Cô đặc dung dịch NaOH có buồng đốt ngoài

Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
NHIỆM VỤ
THIẾT KẾ MÔN HỌC
Giáo viên hướng dẫn : Vũ Minh Khôi
Sinh viên thực hiên: Nguyễn Văn Thiệp
Lớp : CĐ–ĐH Hóa 1 – K6
1. Đề tài thiết kế:
Thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều thiết bị cô đặc, thiết bị có buồng đốt ngoài
thẳng đứng:
Dung dịch: NaOH
Với năng suất: 18500 kg/h
Chiều cao ống gia nhiệt là 5 m
2.Các số liệu ban đầu:
Nồng độ đầu của dung dịch : 12%
Nồng độ cuối của dung dịch: 32%
Áp suất hơi đốt nồi 1 : 4at
Áp suất hơi ngưng tụ: 0,22 at
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
* Bản vẽ dây chuyền khổ A
4
* Tinh toán thiết bị chính.
* Tính toán thiết bị phụ.
* Tính cơ khí.
* Một số chi tiết khác.
…………………………

Xác nhận của thầy (cô )
……………………………………………
……………………………………………
……………………………………………

Ngày… tháng……năm…
(Sinh viên giao nộp)

SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
1
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
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 môn “Quá trình và thiết
bị công 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 công 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 phòng đốt ngoài thẳng dùng để cô đặc dung dịch NaOH chỉ đề
cập đến việc tinh toán và thiêt kế nhũng thiết bị chính của hệ thống.
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 Vũ Minh Khôi đã giúp đỡ tận tình em hoàn thành đồ án này. Do thời gian
và kiến thức con hạn chế nên đồ án không tránh khỏi thiếu sót, em rất mong nhận
được ý kiến và sư góp ý của các thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Văn Thiệp
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
2

Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
PHẦN I_GIỚI THIỆU CHUNG
I. GIỚI THIỆU VỀ SẢN PHẨM NaOH
Natri hiđroxit
Natri hiđroxit hay hyđroxit natri (công thức hóa học NaOH) hay thường được
gọi là xút hoặc xút ăn da. Natri hydroxit tạo thành dung dịch kiềm mạnh khi hòa tan
trong dung môi như nước. Nó được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như
giấy, dệt nhuộm, xà phòng và chất tẩy rửa. Sản lượng trên thế giới năm 1998 vào
khoảng 45 triệu tấn. Natri hydroxit cũng được sử dụng chủ yếu trong các phòng thí
nghiệm.
Natri hydroxit tinh khiết là chất rắn có màu trắng ở dạng viên, vảy hoặc hạt hoặc ở
dạng dung dịch bão hòa 50%. Natri hydroxit rất dễ hấp thụ CO
2
trong không khí vì
vậy nó thường được bảo quản ở trong bình có nắp kín. Nó phản ứng mãnh liệt với
nước và giải phóng một lượng nhiệt lớn, hòa tan trong etanol và metanol. Nó cũng hòa
tan trong ete và các dung môi không phân cực, và để lại màu vàng trên giấy và sợi.
Tính Chất Vật Lý
- Entanpi hòa tan ΔH
o
-44,5kJ/mol
- Ở trong dung dịch nó tạo thành dạng monohydrat ở 12,3-61,8 °C với nhiệt độ nóng
chảy 65,1 °C và tỷ trọng trong dung dịch là 1,829 g/cm
3
Tính Chất Hóa Học
- Phản ứng với các axít và ôxít axít tạo thành muối và nước
NaOH
(dd)
+ HCl

(dd)
→ NaCl
(dd)
+ H
2
O
- Phản ứng với cacbon điôxít
2NaOH + CO
2
→ Na
2
CO
3
+ H
2
O
NaOH + CO
2
→ NaHCO
3
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
3
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
- Phản ứng với các axít hữu cơ tạo thành muối của nó và thủy phân este:
- Phản ứng với muối tạo thành bazơ mới và muối mới:
2 NaOH + CuCl
2
→ 2 NaCl + Cu(OH)

2
↓
Phương pháp sản xuất
Toàn bộ dây chuyền sản xuất xút ăn da (NaOH) là dựa trên phản ứng điện phân
nước muối (nước cái). Trong quá trình này dung dịch muối (NaCl) được điện phân
thành clo nguyên tố (trong buồng anốt), dung dịch natri hyđroxit, và hiđrô nguyên tố
(trong buồng catôt)

