Thiết kế hệ thống cô đặc 3 nồi xuôi chiều buồng đốt ngoài

Công nghiệp ngày càng phát triển, nhu cầu về hóa chất ngày càng tăng. Do đó ngành công nghiệp hóa chất cơ bản củng phát triển không ngừng, nhu cầu về sản phẩm ngày càng phong phú. Trên cơ sở đó, quy trình công nghệ luôn được cải tiến và đổi mới để ngày càng hoàn thiện hơn. Vấn đề đặt ra là việc sử dụng hiệu quả năng lượng cho quá trình sản xuất nhưng vẫn đảm bảo năng suất.
Natri hidroxit còn có tên gọi khác là xút ăn da với công thức hóa học NaOH là một trong những hóa chất thông dụng. Với nhiều ứng dụng thực tiễn, hiện nay NaOH được sản xuất với số lượng ngày càng lớn. NaOH được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như hóa chất, thuốc trừ sâu, y học, dệt nhuộm … Vậy làm thế nào để thu được NaOH có nồng độ cao và tinh khiết. Một trong những phương pháp được sử dụng hiệu quả để tăng nồng độ là phương pháp cô đặc. Đây cũng là đề tài mà nhóm chúng tôi thực hiện trong đồ án này là thiết kế hệ thống cô đặc 3 nồi xuôi chiều dung dịch NaOH bằng thiết bị cô đặc buồng đốt ngoài.

NỘI DUNG:

CHƯƠNG 1 ................................................................................................................ 1
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN. .................................................................................... 1
1.1. Tổng quan về sản phẩm: ................................................................................. 1
1.1.1.Các tính chất vật lý cơ bản của NaOH.................................................................... 1
1.1.2.Điều chế và ứng dụng của NaOH ........................................................................... 1

1.2. Khái niệm chung về cô đặc: ............................................................................ 2
1.2.1. Định nghĩa ............................................................................................................ 2
1.2.2. Các phương pháp cô đặc ....................................................................................... 2
1.2.3. Bản chất của sự cô đặc do nhiệt ............................................................................ 2

1.3. Phân loại và ứng dụng. .................................................................................... 2
1.3.1. Theo cấu tạo. ....................................................................................................... 2
1.3.2. Theo phương pháp thực hiện quá trình. ............................................................ 3

1.4. Cô đặc nhiều nồi. ............................................................................................. 3
1.4.1. Định nghĩa. ........................................................................................................... 3
1.4.2. Nhận xét quá trình ................................................................................................ 3

1.5. Lựa chọn phương án thiết kế. ......................................................................... 4
1.6. Các thiết bị được lựa chọn trong quy trình công nghệ. ................................. 4
1.6.1. Bơm. .................................................................................................................... 4
1.6.2. Thiết bị cô đặc. ..................................................................................................... 4
1.6.3. Thiết bị gia nhiệt. .................................................................................................. 5
1.6.4. Thiết bị ngưng tụ. ................................................................................................. 5
1.6.5. Thiết bị tách lỏng. ................................................................................................. 5
1.6.6. Các thiết bị phụ trợ khác ....................................................................................... 5

1.7.Thuyết minh sơ đồ công nghệ: ......................................................................... 5
CHƯƠNG 2 ................................................................................................................ 7
TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ CHÍNH ..................................................... 7
2.1. Cân bằng vật liệu: ........................................................................................... 7
2.1.1. Lượng hơi thứ bốc hơi ra khỏi hệ thống: ............................................................... 7
2.1.2. Sự phân bố hơi thứ trong các nồi : ........................................................................ 7
2.1.3. Nồng độ dung dịch ở từng nồi:.............................................................................. 8

2.2. Cân bằng năng lượng ...................................................................................... 8
2.2.1. Phân bố áp suất làm việc trong các nồi:................................................................. 8

