn S1 =  = (CËn tõ 0,35 ®Õn 0,6) S1 = 0,085 (m) DiÖn tÝch ®Üa S® =  =  = 1,131 (m2)  F = S® - 2.S1 = 1,131 – 2.0,085 = 0,961 (m2)  f: tæng diÖn tÝch c¸c chãp trªn ®Üa diÖn tÝch 1 chãp : S1ch =  =  3,848.10-3 (m) Tæng diÖn tÝch c¸c chãp f = n. S1ch = 28.3,848.10-3 = 0,2232 (m2) ChiÒu cao chãp :hch = hc +  = (0,04 +0,042 +0,02) = 0,102(m) Quy chuÈn = 0,1(m) : ChiÒu cao cña líp chÊt láng trªn èng ch¶y chuyÒn  = h = 0,052 (m) : Khèi l­îng riªng cña bät  Chän  =  = 0,5.996,817 = 498,408 (Kg/m3) TÝnh chiÒu cao cña líp bät trªn ®Üa(m) theo c«ng thøc: hb = (m) (II_185) Thay lÇn l­ît c¸c gi¸ trÞ võa tÝnh ®­îc ë trªn ta cã hb =  +  +   hb = 0,1575 (m) tÝnh chiÒu cao cña th¸p 4.1.HÖ sè chuyÓn khèi Ky =  (II_162) Trong ®ã: + m: hÖ sè ph©n bè vËt chÊt phô thuéc vµo to,P,nång ®é c¸c pha + : hÖ sè cÊp khèi pha khÝ (Kmol/m2.s) (= 1) + : hÖ sè cÊp khèi pha láng (Kmol/m2.s) (= 1) TÝnh ,theo c¸c c«ng thøc:  =   (II_164)  =   (II_164) : Tèc ®é khÝ tÝnh cho mÆt c¾t tù do cña th¸p (m/s)  = P® - Pk:Søc c¶n thuû lùc cña líp chÊt láng trªn ®Üa P® : Søc c¶n thuû lùc chung cña ®Üa (N/m2) Pk : Søc c¶n cña ®Üa kh« (N/m2) Ta cã trë lùc th¸p chãp tÝnh theo c«ng thøc: P = Ntt . P® (N/m2) (II_192) P® = Pk + Ps + Pt (N/m2) (II_192) P® - Pk = Ps + Pt *Ps: trë lùc cña søc c¨ng bÒ mÆt (N/m2) Ps =  (N/m2) (II_192)  =  =  Víi  = = 20,75.10-3 (N/m)  =  = 71,15.10-3 (N/m)  = 16,06.10-3 (N/m)  =  = 7,191 (N/m2) *: Trë lùc cña líp chÊt láng trªn ®Üa (N/m2)  =  (N/m2) (II_194) hr :chiÒu cao cña khe chãp tÝnh ®­îc hr = b = 0,042 (m) g : Gia tèc träng tr­êng = 9,81 (m/s2)  =  = 667,4 (N/m2)  =  + Ps = 667,4 + 7,191 = 674,591 (N/m2) VËy ta tÝnh ®­îc:  =   = 0,12   =   = 1,31  Sè ®¬n vÞ chuyÓn khèi  =  (II_173) Víi th¸p chãp th×: f: diÖn tÝch lµm viÖc cña ®Üa (m2) tÝnh theo c«ng thøc: f = F – (n .fh + m.fcb) F : mÆt c¾t tù do cña thiÕt bÞ (m2) F =  =  = 1,131 (m2) fh: mÆt c¾t ngang cña èng h¬i fh =  =  = 1,963.10-3 (m2) fcb : mÆt c¾t ngang c¸c èng ch¶y chuyÒn (m2) fcb =  =  = 4,371.10-3 (m2) n :sè èng h¬i = 58 èng m :sè èng ch¶y chuyÒn =2 chän theo trªn = 1,131 – (58.1,963.10-3 + 2.4,371.10-3)  = 1,0084 (m2) Thµnh lËp b¶ng quan hÖ X  0  3.10-4  8.10-4  13.10-4  36,499.10-4   Y  