Đồ án hoàn chỉnh cô đặc có phòng đốt ngoài K2SO4

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (533.9 KB, 71 trang )

Trang 1<div class="page_container" data-page="1">

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ MÔN HỌC

Giáo viên hướng dẫn : Nguyễn Thế Hữu

Sinh viên thực hiên: ……….

Với năng suất: 8500 kg/h Chiều cao ống gia nhiệt là 4 m

2.Các số liệu ban đầu:

Nồng độ đầu của dung dịch : 14% Nồng độ cuối của dung dịch: 35% Áp suất hơi đốt nồi 1 : 4at

Áp suất hơi ngưng tụ: 0,2 at

3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:

</div>Trang 2<div class="page_container" data-page="2">

MỤC LỤC

9. Tính cân bằng hơi đốt, lượng hơi thứ cho từng nồi. Sơ đồ cân bằng vật chất và nhiệt lượng

4. Tính diện tích trao đổi nhiệt

</div>Trang 3<div class="page_container" data-page="3">

LỜI MỞ ĐẦU

Để bước đầu làm quen với công việc của một kĩ sư hóa chất là thiết kế, sản xuất một thiết bị phục vụ nhiệm vụ nào đó trong sản xuất. Bộ mơn “Q trình và thiết bị cơng nghệ hóa học”cung cấp những kiến thức cần thiết cho sinh viên đặc biệt là kĩ sư máy hóa chất, giúp sinh viên hiểu và có khả năng vận hành các thiết bị máy móc trong cơng nghiệp sản xuất có liên quan. Đây là nền tảng căn bản, là cơ sở để các kĩ sư hiểu sâu hơn và nghiên cứu sản xuất các máy móc hiên đại hơn trên thế giới nhất là trong thời đại mà máy móc phát triển như vũ bão như hiện nay.

Trong phạm vi “ Đồ án môn học- với nhiệm vụ thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều thiết bị có phịng đốt ngồi thẳng dùng để cơ đặc dung dịch

Để hoàn thành đồ án này em đã nhận được sự giúp đỡ rất lớn từ phía nhà trường, gia đình,bạn bè. Đặc biệt em xin được gủi lời cảm ơn chân thành đến thầy hướng dẫn Nguyễn Thế Hữu và thầy giáo bộ môn Vũ Minh Khôi đã giúp đỡ tận tình em hồn thành đồ án này. Do thời gian và kiến thức con hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến và sư góp ý của các thầy cơ và các bạn để đồ án được hồn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực hiện

Phạm Thị Dung

PHẦN I_GIỚI THIỆU CHUNG

</div>Trang 4<div class="page_container" data-page="4">

I.GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM K2SO4 Dung dịch K2SO4

K2SO4 là chất kết tinh màu trắng tan tốt trong nước, là một hợp chất ổn định không bị phân hủy và khơng phản ứng với các chất oxy hóa. Là muối trung

lam phèn chua, phèn chua có nhiều tác dụng trong đông y chủ yếu là sát trùng, trị nấm, trị nhọt...Trong kĩ thuật phèn chua được dùng làm chất đơng tụ trong q trình xử lý nước...

K2SO4 làm việc cung như là một nguyên liệu để sản xuất hóa chất khác nhau

II. SƠ LƯỢC VỀ Q TRÌNH CƠ ĐẶC

Q trình cơ đặc là q trình làm đậm đặc dung dịch bằng việc đun sôi. Đặc điểm của quá trình này là dung mơi được tách ra khỏi dung dịch ở dạng hơi, chất hoà tan được giữ lại trong dung dịch, do đó, nồng độ của dung dịch sẽ tăng lên. Khi bay hơi, nhiệt độ của dung dịch sẽ thấp hơn nhiệt độ sôi, áp suất hơi của dung môi trên mặt dung dịch lớn hơn áp suất riêng phần của nó ở khoảng trống trên mặt thoáng dung dịch nhưng nhỏ hơn áp suất chung.Trạng thái bay hơi có thể xảy ra ở các nhiệt độ khác nhau và nhiệt độ càng tăng thì tốc độ bay hơi càng lớn, còn sự bốc hơi (ở trạng thái sơi) diễn ra ngay cả trong lịng dung dịch( tạo thành bọt) khi áp suất hơi của dung môi bằng áp suất chung trên mặt thoáng , trạng thái sơi chỉ có ở nhiệt độ xác định ứng với áp suất chung và nồng độ của dung dịch đã cho.

