đồ án cô đặc dung dịch NaNO3 xuôi chiều 2 nồi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆP TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
BỘ MÔN MÁY – THIẾT BỊ
o0o
ĐỒ ÁN HỌC PHẦN
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÔ ĐẶC DUNG
DỊCH NaNO
3
HAI NỒI XUÔI CHIỀU
GVHD: TRẦN HOÀI ĐỨC
SVTH:
1. LƯU HOÀNG LONG 11285821
2. VŨ VĂN MINH 11320151
LỚP: DHHD7LT
HỌC KỲ: 1 NĂM HỌC: 2012 – 2013
Tháng 12 năm 2012
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ
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NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
2
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3
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
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O&*!+K@g&&,$ggP
4
MỤC LỤC
5
DANH MỤC BẢNG
6
CÁC TỪ VIẾT TẮT
Tg T4g
66 6612
, G,h
( G(9,
7
MỞ ĐẦU
i2G,TU(,^2"#j4%K8-8Z,d2#=P(*
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,^()/#2iP,d2#(*$@&tP52$PG8de(u,X,U2?4,%@T%
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a2V,2YPGv
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CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1. Nhiệm vụ của đồ án:
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 8C,,i8YsP/E&
 *(Q(%</9=>&
 *(Q29</9=>&
 L8C,,.,01,NK4,&
2. Tính chất nguyên liệu:
2.1. Tính chất vật lý của NaNO
3
:
P92?445,P^-04wGP^&!$2V,x=/.,-40F=d2=/.,
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,T2$26P"o2Gi,i&&&&
W9=>T&]E2P
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
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7
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}!7

2.2. Điều chế và ứng dụng của NaNO
3
:
')2.0FYh,T4(Ro4W 7

- 4!=
W 7

} 4!=; 4 7

}W!=
,4P9=HW 7


- 4!=,i,€=#(jK84(j2/.,,W!=M
#,(Q

&$2,,qW!=T4K=PQ6612(.#,(Q6
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4 7

& 4 7

(>26r(q8Y5C,45,,T2=PQ,45,TC,S4,T,T2"
#K8Y5C,V(^P,T2"#&!.0.,?@,K=P,92Rg
3. Quá trình cô đặc:
3.1. Định nghĩa:
!"(32=G$6r(qV24*(Q2$22C,,4,T6612
44@)2C,x&`$,TU2"(322?46612=•cTn4@=•c=•2j2
9
=#2#,8"TC,24,_(>2,.0F2$2,$2PQ,%6P"A2C,x6q
04@GGB&'j=2$2S$,TU-X,=pfj4=p&
3.2. Các phương pháp cô đặc:
OG$#,:6P"2@q,‚,T^,$=•84,T^,$G6,$2
6N2?4#,/$8C,T%2?4j0F$8C,,$26N=P3,,$2C,
=•&
OG$=^/^,C#,(Q(.PQ,Ph2(j,UPQ,2C,x8Z,$2T4
6^,,q(G2C,,/.,K,_=/.,,6P"(q,*(Q2C,,4&r@
,+2C,2C,x-$8C,0,$26N=P3,,$PS$,TU/.,,(j5Y@T4
M#,(Q244@,C-("/Y6r(.,.,01=P=^&
3.3. Bản chất của sự cô đặc do nhiệt:
d4,i,@.,(Q2V,x'q,^,GA,T^,$,d6B,U,92(Q2@q

(Q-U#,2?42$2V,x2C,=•%P3,,$=G,92(Q^&OV,x/
04@G8Z,#,(q/n2N2=d2=/.,M,T^,$=•-,TM=d20&(jK
,42%22C#,(q2$2%,x(?=>,d2#S$,TU@&
[2^(jK8d04@G2?@.62$20,/+U,,TS$,TU2C#,-
2@q(Q=,N2K62=#2/9=>T2$2%,xM,T0)P3,-6($@
,^8d,%,d,T*2"(32&
3.4. Ứng dụng của cô đặc:
ƒ6N,T8Y5C,j42C,K,d2sPK6>2sP&N2(+2(q(^,(>2
*(Q6612,i@2%K32(46612(.,T^,$S$0HI4(q/.,,&
Y5C,,d2sP(_KPU2+K2$266122,T$2V@&&&
Y5C,j42C, 47K 4!=K!4!=

