thuyết trình đề tài thiết kế thiết bị cô đặc nước mía một nồi liên tục

1
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
KHOA : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ THIẾT BỊ CÔ ĐẶC NƯỚC MÍA MỘT NỒI LIÊN TỤC
GVHD: NGUYỄN THÀNH NAM
SVTT MSSV
•
Nguyễn Thị Kim Yến 2205 115 198
•
Nguyễn Thị Tuyết 2205 115 184
LỚP: 02DHLTP3 - 02DHLTP1
Báo Cáo Đồ Án
Nội Dung Chính
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH
CHƯƠNG 3: TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH
• Ngành công nghiệp mía đường là ngành công nghiệp lâu đời ở nước ta.
•
Mía đường vừa tạo ra sản phẩm đường làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp
như bánh, kẹo, sữa… đồng thời tạo ra phế liệu là nguyên liệu quý với giá rẻ cho các
ngành sản xuất như rượu…
• Trong tương lai, ngành này còn có thể phát triển hơn nữa nếu có sự quan tâm đầu tư
tốt cho cây mía cùng với nâng cao khả năng chế biến và tiêu thụ sản phẩm.
• Việc cải tiến sản xuất, nâng cao, mở rộng nhà máy, đổi mới dây chuyền thiết bị công
nghệ, tăng hiệu quả các quá trình là hết sức cần thiết và cấp bách.
NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM CỦA QUÁ
TRÌNH
•
Nguyên liệu cho công đoạn cô đặc là nước
đường, đã được làm sạch, loại bỏ tạp chất,

nồng độ thấp 6-10% khối lượng.
•
Sản phẩm là dung dịch đường có nồng độ cao.
Giới thiệu quy trình công nghệ
•
Nguyên tắc hoạt động của hệ thống cô đặc:
Dung dịch từ bể chứa nguyên liệu được bơm lên bồn
cao vị, từ bồn cao vị dung dịch chảy qua lưu lượng kế
xuống thiết bị gia nhiệt và được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi
rồi đi vào thiết bị cô đặc thực hiện quá trình bốc hơi.
Dung dịch sau khi cô đặc được bơm ra ở phía dưới thiết
bị cô đặc đi vào bể chứa sản phẩm. Hơi thứ và khí không
ngưng đi ra phía trên của thiết bị cô đặc vào thiết bị
ngưng tụ baromet, ngưng tụ thành lỏng chảy ra ngoài
bồn chứa, phần không ngưng qua bộ phận tách giọt để
chỉ còn khí không ngưng được bơm chân không hút ra
ngoài.
CHƯƠNG 2: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG
•
Dung dịch đường mía
•
Nồng độ đầu xđ = 10 %, nhiệt độ đầu của nguyên liệu
là tđ = 320C.
• Nồng độ cuối xc = 60%.
• Năng suất Gc = 250 kg/mẻ.
• Gia nhiệt bằng hơi nước bão hồ áp suất hơi đốt là 4
at.
•
Áp suất ở thiết bị ngưng tụ baromet: P = 0,2 at.
Tính cân bằng vật chất

–
Suất lượng nhập liệu (Gđ):
•
Theo công thức 5.16, QT và TBTN T5, tr184:
–
Tổng lượng hơi thứ bốc lên (W):
•
Theo công thức VI.1, QT và TBTN T2, tr55:
Tính cân bằng năng lượng
- Lượng hơi đốt tiêu tốn riêng:
•
Theo công thức VI.7, XTQTTB T2, trang 58:
•
Áp suất buồng đốt là áp suất hơi bão hòa 4at.
•
Nhiệt độ hơi đốt là 142,90C.
•
Nhiệt độ hơi thứ trong buồng bốc : 60,7 0C là 0,21
at.
(Kg hơi đốt/ Kg hơi
thứ).
•
Nhiệt tải riêng phía hơi ngưng ( q1).
•
Nhiệt tải riêng phía dung dịch (q2)
•
Nhiệt tải riêng phía tường (qv)
•
Hệ số truyền nhiệt K cho quá trình cô đặc: 8,687
•

Nhiệt lượng do hơi đốt cung cấp:
Q= 30,995. 102 J/s
•
Diện tích do bề mặt truyền nhiệt: F= 25 m2
CHƯƠNG 3: TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH
•
Tính buồng bốc
Lưu lượng hơi thứ trong buồng bốc:
Đường kính buồng bốc:
Thể tích buồng bốc:
Chiều cao buồng bốc :
•
Bề dày buồng bốc : S= 12 mm
•
ứng suất nén cho phép
•
ứng suất chảy
•
Đường kính trong của buồng bốc:
•
Kính quan sát :Chọn bề dày khâu tăng cứng
bằng 20 mm.
•
Tính buồng đốt
•
Số ống truyền nhiệt được tính theo công thức
•
số ống truyên nhiệt là 132 ống.
•
Đường kính ống tuần hoàn trung tâm

•
Đường kính buồng đốt:
•
Bề mặt truyền nhiệt : F= 22,68 m2
•
Đường kính ống nhập liệu: d = 30 m
•
Ống tháo liệu : d = 30 m
•
Ống dẫn hơi đốt : d = 160 mm
•
Ống dẫn hơi thứ : d = 400 mm
•
Ống dẫn ngưng : d = 20 mm
•
Bề dày buồng đốt là 6 mm
Tính đáy thiết bị
•
Vật liệu làm bằng đáy là thép không gỉ
X18H10T
•
Chọn đáy là hình nón có gờ, góc đáy 2α = 900
•
Đường kính đáy :
•
Bề dày đáy là : S = 6 mm.
•
cao cột chất lỏng trong buồng đốt H=1,5 m
•
chiều cao cột chất lỏng trong buồng bốc H=