Nhà máy có thiết bị để sản xuất đồng thời xút và clo thường được
gọi là nhà máy xút-clo. Phản ứng tổng thể để sản xuất xút và clo bằng điện phân là:
2 Na
+
+ 2 H
2
O + 2 e
-
→ H
2
+ NaOH
Phản ứng điện phân dung dịch muối ăn trong bình điện phân có màng ngăn:
2NaCl + 2 H
2
O → 2 NaOH + H
2
+ Cl
2
Dung dịch sau khi sản xuất là dung dịch NaOH có nồng độ thấp. Do vậy để sản xuất
dung dịch đặc hơn và sản xuất NaOH dạng tinh thể người ta cần tiến hành qua phương
pháp là cô đặc dung dịch NaOH loãng
II. SƠ LƯỢC VỀ QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC

SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
4
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
Quá trình cô đặc là quá trình làm đậm đặc dung dịch bằng việc đun sôi. Đặc
điểm của quá trình này là dung môi 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
sôi) diễn ra ngay cả trong lòng dung dịch( tạo thành bọt) khi áp suất hơi của dung môi
bằng áp suất chung trên mặt thoáng , trạng thái sôi chỉ có ở nhiệt độ xác định ứng với
áp suất chung và nồng độ của dung dịch đã cho.
Trong quá trình cô 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 quá trình tính toán,
cấu tạo vá vận hành của thiết bị cô đặc. Khi nồng độ tăng, hệ số dẫn nhiệt λ, nhiệt
dung riêng C, hệ số cấp nhiệt α của dung dịch sẽ giảm. Ngược lại, khối lượng riêng ρ,
độ nhớt ν, 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.
Hơi của dung môi được tách ra trong quá trình cô 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 ngoài hệ thống thì ta gọi đó là hơi phụ.
Quá trình cô đặc có thể tiến hành trong thiết bị cô đặc một nồi hoặc nhiều nồi,
làm việc liên tục hoặc gián đoạn. Quá trình cô 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 cô đặc trong chân không vì có
ưu điểm là có thể giảm được bề mặt truyền nhiệt ( khi áp suất giảm thì nhiệt độ sôi 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. Nguyên tắc của quá trình cô đặc nhiều nồi có thể
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
5
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
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 cô đặc nhiều nồi thì hệ thống cô 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 sôi nên cần phải tốn thêm một lượng hơi đốt để đun nóng dung

dịch.
Trong công nghệ hoá chất và thực phẩm, Cô đặc là quá trình làm bay hơi một
phần dung môi của dung dịch chứa chất tan không bay hơi. ở nhiệt độ sôi; với mục
đích:
+ 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 _ MÔ TẢ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
1) Sơ đồ dây chuyền hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều, gồm các thiết bị chính
sau:
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
6
1 2
3
4
5 6
7 2
12
9
8
10
Nước ngưng
Nước ngưng
Sản phẩm
Cửa xả đáy
Cửa xả đáy
Cửa xã khói Cửa xã khói
Nước ngưng
Nước lạnh

11
Hơi
đốt
Hơi
đốt
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
Hình 1: Sơ đồ dây chuyền sản xuất của thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài thẳng đứng
1. Thùng chứa dung dịch đầu 7. Thiết bị cô đặc
2. Bơm 8. Thùng chứa nước
3. Thùng cao vị 9. Thùng chứa sản phẩm
4. Lưu lượng kế 10.Thiết bị ngưng tụ Baromet
5. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 11.Thiết bị t¸ch bọt
6. Thiết bị cô đặc 12.Bơm chân không
- Hai nồi cô đặc xuôi chiều cưỡng bức, thực hiện quá trình bốc hơi một phần dung môi
- Thiết bị đun nóng dung dịch đến nhiệt độ sôi
- Thiết bị ngưng tụ Baromet, ngưng tụ hơi nước hoặc hơi của chất lỏng không
có giá trị hoặc không tan trong nước.
- Bơm dung dịch và bơm hút chân không
- Các thùng chứa, ly chứa.
2) Nguyên lý làm việc của hệ thống.
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
7
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
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 sôi bằng tác nhân hơi nước bão hòa và được cấp vào nồi cô 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 ngoài; còn 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 sôi 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 cô 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.
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
8
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
PHẦN II- TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH
Yêu cầu:
Thiết kế hệ thống cô đặc 2 nồi xuôi chiều thiết kế thiết bị cô đặc hai nồi xuôi
chiều có phòng đốt ngoài thẳng đứng cô đặc dung dịch NaOH với năng suất
18500kg/h. Chiều cao ống gia nhiệt: 5m

