Với hệ thống chưng cất Nước – Axit axetic dùng tháp mâm xuyên lỗ như đã thiết kế, ta
thấy bên cạnh những ưu điểm cũng còn có nhiều nhược điểm. Thiết bị có ưu điểm là năng
suất và hiệu suất cao nhưng thiết bị còn rất cồng kềnh, đòi hỏi phải có sự vận hành với độ
chính xác cao. Bên cạnh đó, khi vận hành thiết bị này ta cũng phải hết sức chú ý đến vấn đề
an toàn lao động để tránh mọi rủi ro có thể xảy ra, gây thiệt hại về người và của.
56 trang |
Chia sẻ: lylyngoc | Lượt xem: 3190 | Lượt tải: 6
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Thiết kế hệ thống chưng cất Nước – Axit axetic có năng suất là 500l/h, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
cực đại ở tâm:
T
4
o D64
PRW = (Cơng thức 6.35, trang 100, [8])
Đối với bản cĩ đục lỗ:
Tb
4
b
o
lo D64
PRWW
ϕ
=
ϕ
=
Với:
)1(12
ESD 2
3
T µ−
=
⇒ 3
b
24
3
b
24
b
o
lo ES
)1(PR.
16
3
ES64
)1(PR12WW
ϕ
µ−
=
ϕ
µ−
=
ϕ
=
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 29
Để đảm bảo điều kiện bền thì: Wlo < ½ S
Mà: 3
244
3199990571,0
)33,01(42510.137,6
.
16
3
××
−×
=
−
loW = 1,085 < ½ . 3 = 1,5
⇒ Bề dày S đã chọn thỏa điều kiện.
Vậy: S = 3 (mm)
VI. BÍCH GHÉP THÂN – ĐÁY và NẮP :
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. Các loại mặt bích thường sử dụng:
Bích liền: là bộ phận nối liền với thiết bị (hàn, đúc và rèn). Loại bích này chủ yếu
dùng thiết bị làm việc với áp suất thấp và áp suất trung bình.
Bích tự do: chủ yếu dùng nối ống dẫn làm việc ở nhiệt độ cao, để nối các bộ bằng kim
loại màu và hợp kim của chúng, đặc biệt là khi cần làm mặt bích bằng vật liệu bền hơn
thiết bị.
Bích ren: chủ yếu dùng cho thiết bị làm việc ở áp suất cao.
Chọn bích được ghép thân, đáy và nắp làm bằng thép CT3, cấu tạo của bích là bích liền
khơng cổ.
Tra bảng XIII.27, trang 417, [6]:
Ứng với Dt = φ = 850 (mm) và áp suất tính tốn P = 0,1579 (N/mm2) ⇒ chọn bích cĩ các
thơng số sau:
Dt D Db D1 Do h
Bu lơng
db Z
(mm)
850 980 930 900 861 20 M20 24
Tra bảng IX.5, trang 170, [6], với ∆h = 300 (mm) ⇒ khoảng cách giữa 2 mặt bích là
1200mm và số mâm giữa 2 mặt bích là 4.
Ta cĩ:
2
8,13
2
=
thânH
= 6,9
⇒ Số mặt bích cần dùng để ghép là: (7 + 1).2 = 16 (bích)
Khoảng cách giữa 2 mặt bích theo thực tế: ∆lbích = 16
8,13
16
=
thânH
= 0,8625 (m)
Độ kín của mối ghép bích chủ yếu do vật đệm quyết định. Đệm làm bằng các vật liệu
mềm hơn so với vật liệu bích. Khi xiết bu lơng, đệm bị biến dạng và điền đầy lên các chỗ gồ
ghề trên bề mặt của bích. Vậy, để đảm bảo độ kín cho thiết bị ta chọn đệm là dây amiăng, cĩ
bề dày là 3(mm).
VII. CHÂN ĐỠ THÁP :
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 30
1. Tính trọng lượng cùa tồn tháp:
Tra bảng XII.7, trang 313, [6]
⇒ Khối lượng riêng của tháp CT3 là: ρCT3 = 7850 (kg/m3)
Khối lượng của một bích ghép thân:
mbích ghép thân = ( ) ( ) 785002,093,098,044 22322 ××−=− piρpi CTt hDD = 11,776 (kg)
Khối lượng của một mâm:
mmâm = T10H18Xmâm
2
t %)10%8%100(D4
ρ−−δpi
=
4
pi
.0,852.0,003.0,82.7900 = 11,028(kg)
Khối lượng của thân tháp:
mthân =
4
pi
.(D2ng –D2t).Hthân . ρX18H10T
= ( ) 7900.8,13.85,0856,0.
4
22
−
pi
= 876,45 (kg)
Khối lượng của đáy (nắp) tháp:
mđáy(nắp) = Sbề mặt .δđáy . ρX18H10T = 0,92 . 0,003. 7900 = 21,804 (kg)
Khối lượng của tồn tháp:
m = 16 mbích ghép thân + 47 mmâm + mthân + 2 mđáy(nắp)
= 16. 11,776 + 47. 11,082 + 876,45 + 2. 21,804 = 1626,79(kg)
2. Tính chân đỡ tháp:
Chọn chân đỡ: tháp được đỡ trên bốn chân.
Vật liệu làm chân đỡ tháp là thép CT3.
Theo đáy
thiết bị
Tr
ục
t
hi
ết
b
ị
Tải trọng cho phép trên một chân: Gc = 4
81,979,1626
44
×
==
mgP
= 0.399.104 (N)
Để đảm bảo độ an tồn cho thiết bị, ta chọn: Gc = 0,5.104 (N)
Tra bảng XIII.35, trang 437, [6] ⇒ chọn chân đỡ cĩ các thơng số sau:
L B B1 B2 H h s l d
160 110 135 195 240 145 10 55 23
Thể tích một chân đỡ:
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 31
Vchân đỡ ≈ (230. 10. 195. 2 + 160. 10. 110). 10-9 = 0,001073 (m3)
Khối lượng một chân đỡ: mchân đỡ = Vchân đỡ. ρCT3 = 8,423 (kg)
VIII. TAI TREO THÁP :
Chọn tai treo: tai treo được gắn trên thân tháp để giữ cho tháp khỏi bị dao động trong điều
kiện ngoại cảnh.
Chọn vật liệu làm tai treo là thép CT3.
Ta chọn bốn tai treo, tải trọng cho phép trên một tai treo: Gt = Gc = 0,5.104 (N).
Tra bảng XIII.36, trang 438, [6] ⇒ chọn tai treo cĩ các thơng số sau:
L B B1 H S l a d
100 75 85 155 6 40 15 18
Khối lượng một tai treo: mtai treo = 1,23 (kg)
Tra bảng XIII.37, trang 439, [6]
⇒ Chọn tấm lĩt tai treo bằng thép CT3 cĩ các thơng số sau:
Chiều dài tấm lĩt: H = 260 (mm).
Chiều rộng tấm lĩt: B = 140 (mm).
Bề dày tấm lĩt: SH = 6 (mm).
Thể tích một tấm lĩt tai treo: Vtấm lĩt = 260 .140 .6 .10-9 = 2,184.10 4− (m3)
Khối lượng một tấm lĩt tai treo: mtấm lĩt = Vtấm lĩt. ρCT3 = 1,714 (kg)
IX. CỬA NỐI ỐNG DẪN VỚI THIẾT BỊ – BÍCH NỐI CÁC BỘ PHẬN CỦA
THIẾT BỊ và ỐNG DẪN :
Ống dẫn thường được nối với thiết bị bằng mối ghép tháo được hoặc khơng tháo được.
Trong thiết bị này, ta sử dụng mối ghép tháo được.
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 32
Đối với mối ghép tháo được, người ta làm đoạn ống nối, đĩ là đoạn ống ngắn cĩ mặt bích
hay ren để nối với ống dẫn:
Loại cĩ mặt bích thường dùng với ống cĩ đường kính d > 10mm.
Loại ren chủ yếu dùng với ống cĩ đường kính d ≤ 10mm, đơi khi cĩ thể dùng với
d ≤ 32mm.
Ống dẫn được làm bằng thép X18H10T.
Bích được làm bằng thép CT3 , cấu tạo của bích là bích liền khơng cổ.
1. Ống nhập liệu:
Nhiệt độ của chất lỏng nhập liệu là tFS = 100,1524 (oC)
Tại nhiệt độ này thì:
Khối lượng riêng của nước: ρN = 957,886 (kg/m3)
Khối lượng riêng của axit: ρA = 957,726 (kg/m3)
Nên:
726,957
92,01
886,957
92,011 −
+=
−
+=
A
F
N
F
F
xx
ρρρ
⇒ ρF = 957,873 (kg/m3)
Chọn loại ống nối cắm sâu vào thiết bị.
Chọn vận tốc chất lỏng trong ống nối là vF = 0,2 (m/s).
Đường kính trong của ống nối:
Dy = 2,0873,9573600
500.4
3600
.4
×××
=
pipiρ FF
F
v
G
= 0,0303822 (m) =30,3822 (mm)
⇒ Chọn ống cĩ Dy = 32 (mm).
Tra bảng XIII.26, trang 409, [6]
⇒ Các thơng số của bích ứng với P = 0,1579 (N/mm2) là:
Dy Dn D Db D1 h
Bu lơng
db Z
(mm) (cái)
32 38 120 90 70 12 M12 4
2. Ống hơi ở đỉnh tháp:
Nhiệt độ của pha hơi tại đỉnh tháp là tHD = 100,013 (oC).
Khối lượng riêng của pha hơi tại đỉnh tháp:
)273013,100(
273
4,22
063,181
+×
×
==
HD
HD
HD RT
PMρ = 0,59017 (kg/m3)
Chọn vận tốc hơi ra khỏi đỉnh tháp là vHD = 120 (m/s).
