Đồ án Hóa công - Cô đặc

đồ án về cô đặc dung dịch sử dụng nhiều nồi cô đặc CẤU TRÚC ĐỒ ÁN : I. Sơ đồ mô tả dây chuyền sản xuất II.Tính thiết bị chính 1. Tổng lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống 2. Lượng hơi thứ bốc ra khỏi mỗi nồi 3. Nồng độ dung dịch trong mỗi nồi 4. Chênh lệch áp suất chung của hệ thống 5. Chênh lệch áp suất, nhiệt độ hơi đốt cho mỗi nồi 6. Tính nhiệt độ và áp suất hơi thứ ra khỏi từng nồi 7. Tính tổn thất nhiệt độ cho từng nồi 8. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống 9. Tính lượng hơi đốt, lượng hơi thứ trong từng nồi 10. Tính hệ số cấp nhiệt, nhiệt lượng trung bình từng nồi 11. Xác định hệ số truyền nhiệt của từng nồi 12. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích từng nồi 13. So sánh và 14. Tính bề mặt truyền nhiệt F III. Tính thiết bị phụ 1. Hệ thống thiết bị ngưng tụ Baromet 2. Tính toán bơm chân không IV. Tính toán cơ khí 1. Buồng đốt 2. Buồng bốc hơi 3. Tính bề dày lớp cách nhiệt

doc60 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Lượt xem: 15527 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đồ án Hóa công - Cô đặc, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
 Mục lục Trang I- Phần mở đầu 4 II- Sơ đồ mô tả dây chuyền sản xuất 5 III- Tính thiết bị chính 7 1. Tổng lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống 7 2. Lượng hơi thứ bốc ra khỏi mỗi nồi 7 3. Nồng độ dung dịch trong mỗi nồi 7 4. Chênh lệch áp suất chung của hệ thống 8 5. Chênh lệch áp suất, nhiệt độ hơi đốt cho mỗi nồi 8 6. Tính nhiệt độ và áp suất hơi thứ ra khỏi từng nồi 9 7. Tính tổn thất nhiệt độ cho từng nồi 10 7.1/ Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh tăng cao 10 7.2/ Tổn thất nhiệt độ do nồng độ 11 7.3/ Tổng tổn thất nhiệt độ của hệ thống 12 8. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống 12 8.1/ Nhiệt độ hữu ích của hệ thống 12 8.2/ Hiệu số nhiệt độ hữu ích trong từng nồi 12 9. Tính lượng hơi đốt, lượng hơi thứ trong từng nồi 13 9.1/ Tính nhiệt dung riêng của dd KNO3 13 9.2/ Các thông số của nước ngưng 14 9.3/ Lập phương trình của cân bằng nhiệt lượng 14 10. Tính hệ số cấp nhiệt, nhiệt lượng trung bình từng nồi 16 10.1/ Tính hệ số cấp nhiệt  khi ngưng tụ hơi 16 10.2/ Tính nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ 17 10.3/ Tính hệ số cấp nhiệt từ bề mặt đốt đến chất lỏng sôi 18 10.4/ Tính nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ 20 10.5/ So sánh q1i và q2i 20 11. Xác định hệ số truyền nhiệt của từng nồi 21 12. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích từng nồi 21 13. So sánh  và  22 14. Tính bề mặt truyền nhiệt F 22 IV. Tính thiết bị phụ 23 1. Hệ thống thiết bị ngưng tụ Baromet 23 2. Tính toán hệ thiết bị ngưng tụ Baromet 23 2.1/ Tính lượng nước lạnh  cần thiết để ngưng tụ 24 2.2/ Tính đường kính trong của thiết bị ngưng tụ 24 2.3/ Tính kích thước tấm ngăn 23 2.4/ Tính diện tích bề mặt các lỗ trong toàn bộ mặt cắt ngang của thiết bị ngưng tụ 24 2.5/ Tính bước lỗ t 26 2.6/ Tính chiều cao thiết bị ngưng tụ 26 2.7/ Kích thước ống Baromet 27 2.8/ Chiều cao ống Baromet 27 2.9/ Tính lượng hơi nước và không khí ngưng 28 3. Tính toán bơm chân không 29 V. Tính toán cơ khí 29 V.A_ Buồng đốt 29 V.A.1/ Xác định số ống trong buồng đốt 29 V.A.2/ Xác định đường kính trong buồng đốt 30 V.A.3/ Xác định chiều dày phòng đốt 30 V.A.4/ Tính chiều dày lưới đỡ ống 32 V.A.5/ Tính chiều dày đáy nồi phòng đốt 34 V.A.6/ Tìm bích để lắp đáy và thân, số bulong cần thiết để lắp ghép bích đáy 36 V.B_ Buồng bốc hơi 37 V.B.1/ Thể tích buồng bốc hơi 37 V.B.2/ Chiều cao phòng bốc hơi 37 V.B.3/ Chiều dày phòng bốc hơi 38 V.B.4/ Chiều dày nắp buồng bốc 39 V.B.5/ Tìm bích để nắp vào thân buồng bốc 41 V.C_ Tính một số chi tiết khác 41 V.C.1/ Tính đường kính các ống dẫn hơi dung dịch vào và ra thiết bị 41 1.1/ Ông dẫn hơi đốt vào 41 1.2/ Ông dẫn dung dịch vào 42 1.3/ Ông dẫn hơi thứ ra 43 1.4/ Ông dẫn dung dịch ra 44 1.5/ Ông tháo nước ngưng 44 V.C.2/ Tính và chọn tai treo 45 1. Tính khối lượng mỗi nồi khi thử thủy lực 45 1.1/ Tính Gnk 45 1.2/ Tính Gnd 48 V.C.3/ Chọn kính quan sát 49 V.C.4/ Tính bề dày lớp cách nhiệt 50 VI. Kết luận 51 I.Phần mở đầu: Để bước đầu làm quen với công việc của một kĩ sư hoá chất là thiết kế thiết bị, hệ thống thiết bị phục vụ một nhiệm vụ kỹ thuật trong sản xuất, sinh viên khoa công Nghệ Hoá học được nhận đồ án môn học“ Qúa trình & Thiết bị công Nghệ Hoá học“. Việc làm đồ án là một công việc tốt giúp cho mỗi sinh viên trong bước tiếp cận tốt với thực tiễn sau khi đã hoàn thành khối lượng kiến thức của giáo trình“ Cơ sở các quá trinh & thiết bị Công Nghệ Hoá học”. Trên cơ sở lượng kiến thức đó và lượng kiến thức của môn học khác, mỗi sinh viên biết dùng tài liệu tham khảo trong tra cứu, vận dụng