Các số liệu ban đầu:
- Nồng độ đầu vào của dung dịch: 12%
- Nồng độ cuối của dung dịch: 32%
- Áp suất hơi đốt nồi 1: 4at
- Áp suất hơi ngưng tụ: 0,22 at.
* Tính toán lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống (W)
ADCT: W =
1
d
d
c
x
G
x
 
−
 ÷
 
( CT 5.24T162- [3]) (1)
Trong đó: W- Tổng lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống (Kg/s)
x
d
- Nồng độ đầu vào của dung dịch: x
d
= 12%
x
c
- Nồng độ cuối của dung dịch: x
c
= 32%

G
d
–Năng suất thiết bị: G
d
= 18500 (kg/h)
12
18500(1 ) 11562,5
32
W = − =
(kg/h)
1.Cân bằng vật liệu
Giả sử trong quá trình bay hơi không kéo theo chất tan theo hơi thứ thì cân bằng
vật chất của quá trình cô đặc biểu diễn theo phương trình:
G
d
= G
c
+ W

Trong đó:
G
d
:lượng dung dịch đầu đưa vào cô đặc (kg/h)
G
c
:lượng sản phẩm thu được (kg/h)
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
9
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội

Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
W : tổng lượng hơi thứ bay ra
Đối với chất tan trong dung dịch:
d d
G . G . G .
G
100 100
d c c d
c
c
x x x
x
= → =
(theo ct 3.7/T3-142)
2. Tính toán lượng hơi thứ bốc ra khỏi mỗi nồi.
- Gọi: W
1
- Lượng hơi thứ bốc ra khỏi nồi 1: W
1
(kg/s)
W
2
- Lượng hơi thứ bốc ra khỏi nồi 2: W
2
(kg/s)
Giả thiết mức phân phối lượng hơi thứ bốc ra ở nồi 2 là :
Ta chọn: W
1
= 1,02W
2

(1)
Mặt khác: W = W
1
+ W
2
= 11562,5

(2)
Từ (1) và (2) ta tính được: W
1
= 5838,5 (kg/h)
W
2
= 5724(kg/h)
3. Nồng độ sản phẩm ra khỏi mỗi nồi
i
.
W
d d
i
d
G X
x
G
=
−
(CT 5,12T162 - [3])
Nồng độ cuối ra khỏi nồi 1 là:
1
1

.
18500.12%
17,53%
18500 5838,5
d d
d
G X
x
G W
= = =
− −
(2)
Nồng độ cuối ra khỏi nồi 2 là:
x
2
=
1 2
.
18500.12%
32%
( ) 18500 (5838,5 5724)
d d
d
G X
G W W
= =
− + − +
4. Chênh lệch áp suất chung của hệ thống (ΔP)
ΔP được đo bằng hiệu số giữa áp suất đốt sơ cấp P
1

ở nồi 1 và áp suất hơi thứ ở
thiết bị ngưng tụ P
ng
.
Ta có: ΔP = P
1
- P
ng
(3)

= 4 – 0,22 = 3,78 (at)
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
10
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
5. Chênh lệch áp suất, nhiệt độ hơi đốt cho mỗi nồi:
Gọi ∆p
i
: chênh lệch áp suất trong nồi thứ i [at]
Giả thiết phân bố áp suất hơi đốt giữa 2 nồi là:
1 2
p : p 2,47 :1∆ ∆ =
Ta có hệ:
1 2 1
1 2 2
p 2,47 p 0 p 2,69 [at]
p p p 3,78 p 1,09 [at]
∆ − ∆ = ∆ =
 

⇒
 
∆ + ∆ = ∆ = ∆ =
 
Tính áp suất hơi đốt từng nồi suy ra nhiệt độ hơi đốt:
Theo công thức
i i-1 i-1
p p p= − ∆
Ta có:
• Nồi 1:
[ ]
1
p 4 at=
• Nồi 2:
[ ]
2 1 1
p p p 4 2,69 1,31 at
= − ∆ = − =
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
[ ]
1
p 4 at=
ta được: - Nhiệt độ hơi đốt:
o
1
T 142,9 C=
- Nhiệt lượng riêng:
[ ]

