Tiểu luận các loại thiết bị cô đặc

BÀI TIỂU LUẬN
QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT
I.THIẾT BỊ CÔ ĐẶC CÓ ỐNG TUẦN HOÀN Ở TÂM
1. Cấu tạo:
1. phòng đốt
2. ống truyền nhiệt
3. ống tuần hoàn
4. phòng bốc
5. bộ phận thu hồi cấu tử
2. Nguyên tắc hoạt động:
- Đầu tiên dung dịch sẽ được cho vào các ống
truyền nhiệt và ống tuần hoàn qua van, sau đó mở van
hơi cho hơi vào. Phải để dung dịch phủ kín toàn bộ các
ống mới được mở van hơi. Nhằm tránh hiện tượng cháy
nổ.
- Tại phòng đốt này, dung dịch trong các ống sẽ
được truyền nhiệt từ hơi đốt ở bên ngoài. Trong ống
truyền nhiệt dung dich sẽ sôi lên và trở thành hỗn hợp
hơi-lỏng. Hỗn hợp này nóng nên khối lượng riêng giảm
đi và bị đẩy từ dưới lên miệng ống. Còn trong ống tuần
hoàn, thể tích dung dịch theo một đơn vị bề mặt truyền
nhiệt lớn hơn ống truyền nhiệt do đó lượng hơi tạo ra ít
hơn, dẫn đến khối lượng của hỗn hợp hơi-lỏng lớn hơn
và sẽ bị đẩy xuống dưới. Kết quả là trong thiết bị có
chuyển động tuần hoàn tự nhiên từ dưới lên trong ống
truyền nhiệt và từ trên xuống trong ống tuần hoàn.
- Phía trên phòng đốt là phòng bốc hơi. Ở đây,
hơi thứ sẽ mang theo những cấu tử. Vì thế, có bộ phận tách bọt nhằm thu hồi
lại những cấu tử.
- Trong quá trình truyền nhiệt, dung dịch được cô đặc sẽ thoát ra qua
cửa II , nước ngưng tụ sẽ thoát ra qua cửa IV. Còn hơi thứ sau khi được loại

cấu tử sẽ thoát ra qua cửa V
3. Đặc điểm, ưu nhược điểm
1. Đăc điểm: Vận tốc tuần hoàn của loại thiết bị này thường không quá
1,5m/s. Khi năng suất thiết bị quá lớn ta có thể thay ống tuần hoan
bằng vài ống có đường kình nhỏ hơn.
2. Ưu điểm: Thiết bị cô đăc có ống tuần hoàn ở tâm có ưu điểm là cấu
tạo đơn giản, dể sửa chữa và làm sạch.
3. Nhược điểm: Vận tốc tuần hoàn chậm, và có thể bị giảm do ống tuần
hoàn bị nóng lên.
II. HỆ THỐNG CÔ ĐẶC KIỂU TUYE:
1. Cấu tạo:
Gồm: 1. thiết bị cô đặc
2. bơm tuye
3. các cửa
2. Nguyên tắc hoạt động:
- Hơi có áp suất cao P
0
đi vào tuye 2
và giãn. Đồng thời hơi thứ có áp suất P
P’ được hút vào tuye. Từ tuye hỗn
hợp đi ra với áp suất P
1
rồi đi vào
thiết bị phân tách.
- Lượng hơi dó áp suất cao, nhiệt độ
Cao thì đi vào thiết bị. Còn lượng
hơi nhiệt độ thấp không được sử
dụng rồi đi ra ngoài.
- Hơi đốt đi ngoài, nguyên liệu
đi bên trong ống tuyp, hai pha đối lưu nhau. Hơi thứ được đi vào thiết bị

phân tách, sản phẩm và nước ngưng tụ cho ra ngoài qua 2 cửa khác
nhau.
3. Ưu, nhược điểm:
- Ưu: Cấu tạo đơn giản, rẻ, được sử dụng phổ biến.
III. HỆ THỐNG CÔ ĐẶC DẠNG TẤM ALFALAVAL:
1. Cấu tạo:
Gồm có: 1. buồng đốt dạng tấm alfalaval
2.buồng bốc hơi
3.bộ phận cân bằng để cân bằng áp suất 2 trạng thái pha tránh
hiện tượng thuỷ kích trong buồng đốt và tách triệt để 2 trạng thái pha lỏng
và hơi.
4. bình phân tách