đúng những kiến thức, quy định trong thiết kế, tự nâng cao kỹ năng vận dụng, tính toán, trình bày nội dung thiết kế theo văn phong khoa học và nhìn nhận vấn đề một cách có hệ thống. Trong đồ án này, nhiệm vụ cần hoàn thành là thiết kế hệ thống cô đặc 2 nồi xuôi chiều có phòng đốt ngoài làm việc liên tục với dung dịch NaOH, năng suất 6480 kg/h, nồng độ đầu 7%, nồng độ sản phẩm 22%. Quá trình cô đặc Quá trình cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất hoà tan( không hoặc khó bay hơi) trong dung môi bay hơi. Đặc điểm của quá trình cô đặc là dung môi được tách ra khỏi dung dịch ở dạng hơi, còn dung chất hoà tan trong dung dịch không bay hơi, do đó nồng độ của dung chất sẽ tăng dần lên, khác với quá trình chưng cất, cấu tử trong hỗn hợp nay cùng bay hơi, chỉ khác nhau về nồng độ ở mỗi nhiệt độ. Hơi của dung môi tách ra trong quá trình cô đặc gọi là hơi thứ, hơi thứ ở nhiệt độ cao có thể dùng để đun nóng 1 thiết bị khác. Cô đặc nhiều nồi Cô đặc nhiều nồi là quá trình sử dụng hơi thứ thay cho hơi đốt, do đó có ý nghĩa về sử dụng nhiệt. Nguyên tắc của cô đặc nhiều nồi là: nồi đầu dung dịch được đun nóng bằng hơi đốt, hơi bốc lên ở nồi này được đưa vào nồi thứ 2 để làm hơi đốt, hơi thứ của nồi thứ 2 lại làm hơi đốt cho nồi thứ 3…. Hơi thứ ở nồi cuối được đưa vào thiết bị ngưng tụ. Dung dịch đi vào lần lượt từ nồi đầu đến nồi cuối, qua mỗi nồi nồng độ của dung dịch tăng dần lên do một phần dung môi bốc hơi. Hệ thống cô đặc xuôi chiều được sử dụng khá phổ biến. Ưu điểm của loại này là dung dịch tự di chuyển từ nồi trước ra nồi sau nhờ chênh lệch áp suất giữa các nồi. Nhược điểm của nó là nhiệt độ nồi sau thấp hơn nhưng nồng độ lại cao hơn nồi trước nên độ nhớt của dung dịch tăng dần dẫn đến hệ số truyền nhiệt của hệ thống giảm từ nồi đầu đến nồi cuối . II.Sơ đồ mô tả dây chuyền sản xuất Hệ thống cô đặc xuôi chiều làm việc liên tục : Dung dịch đầu(NaOH) được bơm( 6) đưa vào thùng cao vị số( 5) từ thùng chứa, sau đó chảy vào thiết bị trao đổi nhiệt( 3). ở thiết bị trao đổi nhiệt dung dịch được đun nóng sơ bộ đến nhiệt độ sôi rồi đi vào nồi 1. ở nồi 1, dung dịch tiếp tục được đun nóng bằng thiết bị đun nóng kiểu ống chùm, dung dịch chảy trong các ống truyền nhiệt, hơi đốt được đưa vào buồng đốt để đun nóng dung dịch . Nước ngưng được đưa ra khỏi phòng đốt bằng cửa tháo nước ngưng. Dung môi bốc hơi lên trong phòng bốc gọi là hơi thứ, hơi thứ trước khi ra khỏi nồi cô đặc được đưa qua bộ phận tách bọt nhằm hồi lưu phần dung dịch bốc hơi theo hơi thứ qua bọt. Hơi thứ ra khỏi nồi 1 được làm hơi đốt cho nồi 2. Dung dịch từ nồi 1 tự di chuyển sang nồi thứ 2 do có sự chênh lệch áp suất làm việc giữa các nồi, áp suất nồi sau nhỏ hơn áp suất nồi trước. Nhiệt độ của nồi trước lớn hơn nhiệt độ của nồi sau, do đó dung dịch đi vào nồi 2 có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi, kết quả là dung dịch được làm lạnh, lượng nhiệt này sẽ làm bốc hơi thêm một lượng dung môi gọi là quá trình tự bốc hơi. Nhưng khi dung dịch đi vào nồi đầu có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi của dung dịch do đó cần phải tiêu tốn thêm 1 lượng hơi đốt để đun nóng dung dịch, vì vậy khi cô đặc xuôi chiều dung dịch trước khi đưa vào nồi đầu được đun nóng sơ bộ . Dung dịch sản phẩm ở nồi 2 được đưa vào thùng chứa sản phẩm. Hơi thứ bốc ra khỏi nồi thứ 2 được đưa vào thiết bị ngưng tụ barômet. Trong thiết bị ngưng tụ nước làm lạnh từ trên đi xuống hơi cần ngưng đi từ dưới đi lên, ở đây hơi được ngưng tụ lại thành lỏng chảy qua ống baromet ( 10) ra ngoài, còn khí không ngưng đi qua thiết bị thu hồi bọt rồi vào bơm hút chân không. III.Tính thiết bị chính: Các số liệu đầu : Năng suất tính theo dung dịch đầu Gd = 12600 [ kg/ h ] Nồng độ đầu của dung dịch  Nồng độ cuối của dung dịch  Áp suất suất hơi đốt  Áp suất hơi ngưng tụ  1. Tổng lưọng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống : W ( kg/h ) Ta có:  [4-55]  2. Lượng hơi thứ bốc ra ở mỗi nồi: Lượng hơi thứ bốc ra ở nồi 1 :, [kg/h] Lượng hơi thứ bốc ra ở nồi 2 :, [kg/h] Giả thiết mức phân phối lượng hơi thứ bốc ra ở 2 nồi là:  Ta có hệ:  3. Nồng độ dung dịch trong mỗi nồi : Theo công thức:  [4-57] Ta có:  Với nồi 1 :   Với nồi 2 :  Ta được : phù hợp với số liệu ban đầu 4. Chênh lệch áp suất chung của hệ thống : ∆p Theo công thức:  Ta có: [at] 5. Chênh lệch áp suất, nhiệt độ hơi đốt cho mỗi nồi: Gọi ∆pi: chênh lệch áp suất trong nồi thứ i [at] Giả thiết phân bố áp suất hơi đốt giữa 2 nồi là:  Ta có hệ:  Tính áp suất hơi đốt từng nồi suy ra nhiệt độ hơi đốt: Theo công thức  Ta có: Nồi 1:  Nồi 2:  Tra bảng I.251 [3-314] (Tính chất lý hóa của hơi nước bão hòa phụ thuộc áp suất) và nội suy ta có: Nồi 1: với  ta được: - Nhiệt độ hơi đốt:  - Nhiệt lượng riêng:  - Nhiệt hoá hơi:  Nồi 2: với  