Trong q trình cơ đặc, nồng độ của dung dịch tăng lên, do đó mà một số tính chất của dung dịch cũng sẽ thay đổi. Điều này có ảnh hưởng đến q trình tính tốn, cấu tạo vá vận hành của thiết bị cô đặc. Khi nồng độ tăng, hệ số dẫn nhiệt , nhiệt dung riêng C, hệ số cấp nhiệt  của dung dịch sẽ giảm. Ngược lại, khối lượng riêng , độ nhớt , tổn thất do nồng độ ’ sẽ tăng. Đồng thời khi tăng nồng độ sẽ tăng điều kiện tạo thành cặn bám trên bề mặt truyền nhiệt, những tính chất đó sẽ làm giảm bề mặt truyền nhiệt của thiết bị.

</div>Trang 5<div class="page_container" data-page="5">

Hơi của dung mơi được tách ra trong q trình cơ đặc gọi là hơi thứ, hơi thứ ở nhiệt độ cao có thể dùng để đun nóng một thiết bị khác, nếu dùng hơi thứ để đun nóng cho một thiết bị ngồi hệ thống thì ta gọi đó là hơi phụ.

Q trình cơ đặc có thể tiến hành trong thiết bị cô đặc một nồi hoặc nhiều nồi, làm việc liên tục hoặc gián đoạn. Q trình cơ đặc có thể được thực hiện ở các áp suất khác nhau tuỳ theo yêu cầu kĩ thuật, khi làm việc ở áp suất thường thì có thể dùng thiết bị hở, khi làm việc ở áp suất thấp thì dùng thiết bị kín cơ đặc trong chân khơng vì có ưu điểm là có thể giảm được bề mặt truyền nhiệt ( khi áp suất giảm thì nhiệt độ sơi của dung dịch giảm dẩn đến hiệu số nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch tăng).

Cô đặc nhiều nồi là quá trình sử dụng hơi thứ thay cho hơi đốt, do đó nó có ý nghĩa kinh tế cao về sử dụng nhiệt. Ngun tắc của q trình cơ đặc nhiều nồi có thể tóm tắt như sau: Ở nồi thứ nhất, dung dịch được đun nóng bằng hơi đốt, hơi thứ của nồi này đưa vào đun nồi thứ hai, hơi thứ nồi hai đưa vào đun nồi ba...hơi thứ nồi cuối cùng đi vào thiết bị ngưng tụ. Dung dịch đi vào lần lượt từ nồi nọ sang nồi kia, qua mỗi nồi đều bốc hơi môt phần, nồng độ dần tăng lên. Điều kiện cần thiết để truyền nhiệt trong các nồi là phải có chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch sôi, hay nói cách khác là chênh lệch áp suất giữa hơi đốt và hơi thứ trong các nồi, nghĩa là áp suất làm việc trong các nồi phải giảm dần vì hơi thứ của nồi trước là hơi đốt của nồi sau.Thông thường nồi đầu làm việc ở áp suất dư, còn nồi cuối làm việc ở áp suất thấp hơn áp suất khí quyển.

Trong các loại hệ thống cơ đặc nhiều nồi thì hệ thống cơ đặc nhiều nồi xuôi chiều được sử dụng nhiều hơn cả .