K2$2P9-"2Gg
4. Thiết bị cô đặc:
4.1. Phân loại và ứng dụng:
4&i2C,^-,+2C,2?4(9,>2"(32
jP6612(9=,dA,%,dB6r2"(326612/$
=HK(Q,,CK(YP0Y8d,%6q6S40)P3,,T@)#,&
jP6612(9=2u0h2K6r0GP(q,^-X,926612,‚Kf
KPE8,^0)P3,,T@)#,&!j(qP,2_#89,T@)#,K6r26
612(328#,K(Q,24KYP0$P23K/.,,,T0)P3,,T@)#,&
jP66122Y@,PP•K2Y@PQ,=%,T$,.5e2#,=V=P
0.2C,8YsP&+2>22$26612,d2sP2,T$2V@K4SY
„g
0&iG$,d2#S$,TU
!"(32$8C,,_A,.,01MB2j#,(Q8"K$8C,/"(R&_6r
2"(326612=,N2(qoPh2661229(1K(^,8C,2d2(^-,_4
2"(32=nC,&@K*(Q6612(^,(>2=/"24&
10
!"(32$8C,2V/"6122j#,(Q8",CG62j$8C,2V

/"&612,%,9,K+,,^23K8d04@G2=,N2&
!"(32)*N2(+22+=,.,/#PG(9,&9*/"=S$-U8Z
=PYP#SY,.,/#PG8-2+0•T4&!j,q2"(322V/"K2"(32$
=d24@9>2Y4G$&'320#,2j,q8x6NG,h2PN2(+2/$2
(qV24#SY/,.&
!"(32=,N2!/.,SY,9,G2"(32$(^K2j,q,d(Qj4&
⇒r@()/#/…,X,K,+2C,6612(q=d42,.,012"(32r>&
4.2. Các thiết bị và chi tiết trong hệ thống cô đặc:
.,012+
†,%K9,T@)#,&
[*(9,K0*092K($@ng
.,01N
[q2h48YsPK@=#&
!$2=^0GP0GP6612K0GP2K0GP2V/"&
.,014#,&
.,01,N[4TPi,&
.,01(-()2€&
11
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG CÔ ĐẶC 2 NỒI XUÔI CHIỀU
DUNG DỊCH
Thuyết minh quy trình
612*(Q(%<A,i/9=>B,‚,r2h4A]B(>20GP=,r
24-1AB&‚(V@K6612(>2(4S4PQ,==>/.ABKT*S4,.,014#,AB
(q(^,(>2#,(Q04(%PP9K84(j(4-*2"(32(q,d2#S$,TU
092G&
G(9,(>2(4-*=G20HI42j$8C,JK4,A,i,4$8C,
,@#,(9-(G-1$8C,/…,X,B&612-*K(0,T9,T@)#,2I
G(9,(+49,T@)#,&`$,TU,T4(R#,6zT4K6612(>2V
#,(Q=(.#,(Q8"-0n,(%092G&~(V@6612(>22"(32,%,d
(./(^,*(Q2C,/"<T*P2@q84*_8d2=#2$

8C,o4*&‡>Gc=•092=-,92(QTC,=K-4(X-2^Uww4
2?40QX,$20,A0QXV=@=•cGB2$2,2C,=•(>2TG,TM=^&G,h
2?4*(>26r=PG(9,2*&~*66122(>22"(32,%
,d(./(^,*(Q<,UPM-45Y-0*2h4&6122@q,‚*
84*T*-0*2h4PQ,2$2,d-=,N2&G,h2?4*(>2(4-
,.,01,N,^2V/"M$8C,K4,&
12
CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG VẬT CHẤT
1. Dữ kiện ban đầu:
- 612 4 7