ta được : - Nhiệt độ hơi đốt:  - Nhiệt lượng riêng:  - Nhiệt hoá hơi:  Với  ta được:  6. Tính nhiệt độ và áp suất hơi thứ ra khỏi từng nồi: Gọi : nhiệt độ hơi thứ ra khỏi nồi thứ i (i =1,2) : tổn thất nhiệt độ do trở lực đường ống (chọn ) Theo công thức:  ta có: Nhiệt độ hơi thứ ra khỏi nồi 1 là:  Nhiệt độ hơi thứ ra khỏi nồi 2 là:  Tra bảng I.250 [3.314] (Tính chất lý hóa của hơi nước bão hòa phụ thuộc nhiệt dộ) ta có : Nồi 1: với  ta được: - Áp suất hơi thứ:  [at] - Nhiệt lượng riêng:  - Nhiệt hoá hơi:  Nồi 2: với  ta được : - Nhiệt độ hơi đốt:  - Nhiệt lượng riêng:  - Nhiệt hoá hơi:  Bảng tổng hợp số liệu 1: Nồi  Hơi đốt  Hơi thứ  x%    P, at  T, oC  i, KJ/Kg  r, KJ/Kg  p’, at  t’, oC  i’, KJ/Kg  r’, Kj/Kg    1  5  151,1  2754  2117  1,638  113,4  2701,38  2225,26  9.5   2  1,583  112.4  2702.15  2227.85  0,21  60,7  2609,59  2355,26  25   7. Tính tổn thất nhiệt độ cho từng nồi: 7.1. Tính tổn thất nhiệt độ do áp suất thuỷ tĩnh tăng cao ∆i’’: Công thức tính:  Với: : nhiệt độ sôi ứng với  [at] : nhiệt độ sôi ứng với  [at]  là áp suất thủy tĩnh ở giữa ống truyền nhiệt, tính theo công thức:  ,  Trong đó: : áp suất hơi thứ trên mặt thoáng dung dịch [at] : chiều cao lớp dung dịch từ miệng ống truyền nhiệt đến mặt thoáng, chọn =0,5 [m] H: chiều cao ống truyền nhiệt, chọn H = 5 [m] : khối lượng riêng của dung dịch ở nhiệt 20 oC [kg/m3] g: gia tốc trọng trường  Với nồi 1 :  Tra bảng I.59 [3-46] – Khối lượng riêng của dung dịch NaNO3- nước và nội suy với và  ta có  Thay vào phương trình ta có:  Tra bảng I.251 [3-314] và nội suy với  ta có    Với nồi 2:  Tra bảng I.59 [3-46] – Khối lượng riêng của dung dịch NaNO3- nước và nội suy với và  ta có  Thay vào phương trình ta có:  Tra bảng I.251 [3-314] và nội suy với  ta có   7.2. Tính tổn thất nhiệt độ do nồng độ ∆i’ Ta dùng phương pháp Tysenco:  Trong đó: : nhiệt độ sôi của dung môi  r: ẩn nhiệt hoá hơi của dung môi [J/kg] : Tổn thất nhiệt độ do nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn của dung môi ở áp suất khí quyển. Với nồi 1 ta có:  Tra bảng VI.2 [4-63] và nội suy với nồng độ dung dịch  là  ta được    Với nồi 2 ta có:  Tra bảng VI.2 [4-63] và nội suy với nồng độ dung dịch  là  ta được   Tính nhiệt độ sôi của dung dịch trong từng nồi theo công thức:     7.3. Tổng tổn thất nhiệt độ của hệ thống:  8. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống: Hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống:  Hiệu số nhiệt độ hữu ích trong mỗi nồi. Ta có:   Bảng tổng hợp số liệu 2: Nồi             1  1,16  2,9  1  33,66  117,44   2  2,71  14,9  1  35,12  77,24   9. Thiết lập phương trình cân bằng nhiệt để tính lượng hơi đốt D và lượng hơi thứ Wi ở từng nồi: 9.1. Sơ đồ cân bằng nhiệt lượng:            Trong đó: D: lượng hơi đốt cho vào nồi 1 C0, C1, C2: nhiệt dung riêng của dung dịch ban đầu, dung dịch ra khỏi nồi 1, nồi 2 , : nhiệt dung riêng của nước ngưng ra khỏi nồi 1, nồi 2 , , : nhiệt độ sôi của dung dịch đầu, dung dịch ra khỏi nồi 1, nồi 2 ,: nhiệt độ nước ngưng nồi 1, nồi 2 , : nhiệt lượng mất mát ở nồi 1, nồi 2 (bằng 5% nhiệt lượng tiêu tốn để bốc hơi ở từng nồi) 9.2. Tính nhiệt dung riêng của dung dịch: Với dung dịch loãng  nhiệt dung riêng tính theo công thức:  [3-152] Dung dịch ban đầu có nên ta có: [j/kg.độ] Dung dịch ra khỏi nồi 1 có nên ta có: [j/kg.độ] Với dung dịch đặc nhiệt dung riêng tính theo công thức:  [1-152] tính theo công thức: [1-152] Với  ta có  Tra bảng I.141 [3-] ta có nhiệt dung nguyên tử của các nguyên tố: [j/kg nguyên tử.độ] [j/kg nguyên tử.độ] [j/kg nguyên tử.độ] Từ đó ta có: [j/kg.độ] Dung dịch ra khỏi nồi 2 có  nên ta có: [j/kg.độ] 9.3. Các thông số của nước ngưng: Nhiệt độ của nước ngưng :  Nhiệt dung riêng của nước ngưng: Tra bảng I.249 [ 3-310 ] và nội suy với: [j/kg.độ] [j/kg.độ] 9.4. Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng Với nồi 1: Lượng nhiệt mang vào: do dung dịch đầu : do hơi đốt:  Lượng nhiệt mang ra: do sản phẩm mang ra: do hơi thứ :  do nước ngưng : D=D4246,5151,1[kg/h] do tổn thất Qm1:  Ta có phương trình cân bằng nhiệt lượng của nồi 1:  Với nồi 2: Lượng nhiệt mang vào: do hơi đốt:  do dung dịch từ nồi 1:  Lượng nhiệt mang ra : do hơi thứ :  do dung dịch mang ra:  do nước ngưng:  do tổn thất Qm2:  Ta có phương trình cân bằng nhiệt lượng của nồi 2:  Kết hợp phương trình cân bằng nhiệt lượng của nồi 1 và nồi 2 với phương trìnhta có hệ phương trình:  Giải hệ phương trình này ta được:  Thay các số liệu ta có :  Xác định lại tỉ lệ phân phối hơi thứ giữa 2 nồi:   Kiểm tra sai số: Với nồi 1:  Với nồi 2:  Các sai số đều nhỏ hơn 5% nên chấp nhận được giả thiết. Lập bảng số liệu 3: Nồi  C, [J/kg.độ]  ,[J/kg.