Đường kính trong của ống nối:
Dy = 12059017,03600
71,15474
3600
.4
×××
×
=
pipiρ HDHD
HD
v
G
= 0,088 (m) = 88 (mm)
⇒ Chọn ống cĩ Dy = 100 (mm).
Tra bảng XIII.32, trang 434, [6] ⇒ Chiều dài đoạn ống nối l = 120 (mm).
Tra bảng XIII.26, trang 409, [6]
⇒ Các thơng số của bích ứng với P = 0,23134 (N/mm2) là:
Dy Dn D Dδ D1 h
Bu lơng
db Z
(mm) (cái)
100 108 205 170 148 14 M16 4
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 33
3. Ống hồn lưu:
Nhiệt độ của chất lỏng hồn lưu là tLD = 100,009 (oC)
Tại nhiệt độ này thì:
Khối lượng riêng của nước: ρN = 957,99325 (kg/m3)
Khối lượng riêng của axit: ρA = 957,9838 (kg/m3)
Nên:
9838,957
995,01
99325,957
995,011 −
+=
−
+=
A
D
N
D
LD
xx
ρρρ
⇒ ρLD = 957,9932 (kg/m3)
Chọn loại ống nối cắm sâu vào thiết bị.
Chọn vận tốc chất lỏng trong ống nối là vLD = 0,2 (m/s).
Đường kính trong của ống nối:
Dy = 2,09932,9573600
07,11844
3600
.4
×××
×
=
pipiρ LDLD
LD
v
G
= 0,0467 (m) = 46,7 (mm)
⇒ Chọn ống cĩ Dy = 50 (mm).
Tra bảng XIII.26, trang 409, [6]
⇒ Các thơng số của bích ứng với P = 0,23134 (N/mm2) là:
Dy Dn D Dδ D1 h
Bu lơng
db Z
(mm) (cái)
50 57 140 110 90 12 M12 4
4. Ống hơi ở đáy tháp:
Nhiệt độ của pha hơi tại đỉnh tháp là tHW = 100,966 (oC).
Chọn vận tốc hơi vào đáy tháp là vHW = 120 (m/s).
Đường kính trong của ống nối:
Dy = 12013600
)273966,100(
273
4,22684,854
3600
.4
×××
+×××
=
pipi HW
HWHW
vP
RTn
= 0,088 (m) = 88 (mm)
⇒ Chọn ống cĩ Dy = 100 (mm).
Tra bảng XIII.32, trang 434, [6] ⇒ Chiều dài đoạn ống nối l = 120 (mm).
Tra bảng XIII.26, trang 409, [6]
⇒ Các thơng số của bích ứng với P = 0,1579 (N/mm2) là:
Dy Dn D Dδ D1 h
Bu lơng
db Z
(mm) (cái)
100 108 205 170 148 14 M16 4
5. Ống dẫn lỏng vào nồi đun:
Nhiệt độ của chất lỏng tại đáy tháp là tLW = 100,6315 (oC)
Tại nhiệt độ này thì:
Khối lượng riêng của nước: ρN = 957,5263 (kg/m3)
Khối lượng riêng của axit: ρA = 956,8633 (kg/m3)
Nên:
8633,956
8955,01
5263,957
8955,011 −
+=
−
+=
A
W
N
W
LW
xx
ρρρ
⇒ ρLW = 957,457 (kg/m3)
Chọn vận tốc chất lỏng trong ống nối là vLW = 1 (m/s).
Đường kính trong của ống nối:
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 34
Dy = 1457,9573600
389,22773,914
3600
.4
×××
××
=
pipiρ LWLW
LWLW
v
Mn
= 0,02755 (m) = 27,55 (mm)
⇒ Chọn ống cĩ Dy = 32 (mm).
Tra bảng XIII.32, trang 434, [6] ⇒ Chiều dài đoạn ống nối l = 90(mm).
Tra bảng XIII.26, trang 409, [6]
⇒ Các thơng số của bích ứng với P = 0,1579 (N/mm2) là:
Dy Dn D Dδ D1 h
Bu lơng
db Z
(mm) (cái)
32 38 120 90 70 12 M12 4
6. Ống dẫn lỏng ra khỏi nồi đun:
Chọn vận tốc chất lỏng trong ống nối là vW = 0,15 (m/s).
Đường kính trong của ống nối:
Dy = 15,0457,9573600
36,1364
3600
.4
×××
×
=
pipiρ WLW
W
v
G
= 0,01832(m) = 18,32 (mm)
⇒ Chọn ống cĩ Dy = 20 (mm).
Tra bảng XIII.32, trang 434, [6] ⇒ Chiều dài đoạn ống nối l = 80 (mm).
Tra bảng XIII.26, trang 409, [6]
⇒ Các thơng số của bích ứng với P = 0,1579 (N/mm2) là:
Dy Dn D Dδ D1 h
Bu lơng
db Z
(mm) (cái)
20 25 90 65 50 12 M10 4
Khối lượng một bích ghép ống nhập liệu :
mbích = ( ) ( ) 7850012,0032,012,044 22322 ××−=− piρpi CTt hDD = 0,9896(kg)
Khối lượng một bích ghép ống hồn lưu :
mbích = ( ) ( ) 7850012,005,014,044 22322 ××−=− piρpi CTt hDD = 1,2651(kg)
Khối lượng một bích ghép ống dẫn lỏng vào nồi đun :
mbích = ( ) ( ) 7850012,0032,012,044 22322 ××−=− piρpi CTt hDD = 0,9896(kg)
Khối lượng một bích ghép ống dẫn lỏng ra khỏi nồi đun
mbích = ( ) ( ) 7850012,002,009,044 22322 ××−=− piρpi CTt hDD = 0,56968(kg)
Khối lượng một bích ghép ống dẫn hơi :
mbích = ( ) ( ) 7850014,01,0205,044 22322 ××−=− piρpi CTt hDD = 2,7642 (kg)
X. LỚP CÁCH NHIỆT :
Trong quá trình hoạt động của tháp, do tháp tiếp xúc với khơng khí nên nhiệt lượng tổn
thất ra mơi trường xung quanh ngày càng lớn. Để tháp hoạt động ổn định, đúng với các thơng
số đã thiết kế, ta phải tăng dần lượng hơi đốt gia nhiệt cho nồi đun để tháp khơng bị nguội
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 35
(nhất là sản phẩm đỉnh, ảnh hưởng đến hiệu suất của tháp). Khi đĩ, chi phí cho hơi đốt sẽ
tăng.
Để tháp khơng bị nguội mà khơng tăng chi phí hơi đốt, ta thiết kế lớp cách nhiệt bao
quanh thân tháp.
Chọn vật liệu cách nhiệt cho thân tháp là amiăng cĩ bề dày là δa .
Tra bảng 28, trang 416, [4]: Hệ số dẫn nhiệt của amiăng là λa = 0,151 (W/m.K).
Nhiệt lượng tổn thất ra mơi trường xung quanh:
Qm = 0,05.Qđ = 0,05. 3481914,263 = 174095,713 (kJ/h) = 48359,92 (W)
Nhiệt tải mất mát riêng:
qm = v
a
a
2v1v
a
a
tb
m t.)tt.(
f
Q ∆
δ
λ
=−
δ
λ
=
(W/m2)
Trong đĩ:
tv1 : nhiệt độ của lớp cách nhiệt tiếp xúc với bề mặt ngồi của tháp.
tv2 : nhiệt độ của lớp cách nhiệt tiếp xúc với khơng khí.
∆tv : hiệu số nhiệt độ giữa hai bề mặt của lớp cách nhiệt.
Để an tồn ta lấy ∆tv = ∆tmax = tđáy - tkk
Chọn tkk = 25oC ⇒ ∆tv = ∆tmax = 100,966 – 25 = 75,966 (K)
ftb : diện tích bề mặt trung bình của tháp (kể cả lớp cách nhiệt), m2.
ftb = piDtbH = H
2
2S2DD
H
2
DD athânntnt δ+++pi=+pi = pi(Dt + Sthân + δa)H
Ta cĩ phương trình:
966,75.151,0
325,14)003,085,0(
92,48359
aa δδpi
=
×++×
⇔
aa δδ
1
)853,0(
67956,93
=
+
⇔ δa = 9,2.10 3− (m) = 9,2 (mm)
Vậy: chọn δa = 10 (mm).
Thể tích vật liệu cách nhiệt cần dùng:
V = pi(Dt + 2Sthân + δa).δa .H
= pi.(0.85 + 2. 0,003 + 0,01).0,01.14,325 = 0,38973 (m3).
Chương 6
TÍNH THIẾT BỊ PHỤ
I. THIẾT BỊ ĐUN SƠI ĐÁY THÁP :
Chọn thiết bị đun sơi đáy tháp là nồi đun Kettle.
Ống truyền nhiệt được làm bằng thép X18H10T, kích thước ống 38 x 3:
Đường kính ngồi: dn = 38 (mm) = 0,038 (m)
Bề dày ống: δt = 3 (mm) = 0,003 (m)
Đường kính trong: dtr = 0,032 (m)
Hơi đốt là hơi nước ở 2,5at đi trong ống 38 x 3.
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 36
Tra bảng 1.251, trang 314, [5]:
Nhiệt hĩa hơi: OH2r = rn = 2189500 (J/kg)
Nhiệt độ sơi: OH2t = tn = 126,25 (
oC)
Dịng sản phẩm tại đáy cĩ nhiệt độ:
Trước khi vào nồi đun (lỏng): tS1 = 100,6315 (oC)
Sau khi được đun sơi (hơi): tS2 = 100,966 (oC)
1. Hiệu số nhiệt độ trung bình:
Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên:
966,10025,126
6315,10025,126
)966,10025,126()6315,10025,126(
log
−
−
−−−
=∆
Ln
t = 25,45 (K).