1,5464.10-3  5,2.10-3  11,2.10-3  17,2.10-3  45,6.10-3   =   7,93  7,44  6,41  4,76  0,61   ky  0,0695  0,0714  0,0756  0,0836  0,1136     1,2955.10-4  1,331.10-4  1,4092.10-4  1,5583.10-4  2,1176.10-4   =   1,000129  1,000133  1,000141  1,000156  1,000211   YCB  0  2,5.10-3  6,6.10-3  10,8.10-3  30,9.10-3   X¸c ®Þnh ®­êng cong phô b»ng c¸ch t×m ®o¹n  theo c«ng thøc  =  Víi A thuéc ®­êng c©n b»ng C thuéc ®­êng lµm viÖc Ta cã YC – YB =  =  =   YB = YC -  Ta cã b¶ng gi¸ trÞ sau XA = XC  0  3.10-4  8.10-4  13.10-4  36,5.10-4   YA  0  2,5.10-3  6,6.10-3  10,8.10-3  30,9.10-3   YC  1,5464.10-3  5,2.10-3  11,2.10-3  17,2.10-3  45,6.10-3   YB  2.10-7  2,500035.10-3  6,60065.10-3  10,800998.10-3  30,9031.10-3   Nèi c¸c ®iÓm B1,B2,…..,Bn ta cã ®­êng cong phô VÏ trªn ®å thÞ ta x¸c ®Þnh ®­îc Ntt = 6 4.2.TÝnh chiÒu cao H = Ntt.  + (0,81) (m) Ntt: Sè ®Üa thùc tÕ :chiÒu dµy cña ®Üa (m) chän  = 2.10-3 (m) H® : kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c ®Üa (m) =0,4 (m) theo trªn. Thay vµo ta cã H = 6.(0,4 + 2.10-3) + 0,9 H = 3,312 (m) Quy chuÈn H = 3,3 (m) tÝnh trë lùc cña th¸p TÝnh trë lùc theo c«ng thøc : P = Ntt . P® (N/m2) (II_192) P® = Pk + Ps + Pt (N/m2) (II_192) Ta ®· tÝnh ®­îc : Ps = 7,191 (N/m2) Pt = 667,4 (N/m2) Cßn Pk tÝnh theo c«ng thøc sau: Pk =  (N/m2) : hÖ sè trë lùc th­êng  =  chän = 5 : khèi l­îng riªng cña pha khÝ cã  = 6,8959 (kg/m3) : Tèc ®é khÝ qua r·nh chãp = 0,4943 (m/s) Pk =  = 4,212 (N/m2) VËy P® = 7,191 + 667,4 + 4,212 = 678,803 (N/m2)  Trë lùc toµn th¸p lµ: P = 6.378,803 = 4072,818 (N/m2) B¶ng m« pháng P (at)  T ( §é C)    D (m)  H (m)   P (N/m2)   1,5  25  1,2  1,9  6,126  8900,151   1,5  25  1,8  1,9  4,116  5477,016   1,5  28  1,2  1,9  5,724  8320,152   1,5  28  1,8  1,9  3,714  4853,422   3  25  1,2  1,7  7,426  8891,389   3  25  1,8  1,7  5,418  6155,577   3  28  1,2  1,7  6,924  8312,076   3  28  1,8  1,7  4,916  5541,384   4,5  25  1,2  1,5  6,422  7523,483   4,5  25  1,8  1,5  3,912  4103,718   4,5  28  1,2  1,5  6,422  7619,403   4,5  28  1,8  1,5  4,414  4848,711   NhËn xÐt: -ë cïng mét ¸p suÊt vµ nhiÖt ®é,khi l­îng dung m«i t¨ng lªn th× trë lùc th¸p nhá,chiÒu cao gi¶m do ®ã tiÕt kiÖm ®­îc chi phÝ thiÕt