độ]  ,[oC]  W, [kg/h]  Sai số, %       Giả thiết  Tính    1      151,1  4717,24  4857,93  0,018   2      112,68  4858,76  4718,07  0,017   10. Tính hệ số cấp nhiệt, nhiệt lượng trung bình từng nồi: 10.1. Tính hệ số cấp nhiệt α1 khi ngưng tụ hơi Chọn ống truyền nhiệt có kích thước: [mm] Giả thiết chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và thành ống truyền nhiệt : Nồi 1 là:  Nồi 2 là:  Điều kiện làm việc: phòng đốt ngoài thẳng đứng (H<6m), hơi ngưng bên ngoài ống, màng nước ngưng chảy dòng nên hệ số cấp nhiệt tính theo công thức:  [W/m2.độ] Giá trị A phụ thuộc vào nhiệt độ màng  Nhiệt độ màng tính theo công thức:   Tra bảng A-t [2-28] và nội suy ta có: Với  Với  Thay các số liệu vào ta có : [W/m2.độ] [W/m2.độ] 10.2. Tính nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ: Gọi : Nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ nồi thứ i Ta có:  [3-278]  Lập bảng số liệu 4: Nồi      A  , [W/m2.độ]     1  4,77  148,72  195,308       2  4,73  110  183,5       10.3. Tính hệ số cấp nhiệt từ bề mặt đốt đến chất lỏng sôi: Dung dịch khi sôi ở chế độ sủi bọt, có đối lưu tự nhiên hệ số cấp nhiệt xác định theo công thức:  [W/m2.độ] : Hiệu số nhiệt độ giữa thành ống truyền nhiệt và dung dịch Ta có:  Hiệu số nhiệt độ ở 2 bề mặt thành ống truyền nhiệt:  Tổng nhiệt trở của thành ống truyền nhiệt:  [m2độ/W] : Nhiệt trở của cặn bẩn ở hai phía của thành ống. Tra bảng II.V.1 [4 – 4] lấy:  [m2độ/W] là nhiệt trở của cặn bẩn ()  là nhiệt trở của chất tải nhiệt (hơi nước) : bề dày ống truyền nhiệt, (m) : hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm ống truyền nhiệt (chọn thép cacbon) [W/m.độ] Thay số vào ta có:  [m2độ/W]   Từ đó ta có:   Tính hệ số hiệu chỉnh:  Trong đó: : hệ số dẫn nhiệt [W/m.độ] (lấy theo nhiệt độ sôi của dung dịch). : khối lượng riêng [kg/] : độ nhớt [Ns/m2] Chỉ số dd: là dung dịch Chỉ số nc: là nước. Các thông số của nước : Tra bảng I.129 [3 – 133] và nội suy ta có : Nồi 1:   [W/m.độ] Nồi 2:  [W/m.độ] Tra bảng I.5 [3 – 11] và nội suy ta có: Nồi 1:  Nồi 2:  Tra bảng I.148 [3 – 166] và nội suy ta có : Nồi 1:   [J/kg.độ] Nồi 2:  [J/kg.độ] Tra bảng I.104 [3 – 96] và nội suy ta có : Nồi 1:   Nồi 2:   Các thông số của dung dịch : Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch tính theo công thức:  [3-123] A : Hệ số tỷ lệ với chất lỏng liên kết  : Nhiệt dung riêng của dung dịch. Theo tính toán ở bước 9 ta có :  [J/kg.độ];  [J/kg.độ]  : Khối lượng riêng của dung dịch . Tra bảng I.59 [3 – 46] và nội suy ta có: Nồi 1:  và  Nồi 2:  và  M : Khối lượng mol của dung dịch tính theo công thức :   : phần mol của trong dung dịch Ta có: Với nồi 1:  Với nồi 2:  Thay vào công thức ta có: Với nồi 1 :  Với nồi 2 :  Như vậy ta có : [W/m.độ]  [W/m.độ] Độ nhớt của dung dịch tính theo công thức Pavalov : [3-85] Chọn chất lỏng tiêu chuẩn là nước. Chọn  ;  Với nồi 1 : Tra bảng I.107 [3-100] và nội suy ta có :  và  ta có   và  ta có  Tra bảng I.102 [3-94] ta có:   Tại  dung dịch có độ nhớt là tướng ứng với nhiệt độ của nước có cùng độ nhớt nên ta có:  Tra bảng I.104 [3-96] và nội suy với ta được  Với nồi 2 : Tra bảng I.107 [3-100] và nội suy ta có :  và  ta có   và  ta có  Tra bảng I.102 [3-94] ta có:   Tại  dung dịch có độ nhớt là tướng ứng với nhiệt độ của nước có cùng độ nhớt nên ta có:  Tra bảng I.102 [3-94] và nội suy với  ta được  Thay các số liệu vào công thức tính hệ số hiệu chỉnh ta có: Nồi 1:   Nồi 2:   Thay vào công thức ta có:     [W/m2.độ] [W/m2.độ] Lập bảng số liệu 5: Nồi         J/kg.độ   J/kg.độ   W/m.độ   W/m.độ       1  1006  945,35  4243,64  3784,56  0,5076  0,6859  0,271  0,2381   2  1145  973,52  4207,73  3440,68  0,5233  0,6726  0,6259  0,3691   10.4/ Tính nhiệt tải riêng về phía dung dịch Theo công thức:  Thay số ta có:   10.5/So sánh và : Ta có:   Vậy ta chấp nhận giả thiết :  ;  Nồi           1  7,1  0,635  3636,62  25820,03   2  10  0,578  25677,27  25677,27   11. Xác định hệ số truyền nhiệt của từng nồi: Ta có:   Theo phương pháp phân phối hiệu số nhiệt độ hữu ích theo điều kiện bề mặt truyền nhiệt cấc nồi bằng nhau và nhỏ nhất thì áp dụng công thức:  [W/m2.độ] Thay số ta có:  [W/m2.độ]  [W/m2.độ] Lượng nhiệt tiêu tốn :   12. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích từng nồi: Tỉ số :   Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích cho từng nồi theo công thức:    13. So sánh ∆Ti* và ∆Ti Ta có sai số:   Các sai số đều nhỏ hơn 5% nên chấp nhận giả thiết phân bố áp suất ∆p1 : ∆p2 = 2,47:1 Lập bảng số liệu 7: Nồi   [W/m2.độ]           Sai số %   1      33,66  33,485  0,520   2      35,12  35,296  0,501   14. Tính bề mặt truyền nhiệt F: Theo phương pháp phân phối hiệu số nhiệt độ hữu ích, điều kiện bề mặt truyền nhiệt các nồi bằng nhau:  Nồi 1 :  Nồi 2 :  Ta có . IV. Tính thiết bị phụ: 1. Hệ thống thiết bị ngưng tụ baromet: 2. Tính toán hệ thiết bị ngưng tụ baromet: - Lượng hơi thứ ở nồi cuối trong hệ thống cô đặc: - Áp suất ở thiết bị ngưng tụ là:  - Nhiệt độ ngưng tụ  - Các thông số vật lí của hơi thứ ra khỏi nồi thứ 2 : ; ; ;  2.1/ Tính lượng nước lạnh  cần thiết để ngưng tụ:  (kg/h) [2-78] Với : i: nhiệt lượng riêng của hơi nước ngưng  , :nhiệt độ đầu và cuối của nước lạnh. Chọn ;  : nhiệt dung riêng trung bình của nước, chọn ở nhiệt độ  ta có: (J/kg.