Thiết kế hệ thống hấp thụ làm sạch khí

§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 bÐ
chØ 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× h
0,35
0,45 (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 2
3 (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 2
7 (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 1,5
2
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 (1
2èng) 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.
+ (0,8
1) (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 ®Èy
P2 = 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,coi
Pt = 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