&
- *(Q(%5
(
;<K#,(Q(%2?4@=#=,
(
;,
8
- *(Q295
2
;<&
- 8C,8YsPD
(
;/E&
- D4#,0FG20H$8C,G(9,=J&4,&
- L8C,,.,01,NO
2/
;K4,&
2. Cân bằng vật chất:
2.1. Lượng dung môi nguyên chất bốc hơi (lượng hơi thứ) khi nồng độ dung dịch thay

đổi từ x
đ
đến x
c
D
(
;D
2
}ˆ
;5Af
30
15
B;/E{
ˆf=>G,h/*(Q,4@(R,‚5
(
(.5
2
K/E&
D
(
KD
2
f=>6612(%K661229K/E&
5
(
K5
2
f*(Q(%-*(Q292?46612K</9=>&
DY,.,=>G,hM2$2*84A84S$,TU,+=3-/qP,T4B
ˆ


;ˆ
K
ˆ;ˆ

}ˆ

;/E
⇒
ˆ

;/E{ˆ

;/E
2.2. Nồng độ cuối của dung dịch trong từng nồi
D
(
;D
2
}ˆ
D
2
;f;/E
13
W1
1
G
xG
x
đ

đđ
‰


2
G
x
G
x
đ
đđ
‰ŠWŠ


5002000
152000
−
×
;
;</9=>
10002000
15.2000
−
;
;</9=>
5

K5

f*(Q292?46612,T2$2*K</9=>{

ˆ

Kˆ

f=>G,h092=,‚2$2*K/E{
5
(
f*(Q(%2?46612K</9=>{
D
(
f=>6612(%K/E{
14
% khối lượng;
% khối lượng
CHƯƠNG 4: CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG
1. Chênh lệch áp suất chung của cả hệ thống (∆Р)
nghđ
Ρ−Ρ=∆Ρ
1
4,1 0,2 3,9
= − =
A4,BAB
‹
(
$8C,G(9,*K4,
‹

$8C,G2K4,
2. Nhiệt độ, áp suất hơi đốt
42j2,€89V9$8C,o42$2*

1
2
p
p
∆
∆
;
2,2
1
AB
‚AB-AB,42j#G,TU
02,2
9,3
21
21
=∆−∆
=∆+∆
pp
pp
)(21875,1
)(68125,2
2
1
atp
atp
=∆
=∆
DYT4,4(>2
→
L8C,G(9,*

15
1hd
p
f
1
p
∆
;JKfK];KJA4,B
T(j
1
p
∆
2=#2$8C,2?4*-*
2
p
∆
2=#2$8C,2?4*-,.,01
G(9,*(>2(>22C,‚*GKG,hT4/•*(>2(484*=P
G(9,(q,X6N#,&T40YAŒ&ETJEB,42j
Bảng 4.1:Nhiệt độ và áp suất hơi đốt
*
O
6
4,

6

!

(

•E/
T
(
•E/
 J& J& J J]
 &J| |& ]|| ]|]
 & |& |] 
3. Nhiệt độ và áp suất hơi thứ :
i8G(**2"632K#,(QG,h*A
,
B0F#,(QG(9,*A
(
B&
6S$,TU,T@)/9298d,R,C,#,6,TM=d2(_9A
'''
∆
B
2
'''
1
∆
;Ž!
'''
2
∆
;Ž!
'''
∆
;
Ž!

#,(QG,h2?4*A
,
B
#,(QG,h2?4*A
,
B
A•BT40YŒ&ETJE
Bảng 4.2: Nhiệt độ và áp suất hơi thứ
*
O
,
4,

,

!