độ) Thay vào công thức ta có:  2.2/ Tính đường kính trong của thiết bị ngưng tụ: , ( m) [4-84] Với : : khối lượng riêng của hơi ngưng. Tra bảng I.250 [3-312] và nội suy ta có  (kg/m3) : tốc độ hơi trong thiết bị ngưng chọn  (m/s) Ta có:  (m) Quy chuẩn theo bảng VI.8 [4-88] lấy  (mm) 2.3/ Tính kích thước tấm ngăn: Tấm ngăn có dạng hình viên phân để đảm bảo làm việc tốt, chiều rộng tấm ngăn là b, có đường kính là d. Chiều rộng tấm ngăn tính theo công thức:  (mm) [4-79] Với là đường kính trong của thiết bị ngưng tụ, . Ta có:  Trên tấm ngăn có đục nhiều lỗ nhỏ, đường kính lỗ là 5 mm (nước làm nguội là nước bẩn), chiều dày tấm ngăn là 4 mm. 2.4/ Tổng diện tích bề mặt các lỗ trong toàn bộ mặt cắt ngang của thiết bị ngưng tụ: Tính theo công thức:  [4-79] Với là tốc độ của tia nước, lấy m/s khi chiều cao của gờ tấm ngăn là 40mm Thay số vào ta có :  () 2.5/ Tính bước lỗ t: Lỗ xếp theo hình lục giác đều bước lỗ được tính theo công thức: dlỗ dlỗ (mm) Với : dlỗ: đường kính của lỗ (mm) dùng nước bẩn có d= 5mm. : tỉ số giữa tổng diện tích thiết diện các lỗ với diện tích thiết diện của thiết bị ngưng tụ. Chọn  Thay vào ta được  (mm). 2.6/ Tính chiều cao thiết bị ngưng tụ: Mức độ đun nóng thiết bị ngưng tụ được xác định theo công thức sau:  Trong đó  là nhiệt độ của hơi bão hòa ngưng tụ  Quy chuẩn theo bảngVI.7 [4-86] lấy  Tra bảng số liệu ta có: Số bậc  Số ngăn  Khoảng cách giữa các ngăn  Thời gian rơi qua 1 bậc  Mức độ đun nóng  Đường kính của tia nước   4  8  400  0,41  0,774  2   Ta có chiều cao của thiết bị ngưng tụ:  Thực tế, khi hơi đi trong thiết bị ngưng tụ từ dưới lên thì thể tích của nó sẽ giảm dần, do đó khoảng cách hợp lý giữa các ngăn cũng nên giảm dần từ dưới lên trên khoảng 50 mm cho mỗi ngăn. Khi đó chiều cao thực tế của thiết bị ngưng tụ là . Khoảng cách trung bình giữa các ngăn là 400 mm, ta chọn khoảng cách giữa hai ngăn dưới cùng là 450 mm. Do đó:  2.7/ Tính kích thước ống baromet: Đường kính ồng Baromet tính theo công thức:  (m) [4-288] Trong đó là tốc độ của hỗn hợp nước và chất lỏng đã ngưng chảy trong ống baromet, thường lấy  m/s chọn  m/s. Thay vào công thức ta có: d  m 2.8/ Xác định chiều cao ống baromet:  (m) Trong đó: : là chiều cao cột nước cân bằng với hiệu số áp suất của thiết bị ngưng tụ và khí quyển tinh theo công thức:  (m) Với  là độ chân không trong thiết bị ngưng tụ. Ta có: (mmHg)  ( m) : là chiều cao cột nước trong ống baromet, để khắc phục toàn bộ trở lực khi nước chảy trong ống, tính theo công thức:  [ m ] Với  là hệ số ma sát khi nước chảy trong ống tính theo công thức của Braziut:  Ta có:  với m/s Tra bảng I.249 [3-310] với  ta có:  và  Thay số vào ta được :  Từ đó ta có :  Mặt khác ta có:    Quy chuẩn chọn H=10 (m) Ngoài ra cần có chiều cao dự trữ 0,5m để ngăn ngừa nước dâng lên trong ống và chảy tràn vào đường ống dẫn hơi khi áp suất khí quyển tăng. Vậy H=10,5 (m) 2.9/ Tính lượng hơi và không khí ngưng: Lượng không khí cần hút là :  [4-77]  Thể tích không khí cần hút ra khỏi thiết bị ngưng tụ là:  [2-78] Với nhiệt độ không khí tính theo công thức cho thiết bị ngưng tụ trực tiếp loại khô: [4-78] Thay số ta được:  : là áp suất riêng phần của hơi nước trong hỗn hợp lấy theo , tra bảng I.250 [3-312] ta được =0,0367 at. Thay số vào ta có:  3. Tính toán bơm chân không: Công suất của bơm tính theo công thức:  [1-465] Với m : là chỉ số đa biến, chọn m = 1,5  ( N/m2)  ( N/m2) : áp suất khí quyển,  ( N/m2) : hiệu suất, chọn  Thay vào ta có :  Tra bảng II.58 [3_513]Bơm chân không vòng nước PMK . Chọn bơm PMK 1, quy chuẩn theo công suất trên trục bơm : Công suất  kW Số vòng/phút: (vòng/phút) Công suất động cơ điện đã quy định :  (kW) Lưu lượng nước : 0,01  V. Tính toán cơ khí: V.A_Buồng đốt: V.A.1/ Xác định số ống trong buồng đốt:  ( ống ) Trong đó: F : Tổng bề mặt truyền nhiệt, quy chuẩn theo [4-80] chọn  Ta chọn đường kính ngoài của ống truyền nhiệt là  mm với bề dầy là 2 mm d: dường kính trong của ống truyền nhiệt(do ), mm l: chiều cao ống truyền nhiệt,  (m). Thay vào ta có  ( ống) Quy chuẩn theo bảng V.11[4-48] ta có: số hình sáu cạnh: 7 số ống trên hình xuyên tâm của hình sáu cạnh :15 tổng ống không kể các ống trong hình viên phân : 169 số ống trên hình viên phân ở dãy thứ nhất :3 số ống trên hình viên phân ở dãy thứ hai, thứ ba : 0 tổng ống trong tất cả các hình viên phân : 18 tổng số ống của thiết bị :187 V.A.3/ Xác định đường kính trong của