0,1 m
•
Tính nắp thiết bị
Chọn nắp elip theo tiêu chuẩn.
Chọn nắp có gờ, chiều cao gờ h = 40 mm
Đường kính trong 2000 mm, đường kính lỗ 400 mm
Vật liệu là thép không gỉ X18H10T.
Nắp chịu áp suất ngoài như buồng bốc : 0,176 N/ mm2.
Bề dày nắp là 10 mm.
•
Tính mặt bích
Chọn mặt bích bằng thép, bích rời
•
Mặt bích nối buồng bốc và buồng đốt
Chọn dự phòng áp suất trong thân là 0,3 N/mm2 để bích kín thân
Tra bảng XIII. 27, ST T2, trang 420 : ta được các kích thước của bích
•
Mặt bích nối buồng đốt và đáy
Buồng đốt và đáy nối với nhau theo đường kính buồng đốt là 1000
mm
Tra bảng XIII.28, Sổ tay tập 2, trang 421 : ta được các kích thước
của bích
•
Mặt bích nối buồng bốc và nắp
Buồng bốc và nắp nối với nhau theo đường kính buồng bốc là 2000
mm.
•
Chọn bích rời để nối.
•
Áp suất trong thân là 0,21 at = 0,0206 N/ mm2. Chọn áp suất là

0,1 N/ mm2
•
Tra bảng XIII.27, sổ tay tập 2, trang 423 : ta được kích thước
của bích
•
Tính vỉ ống
•
Chọn vỉ ống loại phẳng tròn.
•
Tính cho vỉ ống ở trên buồng đốt vỉ ống phía trên dày 22 mm.
•
Tính vỉ ống ở dưới buồng đốt vỉ ống phía dưới dày 22 mm.
•
Tính tai treo chân đỡ
•
Làm bằng thép CT3.
•
Chọn tai đỡ là 2, có 2 gân trên 1 tai đỡ
•
Thể tích thép làm ống truyền nhiệt ( Vvlo ) là 0,0526 m3
•
Thể tích thép làm buồng đốt 0,0283 m3
•
Khối lượng thép làm nón là 63,125 kg
•
Thể tích thép làm buồng bốc 0,128 m3
•
Thể tích thép làm vỉ ống và bích là 0,0342 m3 và 0,017 m3
•
Tổng khối lượng

•
Chọn vật liệu là thép CT3.
•
Chọn thiết bị gồm 2 tai treo.
•
Tải trọng ở mỗi tai treo : 2,5.104 N.
CHƯƠNG 4: TÍNH THIẾT BỊ PHỤ
•
Lượng nước lạnh tưới vào thiết bị ngưng tụ: 6,86 kg/s
•
Lượng khí cần hút ra khỏi thiết bị ngưng tụ: 3,69.10-3 (kg/s)
•
Thể tích khí không ngưng cần hút ra khỏi thiết bị: 0,0258 (m3/s).
•
Chọn đường kính trong của TBNT là 500 mm.
•
Kích thước tấm ngăn:Thường có dạng viên phân để làm việc tốt.
•
Theo tiêu chuẩn hóa quy cách TBNT ta có các kích thước: tra bảng
VI.8, sổ tay tập 2, trang 88.
•
thiết bị gia nhiệt nhập liệu: Chọn loại thiết bị ống
chùm thẳng đứng, dung dịch đi trong ống, hơi đốt
đi ngoài ống.
•
Đường kính ống truyền nhiệt: d=34/38 mm
•
Chọn bề mặt truyền nhiệt là F = 10 m2.
•
Tính bồn cao vị: Chiều cao bồn cao vị được đặt ở độ

cao sao cho thắng được cách trở lực của đường
ống.
•
Công suất bơm chân không: 13,24 kW
•
công suất của bơm bơm nước vào TBNT: 1,09kW
•
bơm nhập liệu:
•
Bơm dung dịch từ bể chứa lên bồn cao vị:
Công suất của bơm: 0,137 kW
•
bơm tháo liệu: Công suất của bơm: 0,027 kW
•
Bề dày lớp cách nhiệt( mm): Theo công thức
trang 41, sổ tay tập 2:
CHƯƠNG 5: TÍNH GIÁ THÀNH THIẾT BỊ
•
Tính thiết bị chính
•
Vật giá vật tư của thiết bị chính là : $ = 151.354.200 đ
•
Tính thiết bị phụ
•
Giá thiết bị baromet, bình tách lỏng, thiết bị gia nhiệt :
$ = 20.000.000đ
•
Tổng tiền bơm là $ =9.057.000đ
•
Tiền ống : $ = 5.000.000đ

•
Áp kế tư động : $ =2.000.000đ
•
Lưu lượng kế : $ =1.000.000đ
•
Giá thành chế tạo bằng 200% tiền vật tư:
565.233.000đ
•
TÀI LIỆU THAM KHẢO
•
[1] Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất
tập 1, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội, năm 2006.
•
[2] Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất
tập 2, NXB khoa h ọc và kỹ thuật Hà Nội, năm 2006.
•
[3] Phạm Văn Bôn, Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam,
Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học tập 10,
Trường đạ i học bách khoa TP. HCM.
Cảm ơn thầy cô
và các bạn lắng
nghe