2. Hệ số truyền nhiệt:
Hệ số truyền nhiệt K được tính theo cơng thức như đối với tường phẳng:
S
t
n
1r1
1K
α
+Σ+
α
=
,(W/m2.K)
Với:
αn : hệ số cấp nhiệt của hơi đốt (W/m2.K).
αS : hệ số cấp nhiệt của sản phẩm đáy (W/m2.K).
∑rt : nhiệt trở qua thành ống và lớp cáu.
3.1. Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu:
t
2w1w
t r
tt
q
Σ
−
= , (W/m2).
Trong đĩ:
tw1 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với hơi đốt (trong ống), oC
tw2 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với sản phẩm đáy (ngồi ống), oC
21
t
t
t rrr ++λ
δ
=Σ
Bề dày thành ống: δt = 0,003 (m)
Hệ số dẫn nhiệt của thép khơng gỉ:
λt = 16,3 (W/mK) (Bảng XII.7, trang 313, [6])
Nhiệt trở lớp bẩn trong ống:
r1 = 1/5800 (m2.K/W) (Bảng 31, trang 419, [4])
Nhiệt trở lớp cáu ngồi ống: r2 =1/5800 (m2.K/W)
Nên: ∑rt = 5,289.10-4 (m2.K/W)
3.2. Xác định hệ số cấp nhiệt của dịng sản phẩm đáy ngồi ống:
Áp dụng cơng thức (V.89), trang 26, [6]:
αS = 7,77 . 10-2. 0,37
s
0.11745,0
0,775,00,3330,033
h
h
T.c.
q...
r.
µ
λ
σ
ρ
ρ−ρ
ρ
Nhiệt độ sơi trung bình của dịng sản phẩm ở ngồi ống:
2
966,1006315,100
2
21 +
=
+
=
SS
S
tt
t = 100,798 (oC) ≈ 100,8 (oC)
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 37
⇒ TS = 100,8 + 273 = 373,8 (K)
Tại nhiệt độ sơi trung bình thì:
Khối lượng riêng của pha hơi trong dịng sản phẩm ở ngồi ống:
)2738,100(
273
4,22
389,221
+×
×
==
S
HW
h RT
PMρ = 0,73(kg/m3)
Khối lượng riêng :
ρN = 957,808 (kg/m3) (Bảng 1.249, trang 310, [5])
ρA = 956,56 (kg/m3) (Bảng 1.2, trang 9, [5])
Nên:
56,956
28,0
808,957
72,011
+=
−
+=
A
W
N
W xx
ρρρ
⇒ ρ = 957,458 (kg/m3)
Độ nhớt
µN = 2,8.10-4 (N.s/m2) (Bảng 1.249, trang 310, [5])
µA = 4,6.10-4 (N.s/m2) (Bảng 1.101, trang 91, [5])
Nên: lgµ = xWlgµN + (1 - xW)lgµA = 0,8955.lg(2,8.10-4) + (1 - 0,8955).lg(4,6.10-4)
⇒ µ = 2,95.10-4 (N.s/m2)
Hệ số dẫn nhiệt ;
λN = 0,68216 (W/mK) (Bảng 1.249, trang 310, [5])
λA = 0,15484 (W/mK) (Bảng 1.130, trang 134, [5])
Áp dụng cơng thức (1.33), trang 123, [5]):
λ = λN.xW + λA.(1 - xW) – 0,72 xW.(1 - xW)(λN - λA) = 0,458 (W/mK)
Nhiệt dung riêng :
cN = 4221,04 (J/kgK) (Bảng 1.249, trang 310, [5])
cA = 2434,2 (J/kgK) (Bảng 1.154, trang 172, [5])
Nên: c = cN Wx + cA. (1 - Wx ) = 3720,725 (J/kgK)
Sức căng bề mặt:
σN = 0,586932 (N/m) (Bảng 1.249, trang 310, [5])
σA = 0,019728 (N/m) (Bảng 1.242, trang 300, [5])
Nên:
AN
AN
σ+σ
σσ
=σ = 0,019086 (N/m)
Nhiệt hĩa hơi
rN = 2258080 (J/kg) (Bảng 1.250, trang 312, [5])
rA = 418600 (J/kg) (Tốn đồ 1.65, trang 255, [5])
Nên: r = rN Wx + rA. (1 - Wx ) = 1743025,6 (J/kg)
3.3. Xác định hệ số cấp nhiệt của hơi đốt trong ống:
Áp dụng cơng thức (3.65), trang 120, [4]: 4
trW1nn
3
n
2
nn
n ).dt-.(t
.g..r
725,0
µ
λρ
=α
Dùng phép lặp: chọn tW1 = 117,5 (oC)
Nhiệt độ trung bình của màng nước ngưng tụ: tm = ½ (tn + tW1) = 121,875 (oC)
Tại nhiệt độ này thì:
Khối lượng riêng của nước: ρn = 941,544 (kg/m3)
Độ nhớt của nước: µn = 2,23344.10-4 (N.s/m2)
Hệ số dẫn nhiệt của nước: λn = 0,686 (W/mK)
Nên: αn = 2291,9831 (W/m2K)
⇒ qn = αn (tn – tW1) = 20054,852 (W/m2)
⇒ qt = qn = 20054,852 (W/m2) (xem nhiệt tải mất mát là khơng đáng kể)
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 38
⇒ tw2 = tw1 - qtΣrt = 106,893 (oC)
⇒ αS = 3426,773 (W/m2K) (với q = qt)
⇒ qS = αS (tW2 – tS) = 30879,328 (W/m2)
Kiểm tra sai số:
ε =
n
Sn
q
qq −
100% = 4,11% < 5% (thỏa)
Kết luận: tw1 = 117,5 oC và tw2 = 106,893 oC
3.4. Xác định hệ số truyền nhiệt:
773,3426
110.289,5
9831,2291
1
1
4 ++
=
−
K = 795,53 (W/m2K)
3. Bề mặt truyền nhiệt:
Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt:
F =
45,25795,533600
1000263,3481914
. log ××
×
=
∆tK
Qđ
= 49,644 (m2)
4. Cấu tạo thiết bị:
Chọn số ống truyền nhiệt: n = 127 (ống). Ống được bố trí theo hình lục giác đều.
Chiều dài ống truyền nhiệt: L =
2
dd
n
F
trn +pi
= 3,555 (m) ⇒ chọn L = 4 (m)
Tra bảng V.II, trang 48, [6] ⇒ Số ống trên đường chéo: b = 13 (ống)
Tra bảng trang 21, [3] ⇒ Bước ống: t = 48 (mm) = 0,048 (m)
Áp dụng cơng thức (V.140), trang 49, [6]:
⇒ Đường kính trong của thiết bị: D = t(b-1) + 4dn = 0,728 (m)
II. THIẾT BỊ LÀM NGUỘI SẢN PHẨM ĐÁY :
Chọn thiết bị làm nguội sản phẩm đáy là thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống.
Ống truyền nhiệt được làm bằng thép X18H10T:
Kích thước ống trong: 38 x 3
Kích thước ống ngồi: 57 x 3
Chọn:
Nước làm lạnh đi trong ống trong với nhiệt độ vào tV = 25oC và nhiệt độ ra tR = 35oC.
Sản phẩm đáy đi trong ống ngồi với nhiệt độ vào tWS = 100,6315oC và nhiệt độ ra tWR
= 40oC.
1. Suất lượng nước làm lạnh cần dùng:
Cân bằng nhiệt: Q = GW(hWS – hWR) = Gn (hR – hV)
Nhiệt dung riêng của nước ở 40oC = 4,178 (kJ/kg.K)
Nhiệt dung riêng của axit ở 40oC = 2,1(kJ/kg.K)
Nên: hWR = (0,72. 4,178 + 0,28. 2,1). 40 = 143,8464 (kJ/kg)
Tra bảng 1.250, p312, ST I ⇒ Enthalpy của nước ở 25oC : hV = 104,75 (kJ/kg)
⇒ Enthalpy của nước ở 35oC : hR = 146,65 (kJ/kg)
Lượng nhiệt trao đổi: Q = GW(hWS – hWR) = 31435,7 (kJ/h)
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 39
Suất lượng nước cần dùng:
VR
n hh
QG
−
= = 750,255 (kg/h)
2. Hiệu số nhiệt độ trung bình:
Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên:
2540
356315,100
)2540()356315,100(
log
−
−
−−−
=∆
Ln
t
= 34,303 (K).
3. Hệ số truyền nhiệt:
Hệ số truyền nhiệt K được tính theo cơng thức:
W
t
n
1r1
1K
α
+Σ+
α
=
,(W/m2.K)
Với:
αn : hệ số cấp nhiệt của dịng nước lạnh (W/m2.K).
αW : hệ số cấp nhiệt của dịng sản phẩm đáy (W/m2.K).
∑rt : nhiệt trở qua thành ống và lớp cáu.
3.1. Xác định hệ số cấp nhiệt của nước trong ống:
Kích thước của ống trong:
Đường kính ngồi: dn = 38 (mm) = 0,038 (m)
Bề dày ống: δt = 3 (mm) = 0,003 (m)
Đường kính trong: dtr = 0,032 (m)
Nhiệt độ trung bình của dịng nước trong ống: tf = ½ (tV + tR) = 30 (oC).