,
•E/
T
,
•E/
 &J] & ]|]J& ]
16
 & ]& ]JJ&JJJ ]
4. Tổn thất nhiệt
4.1. Tổn thất do nhiệt độ sôi của dung dịch cao hơn dung môi (
∆
′
)

42j
0
.
i
f
′ ′
∆ = ∆
AŒ&ET&|EB
2
16,2.
i
T
f
r
=
AŒ&ET|EB
2
0
16,2. .
i
i
T
r
′ ′
⇒ ∆ = ∆
1
273 110 383T K= + =
2
273 60,7 333,7T K= + =



#,(Q8"2?46P"M$8C,G,hK
Ts#,j4G2?42K•E/
D$,T1
'
0
∆
(>2,T4,‚0YAŒ&cT&]c,,,B
17
*
5
1
;<
→
'
01
∆
;K]
0
!
*
5
2
;<
→
'
02
∆
;JKJ
0

!
Bảng 4.3: Tổn thất nhiệt do nhiệt độ sôi dung dịch
*
*  (Q
A<B

A

A
,R
A
  K] K]
]K
  JKJ KJJ
4.2 Tổn thất do tăng áp suất thủy tĩnh (
''
∆
)
2
2
1
4
2
1
( ). . ( / )
2
( ). .10 ( )
2
tb hti dds
hti dds

h
h g m
h
h at
ρ
ρ
−
Ρ = Ρ + + Ν
= Ρ + +
AŒ&ET&]EB
O
,
$8C,G,h*


2)246612,T9,T@)#,K
1
h
;KAPB


2)249,T@)#,K
2
h
;KAPB
:
dds
ρ
/9=>T2?46612/8"&
T40YŒ&|ETJE,42j

dd1
ρ
;JK|A/EP•B
2dd
ρ
;|KA/EP•B
Bảng 4.4: Tổn thất nhiệt do tăng áp suất thủy tĩnh
18
*

A/EP•B

A4,B A

A
R
A
 JK| K] K] K]
]K]
 |& K] JK]|] KJ]|]
19
R,R,C,#,2?42Y#,9=
5. Hiệu số nhiệt độ hữu ích(
)
i
hi
t
∆
:
;

;JK|KJK|];|K]|J
;
;JKKK]K];K|JJ
;
;|K
]KKJJKJ]|];K]
6. Cân bằng nhiệt lượng, tính và kiểm tra lượng hơi thứ thực tế.
11
;iW
11
;iW
′
ˆ

{

1m
Q
2m
Q
ddd
tCG ;;
111
;);( tCWG
d
−
( )
ccd
tCWQ ;;−
11

;;
θ
p
CD
221
;;
θ
p
CW
G(*2V0F#,=>2?4#,9
=>G(9,-*A/EB
ŒP#,2?4G(9,A‘E/B
,#,(Q2?46612A
0
!B
’#,(Q2A
0
!B
P#,2?4G,hA‘E/B
6.1. Tính nhiệt dung riêng
#,6T2?42,+,i$8C,2?4G(9,
A0YŒ&J|ET&EB
;JK4,;J|JKA•E/&(QB
;KJ4,;JKA•E/&(QB
20
#,6T2?4,+,i2",h2AŒ&JET&EB
&!;
1
n
&

1
c
}
2
n
&
2
c
}
3
n
&
3
c
;JK|A•E/&(QB
'9-6612=H2j*(Q•G<,+,i2",h2
AŒ&JfT&f,,,B
;J]&A5B
;J]&AKB;KA•E/&(QB
'9-66122j*(Q=G<,+,i2",h2{
AŒ&JJfT&f,,,,B
;J]&AB
;&}J]&AKB
;|KJA•E/&(QB
;&}J]&AB
;JK|&K}J]&AKB;|K]A•E/&(QB
T(j=89@,x2?4@,9 4K K7,T
=#,6T2?46612M*(Q5
5=*(Q<%/9=>2?4
/9=>P=2?4

#,6@,x,T40YAŒ&JE,T&EB
;]{;]{;]
OG,TU2V0F-X,=#*
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6.2. Tính và kiểm tra lượng hơi thứ thực tế
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Bảng 4.5: Kiểm tra lượng hơi thứ thực tế
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7. Tính bề mặt truyền nhiệt
7.1. Lượng nhiệt do hơi đốt cung cấp
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7.1.1. Nồi 1 :
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