thiết kế hệ thống cô đặc ba nồi xuôi chiều Na2CO3 năng suất 12000 kg trên giờ

Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
MỤC LỤC
1.1 T ng quan v s n ph m:ổ ề ả ẩ 2
1.2 C s và ph ng pháp cô c:ơ ỏ ươ đặ 3
1.3 Thuy t minh s công ngh :ế ơđồ ệ 4
2.1 Cân b ng v t li u:ằ ậ ệ 5
2.1.1 L ng h i th b c h i ra kh i h th ng:ượ ơ ứ ố ơ ỏ ệ ố 5
2.1.2 S phân b h i th trong các n iự ố ơ ứ ồ : 5
2.1.3 N ng dung d ch t ng n i:ồ độ ị ở ừ ồ 6
2.2 Phân b áp su t làm vi c trong các n i:ố ấ ệ ồ 6
2.3 T n th t nhi t m i n i:ổ ấ ệ độở ỗ ồ 7
2.3.1 T n th t nhi t o n ng ( '):ổ ấ ệ độđ ồ độ Δ 7
2.3.2 T n th t nhi t do áp su t th y t nh ( ’’):ổ ấ ệ độ ấ ủ ĩ ∆ 8
2.3.3 T n th t do tr l c c a ng ng,( ”’):ổ ấ ở ự ủ đườ ố Δ 10
2.3.4 T n th t do toàn b h th ng:ổ ấ ộ ệ ố 10
2.3.5 Hi u s h u ích trong toàn h th ng và trong t ng n i:ệ ố ữ ệ ố ừ ồ 10
2.4 Tính nhi t l ng, nhi t dung riêng, n nhi t ng ng t :ệ ượ ệ ẩ ệ ư ụ 10
2.5 L p ph ng trình cân b ng nhi t l ng và tính l ng h i t c n thi t:ậ ươ ằ ệ ượ ượ ơ đố ầ ế 13
2.6.1 nh t:Độ ớ 15
2.6.2 H d n nhi t c a dung d ch:ệ ẫ ệ ủ ị 16
2.6.3 H s c p nhi t:ệ ố ấ ệ 17

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 1
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM, PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ,
CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
1.1 Tổng quan về sản phẩm:
Hầu hết trong những ngành công nghiệp sản xuất hiện nay đều cần rất nhiều
hoá chất từ ngành Công nghệ sản xuất va chế biến hoá chất. Một trong những hoá chất

cần thiết đó là: natricacbonat Na
2
CO
3
Các tính chất vật lý cơ bản của Na
2
CO
3
– Màu trắng.
– Tan tốt trong nước nhưng không tan trong rượu.
– Phân tử lượng: 106,00dvc
– Tỷ trọng riêng: 2,533
– Nhiệt độ nóng chảy: 851
o
C
– Nhiệt chuyển pha từ rắn sang lỏng: 7,000cal/mol
– Độ tan trong nước 45,5g/100ml
Na
2
CO
3
có thể tồn tại ở các dạng như Na
2
CO
3
.H
2
O, Na
2
CO

3
.7H
2
O,
Na
2
CO
3
.10H
2
O, hoặc tồn tại dưới dạng dung dịch ở các nồng dộ khác nhau và thường
được gọi là xô đa.
Xô đa dùng nhiều trong công nghiệp xà phòng dưới dạng dung dịch bão hòa có
d = 1,205
Na
2
CO
3
thương phẩm thường chứa 99% Na
2
CO
3
và 0,5% NaCl; 0,3%Na
2
SO
4
và 0,4% ẩm. Sô đa thường dùng sản xuất sút tại chỗ.
Các ứng dụng của Na
2
CO

3

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 2
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
Na
2
CO
3
là chất rất quan trọng được dùng rộng rãi trong công nghiệp xà bông
giấy xenlulozo, dệt, thủy tinh, luyện kim và nhiều nghành khác. Có thể kể đến một số
ứng dụng sau:
– Sản xuất sút tại chỗ.
Na
2
CO
3
+ Ca(OH)
2
= 2NaOH + CaCO
3
– Na
2
CO
3
(xô đa) không có khả năng xà phòng hóa dầu mỡ nhưng có thể xà
phòng hóa tùng hương và các axit béo tổng hợp do đó nó được sử dụng để
sản xuất xà phòng, bột giặt và chất tẩy rửa.
– Nó cũng là phụ gia cho các sản phẩm xà phòng và mĩ phẩm
Các phương pháp sản suất:

– Phương pháp leslanc:
Nguyên lý :Ðiều chế Na
2
SO
4
muối ăn và axít H
2
SO
4

2NaCl + H
2
SO
4
= Na
2
SO
4
+ 2HCl
Sau đó nung trong lò quay cùng với than và Canxicacbonat ở 1000
o
C
Na
2
SO
4
+ 2C + CaCO
3
= Na
2

CO
3
+ CaS + 2CO
2
Phương pháp nay còn nhiều thiếu sót.
– Phương pháp solvay:
Quá trình điều chế Na
2
CO
3
thực hiện qua 2 giai đoạn :
Ðiều chế NaHCO
3
:
NaCl + NH
3
+ CO
2
+ H
2
O  NaHCO
3
+ NH
4
Cl
Từ NaHCO
3
diều chế Na
2
CO

3
:
2NaHCO
3
 Na
2
CO
3
+ CO
2
+ H
2
O
1.2 Cơ sỏ và phương pháp cô đặc:
Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ chất rắn hoà tan trong dung dịch bằng
cách tách một phần dung môi sang dạng hơi. Quá trình cô đặc tiến hành ở trạng thái
sôi nghĩa là áp suất riêng phần của dung môi cân bằng với áp suất chung trên bề mặt
thoáng của chất lỏng. Trong quá trình cô đặc nồng độ của chất tan tăng, ảnh hưởng đến
quá trình tính toán của thiết bị. Khi đó hệ số dẫn nhiệt
λ
, nhiệt dung riêng C, hệ số cấp
nhiệt
α
giảm, đồng thời khối lượng riêng
ρ
, độ nhớt
µ
, tổn thất nhiệt
∆
’ tăng.

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 3
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
Trong hệ thống cô đặc 3 nồi xuôi chiều, dung dịch di chuyển từ nồi này sang
nồi khác nhờ sự chênh áp giữa các nồi. Nhiệt độ nồi trước lớn hơn nồi sau. Ở đây ta sử
dụng hệ thống 3 nồi cô đặc có ống tuần hoàn ở tâm.
1.3 Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
Dung dịch từ thùng chứa (1) được bơm (2) đưa lên thùng cao vị (3) rồi đưa đến
thiết bị gia nhiệt (5) sau khi qua lưu kế (4). Tại đây dung dịch được đun đến nhiệt độ
sôi rồi đưa đến hệ thống 3 nồi cô đặc (6). Hệ thống sử dụng hơi nước để cấp nhiệt.
Dung dịch đi trong ống, hơi nước đi ngoài ống. Hơi thứ nồi thứ nhất là hơi đốt nồi thứ
hai, tương tự với nồi thứ ba. Hơi thứ ra khỏi nồi ba được đưa và baromet ngưng tụ (7),
có tác dụng tạo độ chân không cho hệ thống cô đặc. Dung dịch sau khi cô đặc được
đưa vào bể chứa (8)

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 4
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
Chương 2
TÍNH TOÁN CÔNG NGHỆ THIẾT BỊ CHÍNH
2.1 Cân bằng vật liệu:
Các số liệu ban ban đầu:
Dung dịch cô đặc: Na
2
CO
3
Năng suất dung dịch đầu: 12000 kg/h.
Nồng độ đầu: 8%
Nồng độ cuối: 20%

Áp suất hơi nồ 1: 3at
Áp suất còn lại trong thiết bị ngưng tụ: 0.2at
2.1.1 Lượng hơi thứ bốc hơi ra khỏi hệ thống:
Gọi: G
đ
, G
c
là lượng dung dịch lúc đầu và cuối, kg/h
x
đ,
x
c
là nồng độ đầu và cuối, % khối lượng
W là lượng hơi thứ bốc hơi, kg/h
Phương trình cân bằng vật liệu cho toàn hệ thống:
G
đ
= G
c
+ W (1)
Phương trình cân bằng vật liệu cho cấu tử phân bố:
G
đ.
x
đ
= G
c
x
c
+ W x

w
Ở đây ta coi quá trình cô đặc coi khối lượng chất tan không bị mất theo lượng
hơi bốc ra nên ta có:
G
đ
x
đ
= G
c
x
c
(2)
Từ (1) và (2) ta có :
W = G
đ
(1 – x
đ
/x
c
) (3)
Theo số liệu đề tài ta có lượng hơi thứ bốc ra toàn hệ thống là :
W = 12000 (1 – 8/20) = 7200 (kg/h)
2.1.2 Sự phân bố hơi thứ trong các nồi :
Gọi W
1,
W
2,
W
3
là lượng hơi thứ của nồi 1, nồi 2, nồi 3 kg/h.