Tại nhiệt độ này thì:
Khối lượng riêng của nước: ρn = 995,7 (kg/m3)
Độ nhớt của nước: νn = 8,05.10-7 (m2/s)
Hệ số dẫn nhiệt của nước: λn = 0,617 (W/mK)
Chuẩn số Prandtl: Prn = 5,42
Vận tốc nước đi trong ống:
22 032,07,9953600
255,7504
3600
4
×××
×
==
pipiρ trn
n
n d
G
v = 0,26025 (m/s).
Chuẩn số Reynolds :
7
.
10.05,8
032,026025,0Re
−
×
==
n
trn
n
dv
ν
= 10345,3416 > 104 : chế độ chảy rối
Áp dụng cơng thức (3.27), trang 110, [4] ⇒ cơng thức xác định chuẩn số Nusselt:
25,0
2w
n43,0
n
8,0
nln Pr
Pr
.PrRe..021,0Nu
ε=
Trong đĩ: ε1 – hệ số tính đến ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt theo tỷ lệ giữa chiều dài L và
đường kính d của ống.
Tra bảng 3.1, trang 110, [4] ⇒ chọn ε1 = 1
Hệ số cấp nhiệt của nước trong ống: αn =
tr
nn
d
.Nu λ
3.2. Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu:
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 40
t
2w1w
t r
tt
q
Σ
−
=
, (W/m2).
Trong đĩ:
tw1 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với sản phẩm đáy (trong ống trong), oC
tw2 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với nước lạnh (ngồi ống trong), oC
21
t
t
t rrr ++λ
δ
=Σ
Bề dày thành ống: δt = 0,003 (m)
Hệ số dẫn nhiệt của thép khơng gỉ: λt = 16,3 (W/mK)
Nhiệt trở lớp bẩn trong ống: r1 = 1/5000 (m2.K/W)
Nhiệt trở lớp cáu ngồi ống: r2 =1/5800 (m2.K/W)
Nên: ∑rt = 5,565.10-4 (m2.K/W)
3.3. Xác định hệ số cấp nhiệt của dịng sản phẩm đáy ngồi ống:
Kích thước của ống ngồi:
Đường kính ngồi: Dn = 57 (mm) = 0,057 (m)
Bề dày ống: δt = 3 (mm) = 0,003 (m)
Đường kính trong: Dtr = 0,051 (m)
Nhiệt độ trung bình của dịng sản phẩm đáy ngồi ống:
tW = ½ (tWS + tWR) = 70,31575 (oC).
Tại nhiệt độ này thì:
Khối lượng riêng của nước: ρN = 977,61 (kg/m3)
Khối lượng riêng của axit: ρA = 992,137 (kg/m3)
Nên:
137,992
28,0
61,977
72,011
+=
−
+=
A
W
N
W xx
ρρρ
⇒ ρ = 981,6345 (kg/m3)
Độ nhớt của nước: µN = 3,9767.10-4 (N.s/m2)
Độ nhớt của axit: µA = 6,278.10-4 (N.s/m2)
Nên: lgµ = xWlgµN + (1 - xW)lgµA = 0,8955.lg(3,9767.10-4) + 0,1045.lg(6,278.10-4)
⇒ µ = 4,171.10-4 (N.s/m2)
Hệ số dẫn nhiệt của nước: λN = 0,6682 (W/mK)
Hệ số dẫn nhiệt của axit: λA = 0,1617 (W/mK)
Nên: λ = λN. xW + λA.(1 - xW) – 0,72 .xW.(1 - xW)(λN - λA) = 0,45286 (W/mK)
Nhiệt dung riêng của nước: cN = 4187,2526 (J/kgK)
Nhiệt dung riêng của axit: cA = 2263,22 (J/kgK)
Nên: c = cN Wx + cA. (1 - Wx ) = 3641,8616 (J/kgK)
Hệ số dãn nở thể tích của nước : Nβ = 5,816.10 4− (1/độ)
Hệ số dãn nở thể tích của axit : Aβ = 1,16.10 3− (1/độ)
Nên : ( ) AWNW xx βββ −+= 1. = 0 8955. 5,816.10 4− + 0,1045. 1,16.10 3− = 6,42.10 4− (1/độ)
Áp dụng cơng thức (V.35), trang 12, [6]:
λ
µ
=
cPr = 3,3543
Vận tốc của dịng sản phẩm đáy ngồi ống:
)038,0051,0(6345,9813600
36,1364
)(3600
4
2222
−×××
×
=
−
=
piρpi ntr
W
dD
G
v = 0,042463 (m/s)
Đường kính tương đương: dtđ = Dtr – dn = 0,051 – 0,038 = 0,013 (m)
Chuẩn số Reynolds :
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 41
410.171,4
6345,981013,0042463,0Re
−
××
==
µ
ρtđvd
= 1299,165
⇒ 10< Re <2300: chế độ chảy màng
Áp dụng cơng thức (V.45), trang 17, [6]: cơng thức xác định chuẩn số Nusselt
25,0
1
43,01,033,0
Pr
Pr
.Pr.Re..15,0
=
w
lW GrNu ε
Trong đĩ: ε1 – hệ số tính đến ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt theo tỷ lệ giữa chiều dài L và
đường kính d của ống.
Tra bảng 3.1, trang 110, [4] ⇒ chọn ε1 = 1
Chuẩn số Grashof :
Gr = 2
3
γ
β tgl ∆ (cơng thức trang 305, [3])
Trong đĩ :
▪ L = dtđ = 0,013 (m)
▪ β : hệ số dãn nở thể tích , (1/độ)
▪ γ : độ nhớt động học của lưu chất , (m2/s)
81,96345,981
10.171,4
.
4
×
==
−
gρ
µγ = 4,33.10 8− (m2/s)
▪ t∆ : chênh lệch nhiệt độ giữa thành ống và dịng sản phẩm đáy
t∆ = WW tt −1 , (oC)
Hệ số cấp nhiệt của dịng sản phẩm đáy ngồi ống: αW =
tđ
W
d
.Nu λ
Dùng phép lặp: chọn tW1 = 43,5 (oC)
Tại nhiệt độ này thì:
Độ nhớt của nước: µN = 6,145.10-4 (N.s/m2)
Độ nhớt của axit: µA = 8,615.10-4 (N.s/m2)
Nên: lgµW1 = xWlgµN + (1 - xW)lgµA = 0,8955.lg(6,145.10-4) + 0,1045.lg(8,615.10-4)
⇒ µW1 = 6,366.10-4 (N.s/m2)
Hệ số dẫn nhiệt của nước: λN = 0,6389 (W/mK)
Hệ số dẫn nhiệt của axit: λA = 0,1672 (W/mK)
Nên: λW1 = λN.xW + λA.(1 - xW) – 0,72 xW.(1 - xW)(λN - λA) = 0,4383 (W/mK)
Nhiệt dung riêng của nước: cN = 4178 (J/kgK)
Nhiệt dung riêng của nước: cA = 2118,425 (J/kgK)
Nên: cW1 = cN Wx + cA. (1 - Wx ) = 3601,403 (J/kgK)
Áp dụng cơng thức (V.35), trang 12, [6]:
1W
1W1W
1W
c
Pr
λ
µ
= = 5,23078
Nên: NuW = 11,69963
⇒ aW = 407,561 (W/m2K)
⇒ qW = aW (tW – tW1) = 10929,057(W/m2)
⇒ qt = qW = 10929,057 (W/m2) (xem nhiệt tải mất mát là khơng đáng kể)
⇒ tw2 = tw1 - qtΣrt = 37,418 (oC)
⇒ 2PrW = 4,614676
⇒ Nun = 73,63746
⇒ an = 1419,822 (W/m2K)
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 42
⇒
qn = an (tW2 – tf) = 10532,2396 (W/m2)
Kiểm tra sai số:
ε =
W
nW
q
qq −
100% = 3,63% < 5% (thỏa)
Kết luận: tw1 = 43,5oC và tw2 = 37,418oC
3.4. Xác định hệ số truyền nhiệt:
561,407
110.565,5
822,1419
1
1
4 ++
=
−
K = 269,22 (W/m2K)
4. Bề mặt truyền nhiệt:
Lượng nhiệt trao đổi: Q = GW(hWS – hWR) = 31435,7 (kJ/h)
Suất lượng nước cần dùng:
VR
n hh
QG
−
= = 750,255 (kg/h)
Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt:
F =
303,2422,2693600
10007,31435
. log ××
×
=
∆tK
Q
= 0,94554 (m2)
5. Cấu tạo thiết bị:
Chiều dài ống truyền nhiệt: L =
2
dd
n
F
trn +pi
= 8,6 (m) ⇒ chọn L = 9 (m)
Kiểm tra:
032,0
9
=
trd
L
= 281,25 > 50 ⇒ εl = 1: thỏa
Kết luận: Thiết bị làm nguội sản phẩm đáy là thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống với chiều
dài ống truyền nhiệt L = 9 (m), chia thành 3 dãy, mỗi dãy 3m.
III. THIẾT BỊ NGƯNG TỤ SẢN PHẨM ĐỈNH :
Chọn thiết bị ngưng tụ vỏ – ống loại TH, đặt nằm ngang.
Ống truyền nhiệt được làm bằng thép X18H10T, kích thước ống 38 x 3:
Đường kính ngồi: dn = 38 (mm) = 0,038 (m)
Bề dày ống: δt = 3 (mm) = 0,003 (m)
Đường kính trong: dtr = 0,032 (m)
Chọn:
Nước làm lạnh đi trong ống với nhiệt độ vào tV = 25oC và nhiệt độ ra tR = 40oC.
Dịng hơi tại đỉnh đi ngồi ống với nhiệt độ ngưng tụ tngưng = 100,009 (oC)
1. Hiệu số nhiệt độ trung bình :
Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên:
40009,100
25009,100
)40009,100()25009,100(
log
−
−
−−−
=∆
Ln
t = 67,23(K).