kÕ nh­ng nång ®é cuèi cña dung dÞch thÊp(dung dÞch lo·ng) -ë cïng mét ¸p suÊt,1l­îng dung m«i khi t¨ng nhiÖt ®é th× trë lùc vµ chiÒu cao th¸p còng gi¶m do ®ã tiÕt kiÖm ®­îc chi phÝ thiÕt kÕ nh­ng nång ®é cuèi cña dung dÞch còng gi¶m(dung dÞch lo·ng) -ë cïng 1 nhiÖt ®é,1 l­îng dung m«i khi t¨ng ¸p suÊt t¨ng lªn th× trë lùc th¸p gi¶m do ®ã tiÕt kiÖm ®­îc chi phÝ thiÕt kÕ;®ång thêi nång ®é cuèi cña dung dÞch Xc còng t¨ng lªn do ®ã th¸p lµm viÖc hiÖu qu¶. III.ThiÕt kÕ thiÕt bÞ phô B¬m chÊt láng C«ng thøc yªu cÇu trªn trôc b¬m N =  (kW) (I_532) Trong ®ã: Q: n¨ng suÊt b¬m (m3/s)  : Khèi l­îng riªng cña chÊt láng (kg/m3) g : Gia tèc träng tr­êng (m/s2) H : ¸p suÊt toµn phÇn cña b¬m (m) TÝnh H(m) H =  + H0 + hm (I_535) P1 :¸p suÊt trªn bÒ mÆt èng hót  P1 = Pkk = 1 at = 1,013.105 (N/m2) P2 : ¸p suÊt trªn bÒ mÆt èng ®ÈyP2 = PLV = 6 at = 6,078.105 (N/m2) H0 : chiÒu cao n¨ng suÊt chÊt láng (m) hm : ¸p suÊt tiªu tèn ®Ó th¾ng toµn bé trë lùc trªn èng hót vµ èng ®Èy. TÝnh hm : hm  =  (I_459) :¸p suÊt toµn phÇn cÇn thiÕt ®Ó kh¾c phôc tÊt c¶ søc c¶n thuû lùc trong hÖ thèng P = P® + Pm + PH +Pt + Pk + PC (I_459) *P®:¸p suÊt ®éng häc,tøc lµ ¸p suÊt cÇn thiÕt ®Ó t¹o vËn tèc do dßng ch¶y ra khái èng (N/m2) P® =  (N/m2) (I_459) :khèi l­îng riªng cña H2O ë 300C :995,68 (kg/m3) §­êng kÝnh t­¬ng ®­¬ng trong èng chÊt láng: dt® =  (I_448) V : l­u l­îng thÓ tÝch dung m«i (m3/s) V =  =  = 1,749.10-3 (m3/s) Chän vËn tèc trung b×nh dung m«i trong èng  = 0,85 (m/s)  dt® =  = 0,0512 (m) Quy chuÈn dt® = 0,05 (m)  VËn tèc dung m«i trong èng dÉn lµ:  =  =  = 0,89 (m/s) VËy P® =  = 394,34 (N/m2) * Pm : ¸p suÊt ®Ó kh¾c phôc trë lùc do mas¸t trªn ®­êng èng dÉn Pm =  (N/m2) (I_459) Víi + L: chiÒu dµi toµn bé hÖ thèng èng dÉn chän L = 5 (m) + dt®: ®­êng kÝnh t­¬ng ®­¬ng cña èng dÉn (m) +: hÖ sè masat x¸c ®Þnh theo c«ng thøc = -2.lg (I_464) Re : chuÈn sè Rªynol x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Re =  víi = 0,801.10-3 (N.s/m2)  Re =  = 55315,35 > 4000  ChÊt láng ch¶y xo¸y do ®ã x¸c ®Þnh  theo c«ng thøc ë trªn la phï hîp -X¸c ®Þnh   : ®é nh¸m t­¬ng ®èi  =  (I_464) Chän  = 0,1.10-3 (m)   =  = 2.10-3 (m) VËy  = -2.lg = 6,1479   = 0,026 Pm =  = 1025,28 (N/m2) *PC: ¸p suÊt ®Ó kh¾c phôc trë lùc côc bé PC =  : hÖ sè trë lùc côc bé cña toµn bé ®­êng èng  =  Chän èng thÐp tr¸ng kÏm(míi vµ tèt): = 0,5 Chän 2 van tiªu chuÈn : = 4,1 HÖ sè trë lùc khuûu: 2 khuûu 450 t¹o thµnh  = 0,38  = + +  = 0,5 + 2.4,1 + 2.0,38 = 9.46 VËy PC =  = 3730,44 (N/m2) *PH :¸p suÊt ®Ó kh¾c phôc ¸p suÊt thuû tÜnh PH =  Víi H:chiÒu cao tõ ®Çu èng hót ®Õn ®iÓm cao nhÊt ,chän H = 10 (m)  PH = 995,68.9,81.10 = 97676,21 (N/m2) *Pt: ¸p suÊt cÇn thiÕt ®Ó kh¾c phôc trë lùc trong,coiPt = 0 *Pk: ¸p suÊt bæ sung cuèi èng dÉn coi Pk = 0 VËy ta ®­îc: P = 394,34 + 1025,28 + 3730,44 + 97676,21 + 0 + 0 = 102826,27 (N/m2)  hm =  =  = 10,52 (m) H =  =  = 67,37 (m) 1.2 HiÖu suÊt cña b¬m =  Trong ®ã: + :hiÖu suÊt thÓ tÝch tÝnh ®Õn sù hao hôt chÊt láng ch¶y tõ vïng ¸p suÊt cao ®ªn vïng ¸p suÊt thÊp vµ do chÊt láng vµo qua c¸c chç hë cña b¬m = 0,9 +: hiÖu suÊt thuû lùc tÝnh ®Õn masat vµ sù t¹o thµnh dßng xo¸y trong b¬m = 0,85 + :hiÖu suÊt c¬ khÝ tÝnh ®Õn masat c¬ khÝ ë æ bi,æ lãt trôc = 0,95 (I_536) VËy  = 0,9.0,85.0,95 = 0,72675 1.3 N¨ng suÊt cña b¬m Q = V = 1,749.10-3(m3/s) Thay vµo trªn ta cã: N®c =  = 1,58 (kW)  C«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn lµ N®c=  :hiÖu suÊt truyÒn ®éng lÊy  = 0,85 :hiÖu suÊt ®éng c¬ ®iÖn lÊy  = 0,9  N®c =  = 2,07 (kW) Th­êng ®éng c¬ ®iÖn ®­îc chän cã c«ng suÊt dù tr÷ víi hÖ sè dù tr÷ c«ng suÊt = 1,5 VËy ®éng c¬ cÇn m¾c cho b¬m cña hÖ thèng lµ: N®cchän = .N®c = 1,5.2,07 = 3,105(kW). Thïng cao vÞ §­êng kÝnh èng dÉn tõ thïng cao vÞ vµo th¸p ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: d =  (I_448) Trong ®ã : : vËn tèc trung b×nh cña dung m«i –H2O (m/s) V: l­u l­îng thÓ tÝch dung m«i (m3/s) Chän = 0,2 (m/s) chÊt láng tù ch¶y (I_194)  d =  = 0,1055 (m) Quy chuÈn d = 0,1 (m) Thay trë l¹i ta cã  =  =  = 0,2228(m/s) Do ®ã kÕt ­ña chän lµ phï hîp. VËy dèng dÉn = 0,1 (m) *TÝnh to¸n thÓ tÝch thïng cao vÞ: -Chän chiÒu cao tõ t©m mÆt tho¸ng ®Õn t©m mÆt th¾t dßng lµ 1m -§èi víi n­íc(chÊt láng Ýt nhít)th× hÖ sè l­u l­îng thay ®æi kh«ng ®¸ng kÓ víi thêi gian ch¶y c¹n b×nh nªn cã thÓ coi hÖ sè l­u l­îng  = const -Khi n­íc qua lç trßn th×  = 0,596 (I_451) -L­u l­îng chÊt láng bæ sung Vo = const,  = const