1
i 2744 kJ/kg
=
- Nhiệt hoá hơi:
[ ]
1
r 2141 kJ/kg
=
• Nồi 2: với
[ ]
2
p 1,31 at=
ta được : - Nhiệt độ hơi đốt:
o
2
T 108,9 C=
- Nhiệt lượng riêng:
[ ]
2
i 2691,05 kJ/kg
=
- Nhiệt hoá hơi:
[ ]
2
r 2248,05 kJ/kg
=
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
11
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội

Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
• Với
[ ]
p 0,22 at
ng
=
ta được:
o
ng
T 61,5 C
=

6. Tính nhiệt độ và áp suất hơi thứ ra khỏi từng nồi:
Gọi
i
t '
: nhiệt độ hơi thứ ra khỏi nồi thứ i (i =1,2)

i
'''
∆
: tổn thất nhiệt độ do trở lực đường ống (chọn
o
1 2
''' ''' 1 C∆ = ∆ =
)
Theo công thức:
o
i i+1 i
t ' T ''' C

 
= + ∆
 
ta có:
• Nhiệt độ hơi thứ ra khỏi nồi 1 là:
o
1 2 1
t ' T ''' 108,9 1 109,9 C
 
= + ∆ = + =
 
• Nhiệt độ hơi thứ ra khỏi nồi 2 là:
o
2 ng 2
t ' T ''' 61,5 1 62,5 C
 
= + ∆ = + =
 
Tra bảng I.250 [3.314] (Tính chất lý hóa của hơi nước bão hòa phụ thuộc nhiệt dộ) ta
có :
• Nồi 1: với
o
1
t ' 109,9 C=
ta được: - Áp suất hơi thứ:
1
p ' 1,459=
[at]
- Nhiệt lượng riêng:
[ ]

1
i ' 2693,926 KJ/Kg
=
- Nhiệt hoá hơi:
[ ]
1
r ' 2227,926 KJ/Kg
=
• Nồi 2: với
o
2
t ' 62,5 C=
ta được : - Nhiệt độ hơi đốt:
[ ]
2
p ' 0,229 at=
- Nhiệt lượng riêng:
[ ]
2
i ' 2608,59 KJ/Kg
=
- Nhiệt hoá hơi:
[ ]
2
r ' 2338,56 KJ/Kg
=
Bảng tổng hợp số liệu 1:
Nồ Hơi đốt Hơi thứ x%
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6

12
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
i P, at T,
o
C i, KJ/Kg
r,
KJ/Kg
p’, at
t’,
o
C
i’,
KJ/Kg
r’,
Kj/Kg
1 4 142,9 2744 2111 1,459
109,
9
2693,92
6
2227,92
6
17,53
2 1,31 108.9 2691.05 2248.05 0,229 62,5 2608,59 2338,56 32
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:

o
i tbi i
' t t ' C
 
∆ = −
 
Với:
tbi
t
: nhiệt độ sôi ứng với
tbi
p
[at]
i
t '
: nhiệt độ sôi ứng với
i
p '
[at]
tbi
p
là áp suất thủy tĩnh ở giữa ống truyền nhiệt, tính theo công thức:

tbi i 1 ddi
1 H
p p ' (h )ρ .g
2 2
= + +
,
[ ]

at
Trong đó:

i
p '
: áp suất hơi thứ trên mặt thoáng dung dịch [at]
1
h
: chiều cao lớp dung dịch từ miệng ống truyền nhiệt đến mặt thoáng, chọn
1
h
=0,5 [m] H: chiều cao ống truyền nhiệt, chọn H = 5 [m]
ddi
ρ
: khối lượng riêng của dung dịch ở nhiệt 20
o
C [kg/m
3
]
g: gia tốc trọng trường
2
g 9,81 m s
 
=
 
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
13
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa

Với nồi 1 :
[ ]
1
p ' 1,4185 at=
Tra bảng I.59 [3-46] – Khối lượng riêng của dung dịch NaOH- nước và nội suy với
o
t 20 C=
và
1
17,53%x =
ta có
3
dd1
ρ 1189,3 kg m
 
=
 
Thay vào phương trình ta có:

[ ]
tb1
4
1 5 1189,3 9,81
p 1,459 (0,5 ) 1,6374 at
2 2 9,81 10
×
= + × + × =
×

Tra bảng I.251 [3-314] và nội suy với

[ ]
tb1
p 1,6374 at
=
ta có
tb1
t =
113,37
o
C
 
 

o
1 tb1 1
'' t p ' 113,37 109,9 3,47 C
 
⇒ ∆ = − = − =
 

Với nồi 2:
[ ]
2
p ' 0, 229 at=
Tra bảng I.23 [30.43] – Khối lượng riêng của dung dịch NaOH- nước và nội suy với
o
t 20 C=
và
2
32%x =

ta có
3
dd2
ρ 1349 kg m
 
=
 
Thay vào phương trình ta có:

[ ]
tb2
4
1 5 1349 9,81
p 0.229 (0,5 ) 0,313 at
2 2 9,81 10
×
= + × + × =
×

Tra bảng I.251 [3-314] và nội suy với
[ ]
tb2
p 0,313 at=
ta có
o
tb2
t 69,5 C
 
=
 

o
2 tb2 2
'' t p ' 69,5 62,5 7 C
 
⇒ ∆ = − = − =
 

7.2. Tính tổn thất nhiệt độ do nồng độ ∆
i
’
Ta dùng phương pháp Tysenco:

2
o
si
i 0 0i
T
' ' 16,2 ' C
r
f
 
∆ = ×∆ = × ×∆
 
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
14
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
Trong đó:

si
T
: nhiệt độ sôi của dung môi
o
K
 
 
r: ẩn nhiệt hoá hơi của dung môi [J/kg]
0i
'
∆
: 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:
o
s1 tb1
T (t 273) 113,37 273 386,37 K
 
= + = + =
 

Tra bảng VI.2 [4-63] và nội suy với nồng độ dung dịch
NaOH
là
1
17,53%x =
ta được
o
01
' 6,62 C

 
∆ =
 
2
o
1
3
338,37
' 16,2 6,62 7,6 C
2111 10
 
⇒ ∆ = × × =
 
×

•
Với nồi 2 ta có:

o
s2 tb2
T (t 273) 69,5 273 342,5 K
 
= + = + =
 

Tra bảng VI.2 [4-63] và nội suy với nồng độ dung dịch
NaOH
là
2
32%x =

ta được
o
02
' 19 C
 
∆ =
 
2
o
2
3
342,5
' 16,2 19 16,06 C
2248 10
 
⇒ ∆ = × × =
 
×
Tính nhiệt độ sôi của dung dịch trong từng nồi theo công thức:
si i i i
t t ' ' ''= + ∆ + ∆

o
C
 
 
o
s1 1 1 1
t t ' ' '' 109,9 7,6 3,47 120,97 C
 

⇒ = + ∆ + ∆ = + + =
 
o
s2 2 2 2
t t ' ' '' 62,5 16,06 7 85,56 C
 
⇒ = + ∆ + ∆ = + + =
 
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
15
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
7.3. Tổng tổn thất nhiệt độ của hệ thống:

2 2 2 2
0
i i i
i=1 i=1 i=1 i=1
' '' ''' (12,8 14,7) (3,47 7) (1 1) 39,97 C
 
∆ = ∆ + ∆ + ∆ = + + + + + =
 
∑ ∑ ∑ ∑
8. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống:
Hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống:

2 2
o
i 1 ng

i=1 i=1
T T T 142,9 61,5 39,97 41,43 C
 
∆ = − − ∆ = − − =
 
∑ ∑
Hiệu số nhiệt độ hữu ích trong mỗi nồi.
Ta có:
i i si
T T t∆ = −

0
1
0
2
T 142,9 120,97 21,93
T 108,9 85,56 22,94
C
C
 
⇒ ∆ = − =
 
 
⇒ ∆ = − =
 
Bảng tổng hợp số liệu 2:
Nồi

o
', C

 
∆
 

o
'', C
 
∆
 

o
''', C
 
∆
 

o
T, C
 
∆
 

o
si
t , C
 
 
1 12,8 3.47 1 21,93 120,97
2 14,7 7 1 22,94 85,56

9. Thiết lập phương trình cân bằng nhiệt để tính lượng hơi đốt D và lượng hơi
thứ W
i
ở từng nồi:
9.1. Sơ đồ cân bằng nhiệt lượng:

1
Di

1 1
W i '

1 2
Wi
2 2
W i '
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
16
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa


m1
Q

m2
Q

( )
d 1 1 s1
G W C t−
( )
d 1 2 2 s2
G W W C t
− −


d 0 s0
G C t

nc1 1
DCθ

1 nc2 2
W Cθ

Trong đó:
D: lượng hơi đốt cho vào nồi 1
C
0
, C
1
, C
2:
nhiệt dung riêng của dung dịch ban đầu, dung dịch ra khỏi nồi 1, nồi
2
nc1
C