Ưu điểm của loại này là dung dịch tự di chuyển từ nồi trước sang nồi sau nhờ sự chênh lệch áp suất giữa các nồi, nhiệt độ sôi của nồi trước lớn hơn nồi sau, do đó dung dịch đi vào mỗi nồi (trừ nồi đầu) đều có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi, kết quả là dung dịch được làm lạnh đi, lượng nhiệt này sẽ làm bốc hơi thêm một phần nước làm quá trình tự bốc hơi.

Nhược điểm: nhiệt độ dung dịch ở các nồi sau thấp dần nhưng nồng độ của dung dịch lại tăng dần làm cho độ nhớt của dung dịch tăng nhanh, kết quả hệ số truyền nhiệt sẽ giảm đi từ nồi đầu đến nồi cuối. Hơn nữa, dung dịch đi vào nồi đầu có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sơi nên cần phải tốn thêm một lượng hơi đốt để đun nóng dung dịch.

Trong cơng nghệ hố chất và thực phẩm, Cơ đặc là q trình làm bay hơi một phần dung môi của dung dịch chứa chất tan không bay hơi. ở nhiệt độ sơi; với mục đích:

</div>Trang 6<div class="page_container" data-page="6">

+ Làm tăng nồng độ của chất hoà tan trong dung dịch + Tách các chất hoà tan ở dạng rắn(kết tinh)

+ Tách dung môi ở dạng nguyên chất .v.v.

III_ SƠ ĐỒ _ MƠ TẢ Q TRÌNH SẢN XUẤT

1) Sơ đồ dây chuyền hệ thống cô đặc hai nồi xi chiều, gồm các thiết bị chính sau:

Hình 1: Sơ đồ dây chuyền sản xuất của thiết bị cô đặc phịng đốt ngồi thẳng đứng

- Hai nồi cơ đặc xi chiều cưỡng bức, thực hiện q trình bốc hơi một phần dung mơi

- Thiết bị đun nóng dung dịch đến nhiệt độ sôi

- Thiết bị ngưng tụ Baromet, ngưng tụ hơi nước hoặc hơi của chất lỏng khơng có giá trị hoặc khơng tan trong nước.

- Bơm dung dịch và bơm hút chân không

Cửa xả đáyCửa xả đáy Cửa xã khói Cửa xã khói

</div>Trang 7<div class="page_container" data-page="7">

2) Nguyên lý làm việc của hệ thống.

Dung dịch ban đầu có nồng độ thấp chứa trong thùng (1) qua bơm (2) được bơm lên thùng cao vị (3). Từ đây nó được điều chỉnh lưu lượng theo yêu cầu qua lưu lượng kế (4) trước khi vào thiết bị gia nhiệt (5). Tại thiết bị (5), dung dịch được đun nóng đến nhiệt độ sơi bằng tác nhân hơi nước bão hịa và được cấp vào nồi cơ đặc thứ nhất (6) , thực hiện quá trình bốc hơi. Dung dịch ra khỏi nồi 1 được đưa vào nồi thứ hai (7). Tại đây cũng xảy ra quá trình bốc hơi tương tự như ở nồi 1 với tác nhân đun nóng chính là hơi thứ của nồi thứ nhất (đây chính là ý nghĩa về mặt sử dụng nhiệt trong cô đặc nhiều nồi). Hơi thứ của nồi thứ 2 sẽ đi vào thiết bị ngưng tụ (8). Ở đây, hơi thứ sẽ được ngưng tụ lại thành lỏng chảy vào thùng chứa ở ngồi; cịn khí không ngưng đi vào thiết bị thu hồi bọt (9) rồi vào bơm hút chân không . Dung dịch sau khi ra khỏi nồi 2 được bơm ra ở phía dưới thiết bị cô đặc đi vào thùng chứa sản phẩm . Nước ngưng tạo ra trong hệ thống được chứa trong các cốc hoặc được tuần hoàn trở lại thiết bị hoá hơi, hoặc được đưa đi xử lý.