Thêi gian ch¶y c¹n b×nh trong 1 giê x¸c ®Þnh theo : =  (I_46) Trong ®ã : F: diÖn tÝch mÆt c¾t ngang thïng (m2) : hÖ sè lqu l­îng : diÖn tÝch mÆt c¾t ngang lç (m2) H1,H2 : møc chÊt láng tr­íc vµ sau khi ch¶y (m) Ho : møc chÊt láng trong b×nh cÇn thiÕt nÕu chØ cÇn ch¶y tõ lç b×nh 1 l­u l­îng ch¶y lµ Vo.Ho x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : Ho =  =  =  = 7,854.10-3 (m2) Ho =  = 7,1155.10-3 (m) Ho = 0,0071(m) H1 = 1(m) H2 = 0,5(m) 3600 = F = 114,7 (m2) ThÓ tÝch thïng cao vÞ lµ V = Ho.F = 0,0071.114,7 = 0,81437 (m3) Quy chuÈn V = 0,8 (m3) M¸y nÐn khÝ C«ng suÊt nÐn lÝ thuyÕt N =  (kW) (Qu¸ tr×nh I_380) Trong ®ã G : n¨ng suÊt nÐn cña m¸y nÐn (kg/ s) L : C«ng nÐn mét kg khÝ theo qu¸ tr×nh nÐn ®a biÕn (Jkg) *L ®­îc tÝnh nh­ sau: L =  (J/kg) Víi m: chØ sè nÐn ®a biÕn chän m = 1,5 P1: ¸p suÊt khÝ lóc hót(N/m2) P2: ¸p suÊt khÝ lóc ®Èy(N/m2) V1: ThÓ tÝch riªng cña khÝ ë ®iÒu kiÖn hót t¹i P1 vµ T1 (m3/kg) * Pm : ¸p suÊt ®Ó kh¾c phôc trë lùc do mas¸t trªn ®­êng èng dÉn Pm =  (N/m2) (I_459) Víi + L: chiÒu dµi toµn bé hÖ thèng èng dÉn chän L = 3 (m) + dt®: ®­êng kÝnh t­¬ng ®­¬ng cña èng dÉn (m) +: hÖ sè masat x¸c ®Þnh theo c«ng thøc = -2.lg (I_464) Re : chuÈn sè Rªynol x¸c ®Þnh theo c«ng thøc Re =  víi = 0,23.10-3 (N.s/m2)  Re =  = 3766,35  X¸c ®Þnh   : ®é nh¸m t­¬ng ®èi  =  (I_464) Chän  = 0,1.10-3 (m)   =  = 2.10-3 (m) VËy  = -2.lg = 6,1479   = 0,026 Pm =  = 4,453 (N/m2) *PC: ¸p suÊt ®Ó kh¾c phôc trë lùc côc bé PC =  : hÖ sè trë lùc côc bé cña toµn bé ®­êng èng  =  Chän èng thÐp tr¸ng kÏm(míi vµ tèt): = 0,5 Chän 2 van tiªu chuÈn : = 4,1 HÖ sè trë lùc khuûu: 2 khuûu 450 t¹o thµnh  = 0,38  = + +  = 0,5 + 2.4,1 + 2.0,38 = 9.46 VËy PC =  = 8,1 (N/m2) p2 = 6,078.105 + 4,453 + 8,1 = 607812,553 (N/m2) ë d¹ng khÝ tÝnh nh­ sau: =  (II_6) =  = 15,4455 (kg/m3) ë d¹ng khÝ tÝnh nh­ sau: =  (II_6) =  = 6,9987 (kg/m3)  =  =  Víi atb =  = 2,6785.10-3 (kg/kg)  =  = 7,01(kg/m3) V1 =  =  = 0,1426 (m3/kg) M¸y nÐn hçn hîp khÝ tõ 1at lªn 6at vËy: L =  = 43336,14 (J/kg) G =  =  = 4,3224 (kg/s)  N =  = 187.31 (kW)  C«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn lµ N®c=  :hiÖu suÊt truyÒn ®éng lÊy  = 0,85 :hiÖu suÊt ®éng c¬ ®iÖn lÊy  = 0,9  