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 43
2. Hệ số truyền nhiệt:
Hệ số truyền nhiệt K được tính theo cơng thức:
ngưng
t
n
1r1
1K
α
+Σ+
α
= ,(W/m2.K)
Với:
αn : hệ số cấp nhiệt của dịng nước lạnh (W/m2.K).
αngưng : hệ số cấp nhiệt của dịng hơi ngưng tụ (W/m2.K).
∑rt : nhiệt trở qua thành ống và lớp cáu.
3.1. Xác định hệ số cấp nhiệt của nước đi trong ống :
Nhiệt độ trung bình của dịng nước trong ống: tf = ½ (tV + tR) = 32,5 (oC).
Tại nhiệt độ này thì:
Khối lượng riêng của nước: ρn = 994,85 (kg/m3)
Độ nhớt của nước: νn = 7,64.10-7 (m2/s)
Hệ số dẫn nhiệt của nước: λn = 0,6215 (W/mK)
Chuẩn số Prandtl: Prn = 5,16
Chọn vận tốc nước đi trong ống:vn = 1 (m/s)
⇒ Số ống:
1.032,0.
4
.
85,9943600
3,55459
..
4
.
3600 22 pipiρ ×
==
ntrN
n
vd
G
n = 19,254
Tra bảng V.II, trang 48, [6] ⇒ chọn n = 37 (ống)
⇒ Vận tốc thực tế của nước trong ống:
22 032,03785,9943600
3,554594
3600
4
××××
×
==
pipiρ trn
n
n dn
G
v = 0,52 (m/s).
Chuẩn số Reynolds :
7
.
10.64,7
032,052,0Re
−
×
==
n
trn
n
dv
ν
= 21796,127 > 104 : chế độ chảy rối
Áp dụng cơng thức (3.27), trang 110, [4],cơng thức xác định chuẩn số Nusselt:
25,0
2w
n43,0
n
8,0
nln Pr
Pr
.PrRe..021,0Nu
ε=
Trong đĩ: ε1 – hệ số tính đến ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt theo tỷ lệ giữa chiều dài L và
đường kính d của ống.
Tra bảng 3.1, trang 110, [4] ⇒ chọn ε1 = 1
Hệ số cấp nhiệt của nước đi trong ống trong: αn =
tr
nn
d
.Nu λ
3.2. Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu :
t
2w1w
t r
tt
q
Σ
−
= , (W/m2).
Trong đĩ:
tw1 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với hơi ngưng tụ, oC
tw2 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với nước lạnh, oC
21
t
t
t rrr ++λ
δ
=Σ
Bề dày thành ống: δt = 0,003 (m)
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 44
Hệ số dẫn nhiệt của thép khơng gỉ: λt = 16,3 (W/mK)
Nhiệt trở lớp bẩn trong ống: r1 = 1/5000 (m2.K/W)
Nhiệt trở lớp cáu ngồi ống: r2 =1/5800 (m2.K/W)
Nên: ∑rt = 5,565.10-4 (m2.K/W)
3.3. Xác định hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng tụ ngồi ống :
Điều kiện:
- Ngưng tụ hơi bão hịa.
- Khơng chứa khơng khí khơng ngưng.
- Hơi ngưng tụ ở mặt ngồi ống.
- Màng chất ngưng tụ chảy tầng.
- Ống nằm ngang.
Áp dụng cơng thức (3.65), trang 120, [4]⇒ Đối với ống đơn chiếc nằm ngang thì:
4
nW1ngưng
32
1 ).dt-.(t
.g.r.725,0
µ
λρ
=α
Tra bảng V.II, trang 48, [6] :
Với số ống n = 37 thì số ống trên đường chéo của hình 6 cạnh là: b = 7
Tra hình V.20, trang 30, [6] ⇒ hệ số phụ thuộc vào cách bố trí ống và số ống trong mỗi
dãy thẳng đứng là εtb = 0,6 (vì xếp xen kẽ và số ống trong mỗi dãy thẳng đứng là 7)
⇒ Hệ số cấp nhiệt trung bình của chùm ống: αngưng = εtbα1 = 0,6α1
Dùng phép lặp: chọn tW1 = 91 (oC)
Nhiệt độ trung bình của màng chất ngưng tụ: tm = ½ (tngưng + tW1) = 95,5045 (oC)
Tại nhiệt độ này thì:
Khối lượng riêng của nước: ρN = 961,457 (kg/m3)
Khối lượng riêng của axit: ρA = 963,17 (kg/m3)
Nên:
17,963
005,0
457,961
995,011
+=
−
+=
A
D
N
D xx
ρρρ
⇒ ρ = 961,4655 (kg/m3)
Độ nhớt của nước: µN = 2,955.10-4 (N.s/m2)
Độ nhớt của axit: µA = 4,825.10-4 (N.s/m2)
Nên: lgµ = xDlgµN + (1 – xD)lgµA = 0,9985.lg(2,955.10-4) + 0,0015.lg(4,825.10-4)
⇒ µ = 2,957.10-4 (N.s/m2)
Hệ số dẫn nhiệt của nước: λN = 0,6811 (W/mK)
Hệ số dẫn nhiệt của axit: λA = 0,156124 (W/mK)
Nên: λ = λN. xD + λA.(1 - xD) – 0,72 xD.(1 - xD)(λN - λA) = 0,6766 (W/mK)
Nhiệt ngưng tụ của dịng hơi: r = rD = 2271688,3 (J/kg)
Nên: α1 = 11487,63 (W/m2K)
⇒ αngưng = 6892,5776 (W/m2K)
⇒ qngưng = αngưng (tngưng – tW1) = 62095,23167 (W/m2)
⇒ qt = qngưng = 62095,23167(W/m2)
(xem nhiệt tải mất mát là khơng đáng kể)
⇒ tw2 = tw1 - qtΣrt = 56,444 (oC)
⇒ Prw2 = 3,465
⇒ Nun = 138,8677
⇒ αn = 2677,54355 (W/m2K)
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 45
⇒ qn = αn (tW2 – tf) = 64111,10274 (W/m2)
Kiểm tra sai số:
ε =
ngưng
nngưng
q
qq −
100% = 3,2464% < 5% (thỏa)
Kết luận: tw1 = 91 oC và tw2 = 56,444 oC
3.4. Xác định hệ số truyền nhiệt:
5776,6892
110.565,5
54355,2677
1
1
4 ++
=
−
K = 930,18 (W/m2K)
4. Bề mặt truyền nhiệt:
Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt:
F =
23,7618,9303600
1000314,3485616
. log ××
×
=
∆tK
Qnt
= 15,4827 (m2)
5. Cấu tạo thiết bị:
Số ống truyền nhiệt: n = 37 (ống). Ống được bố trí theo hình lục giác đều.
Chiều dài ống truyền nhiệt: L =
2
dd
n
F
trn +pi
= 3,8056 (m) ⇒ chọn L = 4 (m)
Số ống trên đường chéo: b = 7 (ống)
Tra bảng trang 21, [3] ⇒ Bước ống: t = 48 (mm) = 0,048 (m)
Áp dụng cơng thức (V.140), trang 49, [6]:
⇒ Đường kính trong của thiết bị: D = t(b-1) + 4dn = 0,44 (m)
IV. THIẾT BỊ ĐUN SƠI DỊNG NHẬP LIỆU :
Chọn thiết bị đun sơi dịng nhập liệu là thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống.
Ống truyền nhiệt được làm bằng thép X18H10T:
Kích thước ống trong: 38 x 3
Kích thước ống ngồi: 57 x 3
Chọn:
Dịng nhập liệu đi trong ống trong với nhiệt độ vào tV = tFV = 25 oC và nhiệt độ ra tR =
tFS = 100,1524 oC.
Hơi ngưng tụ đi trong ống ngồi cĩ áp suất 2,5at:
Nhiệt hĩa hơi: OH2r = rn = 2189500 (J/kg)
Nhiệt độ sơi: OH2t = tn = 126,25 (
oC)
1. Hiệu số nhiệt độ trung bình :
Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên:
1524,10025,126
2525,126
)1524,10025,126()2525,126(
log
−
−
−−−
=∆
Ln
t = 55,4324 (K)
2. Hệ số truyền nhiệt :
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 46
Hệ số truyền nhiệt K được tính theo cơng thức:
n
t
F
1r1
1K
α
+Σ+
α
= ,(W/m2.K)
Với:
αF : hệ số cấp nhiệt của dịng nhập liệu trong ống (W/m2.K).
αn : hệ số cấp nhiệt của hơi đốt ngồi ống (W/m2.K).
∑rt : nhiệt trở qua thành ống và lớp cáu.
3.1. Xác định hệ số cấp nhiệt của dịng nhập liệu trong ống:
Kích thước của ống trong:
Đường kính ngồi: dn = 38 (mm) = 0,038 (m)
Bề dày ống: δt = 3 (mm) = 0,003 (m)
Đường kính trong: dtr = 0,032 (m)
Nhiệt độ trung bình của dịng nhập liệu trong ống: tF = ½ (tV + tR) = 62,5762 (oC).