buồng đốt: Tính theo công thức :  t : bước ống thường lấy  d đường kính ngoài của ống truyền nhiệt mm b số ống trên đường xuyên tâm của hình sáu cạnh  Thay số ta có : (m) Quy chuẩn theo bảng XIII.6 chọn mm V.A.4/ Xác định chiều dày phòng đốt: Kiểu buồng đốt: Thiết bị nhóm (các chi tiết, bộ phận không bị đốt nóng hay được cách ly với nguồn đốt nóng trực tiếp ). Thiết bị không dùng để sản xuất và chứa ở các áp suất cao hoặc sản xuất hoặc chứa các chất cháy nổ, độc ở áp suất thường (loại II ). Thân hình trụ hàn, là việc chịu áp suất trong, kiểu hàn giáp nối hai bên, hàn tay bằng hồ quang điện.Vật liệu chế tạo thép CT3 Tra bảng XII.4 [4_309] giới hạn bền kéo : giới hạn bền chảy : ứng suất cho phép của thép CT3 theo giới hạn chảy là:  [4-346] ứng suất cho phép của thép CT3 theo giới hạn kéo là:  [4-346] Với : hệ số an toàn theo giới hạn chảy, giới hạn kéo của thép CT3. Tra bảng XIII.3 [4-346] ta có , : hệ số điều chỉnh, tra bảng XIII-2 [4-346] theo nhóm thiết bị đã chọn ta có  Như vậy ta có : ;  Vậy ứng suất cho phép của vật liệu là:  Ta có công thức tính chiều dày phòng đốt là:  (m) Với: : đường kính trong phòng đốt, m : ứng suất cho phép của vật liệu, N/m2 : hệ số bền hàn của thanh trụ theo phương dọc, ta chọn hàn bằng tay với mm, thép CT3 nên  c: là tổng các hệ số: hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày (để chống ăn mòn khi gia công), chọn c ở môi trường ăn mòn c = 2 (mm) : áp suất bên trong thiết bị = 5 at Ta có : nên bỏ qua  ở mẫu Vậy chiều dầy là :  (m) Quy chuẩn theo bảng XIII.9 [4-364] lấy mm * Kiểm tra ứng suất của thành theo áp suất thử (dùng nước):  [4-365] Ta có:  : áp suất thử tính toán được tính theo công thức:  : áp suất thử thủy lực lấy theo bảng XIII.5 [4-348]. Với thiết bị kiểu hàn, làm việc ở điều kiện áp suất từ 0,07 đến 0,5.106 N/m2 ta có :  : áp suất thuỷ tĩnh của nước :  : khối lượng riêng của chất lỏng,  H: chiều cao cột chất lỏng, lấy m (chiều cao của lớp chất lỏng trên phần cho nguyên liệu vào công thức cộng với chiều cao ống truyền nhiệt) g : gia tốc trọng trường,  thay vào ta được:   thay vào công thức ta được  , N/m2  Vậy chiều dầy phòng đốt là 4 mm V.A.5/ Tính chiều dầy lưới đỡ ống: Chiều dầy lưới đỡ ống phải bảo đảm các yêu cầu sau: Giữ chặt ống sau khi nung, bền Giữ nguyên hình dạng khi khoan, khi nung cũng như sau khi nung ống Bền dưới tác dụng của các loại ứng suất Chặn ăn mòn tốt * Để đáp ứng yêu cầu 1: chiều dày tối thiểu của mạng ống là =10 (mm) * Để đáp ứng yêu cầu 4: chiều dày của mạng ống là  (mm) * Để đáp ứng yêu cầu 2 : Tiết diện dọc giới han bởi ống là:  Trong đó : S: là chiều dày mạng ống, S= 12 , mm t: là bước ống, t= 1,5=1,525= 37,5 , mm  : là đường kính ngoài của ống truyền nhiệt, = 25 , mm Thay vào ta có : = 12(37,52-25)= 150   Vậy  * Để đáp ứng yêu cầu 3 : Tiến hành kiểm tra mạng ống theo giới hạn bền uốn : Theo điều kiện   , N/m2 Trong đó : Pb - áp suất làm việc , N/m2 Pb= 49,05104 N/m2 dn- đường kính ngoài ống truyền nhiệt dn= 0,025m Với  Từ hình vẽ mô tả sự xếp ống có :    ,  Vậy S= 12(mm) vì thoả mãn  V.A.6/ Tính chiều dày đáy nồi phòng đốt : Chọn đáy là elip có gờ, làm bằng vật liệu thép X35T Chiều dày đáy nồi phòng đốt tính theo công thức :  ,(m) (4-385) điều kiện:  (4- 385) Trong đó: +  : là đường kính trong buồng đốt, = 0,8(m) + : chiều cao phần lồi của đáy. theo XIII.10 (4-382)  +  : hệ số bền hàn của mối hàn hướng tâm, chọn vật liệu và cách hàn bằng tay, = 0,95 + k: hệ số bền của đáy,  (4-385) d : đường kính lỗ, tính theo đáy buồng đốt có cửa tháo dung dịch: ta có:  (  Trong đó :  : vận tốc thích hợp của chất lỏng, =1,5(m/s) V : lưu lượng thể tích Qui chuẩn ta thấy d=0,4 m  + C : hệ số bổ xung, lấy C= 2(mm) + P : áp suất làm việc ở phía dưới phần đáy của phòng đốt   : áp suất hơi đốt ,   : áp suất cột chất lỏng , N/m2  Thay vào ta được: P= 9,81( Ta thấy mặt khác :  nên có thể bỏ qua đại lượng P ở mẫu, vậy công thức tính chiều dày đáy nồi phòng đốt là:  (m)  , m Quy chuẩn theo bảng XIII.11[4_384] lấy S=6 (mm) * Kiểm tra ứng suất theo áp suất thuỷ lực:  Trong đó: +: áp suất thử thuỷ lực với thiết bị kiểu hàn  -  -  : áp suất thuỷ tĩnh của nước  : khối lượng riêng của chất lỏng, =635,23 H : chiều cao cột chất lỏng, H=5,5 (m) g : gia tốc trọng trường, g=9,81  thay vào ta được:   Vậy ta được:   , N/m2 Vậy S= 6 (mm) V.A.7/ Tra bích để lắp đáy và thân, số bulông cần thiết để lắp ghép bích đáy : Tra bảng XIII.27.Bích liền bằng thép để nối thiết bị [4_417]     Kích thước nối  Kiểu bích             Bulông  1           z(cái)  H (mm)   0,6  800  930  880  850  811    24  28   V.B_Buồng bốc hơi: Có vai trò tạo khoảng không gian bốc hơi và khả năng thu hồi bọt. V.B.1/ Thể tích phòng bốc hơi :  Trong đó : W : là lượng hơi bốc lên trong thiết bị,  : khối lượng riêng của hơi