Hệ thống cô đặc xuôi chiều (hơi đốt và dung dịch đi cùng chiều với nhau từ nồi nọ sang nồi kia) được dùng khá phổ biến trong công nghiệp hóa chất. Nhiệt độ sơi của nồi trước lớn hơn nồi sau, do đó, dung dịch đi vào mỗi nồi (trừ nồi 1) đều có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi, kết quả là dung dịch sẽ được làm lạnh đi và lượng nhiệt này sẽ làm bốc hơi thêm một lượng nước gọi là quá trình tự bốc hơi. Nhưng khi dung dịch vào nồi đầu có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi của dung dịch, thì cần phải đun nóng dung dịch do đó tiêu tốn thêm một lượng hơi đốt. Vì vậy, khi cơ đặc xuôi chiều, dung dịch trước khi vào nồi nấu đầu cần được đun nóng sơ bộ bằng hơi phụ hoặc nước ngưng tụ.

Nhược điểm của cô đặc xuôi chiều là nhiệt độ của dung dịch ở các nồi sau thấp dần, nhưng nồng độ của dung dịch tăng dần làm cho độ nhớt của dung dịch tăng nhanh, kết quả là hệ số truyền nhiệt sẽ giảm từ nồi đầu đến nồi cuối.

PHẦN II- TÍNH TỐN THIẾT BỊ CHÍNH

</div>Trang 8<div class="page_container" data-page="8">

Yêu cầu:

Thiết kế hệ thống cô đặc 2 nồi xuôi chiều thiết kế thiết bị cô đặc hai nồi

suất 8500kg/h. Chiều cao ống gia nhiệt: 4m Các số liệu ban đầu:

- Nồng độ đầu vào của dung dịch: 14% - Nồng độ cuối của dung dịch: 35% - Áp suất hơi đốt nồi 1: 4at

- Áp suất hơi ngưng tụ: 0,2 at.

* Tính tốn lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống (W)

Trong đó: W- Tổng lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống (Kg/s) xd - Nồng độ đầu vào của dung dịch: xd = 14% xc - Nồng độ cuối của dung dịch: xc = 35% Gd –Năng suất thiết bị: Gd = 8500 (kg/h)

Giả sử trong quá trình bay hơi khơng kéo theo chất tan theo hơi thứ thì cân bằng vật chất của q trình cơ đặc biểu diễn theo phương trình:

Gd = Gc+ W Trong đó:

Gd :lượng dung dịch đầu đưa vào cô đặc (kg/h) Gc :lượng sản phẩm thu được (kg/h)

W : tổng lượng hơi thứ bay ra Đối với chất tan trong dung dịch:

</div>Trang 9<div class="page_container" data-page="9">

W2 - Lượng hơi thứ bốc ra khỏi nồi 2: W2 (kg/s) Giả thiết mức phân phối lượng hơi thứ bốc ra ở nồi 2 là :

4. Chênh lệch áp suất chung của hệ thống (ΔP)

ΔP được đo bằng hiệu số giữa áp suất đốt sơ cấp P1 ở nồi 1 và áp suất hơi thứ ở thiết bị ngưng tụ Png.

= 4 – 0,2 = 3,8 (at)

5. Xác định áp suất, nhiệt độ hơi đốt của mỗi nồi.

- Giả thiết phân bố hiệu suất áp suất hơi đốt giữa các nồi như sau: Áp suất hơi đốt nồi 1 là: P1 = 4at

Áp suất hơi đốt nồi 2 là: P2 = P1 - ΔP1 = 4 –2,628 = 1,572at Áp suất hơi ngưng tụ là: Png = 0,2at

</div>Trang 10<div class="page_container" data-page="10">

- Nhiệt độ hơi đốt của nồi 1 và 2 được xác định bằng cách tra bảng I-251 [1-314] Ứng với mỗi giá trị của áp suất tìm được ta tìm được nhiệt độ hơi đốt, nhiệt hóa hơi ri, nhiệt lượng riêng hơi nước i1 tương ứng như sau:

6. Xác định áp suất, nhiệt độ hơi thứ ra khỏi mỗi nồi

* Nhiệt độ hơi thứ ra khỏi từng nồi ti’ được xác định theo cơng thức:

</div>Trang 11<div class="page_container" data-page="11">

7. Tính tổn thất nhiệt cho từng nồi

Trong thiết bị cô đặc xuất hiện sự tổn thất nhiệt độ. Tổng tổn thất này bằng tổn thất nhiệt độ do nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi (∆') do cột áp suất thủy lực (∆'') trong nồi và do trở lực thủy lực (∆''')

a/ Tổn thất nhiệt độ do nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ sơi

của dung mơi (∆'):

Phụ thuộc vào tính chất tự nhiên của chất hịa tan và dung mơi vào nồng độ và áp suất của chúng. ∆' ở áp suất bất kỳ được xác định theo Tysenco:

dung môi ở nhiệt độ nhất định và áp suất khí quyển. Giá trị ∆'0 được tra từ hình 9-3 [3-331]:

Nồi 1:

x1 = 19,92 % → ∆'01 = 1,4304 oC Nồi 2:

x2 = 35 % → ∆'02 = 3,24 oC

T'i : Nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất ở áp suất đã cho (nhiệt độ hơi thứ ra khỏi mỗi nồi), [oK]

</div>Trang 12<div class="page_container" data-page="12">

b/ Tổng tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh tăng cao:

Tổn thất này do nhiệt độ sôi ở đáy thiết bị cô đặc luôn lớn hơn nhiệt độ sôi của dung dịch ở trên mặt thống. Thường tính tốn ở khoảng giữa ống truyền

h2 : Chiều cao ống truyền nhiệt, h2 = 4 m ρddsi : Khối lượng riêng của dung dịch khi sơi.

</div>Trang 13<div class="page_container" data-page="13">

8. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống

a. Nhiệt độ hữu ích của hệ thống

Theo cơng thức (IV-325) ∆th = th - tng - ∑∆ th – Nhiệt độ hơi đốt nồi 1

tng – nhiệt độ hơi thứ vào thiết bị ngưng tụ

∆thi = 142,9 – 59,7 – 22,356 = 60,844 (0C)

b. Hiệu số nhiệt hữu ích trong mỗi nồi: là hệ số nhiệt độ giữa nhiệt độ hơi đốtvà nhiệt độ sơi trung bình của dung dịch cơ đặc.

</div>Trang 14<div class="page_container" data-page="14">

Giải thích các kí hiệu trong sơ đồ:

- Gđ : Lượng hỗn hợp đầu đi vào thiết bị; kg/h Gđ = 8500 kg/h

- D : Lượng hơi đốt vào nồi thứ nhất; kg/h -W1, W2 : Lượng hơi thứ bốc lên từ nồi 1,2 ; kg/h

- C0; C1; C2: Nhiệt dung riêng của hơi đốt nồi 1, nồi 2 và ra khỏi nồi 2; J/kg.độ - Cnc1, Cnc2 : Nhiệt dung riêng của nước ngưng nồi 1, nồi 2; J/kg độ

- tso, ts1, ts2 : Nhiệt độ sôi của dung dịch đầu, dung dịch ra khỏi nồi 1, nồi 2; oC - θ1, θ2 : Nhiệt độ nước ngưng nồi 1, nồi 2 ; oC

- i1, i2 : Nhiệt lượng riêng của hơi đốt vào nồi 1, nồi 2; J/kg.độ - i'1, i'2 : Nhệt lượng riêng của hơi thứ ra khỏi nồi 1, nồi 2; J/kg.độ - Qm1, Qm1 : Nhiệt lượng mất mát ở nồi 1, nồi 2;

b. Hệ phương trình cân bằng nhiệt:

Được thành lập dựa trên nguyên tắc:

Tổng nhiệt đi vào = Tổng nhiệt đi ra

</div>Trang 15<div class="page_container" data-page="15">

Để giảm lượng hơi đốt tiêu tốn, người ta gia nhiệt hỗn hợp đầu đến nhiệt độ càng cao càng tốt vì q trình này có thể tận dụng nhiệt lượng thừa của các quá

 Nhiệt dung riêng của hơi đốt vào nồi 1, nồi 2 và ra khỏi nồi 2: - Dung dịch vào nồi 1 có nồng độ x = 14%

</div>Trang 16<div class="page_container" data-page="16">

Nhiệt mất mát này thường lấy bằng 5% lượng nhiệt tiêu tốn để bốc hơi ở

</div>Trang 17<div class="page_container" data-page="17">

10. Tính tốn hệ số cấp nhiệt, nhiệt lượng trung bình từng nồi

Giả thiết chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và thành ống truyền nhiệt là

Trong đó: ri - Ẩn nhiệt ngưng tra theo nhiệt độ hơi đốt (J/kg ) H – Chiều cao ống truyền nhiệt H = 4(m)

Tra hệ số A theo tm1 : Bảng (II-40) Tra bảng ta được A1 = 194,173 Thay số vào công thức (19) ta được hệ số cấp nhiệt :

</div>Trang 18<div class="page_container" data-page="18">

Tra hệ số A theo tm : Bảng (II-40) Tra bảng ta được A2 = 181,822 Thay số vào công thức (19) ta được hệ số cấp nhiệt :

* Tính nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ

q1i – nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ nồi thứ i Theo công thức (III-43)

</div>Trang 19<div class="page_container" data-page="19">

Nhiệt trở cặn bẩn bám trên bề mặt truyền nhiệt: r1 = 0,387.10-3 (m2.độ/W) Nhiệt trở chất tải nhiệt (nước bẩn lẫnh dầu nhờn) r2 = 0,232.10-3 (m2.độ/ W)

 -Bề dày ống truyền nhiệt: = 0,002 (m)

- Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm ống truyền nhiệt  = 46,5 (W/m2.độ)

</div>Trang 20<div class="page_container" data-page="20">

Theo bảng số liệu 3 ta có được

Với: Cp – nhiệt dung riêng của chất lỏng (J/kg độ)

- Khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3) M- Khối lượng mol của chất lỏng

A- Hệ số tỷ lê, phụ thuộc tính chất của chất lỏng (Đối với chất lỏng kết

</div>Trang 21<div class="page_container" data-page="21">

* Tính độ nhớt nước ngưng, độ nhớt của dung dịch

Tra bảng I.104 [I-96] xác định độ nhớt của nước ở nhiệt độ > 1000C

</div>Trang 22<div class="page_container" data-page="22">

11. Xác định hệ số truyền nhiệt từng nồi

Tính theo phương pháp phân phối hiệu số nhiệt độ hữu ích điều kiện bề mặt truyền nhiệt các nồi bằng nhau

Theo cơng thức (III-154)

12. Tính hiêu số nhiệt độ hữu ích từng nồi

Tính hệ số nhiệt hữu ích từng nồi

</div>Trang 23<div class="page_container" data-page="23">

F- Tính theo phương thức bề mặt truyền nhiệt các nồi bằng nhau Tính theo cơng thức (III-145)

</div>Trang 24<div class="page_container" data-page="24">

PHẦN III

TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ

1. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu

- Giả thiết sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt gián tiếp loại ống chùm bằng tác nhân tải nhiệt là hơi nước bão hoà.

- Do kết cấu của thiết bị trao đổi nhiệt, nên lưu thể sạch (không tạo ra cặn bẩn trên bề mặt truyền nhiệt, làm giảm hệ số dẫn nhiệt) người ta cho đi khoảng khơng gia ngồi ống, cịn lưu thể nào tạo ra cặn bẩn trong quá trình làm việc thì cho đi qua ống. Ngồi ra lưu thể nào có cơng suất lớn người ta cũng cho đi trong ống, vì ống chịu được áp suất lớn hơn vỏ.