,
nc2
C
: nhiệt dung riêng của nước ngưng ra khỏi nồi 1, nồi 2
s0
t
,
s1
t
,
s2
t
: nhiệt độ sôi của dung dịch đầu, dung dịch ra khỏi nồi 1, nồi 2
1
θ
,
2
θ
: nhiệt độ nước ngưng nồi 1, nồi 2
m1
Q
,
m2
Q
: 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
NaOH
:

Với dung dịch loãng
( )
20%x <
nhiệt dung riêng tính theo công thức:
C 4186 (1 )x= × −
[3-152]
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
17
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
• Dung dịch ban đầu có
d
12%x =
nên ta có:
0
C 4186 (1 ) 4186 (1 0,12) 3683,68
d
x= × − = × − =
[j/kg.độ]
• Dung dịch ra khỏi nồi 1 có
1
17,53%x =
nên ta có:
1 1
C 4186 (1 ) 4186 (1 0,1753) 3452,19x= × − = × − =
[j/kg.độ]
Với dung dịch đặc
( )
20%x

>
nhiệt dung riêng tính theo công thức:
ht
C C 4186 (1 )x x= × + × −
[1-152]
ht
C
tính theo công thức:
ht 1 1 2 2 3 3
MC n c n c n c= + +
[1-152]
Với
NaOH
ta có
1 2 3
M 40; n 1; n 1; n 1= = = =
Tra bảng I.141 [3-] ta có nhiệt dung nguyên tử của các nguyên tố:
1
Na: c 26000=
[j/kg nguyên tử.độ]
2
H: c 9630=
[j/kg nguyên tử.độ]
3
O: c 16800=
[j/kg nguyên tử.độ]
Từ đó ta có:
ht
1 26000 1 9630 1 16800
C 1310,75

40
× + × + ×
= =
[j/kg.độ]
Dung dịch ra khỏi nồi 2 có
2
32%x =
nên ta có:

2 ht 2 2
C C 4186(1 ) 1310,75 0,32 4186(1 0,32) 3265,92x x= + − = × + − =
[j/kg.độ]
9.3. Các thông số của nước ngưng:
Nhiệt độ của nước ngưng :
0 0
1 1 2 2
θ T 142,9 C; θ T 108,9 C= = = =
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
18
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
Nhiệt dung riêng của nước ngưng:
Tra bảng I.249 [ 3-310 ] và nội suy với:
0
1 nc1
θ 142,9 C C 4294,25= ⇒ =
[j/kg.độ]
0
2 nc2

θ 108,9 C C 4232,58= ⇒ =
[j/kg.độ]
9.4. Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng
Với nồi 1:
Lượng nhiệt mang vào:
• do dung dịch đầu :
d 0 s0
G C t

• do hơi đốt:
1
Di
Lượng nhiệt mang ra:
• do sản phẩm mang ra:
( )
d 1 1 s1
G W C t
−
• do hơi thứ :
1 1
Wi '
• do nước ngưng : D
.
1 1
.
nc
C
θ
= D
.

4294,25
.
142,9[kg/h]
• do tổn thất Q
m1:
( )
m1 1 nc1 1
Q 0,05 Di Cθ= −
Ta có phương trình cân bằng nhiệt lượng của nồi 1:
( )
1 d 0 s0 1 1 d 1 1 s1 nc1 1 m1
Di G C t Wi ' G W C t DCθ Q+ = + − + +
Với nồi 2:
Lượng nhiệt mang vào:
• do hơi đốt:
1 2
Wi
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
19
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
• do dung dịch từ nồi 1:
( )
d 1 1 s1
G W C t
−
Lượng nhiệt mang ra :
• do hơi thứ :
2 2

W i '
• do dung dịch mang ra:
( )
d 1 2 2 s2
G W W C t− −
• do nước ngưng:
1 nc2 2
W Cθ
• do tổn thất Q
m2
:
( )
m2 1 2 nc2 2
Q 0,05W i Cθ
= −
Ta có phương trình cân bằng nhiệt lượng của nồi 2:
( ) ( )
1 2 d 1 1 s1 2 2 d 1 2 2 s2 1 nc2 2 m2
W i G W C t W i ' G W W C t W Cθ Q
+ − = + − − + +
Kết hợp phương trình cân bằng nhiệt lượng của nồi 1 và nồi 2 với phương trình
1 2
W +W W=
ta có hệ phương trình:
( ) ( )
( ) ( ) ( )
1 d 0 s0 1 1 d 1 1 s1 nc1 1 1 nc1 1
1 2 d 1 1 s1 2 2 d 1 2 2 s2 1 nc2 2 1 2 nc2 2
1 2
Di G C t Wi ' G W C t DCθ 0,05 Di C θ