2. Nguyên tắc hoạt động
Theo nguyên tắc trong cô đặc nhiều nồi thì sản phẩm hiệu trước sẽ làm
nguyên liệu cho hiệu sau. Sản phẩm hiệu trước đi qua hiệu sau qua bình
cân bằng. Ở bình cân bằng nguyên liệu được tách ra 2 trạng thái pha lỏng
và hơi. Hơi đi lên trên tiếp tục được gia nhiệt và được đưa đến ống tuần
hoàn, còn lượng lỏng hoàn toàn thì đi vào buồng đốt. Tại buồng đốt thì
lỏng đi từ dưới lên, hơi đi từ trên xuống hai trạng thái pha đối lưu ngược
chiều nhau. Khí không ngưng và nước ngưng tụ qua bình phân tách được
cho ra khỏi buồng đốt theo 2 đường khác nhau. Chất lỏng từ dưới lên trao
đổi nhiệt với hơi rồi qua ống tuần hoàn đi vào buồng bốc cùng với hơi
được tách ở bình cân bằng lúc đầu, cấu tử nặng đi xuống đáy buồng bốc
còn hơi nhẹ thì đi trên. Tại buồng bốc 2 trạng thái được tách triệt để 1 lần
nữa. Hơi đi ra tù buồng bốc là hơi thứ đi làm hơi đốt cho hiệu sau hoặc đi
gia nhiệt cho các thiết bị khác, còn sản phẩm đi ra sẽ làm nguyên liệu cho
hiệu sau
IV. SƠ ĐỒ HỆ THỐNG GIA NHIỆT:

4
1
3
VENTING
CONDENSATE
ALT .CONNECTED TO
THE SEPARATOR
2
Ðua di l?ngÐua di thông SO2 l?n 1
Th?i ra không khí
Hoi lò
Hoi th?
Hoi th? Hoi th?
Ðua di b?c hoi
1. Giải thích
- Hơi lò chính là hơi từ lò hơi vào có nhiệt độ khoảng 110
0
C – 130
0
C .
Để tận dụng tối đa nguồn nhiệt từ các thiết bị đốt nóng thì ngoài sử
dụng hơi đốt từ lò hơi người ta sử dụng thêm nguồn hơi thứ ( hơi thứ là
hơi có nhiệt độ và áp suất bé hơn nhưng khả năng truyền nhiệt lớn).
Nhưng nguyên tắc sử dụng hơi ở đây là chỉ sử dụng một trong hai
nguồn hơi, sử dụng hơi lò thì khoá van hơi thứ và ngược lại, nếu sử
dụng đồng thời cả hai nguồn hơi thì sẽ có hiện tượng áp suất đẩy nhau
vì hơi thứ có áp suất bé hơn và khi đó thì không xảy ra quá trình truyền
nhiệt nhiệt. Sở dĩ hệ thống có cả hai nguồn hơi vì khi một trong hai
nguồn xảy ra sự cố thì ta có nguồn khác để thay thế tránh sản xuất
ngừng trệ, mặt khác khi cần tăng nhiệt độ đột ngột thì sẽ dùng nguồn

hơi có nhiệt độ cao hơn.
- Nguyên liệu được đưa từ bể chứa nguyên liệu vào thiết bị nhờ hệ thống
2 bơm li tâm ghép song song, do 2 bơm ghép song song nên 1 bơm làm
việc, 1 bơm dự phòng.
- Hệ thống gia nhiệt gồm có 7 thiết bị gia nhiệt ghép nối tiếp, liền kề chia
thành 3 cụm. Cụm 1 gồm 3 thiết bị đầu trong đó thiết bị thứ 3 là thiết bị
dự phòng, cụm 2 gồm 2 thiết bị tiếp theo và cum 3 gồm 2 thiết bị cuối.
Mỗi cụm đều có bể chứa nguyên liệu riêng và sản phẩm của mỗi cụm sẽ
đi về những thiết bị khác nhau. Khi thiết bị dự phòng làm việc cho cum
1 thì nguyên liệu của cụm 2 đi xuyên qua và đến thiết bị gia nhiệt 4, còn
khi ở trạng thái dự phòng thì nguyên liệu cụm 2 sẽ được gia nhiệt ở đây
trước sau đó sản phẩm đi vào cụm 2 tiếp tục gia nhiệt tiếp.
1. Thuyết minh hệ thống
Hệ thống thiết bị gia nhiệt này được chia làm 3 cụm:
- Cụm 1 gồm 3 thiết bị liền kề, nối tiếp làm việc theo nguyên lí: Sản
phẩm hiệu 1 làm nguyên liệu cho hiệu 2, sản phẩm hiệu 2 làm nguyên
liệu cho hiệu 3 và sản phẩm hiệu 3 là sản phẩm của giai đoạn 1. Hơi đi
vào thiết bị theo nguyên tắc hơi đi bên ngoài, nguyên liệu đi bên trong,
hai trạng thái pha đối lưu nhau và khi sản phẩm đạt đến nồng độ chất
khô cho phép thì đi vào làm nguyên liệu cho hiệu 2, tương tự sản phẩm
hiệu 2 làm nguyên liệu cho hiệu 3 và sản phẩm hiệu 3 là sản phẩm của
giai đoạn 1. Sau khi đối lưu thì khí không ngưng và nước ngưng tụ theo
1 cụm ra ngoài.
- Cụm 2 thì gồm 2 thiết bị tiếp theo. Nguyên tắc làm việc tương tự như ở
cụm 1, chỉ khác là nguyên liệu của cụm 2 có được gia nhiệt ở thiết bị dự
phòng hay không? Nghĩa là khi thiết bị dự phòng làm việc cho cụm 1
thì không làm việc cho cụm 2 và ngược lại. Và sản phẩm của cụm 2
được đưa đi lắng.
- Cụm 3 gồm 2 thiết bị cuối, cụm 3 cũng làm việc giống cụm 1 và cụm 2
nghĩa là sản phẩm hiệu trước làm nguyên liệu cho hiệu sau, sản phẩm