- Giả thiết ta cho hơi nước bão hoà đi khoảng khơng gian ngồi ống. Hỗn hợp cho đi trong ống.

Tính lượng nhiệt trao đổi Q

</div>Trang 25<div class="page_container" data-page="25">

Q = F.Cp.(tF - tf)

tF: Nhiệt độ sôi của hỗn hợp theo yêu cầu tF = tso = 142,9 (0C)

CP - Nhiệt dung riêng của hỗn hợp tại tF: CP = Co = 3600,648 (J/kg độ) tf - Nhiệt độ của dung dịch vào, Giả sử tf = 250C

3. Tính hệ số cấp nhiệt cho từng lưu thể

*) Tính hệ số cấp nhiệt phía hơi đốt ngưng tụ theo cơng thức 1.63 [QTTB3_T40]

Trong đó: r - Ẩn nhiệt ngưng tụ lấy theo nhiệt độ hơi bão hoà (J/kg ) H – Chiều cao ống truyền nhiệt H =4(m)

</div>Trang 26<div class="page_container" data-page="26">

Ở nhiệt độ t1 = 142,9 (0C) - Suy ra r = 2111.103 (J/kg) (Bảng số liệu 1) - Thiết bị trao đổi nhiệt loại ống chùm thẳng đứng với:

Prt- Chuẩn số Praudtl của dịng tính theo nhiệt độ trung bình của tường

Tra theo bảng 1.3 [2-25] Suy ra  = 1

+ Tính chuẩn số Pr: Theo công thức 1,22 [2-21] Pr = C p.

Trong đó:

</div>Trang 27<div class="page_container" data-page="27">

- Khối lượng riêng của dung dịch ở nhiệt độ ttb = 80,07 0C, x = 14% Theo bảng I.59 [1-46] Suy ra K SO241106,7 kg/m3

* Tính chuẩn số Prandtl tính theo nhiệt độ tường - Nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ

</div>Trang 29<div class="page_container" data-page="29">

- Số ống trùm đường xuyên tâm của hình 6 cạnh là 11

- Tổng số ống khơng kể các ống trong hình viên phân:91 ống - Số ống trong các hình viên phấn = 0

6. Tính đường kính trong của thiết bị đun nóng

- Theo công thức V.40 [2-49]

D = t.(b - 1) + 4.dn (m) Trong đó: t - bước ống thường chọn t = 1,2 - 1,5 dn

dn: Đường kính ngồi của ống truyền nhiệt dn = 0,038 (m) b- Số ống trên đường xuyên tâm của thiết bị truyền nhiệt

</div>Trang 30<div class="page_container" data-page="30">

- Khối lượng riêng của dung dịch tại 80,7 0C: Tra bảng:  = 1106,7

D = 800 (mm) - Đường kính trong của thiết bị H = 5m - Chiều cao giữa hai mặt bích.

8. Tính thùng cao vị

Thùng cao vị là nơi chứa dịch trước khi đưa vào thiết bị trao đổi nhiệt đầu. Nhờ ống chảy tràn nên mức chất lỏng trong thùng cao vị được giữ khơng đổi để duy trì từ áp suất trong quá trình cấp liệu

8.1_ Các trở lực trong quá trình cấp liệu

a) Trở lực trong ống dẫn từ thùng cao vị đến thiết bị gia nhiệt

</div>Trang 32<div class="page_container" data-page="32">

- Trở lực cửa vào từ thùng cao vị vào ống, với cạnh nhẵn = 0,5

- Trở lực do đột mở từ ống vào thiết bị gia nhiệt có đường kính D = 0,8(m) - Tiết diện đầu thiết bị chia 5 ngăn

</div>Trang 34<div class="page_container" data-page="34">

Trong đó: l3 - Chiều dài ống trao đổi nhiệt l3 = 2 (m)

d3 - Đường kính ống trao đổi nhiệt d3 = 0,034(m)

</div>