Tại nhiệt độ này thì:
Khối lượng riêng của nước: ρN = 981,809 (kg/m3)
Khối lượng riêng của axit: ρA = 1001,037 (kg/m3)
Nên:
037,1001
08,0
809,981
92,011
+=
−
+=
A
F
N
F
F
xx
ρρρ
⇒ ρF = 983,32 (kg/m3)
Độ nhớt của nước: µN = 4,5145.10-4 (N.s/m2)
Độ nhớt của axit: µA = 6,8197.10-4 (N.s/m2)
Nên: lgµF = xFlgµN + (1 – xF)lgµA = 0,9746.lg(4,5145.10-4) + 0,0254.lg(6,8197.10-4)
⇒ µF = 4,562.10-4 (N.s/m2)
Hệ số dẫn nhiệt của nước: λN = 0,66106 (W/mK)
Hệ số dẫn nhiệt của axit: λA = 0,16305 (W/mK)
Nên: λF = λN.xF + λA.(1 - xF) – 0,72 xF.(1 - xF)(λN - λA) = 0,59483 (W/mK)
Nhiệt dung riêng của nước: cN = 4183 (J/kgK)
Nhiệt dung riêng của nước: cA = 2221,04 (J/kgK)
Nên: cF = cN Fx + cA. (1 - Fx ) = 4026,043(J/kgK)
Áp dụng cơng thức (V.35), trang 12, [6]:
F
FF
F
c
Pr
λ
µ
=
= 3,08774
Vận tốc của dịng nhập liệu đi trong ống:
22 032,032,9833600
5004
3600
4
×××
×
==
piρpi tr
F
F d
G
v = 0,1756 (m/s)
Chuẩn số Reynolds :
410.562,4
32,983032,01756,0Re
−
××
==
F
FtrF
F
dv
µ
ρ
= 12113,576 > 104 : chế độ chảy rối
Áp dụng cơng thức (3.27), trang 110, [4] ⇒ cơng thức xác định chuẩn số Nusselt:
25,0
2w
F43,0
F
8,0
FlF Pr
Pr
.PrRe..021,0Nu
ε=
Trong đĩ: ε1 – hệ số tính đến ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt theo tỷ lệ giữa chiều dài L và
đường kính d của ống.
Tra bảng 3.1, trang 110, [4] ⇒ chọn ε1 = 1
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 47
Hệ số cấp nhiệt của dịng nhập liệu đi trong ống trong: αF =
tr
FF
d
.Nu λ
3.2. Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu :
t
2w1w
t r
tt
q
Σ
−
=
, (W/m2).
Trong đĩ:
tw1 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với hơi đốt, oC
tw2 : nhiệt độ của vách tiếp xúc với dịng nhập liệu, oC
21
t
t
t rrr ++λ
δ
=Σ
Bề dày thành ống: δt = 0,003 (m)
Hệ số dẫn nhiệt của thép khơng gỉ: λt = 16,3 (W/mK)
Nhiệt trở lớp cáu trong ống: r1 = 1/5800 (m2.K/W)
Nhiệt trở lớp cáu ngồi ống: r2 =1/5800 (m2.K/W)
Nên: ∑rt = 5,289.10-4 (m2.K/W)
3.3. Xác định hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng tụ ngồi ống :
Kích thước của ống ngồi:
Đường kính ngồi: Dn = 57 (mm) = 0,057 (m)
Bề dày ống: δt = 3 (mm) = 0,003 (m)
Đường kính trong: Dtr = 0,051 (m)
Áp dụng cơng thức (3.65), trang 120, [4]: 4
nW1nn
3
n
2
nn
n ).dt-.(t
.g..r
725,0
µ
λρ
=α
Dùng phép lặp: chọn tW1 = 123,25 (oC)
Nhiệt độ trung bình của màng nước ngưng tụ: tm = ½ (tn + tW1) = 124,75 (oC)
Tại nhiệt độ này thì:
Khối lượng riêng của nước: ρn = 939,1575 (kg/m3)
Độ nhớt của nước: µn = 2,28.10-4 (N.s/m2)
Hệ số dẫn nhiệt của nước: λn = 0,686 (W/mK)
Nên: αn = 15967,7555 (W/m2K)
⇒ qn = αn (tn – tW1) = 47903,2664 (W/m2)
⇒ qt = qn = 47903,2664 (W/m2) (xem nhiệt tải mất mát là khơng đáng kể)
⇒ tw2 = tw1 - qtΣrt = 97,914 (oC)
Tại nhiệt độ này thì:
Độ nhớt của nước: µN = 2,88.10-4 (N.s/m2)
Độ nhớt của axit: µA = 4,7.10-4 (N.s/m2)
Nên: lgµW2 = xFlgµN + (1 – xF)lgµA = 0,9746.lg(2,88.10-4) + 0,0254.lg(4,7.10-4)
⇒ µW2 = 2,916.10-4 (N.s/m2)
Hệ số dẫn nhiệt của nước: λN = 0,6816 (W/mK)
Hệ số dẫn nhiệt của axit: λA = 0,1555 (W/mK)
Nên: λW2 = λN.xF + λA.(1 - xF) – 0,72 xF.(1 - xF)(λN - λA) = 0,611633 (W/mK)
Nhiệt dung riêng của nước: cN = 4218,33 (J/kgK)
Nhiệt dung riêng của nước: cA = 2418,11 (J/kgK)
Nên: cW2 = cN Fx + cA. (1 - Fx ) = 4074,3124 (J/kgK)
Áp dụng cơng thức (V.35), trang 12, [6]:
2W
2W2W
2W
c
Pr
λ
µ
=
= 1,942455
Nên: NuF = 70,74614
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 48
⇒ aF = 1315,03(W/m2K)
⇒ qF = aF (tW2 - tF) = 46470,24 (W/m2)
Kiểm tra sai số:
ε =
n
Fn
q
qq −
100% = 2,9915% < 5% (thỏa)
Kết luận: tw1 = 123,25 oC và tw2 = 97,914 oC
3.4. Xác định hệ số truyền nhiệt :
7555,1596710.289,503,1315
1
4 ++
=
−
K = 739,664 (W/m2K)
3. Bề mặt truyền nhiệt :
Cân bằng nhiệt: Q = GF(hFS – hFV) = Gnrn
Nên: Q = GF(hFS – hFV) = 500.(408,326 – 100,135) = 154095,5 (kJ/h)
Lượng hơi đốt cần dùng:
n
n r
QG = = 70,3793 (kg/h)
Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt:
F =
4324,55664,7393600
1000154095,5
. log ××
×
=
∆tK
Q
= 1,044 (m2)
4. Cấu tạo thiết bị :
Chiều dài ống truyền nhiệt: L =
2
dd
n
F
trn +pi
= 9,495 (m) ⇒ chọn L = 12 (m)
Kiểm tra:
032,0
12
=
trd
L
= 375 > 50 ⇒ εl = 1: thỏa
Kết luận: Thiết bị đun sơi dịng nhập liệu là thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống với chiều
dài ống truyền nhiệt L = 12 (m), chia thành 4 dãy, mỗi dãy 3m.
V. BỒN CAO VỊ :
1. Tổn thất đường ống dẫn:
Chọn ống dẫn cĩ đường kính trong là dtr = 80 (mm)
Tra bảng II.15, trang 381, [5]
⇒ Độ nhám của ống: ε = 0,2 (mm) = 0,0002 (m) (ăn mịn ít)
Tổn thất đường ống dẫn:
g2
v
.
d
l
h
2
F
1
1
1
11
ξΣ+λ=
(m)
Trong đĩ:
λ1 : hệ số ma sát trong đường ống.
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 49
l1 : chiều dài đường ống dẫn, chọn l1 = 30(m).
d1 : đường kính ống dẫn, d1 = dtr = 0,08(m).
∑ξ1 : tổng hệ số tổn thất cục bộ.
vF : vận tốc dịng nhập liệu trong ống dẫn
1.1.Xác định vận tốc dịng nhập liệu trong ống dẫn :
Các tính chất lý học của dịng nhập liệu được tra ở nhiệt độ trung bình:
tF = 2
FSFV tt +
= 62,5762 (oC)
Tại nhiệt độ này thì:
Khối lượng riêng của nước: ρN = 981,809 (kg/m3)
Khối lượng riêng của axit: ρA = 1001,037 (kg/m3)
Nên:
037,1001
08,0
809,981
92,011
+=
−
+=
A
F
N
F
F
xx
ρρρ
⇒ ρF = 983,32 (kg/m3)
Độ nhớt của nước: µN = 4,5145.10-4 (N.s/m2)
Độ nhớt của axit: µA = 6,8197.10-4 (N.s/m2)
Nên: lgµF = xFlgµN + (1 – xF)lgµA
= 0,9746.lg(4,5145.10-4) + 0,0254.lg(6,8197.10-4)
⇒ µF = 4,562.10-4 (N.s/m2)
Vận tốc của dịng nhập liệu đi trong ống:
22 08,032,9833600
5004
3600
4
×××
×
==
pipiρ trF
F
F d
G
v = 0,0281 (m/s)
1.2.Xác định hệ số ma sát trong đường ống :
Chuẩn số Reynolds :
410.562,4
32,98308,00281,0Re
−
××
==
F
FtrF
F
dv
µ
ρ
= 4845,43 > 4000 : chế độ chảy rối
Chuẩn số Reynolds tới hạn: Regh = 6(d1/ε)8/7 = 5648,5125
Vì 4000 < ReF < Regh ⇒ chế độ chảy rối ứng với khu vực nhẵn thủy học
Áp dụng cơng thức (II.61), trang 378, [5]:
λ1= 2)64,1Relg8,1(
1
−
= 0,04
1.3.Xác định tổng hệ số tổn thất cục bộ :
Chỗ uốn cong :
Tra bảng II.16, trang 382, [5]:
Chọn dạng ống uốn cong 90o cĩ bán kính R với R/d = 2 thì ξu1 (1 chỗ) = 0,15.
Đường ống cĩ 6 chỗ uốn ⇒ ξu1 = 0,15. 6 = 0,9
Van :
Tra bảng 9.5, trang 94, [1]:
Chọn van cầu với độ mở hồn tồn thì ξvan (1 cái) = 10.