cuối cùng của cụm 3 được đưa vào thiết bị cô đặc nên cụm 3 được gọi
là thiết bị tiền bốc hơi hoặc thiết bị tiền cô đặc.
Nước ngưng tụ và khí không ngưng của mỗi thiết bị của cả 3 cụm được
đưa ra ngoài theo 1 đường.
VI. THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMETRE:
I
II
1
2
I
II
1
2
3
Hình 1:Thiết bị ngưng tụ ngược dòng Hình 2: Thiết bị ngưng tụ xuôi dòng
1. Thân 1. Thân
2. Tấm ngăn 2. Hệ thống vòi
3. Máng ngăn
1. Thiết bị ngưng tụ ngược dòng
a. Cấu tạo
Thiết bị gồm thân hình trụ 1 có gắn những tấm ngăn 2 có các lỗ nhỏ.
b. Nguyên tắc hoạt động
Hơi vào thiết bị ngưng tụ đi từ dưới lên qua cửa II, nước chảy từ trên
xuống qua cửa I, chảy tràn qua các tấm ngăn 2 và đồng thời chảy qua các lỗ
của tấm ngăn.
Nước và hơi trao đổi nhiệt cho nhau, sau khi đạt được nhiệt độ
thích hợp thì hỗn hợp nước làm nguội và chất lỏng đã ngưng tụ chảy xuống
và ra ngoài qua cửa IV, khí không ngưng đi ra qua cửa III ở phía trên.
c. Ưu, nhược điểm:
Nước tự chảy từ trên xuống không cần bơm nên tốn ít năng lượng

2.Thiết bị ngưng tụ xuôi dòng
a. Cấu tạo
Thiết bị gồm thân hình trụ 1, trong có đặt máng ngăn 3 có các lỗ
nhỏ, hệ thống vòi phun nước 2.
b. Nguyên tắc hoạt động
Hơi vào thiết bị đi từ trên xuống vào qua cửa III, hơi dư ra ngoài qua cửa
II, nước qua cửa I vào được dẫn qua các vòi phun 2 chảy từ trên xuống qua
máng ngăn 3, hơi và nước tiếp xúc với nhau trao đổi nhiệt cho nhau, sau
khi đạt được nhiệt độ thích hợp thì hỗn hợp nước làm nguội, chất lỏng đã
ngưng tụ, khí không ngưng được hút ra ở phía dưới thiết bị qua cửa IV.
c. Ưu, nhược điểm:
- Tốn ít năng lượng
- Năng suất không cao
V. CÁC THIẾT BỊ CÔ ĐẶC:
1. ống dẫn lỏng loại lưu thể
- nguyên liệu đi vào từ cửa phía dưới và đi bên
ngoài
ống
- lỏng đi vào từ cửa phía trên và đi bên trong ống,
nguyên liệu và lỏng tiếp xúc gián tiếp
ngược chiều nhau xảy ra quá trình trao đổi nhiệt
- sản phẩm được ra ở cửa phía dưới bên phải ống,
khí không ngưng được ra ở cửa phía trên của thiết bị
2. ống dẫn hơi loại lưu thể:
- hơi được dẫn vào bằng ống dẫn hơi phía dưới
- thiết bị, hơi đi bên ngoài, nguyên liệu đi vào
bên trong ống.
- hơi tiếp xúc với nguyên liệu xảy ra quá
trình truyền nhiệt đối lưu lẫn nhau.
- Hơi thứ được đi lên phía đầu trên của ống.

- Khí không ngưng đi qua cửa ở phía trên
bên phải của ống.
- Sản phẩm được ra ở cửa phía dưới của ống.
3. phòng đốt bằng hơi bên trong nằm
ngang:
- hơi đi vào ở cửa phía dưới bên trái ống.
- nguyên liệu được vào ở cửa bên phải ống.
- Sau khi hơi và nguyên liệu tiếp xúc gián
tiếp xảy ra quá trình truyền nhiệt đối lưu.
- Sản phẩm được ra ở cửa bên trái ống,
hơi thứ được ra ở cửa phía trên ống