W i G W C t W i ' G W W C t W Cθ 0,05W i C θ
W W W
+ = + − + + −

+ − = + − − + + −


+ =

Giải hệ phương trình này ta được:
( ) ( )
( )
( ) ( )
( )
2 2 s2 d 2 s2 1 s1
1
2 nc2 2 1 s1 2
d 1 s1 0 s0 1 1 1 s1
1 nc1 1
2 1
W i ' C t G C t C t
W
0,95 i Cθ C t i '
G C t C t W i ' C t
D
0,95 i Cθ
W W W
− + −
=


− − +


− + −

=

−


= −



Thay các số liệu ta có :
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
20
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
( )
( )
( )
[ ]
( )
3
1
3 3
3
11562,5 2608,59 10 3562,92 85,56 18500 3562,92 85,56 3452,19 120,97

W
0,95 2691,05 10 4232,58 108,9 3452,19 120,97 2608,59 10
5696,79 kg/h
18500 3452,19 120,97 3683,68 120,97 5670,7 2693,926 10 3452,1
D
× − × + × − ×
=
× − × − × + ×
=
× − × + × −
=
( )
( )
[ ]
[ ]
3
2 1
9 120,97
0,95 2744 10 4294,25 142,9
6122,16 kg/h
W W W 11562,5 5696,79 5865,71 kg/h






×



× − ×


=


= − = − =



Xác định lại tỉ lệ phân phối hơi thứ giữa 2 nồi:
1 2
W : W 1:1,03=

Kiểm tra sai số:
Với nồi 1:
1
5838,5 5696,79
100% 2,4%
5838,5
ε
−
= × =
Với nồi 2:
2
5724 5865,71
100% 2,5%
5724
ε
−

= × =
Các sai số đều nhỏ hơn 5% nên chấp nhận được giả thiết.
Lập bảng số liệu 3:
Nồi
C,
[J/kg.độ]
nc
C
,
[J/kg.độ]
θ
,[
o
C]
W, [kg/h]
Sai số, %
Giả thiết Tính
1
3452,19
4294,25
142,9 5838,5 5696,79 2,4
2
3265,92
4230,47
108,9 5724 5865,71 2,5
10. Tính hệ số cấp nhiệt, nhiệt lượng trung bình từng nồi:
10.1. Tính hệ số cấp nhiệt α
1
khi ngưng tụ hơi
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi

Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
21
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
Chọn ống truyền nhiệt có kích thước:
238
×
[mm]
Giả thiết chênh lệch nhiệt độ giữa hơi đốt và thành ống truyền nhiệt :
Nồi 1 là:
0
11
t 3.8 C
 
∆ =
 

Nồi 2 là:
0
12
t 3.6 C
 
∆ =
 
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:
0,25
i
i
1i

r
2,04 A
t H
i
α
 
= × ×
 ÷
∆ ×
 
[W/m
2
.độ]
Giá trị A phụ thuộc vào nhiệt độ màng
m
t
Nhiệt độ màng tính theo công thức:
( )
1i
mi 1i i i
t
t 0,5 t T T
2
o
C
∆
 
= + = −
 
0

11
m1 1
0
12
m2 2
t 3,8
t T 142,9 141
2 2
t
3,6
t T 108,9 107,1
2 2
C
C
∆
 
⇒ = − = − =
 
∆
 
= − = − =
 
Tra bảng A-t [2-28] và nội suy ta có:
Với
o
m1 1
t 141 C A 194,172= ⇒ =
Với
o
m2 2

t 107,1 C A 181,94= ⇒ =
Thay các số liệu vào ta có :
0,25
0,25
3
11 1
11
r 2111 10
2,04 A 2,04 194,172 7330,3
Δt H 3.8 5
α
 
 
×
= × × = × × =
 ÷
 ÷
× ×
 
 
[W/m
2
.độ]
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
22
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
0,25
0,25

3
12 2
12
r 2248,05 10
2,04 A 2,04 181,94 6883,69
Δt H 3.6 5
α
 
 
×
= × × = × × =
 ÷
 ÷
× ×
 
 
[W/m
2
.độ]
10.2. Tính nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ:
Gọi
1i
q
: Nhiệt tải riêng về phía hơi ngưng tụ nồi thứ i
Ta có:
1i 1i 1i
qα t= ×∆
[3-278]