Đường ống cĩ 2 van cầu ⇒ ξvan = 10. 2 = 20
Lưu lượng kế : ξl1 = 0 (coi như khơng đáng kể).
Vào tháp : ξtháp = 1
Nên: ∑ξ1 = ξu1 + ξvan + ξll = 21,9
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 50
Vậy:
81,92
0281,0
.9,21
08,0
3004,0
2
1
×
+=h = 1,485.10 3− (m)
2. Tổn thất đường ống dẫn trong thiết bị đun sơi dịng nhập liệu;
g2
v
.
d
l
h
2
2
2
2
2
22
ξΣ+λ= (m)
Trong đĩ:
λ2 : hệ số ma sát trong đường ống.
l2 : chiều dài đường ống dẫn, l2 = 12 (m).
d2 : đường kính ống dẫn, d2 = dtr = 0,032(m).
∑ξ2 : tổng hệ số tổn thất cục bộ.
v2 : vận tốc dịng nhập liệu trong ống dẫn
2.1. Vận tốc dịng nhập liệu trong ống dẫn :v2 = 0,1756 (m/s)
2.2. Xác định hệ số ma sát trong đường ống :
Chuẩn số Reynolds : Re2 = 12113,576 > 4000: chế độ chảy rối
Độ nhám: ε = 0,0002
Chuẩn số Reynolds giới hạn:
Regh = 6(d1/ε)8/7 = 1982,191
Chuẩn số Reynolds khi bắt đầu xuất hiện vùng nhám:
Ren = 220(d1/ε)9/8 = 66383,120
Vì Regh < Re1 < Ren ⇒ chế độ chảy rối ứng với khu vực quá độ.
Áp dụng cơng thức (II.64), trang 379, [5]:
λ2 =
25,0
22 Re
100
d
.46,1.1,0
+
ε
= 0,0363
2.3. Xác định tổng hệ số tổn thất cục bộ :
Chữ U :
Tra bảng 9.5, trang 94, [1]: ξU2 (1 chỗ) = 2,2
Đường ống cĩ (4 – 1) = 3 chữ U ⇒ ξU2 = 2,2. 3 = 6,6
Đột thu :
Tra bảng II.16, trang 382, [5]:
Khi 2
2
1
o
08,0
032,0
F
F
= = 0,160 thì ξđột thu 2 (1chỗ) = 0,458
Cĩ 1 chỗ đột thu ⇒ ξđột thu 1 = 0,458
Đột mở :
Tra bảng II.16, trang 382, [5]:
Khi 2
2
1
o
08,0
032,0
F
F
= = 0,160 thì ξđột mở 2 (1chỗ) = 0,708
Cĩ 1 chỗ đột mở ⇒ ξđột mở 2 = 0,708
Nên: ∑ξ2 = ξU2 + ξđơt thu 2 + ξđột mở 2 = 7,766
Vậy:
81,92
1756,0
.766,7
032,0
120363,0
2
2
×
+=h = 0,19134 (m)
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 51
3. Chiều cao bồn cao vị:
Chọn :
Mặt cắt (1-1) là mặt thống chất lỏng trong bồn cao vị.
Mặt cắt (2-2) là mặt cắt tại vị trí nhập liệu ở tháp.
Ap dụng phương trình Bernoulli cho (1-1) và (2-2):
z1 + g.
P
F
1
ρ
+
g
v
.2
2
1
= z2 + g.
P
F
2
ρ
+
g
v
.2
2
2 +∑hf1-2
⇔ z1 = z2 +
g.2
vv
g.
PP 21
2
2
F
12 −+
ρ
−
+∑hf1-2
Trong đĩ:
z1: độ cao mặt thống (1-1) so với mặt đất, hay xem như là chiều cao bồn cao vị Hcv =
z1.
z2: độ cao mặt thống (2-2) so với mặt đất, hay xem như là chiều cao từ mặt đất đến vị
trí nhập liệu:
z2 = hchân đỡ + hđáy + (nttC – 1)∆h + 0,5
= 0,24 + 0,2625 + (13 – 1).0,3 + 0,5 = 4,6025 (m)
P1 : áp suất tại mặt thống (1-1), chọn P1 = 1 at = 9,81.104 (N/m2)
P2 : áp suất tại mặt thống (2-2)
Xem ∆P = P2 – P1 = nttL .∆PL = 34. 490,4024 = 16673,6816 (N/m2)
v1 : vận tốc tại mặt thống (1-1), xem v1 = 0 (m/s).
v2 : vận tốc tại vị trí nhập liệu, v2 = vF = 0,0281 (m/s).
∑hf1-2 : tổng tổn thất trong ống từ (1-1) đến (2-2):
∑hf1-2 = h1 + h2 = 0,192825 (m)
Vậy: Chiều cao bồn cao vị:
Hcv = z2 +
g.2
vv
g.
PP 21
2
2
F
12 −+
ρ
−
+∑hf1-2
= 4,6025+
81,92
00281,0
81,932,983
6816,16673 2
×
−
+
×
+ 0,192825
= 6,523858 (m)
Chọn Hcv = 10 (m).
VI. BƠM :
1. Năng suất:
Nhiệt độ dịng nhập liệu là tF = 25oC.
Tại nhiệt độ này thì:
Khối lượng riêng của nước: ρN = 996,9 (kg/m3)
Khối lượng riêng của axit: ρA = 1042,75 (kg/m3)
Nên:
75,1042
08,0
9,996
92,011
+=
−
+=
A
F
N
F
F
xx
ρρρ
⇒ ρF = 1000,42 (kg/m3)
Độ nhớt của nước: µN = 8,92.10-4 (N.s/m2)
Độ nhớt của axit: µA = 1,125.10-3 (N.s/m2)
Nên: lgµF = xFlgµN + (1 – xF)lgµA = 0,9746.lg(8,92.10-4) + 0,0254.lg(1,125.10-3)
⇒ µF = 8,973.10-4 (N.s/m2)
Suất lượng thể tích của dịng nhập liệu đi trong ống:
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 52
42,1000
500
==
F
F
F
GQ
ρ
= 0,49979 (m3/h)
Vậy: chọn bơm cĩ năng suất Qb = 0,5 (m3/h)
2. Cột áp:
Chọn :
Mặt cắt (1-1) là mặt thống chất lỏng trong bồn chứa nguyên liệu.
Mặt cắt (2-2) là mặt thống chất lỏng trong bồn cao vị.
Áp dụng phương trình Bernoulli cho (1-1) và (2-2):
z1 +
g
P
F .
1
ρ
+
g
v
.2
2
1 + Hb = z2 +
g
P
F .
2
ρ
+
g
v
.2
2
2 +∑hf1-2
Trong đĩ:
z1: độ cao mặt thống (1-1) so với mặt đất, chọn z1 = 1m.
z2: độ cao mặt thống (2-2) so với mặt đất, z2 = Hcv = 10m.
P1 : áp suất tại mặt thống (1-1), chọn P1 = 1 at.
P2 : áp suất tại mặt thống (2-2), chọn P2 = 1 at.
v1,v2 : vận tốc tại mặt thống (1-1) và(2-2), xem v1= v2 = 0(m/s).
∑hf1-2 : tổng tổn thất trong ống từ (1-1) đến (2-2).
Hb : cột áp của bơm.
2.1. Tính tổng trở lực trong ống:
Chọn đường kính trong của ống hút và ống đẩy bằng nhau: dtr = 50 (mm)
Tra bảng II.15, trang 381, [5]
⇒ Độ nhám của ống: ε = 0,2 (mm) = 0,0002 (m) (ăn mịn ít)
Tổng trở lực trong ống hút và ống đẩy
∑hf1-2 = g2
v
.
d
ll 2F
đh
tr
đh
ξΣ+ξΣ++λ
Trong đĩ:
lh : chiều dài ống hút.
Chiều cao hút của bơm:
Tra bảng II.34, trang 441, [5] ⇒ hh = 4,5 (m) ⇒ Chọn lh = 6 (m).
lđ : chiều dài ống đẩy, chọn lđ = 15 (m).
∑ξh : tổng tổn thất cục bộ trong ống hút.
∑ξđ : tổng tổn thất cục bộ trong ống đẩy.
λ : hệ số ma sát trong ống hút và ống đẩy.
vF : vận tốc dịng nhập liệu trong ống hút và ống đẩy (m/s).
22 05,03600
5,04
3600
4
××
×
==
pipi tr
b
F d
Q
v = 0,0707 (m/s)
Xác định hệ số ma sát trong ống hút và ống đẩy :
Chuẩn số Reynolds :
410.973,8
42,100005,00707,0Re
−
××
==
F
FtrF
F
dv
µ
ρ
= 3943,23
Vì 2320 < ReF < 4000 ⇒ chế độ chảy quá độ.
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 53
Áp dụng cơng thức (II.59), trang 378, [5]: λ = 25,0Re
3164,0
F
= 0,04
Xác định tổng tổn thất cục bộ trong ống hút :
Chỗ uốn cong :
Tra bảng II.16, trang 382, [5]:
Chọn dạng ống uốn cong 90o cĩ bán kính R với R/d = 2 thì ξu1 (1 chỗ) = 0,15.
Ống hút cĩ 2 chỗ uốn ⇒ ξu1 = 0,15. 2 = 0,3
Van :
Tra bảng 9.5, trang 94, [1]:
Chọn van cầu với độ mở hồn tồn thì ξv1 (1 cái) = 10.
Ống hút cĩ 1 van cầu ⇒ ξv1 = 10
Nên: ∑ξh = ξu1 + ξv1 = 10,3
Xác định tổng tổn thất cục bộ trong ống đẩy :
Chỗ uốn cong :
Tra bảng II.16, trang 382, [5]:
Chọn dạng ống uốn cong 90o cĩ bán kính R với R/d = 2 thì ξu2 (1 chỗ) = 0,15.