N®c =  = 3,7987 (kW) Th­êng ®éng c¬ ®iÖn ®­îc chän cã c«ng suÊt dù tr÷ víi hÖ sè dù tr÷ c«ng suÊt = 1,5 VËy ®éng c¬ cÇn m¾c cho m¸y nÐn cña hÖ thèng lµ: N®cchän = .N®c = 1,5.187,31 = 280,974 (kW). §­êng kÝnh èng ®Èy d =  (I_448) Trong ®ã : : vËn tèc trung b×nh cña hçn hîp khÝ (m/s) V: l­u l­îng thÓ tÝch khÝ (m3/s) Chän = 25 (m/s)  d =  = 0,1587 (m) Quy chuÈn d = 0,16 (m) Thay trë l¹i ta cã  =  =  = 24,297(m/s) Do ®ã kÕt ­ña chän lµ phï hîp. VËy d®Èy = 0,16 (m) §­êng kÝnh èng hót d =  (I_448) Trong ®ã : : vËn tèc trung b×nh cña hçn hîp khÝ (m/s) V: l­u l­îng thÓ tÝch khÝ (m3/s) Chän = 15(m/s)  d =  = 0,204 (m) Quy chuÈn d = 0,2 (m) Thay trë l¹i ta cã  =  =  = 15,742(m/s) Do ®ã kÕt ­ña chän lµ phï hîp. VËy dhót = 0,2 (m) iV. TÝnh vµ chän c¬ khÝ Chän vËt liÖu: Víi ®Æc tÝnh lµ mét oxit axit cã tÝnh ¨n mßn nªn chän vËt liÖu bÒn chÞu ¨n mßn: chän vËt liÖu thÐp CT3. §Æc tÝnh kü thuËt cña thÐp CT3: [II-309] + Cã giíi h¹n bÒn khi kÐo : (k = 380.106 N/m2 + Cã giíi h¹n khi ch¶y (k = 240.106 N/m2 + Khèi l­îng riªng : (CT3 = 7850 kg/m3 TÝnh chiÒu dµy th©n th¸p Th©n th¸p h×nh trô cao 3,3m. ®­êng kÝnh trong 1,2m Bè trÝ : gåm nhiÒu ®o¹n ®­îc ghÐp l¹i víi nhau b»ng bÝch nèi Mçi ®o¹n th¸p ®­îc cuèn tõ thÐp tÊm vµ hµn hå quang theo kiÓu gi¸p nèi 2 bªn cã hÖ sè bÒn cña mèi hµn: ( = 0,95 [II-362] ChiÒu dµy cña th©n th¸p ®­îc tÝnh theo [II-360] S =  Dt - §­êng kÝnh trong cña th¸p Dt = 1,2m C - HÖ sè bæ xung [II-363] C = C1 + C2 + C3 C1- hÖ sè bæ sung do ¨n mßn víi thÐp CT3: C1 = 0,05mm/n¨m. Chän t.g = 20 (n¨m) C2- hÖ sè bæ xung do bµo mßn h¹t r¾n C2 = 0 C3 - hÖ sè bæ xung do dung sai chiÒu dµy,phô thuéc vµo chiÒu dµy tÊm thÐp. C3 = 0,6 mm = 0,6.10-3 m -> C = 20.0,05.10-3 + 6.10-4 = 0,016 m = 1,6.10-3 m [(k] - øng suÊt cña thÐp [II-356] [(k] =  (N/m3) [(k] = (N/m3) nk, nc : hÖ sè an toµn giíi h¹n bÒn vµ giíi h¹n nãng ch¶y nk = 2,6; nc = 1,5  -> [(k] =  [(k] =  §Ó ®¶m b¶o an toµn trong s¶n xuÊt -> chän gi¸ trÞ øng suÊt nhá h¬n [(k] = 146,2N/m2 P - ¸p suÊt t¸c dông lªn thiÕt bÞ P = PLV + Ptt N/m2 PLV - ¸p suÊt lµm viÖc cña th¸p PLV = 6,078.105 N/m2 Ptt - ¸p suÊt thuû tÜnh Ptt =  = 995,68.9,81.3,5  Ptt = 3,42.104 N/m2 -> P = 6,078.105 + 3,42.104 P = 6,42.105 N/m2 -> ChiÒu dµy cña th¸p: S =  = 2,7798.10-3 + 1,6.10-3 = 4,3798.10-3 (m).  