2

11 11 11
2
12 12 12
qα t 7330,3 3,8 27855,14 W/m
qα t 6883,69 3,6 24781,28 W/m
 
⇒ = ×∆ = × =
 
 
= ×∆ = × =
 
Lập bảng số liệu 4:
Nồi
0
1i
t C
 
∆
 
0
m
t C
 
 
A
1i
α
, [W/m
2
.độ]

2
1i
q [W/m ]
1 3,8 141 194,078 7330,3 27855,14
2 3,6 107,1 181,94 6883,69 24781,28
10.3. Tính hệ số cấp nhiệt
2
α
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:
( )
0,5
2.33
2 i 2i i
45,3 p ' tψ
i
α
= × ×∆ ×
[W/m
2
.độ]
2i
t
∆
: Hiệu số nhiệt độ giữa thành ống truyền nhiệt và dung dịch
Ta có:
2i T2i ddi i 1i Ti
t t t T t t∆ = − = ∆ − ∆ −∆
Từ đó ta có:

21 1 11 T1
t T t t 7,482∆ = ∆ −∆ − ∆ =
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
23
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
22 2 12 T2
t T t t 8,932∆ = ∆ −∆ − ∆ =
Tính hệ số hiệu chỉnh
Ψ
:

0,435
0,565 2
dd dd dd nc
nc nc nc dd
λ ρ C μ
ψ
λ ρ C μ
 
      
 
=
 ÷  ÷  ÷ ÷
 
      
 
Trong đó:

λ
: hệ số dẫn nhiệt [W/m.độ] (lấy theo nhiệt độ sôi của dung dịch).

ρ
: khối lượng riêng [kg/
3
m
]

µ
: độ nhớt [Ns/m
2
]
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:
0
s1
t 120,97 C=

nc1
λ 0,6853⇒ =
[W/m.độ]
Nồi 2:
0
s2
t 85,56 C=

nc2
λ 0,6647⇒ =
[W/m.độ]
• Tra bảng I.5 [3 – 11] và nội suy ta có:
Nồi 1:
0 3
s1 nc1
t 120,97 Cρ 949,16 kg/m
 
= ⇒ =
 
Nồi 2:
0 3
s2 nc2
t 85,56 Cρ 979,73 kg/m
 
= ⇒ =
 
• Tra bảng I.148 [3 – 166] và nội suy ta có :
Nồi 1:
0
s1
t 120,97 C=

nc1
C 4234.54⇒ =
[J/kg.độ]
Nồi 2:
0
s2

t 85,56 C=

nc2
C 4197,48⇒ =
[J/kg.độ]
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
24
Đồ án môn QTTB Trường ĐH CN Hà Nội
Thiết kế hệ thống cô đặc NaOH Khoa CN Hóa
• Tra bảng I.104 [3 – 96] và nội suy ta có :
Nồi 1:
0
s1
t 120,97 C=

2
nc1
μ 0,2502 Ns/m
 
⇒ =
 

Nồi 2:
0
s2
t 85,56 C=

2
nc2

μ 0,4261 Ns/m
 
⇒ =
 
Các thông số của dung dịch :
Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch
NaOH
tính theo công thức:
3
dd dd
ρ
λ A C ρ
M
= × × ×
[3-123]
A : Hệ số tỷ lệ với chất lỏng liên kết
8
A=3,58 10
−
×
dd
C
: Nhiệt dung riêng của dung dịch. Theo tính toán ở bước 9 ta có :
dd1
C 3452,19=
[J/kg.độ];
dd2
C 3263,92=
[J/kg.độ]
ρ

: Khối lượng riêng của dung dịch NaOH. Tra bảng I.23 [1 – 35] và nội suy ta có:
Nồi 1:
0
s1
t 112,42 C=
và
1
17,53%x =
3
dd1
ρ 1096 kg/m
 
⇒ =
 
Nồi 2:
0
s2
t 66,54 C=
và
2
32%x =
3
dd2
ρ 1326 kg/m
 
⇒ =
 
M : Khối lượng mol của dung dịch tính theo công thức :
( )
2 2

NaOH NaOH H O H O NaOH NaOH
M M N M N 40N 18 1 N
= × + × = + −
NaOH
N
: phần mol của
NaOH
trong dung dịch
Ta có:
SV: Nguyễn Văn Thiệp GVHD: Vũ Minh Khôi
Lớp CĐ-ĐH Hóa 1- K6
25