2.3. Tổn thất nhiệt độ ở mỗi nồi: ......................................................................... 10
2.3.1 Tổn thất nhiệt độ do nồng độ (Δ'):........................................................................ 10
2.3.2. Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh (∆’’): ........................................................ 11
2.3.3 Tổn thất do trở lực của đường ống,(Δ”’): ............................................................. 12
2.3.4 Tổn thất do toàn bộ hệ thống: .............................................................................. 12
2.3.5. Hiệu số hữu ích và nhiệt độ sôi cho toàn bộ hệ thống và cho từng nồi: ................ 12

2.4 Tính cân bằng năng lượng: ............................................................................ 13
2.4.1 Tính nhiệt lượng riêng: ..................................................................................... 13
i

Đồ án quá trình thiết bị

GVHD: Lê Thanh Thanh

2.4.2 Tính nhiệt dung riêng C, J/kg.độ: ..................................................................... 13

2.5. Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng và tính lượng hơi đốt cần thiết: .. 14
2.6. Tính bề mặt truyền nhiệt : ............................................................................ 16
2.6.1. Độ nhớt: ............................................................................................................ 16
2.6.2 Hệ dẫn nhiệt của dung dịch: ................................................................................. 18
2.6.3 Hệ số cấp nhiệt: ................................................................................................... 19
2.6.4. Hệ số cấp nhiệt(
, từ bề mặt đốt đến chất lỏng sôi. ....................................... 21
2.6.5. Hệ số phân bố nhiệt hữu ích cho các nồi: ........................................................ 25
2.6.6 Tính toán bề mặt truyền nhiệt: ......................................................................... 26

CHƯƠNG 3 .............................................................................................................. 27
TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CƠ KHÍ ........................................................................... 27
3.1.Buồng đốt. ....................................................................................................... 27
3.1.1.Xác định số ống trong buồng đốt ......................................................................... 27
3.1.2.Xác định đường kính trong của buồng đốt............................................................ 27
3.1.3Xác định chiều dày buồng đốt. .............................................................................. 28
3.1.4.Tính chiều dày đáy nồi phòng đốt. ....................................................................... 30

3.2.Buồng bốc hơi. ................................................................................................ 32
3.2.1.Thể tích phòng bốc hơi. ....................................................................................... 32
3.2.2.Chiều cao phòng bốc hơi và đường kính trong của phòng bốc. ............................. 32
3.2.3.Chiều dày phòng bốc hơi: .................................................................................... 33
3.2.4.Chiều dày nắp buồng bốc. .................................................................................... 34
3.2.5.Chiều dày đáy buồng bốc. .................................................................................... 35

3.3.Tính toán một số chi tiết khác. ....................................................................... 36
3.3.1.Đường kính trong các ống dẫn ............................................................................. 36
3.3.2.Tính bề dày lớp cách nhiệt. .................................................................................. 40
3.3.3.Tai treo. ............................................................................................................... 42
3.3.4.Chọn kính quan sát .............................................................................................. 46

CHƯƠNG 4 .............................................................................................................. 47
TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ ................................................................................. 47
4.1.Thiết bị ngưng tụ Baromet ............................................................................. 47
4.1.1.Tính toán trong Baromet ............................................................................ 47
4.1.2.Lượng không khí cần hút ra khỏi thiết bị :............................................................ 48
4.1.3.Đường kính thiết bị ngưng tụ: .............................................................................. 48
4.1.4.Kích thước tấm ngăn............................................................................................ 50
4.1.5.Chiều cao thiết bị ngưng tụ: ................................................................................. 50
4.1.6.Kích thước ống Baromet ...................................................................................... 51

4.2.Tính toán và chọn bơm: ................................................................................. 53
4.2.1.Bơm ly tâm để bơm nước vào thiết bị Baromet: ................................................... 53
4.2.2.Bơm dung dịch vào thùng cao vị: ......................................................................... 56

Tài Liệu Tham Khảo ............................................................................................... 58

LINK 1 - ĐẶT MUA SÁCH ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - ĐẶT MUA SÁCH ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - ĐẶT MUA SÁCH ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - ĐẶT MUA SÁCH ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK DOWNLOAD