S = 0,005 (m). KiÓm tra øng suÊt theo ¸p suÊt thuû lùc [II-366] P0 = Pth + Ptt Pth - ¸p suÊt thö thuû lùc Pth = 1,5P = 1,5.6,42.105 Pth = 9,63.105 N/m2 -> P0 = 9,63.105 + 3,42.104 P0 = 9,972.105 (N/m2) -> øng suÊt [II-365] ( =  = 185,763.106 (N/m2) ( = 185,763.106 N/m2  > ( (tho¶ m·n)  TÝnh chiÒu dµy n¾p vµ ®¸y thiÕt bÞ [II-385] Chän ®¸y vµ n¾p thiÕt bÞ h×nh elip Sn,® =  hl- chiÒu cao phÇn låi cña l¾p vµ ®¸y hl = 0,25.Dt =0,25.1,2 = 0,3 (m) k hÖ sè kh«ng thø nguyªn k =1-  d - ®iÒu kiÖn cña lç kh«ng t¨ng øng chän d = 0,3m k = 1-  Sn,® = = 5,4988.10-3 (m). Sn,® = 7.10-3 (m). KiÓm tra øng suÊt theo ¸p suÊt thñy lùc: ( =  =  = 164.106 N/m2 >  (tho¶ m·n) Tra b¶ng [II-I-384] cã khèi l­îng n¾p vµ ®¸y 2 .64 = 128 kg hgê = 0,025m Chän mÆt bÝch MÆt bÝch lµ bé phËn ®Ó nèi c¸c phÇn cña thiÕt bÞ còng nh­ nèi c¸c bé phËn kh¸c víi thiÕt bÞ. Chän bÝch liÒn b»ng thÐp kiÓu 1 ®Ó nèi n¾p, ®¸y... Tra b¶ng (II-XIII.27) PY.10-6 N/m2  Dt  D  Db  D1  Do  Bu l«ng  h    mm  mm  mm  mm  mm  dbmm  Z(c¸i)  mm   0,6  450  515  475  450  411  M16  20  20   ChiÒu cao th©n th¸p gåm 6 ®Üa Kho¶ng c¸ch gi÷a 2 ®Üa lµ 0,4 m Bè trÝ 3 ®Üa 1 cÆp bÝch vµ 2 bÝch nèi n¾p, ®¸y víi th©n. C¸ch l¾p: ë nh÷ng chè cã bÝch, ®Üa ®­îc b¾t chÆt b»ng bulong cïng víi bÝch  chän ch©n ®ì Khèi l­îng toµn th¸p * Khèi l­îng th©n th¸p: Mth©n = Vth©n.(CT3 Vth©n: thÓ tÝch th©n vá th¸p (m3) (CT3: khèi l­îng riªng cña thÐp CT3(kg/m3) Cã (CT3 = 7850 (kg/m3) Vth©n =  Dn: ®­êng kÝnh ngoµi cña th¸p (m) Dt: ®­êng kÝnh trong cña th¸p (m) Hth©n: chiÒu cao th©n tÝnh tõ ®Üa trªn cïng ®Õn ®Üa d­íi cïng,b»ng 3,3 (m) Dt = 1,2 (m) Dn = Dt +2.S = 1,2 + 2.0,005 = 1,21 (m)  Vth©n =  = 0,062m3 = 0,062.7850 = 490 (kg) * khèi l­îng ®¸y vµ n¾p:§¸y vµ n¾p cã khèi l­îng b»ng nhau ( = 64kg) nªn khèi l­îng cña c¶ n¾p vµ ®¸y lµ 64 .2 = 128 (kg) * khèi l­îng n­íc: - Khi cã sù cè,nh­ t¾c ë mét ®Üa nµo ®ã,n­íc sÏ ®iÒn ®Çy vµo th¸p.Khèi l­îng n­íc khi ®ã lµ: =  (kg) :khèi l­îng riªng cña n­íc,=995,68 (kg/m3) : thÓ tÝch n­íc ®iÒn ®Çy th¸p (m3) cã =  (m3) Dt: ®­êng kÝnh trong cña th¸p b»ng 1,2 (m) H: chiÒu cao th¸p (c¶ ®¸y vµ n¾p) =3,3 +2.0,3 +2.0,025 = 3,95 (m) V =  = 4,467m3 = 4,467.995,68 = 4448(kg) *Khèi l­îng ®Üa: Chän ®Üa dµy 0,008 b»ng thÐp CT3 -> M®Üa =  Th¸p cã 6 ®Üa nªn khèi l­îng ®Üa lµ M® = 6.71 = 426 (kg) + Khèi l­îng bæ xung (mÆt bÝch,chãp,bulong,thanh gi»ng) -chän Mbx = 500(kg) VËy khèi l­îng toµn th¸p lµ: Mth¸p = 490 + 128 + 4448 + 426 + 500 = 5992 (kg) Träng l­îng t­¬ng øng cña th¸p N = Mth¸p.g =58781,52 (N) Chän ch©n ®ì: -chän 4 ch©n ®ì mçi ch©n ®ì chÞu mét lùc lµ: No =  =  = 14695,38(N)  Tra b¶ng(II_437) cã: T¶i träng cho phÐp trªn 1 ch©n ®ì  L  B  B1  B2  H  h  S  l  d  Khèi l­îng mét ch©n ®ì (kg)   G.10-4(N)  mm    1,0  210  150  180  245  300  160  14  75  23  2,0    v.kÕt luËn Trªn ®©y lµ kÕt qu¶ tÝnh to¸n vµ thiªt kÕ th¸p chãp hÊp thô SO2 trong hçn hîp SO2-kh«ng khÝ dïng dung m«i lµ H2O mµ em ®­îc nghiªn cøu, t×m hiÓu. Sau mét häc k× lµm viÖc cïng víi sù gióp ®ì cña c¸c thÇy c« , ®Æc biÖt lµ thÇy NguyÔn §øc Qu¶ng , em ®· hoµn thµnh nhiÖm vô cña m×nh. Dï ®· hÕt søc cè g¾ng ,song do lÇn ®Çu lµm c«ng viÖc thiÕt kÕ , ch­a cã kinh nghiÖm thùc tÕ , nªn em kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng thiÕu xãt,h¹n chÕ. Em mong ®­îc sù ®ãng gãp vµ gióp ®ì ‎ kiÕn cña c¸c thÇy c¸c c« ®Ó em rót ®­îc nh÷ng bµi häc bæ Ých. Mét lÇn n÷a em xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy NguyÒn §øc Qu¶ng ®· tËn t×nh gióp ®ì em trong thêi gian lµm ®å ¸n. Sinh viªn thùc hiÖn Vò §øc HiÕu vi.tµi liÖu tham kh¶o I .TrÇn Xoa ,NguyÔn Träng Khu«ng,Ph¹m Xu©n To¶n “Sæ tay ho¸ c«ng – TËp I” Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü ThuËt Hµ Néi II . TrÇn Xoa ,NguyÔn Träng Khu«ng,Ph¹m Xu©n To¶n “Sæ tay ho¸ c«ng – TËpII” Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü ThuËt Hµ Néi III .NguyÔn Bin “Bµi tËp qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ trong c«ng nghÖ ho¸ häc” Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc kü ThuËt Hµ Néi VI .§ç V¨n §µi, NguyÔn Bin, Ph¹m Xu©n To¶n,§ç Ngäc Cö,§inh V¨n Huúnh “C¬ së c¸c qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ trong c«ng nghÖ ho¸ häc – TËp II” Tr­êng §¹i Häc B¸ch Khoa Hµ Néi XuÊt B¶n

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docThiết kế hệ thống hấp thụ loại tháp chóp.doc