Ống đẩy cĩ 4 chỗ uốn ⇒ ξu2 = 0,15. 4 = 0,6
Van :
Tra bảng 9.5, trang 94, [1]:
Chọn van cầu với độ mở hồn tồn thì ξv2 (1 cái) = 10.
Ống đẩy cĩ 1 van cầu ⇒ ξv2 = 10
Vào bồn cao vị : ξcv = 1
Nên: ∑ξđ = ξu1 + ξv1 + ξcv = 11,6
Vậy: ∑hf1-2 = 81,92
0707,0
.6,113,10
05,0
86032,0
2
×
++
+
=7,862.10 3− (m) ≈ 8 (mm)
2.2. Tính cột áp của bơm:
Hb = (z2 – z1) + ∑hf1-2 = (10 – 1) +7,862.10 3− = 9,007862 (m)
3. Cơng suất:
Chọn hiệu suất của bơm: ηb = 0,8.
Cơng suất thực tế của bơm: Nb = 8,03600
81,942,1000007862,95,0
.3600
.
×
×××
=
b
Fbb gHQ
η
ρ
= 15,348 (W) = 0,0206 (Hp).
Kết luận: Để đảm bảo tháp hoạt động liên tục ta chọn 2 bơm li tâm loại XM, cĩ:
- Năng suất: Qb = 0,5 (m3/h)
- Cột áp: Hb = 9,007862 (m)
- Cơng suất: Nb = 0,0206 (Hp)
Chương 7
TÍNH KINH TẾ
Lượng thép X18H10T cần dùng:
M1 = 47mmâm + mthân + 2mđáy(nắp) = 1438,374 (kg)
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 54
Lượng thép CT3 cần dùng:
M2 = 16mbích nối thân + 2.( mbích ghép ống nhập liệu + mbích ghép ống hồn lưu + mbích ghép ống dẫn lỏng
vào nồi đun + mbích ghép ống dẫn lỏng ra khỏi nồi đun ) + 2. 2. mbích ghép ống hới + 4. mchân đỡ + 4. mtai treo + 4. mtấm
lĩt = 252,56876 (kg)
Số bulơng cần dùng:
n = 8. 24 + 4.2 + 4.4 = 216 (cái)
Chiều dài ống 38 x 3mm:
L1 = 127.4 + 9 + 4.37 + 12 = 677 (m)
Chiều dài ống 57 x 3mm:
L2 = 9 + 12 = 21 (m)
Chọn tổng chiều dài ống hồn lưu, ống dẫn lỏng vào nồi đun, ống dẫn lỏng ra khỏi nồi
đun là 30m.
Chiều dài ống 32mm: 20 (m)
Chiều dài ống 20mm: 10 (m)
L3 = 30 + 20 + 10 = 60 (m)
Chiều dài ống 100mm: Chọn tổng chiều dài ống hơi ở đỉnh tháp và ống hơi ở đáy tháp
là L4 = 10m.
Chiều dài ống 50mm: Chọn tổng chiều dài ống chảy tràn và ống xả đáy từ bồn cao vị
là 20m.
L5 = 2. 6 + 8 + 20 = 40 (m)
Kính quan sát: đường kính là 180mm, dày 20mm
S =
4
pi
. 0,182 = 0,025 (m2)
Chọn 2 kính quan sát ⇒ S = 2. 0,025 = 0,051 (m2)
Bơm ly tâm: chọn 2 bơm ly tâm ⇒ Nb = 2. 0,0206 = 0,0412 (Hp)
Cút inox 38 x 3mm: n = (1 + 2).2 = 6 (cái)
Cút inox 57 x 3mm: n = 6 (cái)
Vật liệu Số lượng Đơn giá Thành tiền (đ)
Thép X18H10T 1438,374 (kg) 50000 (đ/kg) 71918700
Thép CT3 252,56876(kg) 10000 (đ/kg) 2525687,6
Bulơng 216 (cái) 5000 (đ/cái) 1080000
Vật liệu cách nhiệt 0,38973 (m3) 4000000 (đ/m3) 1558920
Ống dẫn 38 x 3mm 677 (m) 50000 (đ/m) 33850000
Ống dẫn 57 x 3mm 21 (m) 100000 (đ/m) 2100000
Ống dẫn lỏng ( L3) 60 (m) 100000 (đ/m) 6000000
Ống 100mm 10 (m) 100000 (đ/m) 1000000
Ống 50mm (m) 100000 (đ/m) 4000000
Kính quan sát 0,051 (m2) 250000 (đ/m2) 12723
Bơm ly tâm 0,0412 (Hp) 700000 (đ/Hp) 28840
Áp kế tự động 1 (cái) 600000 (đ/cái) 600000
Nhiệt kế điện trở tự ghi 3 (cái) 200000 (đ/cái) 600000
Lưu lượng kế (≥ 50mm) 2 (cái) 1500000 (đ/cái) 3000000
Van inox 50mm 5 (cái) 150000 (đ/cái) 750000
Van inox 32mm 4 (cái) 150000 (đ/cái) 600000
Van inox 20mm 2 (cái) 150000 (đ/cái) 300000
Racco inox 50mm 5 (cái) 150000 (đ/cái) 750000
Racco inox 32mm 1 (cái) 150000 (đ/cái) 150000
Racco inox 20mm 1 (cái) 150000 (đ/cái) 150000
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 55
Cút inox 38 x 3mm 6(cái) 15000 (đ/cái) 90000
Cút inox 57 x 3mm 6 (cái) 30000 (đ/cái) 180000
Cút inox 32mm,20mm 14 (cái) 30000 (đ/cái) 420000
Cút inox 100mm 3 (cái) 30000 (đ/cái) 90000
Cút inox 50mm 10 (cái) 30000 (đ/cái) 300000
T inox 50 3 (cái) 30000 (đ/cái) 90000
Tổng chi phí vật tư 132144870,6
Vậy tổng chi phí vật tư là 133 triệu đồng.
Xem tiền cơng chế tạo bằng 200% tiền vật tư.
Vậy: tổng chi phí là 400 triệu đồng.
LỜI KẾT
Với hệ thống chưng cất Nước – Axit axetic dùng tháp mâm xuyên lỗ như đã thiết kế, ta
thấy bên cạnh những ưu điểm cũng cịn cĩ nhiều nhược điểm. Thiết bị cĩ ưu điểm là năng
suất và hiệu suất cao nhưng thiết bị cịn rất cồng kềnh, địi hỏi phải cĩ sự vận hành với độ
chính xác cao. Bên cạnh đĩ, khi vận hành thiết bị này ta cũng phải hết sức chú ý đến vấn đề
an tồn lao động để tránh mọi rủi ro cĩ thể xảy ra, gây thiệt hại về người và của.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Trần Hùng Dũng – Nguyễn Văn Lục – Hồng Minh Nam – Vũ Bá Minh, “Quá trình
và Thiết bị trong Cơng Nghệ Hĩa Học – Tập 1, Quyển 2: Phân riêng bằng khí động, lực
ly tâm, bơm, quạt, máy nén. Tính hệ thống đường ống”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia
TpHCM, 1997, 203tr.
[2]. Võ Văn Bang – Vũ Bá Minh, “Quá trình và Thiết bị trong Cơng Nghệ Hĩa Học – Tập
3: Truyền Khối”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TpHCM, 2004, 388tr.
[3]. Phạm Văn Bơn – Nguyễn Đình Thọ, “Quá trình và Thiết bị trong Cơng Nghệ Hĩa Học
– Tập 5: Quá trình và Thiết bị Truyền Nhiệt”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TpHCM,
2002, 372tr.
[4]. Phạm Văn Bơn – Vũ Bá Minh – Hồng Minh Nam, “Quá trình và Thiết bị trong
Cơng Nghệ Hĩa Học – Tập 10: Ví dụ và Bài tập”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia
TpHCM, 468tr.
[5]. Tập thể tác giả, “Sổ tay Quá trình và Thiết bị Cơng nghệ Hĩa chất – Tập 1”, Nhà xuất
bản Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1999, 626tr.
[6]. Tập thể tác giả, “Sổ tay Quá trình và Thiết bị Cơng nghệ Hĩa chất – Tập 2”, Nhà xuất
bản Khoa học Kỹ thuật Hà Nội, 1999, 447tr.
[7]. Hồ Lê Viên, “Thiết kế và Tính tốn các thiết bị hĩa chất”, Nhà xuất bản Khoa học và
Kỹ thuật, Hà Nội, 1978, 286tr.
[8]. Nguyễn Minh Tuyển, “Cơ sờ Tính tốn Máy và Thiết bị Hĩa chất – Thực phẩm”, Nhà
xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1984, 134tr.
[9]. Trần Hữu Quế, “Vẽ kỹ thuật cơ khí – Tập 1”, Nhà xuất bản Đại học và Giáo dục
chuyên nghiệp, 1991, 160tr.
[10]. Phạm Đình Trị, “380 phương thức điều chế và ứng dụng hĩa học trong sản xuất và đời
sống”, Nhà xuất bản TpHCM, 1988, 144tr.
[11]. Nguyễn Thế Đạt, “Khoa học kỹ thuật bảo hộ lao động và một số vấn đề về mơi trường”,
Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2005, 283tr.
Chưng luyện Acid acetic - Nước GVHD: Hồng Minh Nam
Trang 56
[12]. Thế Nghĩa, “Kỹ thuật an tồn trong sản xuất và sử dụng hĩa chất ”, Nhà xuất bản Khoa
học Kỹ thuật, 2000, 299tr.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- _i_h_c_qu_c_gia_tphcm_9002.pdf