thứ, =0,9299  : cường độ bốc hơi thể tích cho phép của khoảng không gian hơi Theo VI.33 (4-72) (  Với  theo (4- 72) Thay vào ta có : (  V.B.2_Chiều cao phòng đốt hơi:   Với  : là đường kính trong của buồng bốc Chọn H=2,5(m) suy ra  Qui chuẩn =1,2m V.B.3_chiều dày phòng bốc hơi : Thân phòng bốc hơi hình trụ, làm việc chịu áp suất trong, kiểu hàn giáp mối 2 bên, hàn tay bằng hồ quang điện. Thiết bị không sản xuất và chứa các chất không cháy nổ, độc ở áp suất thường. Thiết bị thiết kế thuộc nhóm 2, loại II, có hệ số hiệu chỉnh  ( tra bảng XIII.2 [4_356]). Chọn vật liệu chế tạo là thép X25T Chiều dày được tính theo công thức  Trong đó : : đường kính trong , =1,2(m) : ứng suất cho phép của vật liệu , =128,57  : hệ số bền hàn của thanh trụ theo phương dọc , chọn hàn bằng tay , thép X25T nên =0,95 C : hệ số bổ xung , chọn C= 2(mm) : áp suất hơi thứ , =1,7259,81 Vì có thể bỏ qua  ở mẫu  Qui chuẩn lấy S= 5(mm) * Kiểm tra ứng suất theo áp suất thuỷ lực:  : áp suất thử thuỷ lực với thiết bị kiểu hàn    : áp suất thuỷ tĩnh của nước  : khối lượng riêng của chất lỏng, =1034  H : chiều cao cột chất lỏng, H=5,5 (m) g : gia tốc trọng trường, g=9,81  thay vào ta được:  thay vào công thức ta được  vậy chiều dầy phòng bốc hơi là S= 5 (mm) V.B.4_Chiều dày nắp buồng bốc: Chiều dày nắp buồng bốc được tính theo công thức sau  (m) điều kiện:  Với P : áp suất buồng bốc, P=1,7259,81 : đường kính trong phòng bốc hơI, =1,2 (m) C : hệ số bổ sung, lấy C= 2 (mm) : ứng suất cho phép của vật liệu  : hệ số bền hàn của mối hàn hướng tâm, =0,95 C : là hệ số bổ xung, lấy C= 2(mm)  : chiều cao phần nồi của nắp, từ  Chọn =0,4 (m) : hệ số hình học,  Có  Ta thấy :  thoả mãn điều kiện k : hệ số bền của nắp  d: đường kính thoát hơi thứ,  qui chuẩn, lấy d= 0,3(m) với w: là vận tốc thích hợp của hơI nước bão hoà, lấy w=40 (m/s) V: lưu llượng thể tích, được tính như sau  Vì bỏ qua  ở mẫu  = 3,16mm Qui chuẩn ta lấy S= 5 mm * Kiểm tra ứng suất theo áp suất thuỷ lực:  : áp suất thử thuỷ lực với thiết bị kiểu hàn  Thay vào công thức ta có:  Vậy chiều dày nắp buồng bốc là S= 5mm V.B.5_Tra bích để lắp nắp vào thân buồng bốc: Tra bảng XIII.27 bích liền bằng thép để nối thiết bị [4_421]     Kích thước nối  Kiểu bích             Bulông  1           z(cái)  H (mm)   0,3  1200  1340  1290  1260  1213  M20  32  25   V.C_Tính một số chi tiết khác: V.C.1_Tính đường kính các ống nối dẫn hơi, dung dịch vào và ra thiết bị: 1.1_ống dẫn hơi đốt vào: Đường kính ống dẫn hơi đốt vào được tính theo công thức  Trong đó : : là vận tốc thích hợp của hơi đốt trong ống (hơi quá nhiệt) ( lấy =30 (m/s) V : lưu lượng hơi đốt chảy trong ống,  D: lượng hơi đốt đi vào nồi 1 , D= 2242,68(kg/h) : khối lượng riêng của hơi đốt ,  Do đó  Qui chuẩn: dtr= 200 m Tra bích để nối ống dẫn hơi đốt với hệ thống bên ngoài Tra bảng XIII.26 (4-413) bích liền bằng kim loại đen để nối các bộ phận của thiết bị và ống dẫn, lấy      Kích thước nối  Kiểu bích             Bulông  1           z(cái)  H (mm)   0,6  200  219  290  255  232    8  22   Tra bảng XIII.32 (4-434) lấy chiều dài ống l= 130mm) 1.2_ống dẫn dung dịch vào: Đường kính ống dẫn dung dịch vào được tính theo công thức:  Trong đó : : là vận tốc thích hợp của dung dịch trong ống ( =1 (m/s) V : lưu lượng lỏng chảy trong ống,  G: lượng dung dịch đầu vào nồi 1 , G=6480(kg/h) : khối lượng riêng của dung dịch đầu ,  (  Do đó :  Qui chuẩn theo bảng XIII.26 [4_412] lấy  Tra bảng XIII.26 bích liền bằng kim loại đen để nối các bộ phận của thiết bị và ống dẫn [4_413] lấy      Kích thước nối  Kiểu bích             Bulông  1           z(cái)  H (mm)   0,25  70  76  160  130  110    4  14   Tra bảng XIII.32 [4_434] lấy chiều dài ống là l= 110(mm) 1.3_Ông dẫn hơi thứ ra : Đã tính ở phần buồng bốc d= 300(mm) Tra bích để nối ống dẫn hơi thứ ra bên ngoài. Tra bảng XIII.26 bích liền bằng kim loại đen để nối các bộ phận của thiết bị với ống dẫn [4_415]     Kích thước nối  Kiểu bích             Bulông  1           z(cái)  H (mm)   0,25  300  325  435  395  365    12  22   Tra bảng XIII.32 (4-434)lấy chiều dài đoạn ống nối l= 140(mm) 1.4_ống dẫn dung dịch ra : Chọn kích thước ống dẫn dung dịch tính theo công thức  Dtr = 0,039 (m) Chọn kích thước ống  Tra bảng XIII.26 bích liền bằng kim loại đen để nối các bộ phận của thiết bị với ống dẫn [4_415]     Kích thước nối  Kiểu bích             Bulông  1           z(cái)  H (mm)   0,25  100  108  205  170  148    4  18   Tra bảng XIII.32 (4-434)lấy chiều dài đoạn ống nối l= 110(mm) 1.5_ống tháo nước ngưng : Chọn đường kính ống d=80(mm) Tra bích để nối ống dẫn của nước ngưng với hệ thống bên ngoài Tra bảng XIII.26 bích liền bằng kim loại đen để nối các bộ phận của thiết bị với ống dẫn [4_415]     Kích thước nối  Kiểu bích             Bulông  1           z(cái)  H (mm)   1,0  80  89  185  150  128    4  14   L=110 mm. V.C.2_Tính và chọn tai treo 1_ Tính khối lượng mỗi nồi khi thử thuỷ lực:  Trong đó :  : khối lượng nồi không , N  : khối lượng nước được đổ đầy trong nồi , N 1.1_ Tính  : Khối lượng đáy buồng đốt và nắp buồng bốc: Tra bảng XIII.11 chiều dày và khối lượng của đáy và elip có gờ [4_384] với đáy buồng đốt : , S=5(mm) , h=200(mm) ta được  , S=5(mm) , h=400(mm) ta được  Khối lượng thân buồng đốt :  Trong đó :  : là khối lượng riêng của thép X25T, =7600 V : thể tích thân buồng đốt,  H : chiều cao buồng đốt, H=5,5(m)  : đường kính trong buồng đốt, =0,8(m)  : đường kính ngoài buồng đốt, = +2S = V=5,50,785 Vậy m=528,2(kg) Khối lượng thân buồng bốc :  Trong đó :  : là khối lượng riêng của thép X25T, =7600 V : thể tích thân buồng bốc,  H : chiều cao buồng bốc, H=1,5(m)  : đường kính trong buồng bốc, =1,2(m)  : đường kính ngoài buồng bốc, = +2S = Vậy V= 20,785 Thay vào ta có :  Khối lượng 4 bích ghép lắp vào thân buồng bốc:  Trong đó :  : khối lượng riêng kim loại đen dùng làm bích , =8500    Vậy  Khối lượng 2 bích ghép thân buồng đốt với nắp buồng đốt  Trong đó :  : khối lượng riêng kim loại đen dùng làm bích , =8500   Vởy:  Khối lượng hai lưới đỡ ống:  Trong đó:  : là khối lượng riêng của thép không rỉ, =1,117850=8713,5(kg/)  S : chiều dày lưới đỡ ống, S=0,012(m) D : đường kính trong thân buồng đốt, D=0,8(m) n : số ống truyền nhiệt, n=187 (ống) : đường kính ngoài ống truyền nhiệt, =0,025(m) Thay vào ta có:  (  Khối lượng các ống truyền nhiệt.  Trong đó:  : là khối lượng riêng của thép X25T = 7600(kg/) n : số ống truyền nhiệt, n=187ng)  h: chiều cao ống truyền nhiệt, h=5 (m) : đường kính ngoài ống truyền nhiệt, =0,025(m) : đường kính trong của ống truyền nhiệt, =0,021 , (m) Thay vào ta có:  (  Khối lượng phần nón cụt nối ống tuần hoàn và thân buồng bốc:  Trong đó: +  : là khối lượng riêng của thép X25T, =7600(kg/) +  : đường kính trong phần nón cụt,  : đường kính ngoài phần nón cụt,  S: chiều dày phần nón cụt, S= 5 (mm) h: chiều cao phần nón cụt, chọn h= 0,5 (m) thay và ta có:  (  Vậy tổng khối lượng nồi khi chưa tính bu lông, đai ốc là:  g: là gia tốc trọng trường, g=9,81()   , kg Vậy :  1.2_Tính : Thể tích không gian nồi:  Trong đó: : chiều cao buồng bốc, =1,5(m) : đường kính trong buồng bốc, =1,2(m) : chiều cao buồng đốt, =6(m) : đường kính trong buồng đốt, =0,8 m : chiều cao phần nón cụt nối, =0,5(m) : đường kính trung bình của nón cụt nối, =0,7 m Thay vào ta có:  Khối lượng nước chứa đầy trong nồi là:  ( Khối lượng nồi khi thử thuỷ lực là:  Ta chọn số tai treo là 4,và 4 chân đỡ khi đó tải trọng một tai treo phải chịu là:  Chọn tai treo: Tra bảng XIII.36. tai treo thiết bị thẳng đứng[4_438] Tải trọng cho phép trên một tai treo G.10-4 , N  2,5   Bề mặt đỡ F.  173   TảI trọng cho phép lên bề mặt đỡ q.  1,45   L  Mm  150   B   120      130   H   215   S   8   L   60   A   20   D   30   Khối lượng một tai treo , kg  3,48   Ta chọn chân đỡ. Tải trọng cho phép 1 chân  L  B  B1  B2  H  h  s  l  d   2,5.104  250  180  215  290  350  185  16  90  27   V.C.3_Chọn kính quan sát: Ta chọn kính quan sát có áp suất làm việc p < 6 (at), vật liệu thuỷ tinh silicat -chiều dày 15(mm) -đường kính  - Chọn bích lắp kính quan sát : Tra bảng XIII.26 bích liền bằng kim loại đen để nối các bộ phận của thiết bị và ống dẫn [4_415]     Kích thước nối  Kiểu bích             Bulông  1           z(cái)  H (mm)   0,6  300  325  435  395  365    12  22   V.C.4_Tính bề dày lớp cách nhiệt:  Trong đó :  : đường kính ngoài thiết bị , =1,21 , m  : hệ số dẫn nhiệt của chất cách nhiệt , chọn vật liệu lớp cách nhiệt là đất sét , =0,055 , W/m.độ  : nhiệt độ dung dịch ( hơi nước bão hoà) ,   : nhiệt tổn thất tính theo chiều dài của thiết bị , W/m Tra bảng V.7 ( 4- 42) mức tổn thất nhiệt  cho các bề mặt đã có lớp cách nhiệt khí nhiệt độ của không khí là  Đường kính ngoài lớp cách nhiệt : 1020 , mm Nhiệt độ của chất tải nhiệt :  ta có = 483 , W/m Thay vào ta có :  m VI. Kết luận: Hệ thống thiết bị cô đặc 2 nồi xuôi chiều loại phòng đốt ngoài , dung dịch NaOH, có các thông số kĩ thuật sau : Năng suất  6480  Kg   Nồng độ dung dịch  Dung dịch đầu  7  %    Dung dịch sản phẩm  22    Lượng hơi đốt vào nồi 1  2242,68  Kg/h   Lượng hơi thứ bốc ra khỏi từng nồi  Nồi 1  2157,65     Nồi 2  2260,52    Nhiệt độ sôi của dung dịch trong mỗi nồi  Nồi 1  121,3      Nồi 2  82,4    Hệ số truyền nhiệt trong mỗi nồi  Nồi 1  869,56      Nồi 2  791,32    Hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống  61,7     Bề mặt truyền nhiệt các nồi  Nồi 1  52,48      Nồi 2     Cấu tạo bao gồm : Buồng đốt : + Thân buồng đốt : đường kính trong : 800 , mm

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docĐồ án hóa công - đồ án cô đặc.doc