Chọn sự phân bố hơi thứ theo tỷ lệ :

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 5
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
1
W
1
i
=
+i
W
Từ cách chọn tỷ lệ này ta tính được lượng hơi thứ bốc ra từng nồi:
Nồi 1:
hkg
W
W /2400
3
1
==
∑
Nồi 2:
)/(2400
12
hkgWW ==

Nồi 3:
)/(2400
23
hkgWW ==

2.1.3 Nồng độ dung dịch ở từng nồi:
Theo đầu bài dung dịch có nồng độ đầu x
đ
=13% và nồng độ cuối, tức khi ra
khỏi nồi 3 là x
c
= 27%.
Gọi: x
1,
x
2
, x
3,
là nồng độ tương ứng trong nồi 1, nồi 2, nồi 3.
Vậy: Nồng độ của nồi 1:
X
1
= G
đ
x
đ
/(G
đ
– W
1
) (4)
= 12000 . 8/(12000 - 2400)
= 10 (%khối lượng)
Nồng độ của nồi 2:
X

2
= G
đ
x
đ
/(G
đ
– W
1
- W
2
) (5)
= 12000 . 8 / (1200 – 2400 – 2400)
= 13.33 (% khối lượng)
Nồng độ của nồi 3:
X
3
= G
đ
x
đ
/( G
đ
– W
1
– W
2
– W
3
) (6)

= 12000 . 8 /(12000 – 2400 - 2400 – 2400)
= 20 (%khối lượng)
2.2 Phân bố áp suất làm việc trong các nồi:
Gọi:P
1,
P
2,
P
3
, P
nt
, là áp suất hơi đốt trong các nồi I, II, III và thiết bị ngưng tụ.
Giả dụ sự giảm áp suất xảy ra giữa các nồi là không bằng nhau và giảm theo tỷ
lệ sau:
7.1
1
=
∆
∆
+i
i
P
P
Vậy áp suất làm việc ở từng nồi là:
Ta có:
∆
P = P
1
-P
nt

= 3 - 0,12 = 2,8at

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 6
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung

∆
P =
∆
P
1
+
∆
P
2
+
∆
P
3
= 2,8at
⇒
∆
P
1
=1,45at
⇒
∆
P
2
=0,85at

⇒
∆
P
3
=0,5at
Gọi t
hđ1,
t
hđ2,
t
hđ3,
t
nt
là nhiệt độ của hơi đốt đi vào nồi 1, nồi 2, nồi 3 và thiết
bị ngưng tụ.
t
ht1,
t
ht2,
t
ht3,
là nhiệt độ của hơi thứ ra khỏi nồi 1, nồi 2, nồi 3.
Coi sự tổn thất nhiệt độ do mất mát khi vận chuyển hơi từ thiết bị này sang thiết
bị khác là 1
0
C
Do đó t
hđ2
= t
ht1

- 1 (7)
t
hđ3
= t
ht2
- 1 (8)
t
nt
= t
ht3
-1 (9)
Từ áp suất của P
ht1,
P
ht2
, P
ht3
đã biết, ta tra bảng I.251/314 –[1] ta được nhiệt độ
hơi thứ của nồi 1, nồi 2, nồi 3, từ đó biết được nhiệt độ hơi đốt của các nồi 1, 2, 3 qua
công thức (8) (9). Biết nhiệt độ của hơi đốt ta biết được áp suất của hơi đốt bằng cách
tra bảng I.250/312 –[1]:
Bảng 1.1
Nồi 1 Nồi 2 Nồi 3 TB barômet
P
1
(at) t
0
C P
2
(at) t

0
C P
3
(at) t
0
C P
nt
(at) t
0
C
Hơi đốt 3 132,90 1,55 111,75 0,70 89,33 0,2 59,7
Hơi thứ 1,61 112,7 0,72 90,3 0,21 60,7
2.3 Tổn thất nhiệt độ ở mỗi nồi:
2.3.1 Tổn thất nhiệt độ đo nồng độ (Δ'):
Δ' = t
0
sdd
– t
0
sdm
Ta sử dụng công thức Tisencô:
Δ’ = Δ
0
’.f (VI.10/59 –[2])
Trong đó Δ’
0
– tổn thất nhiệt độ do nhiệt độ sôi của dung dịch lớn hơn nhiệt độ
sôi của dung môi ở áp suất thường.
F = 16,2. T
2

/r (VI.11/59 – [2])
Trong đó T- nhiệt độ sôi của dung môi nguyên chất ở áp suất đã cho,
0
K;
r- là ẩn nhiệt hóa hơi của dung môi nguyên chất ở áp suất làm
việc,J.kg.

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 7
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
Dựa vào bảng (VI.2/65 – [2]) ta biết được tổn thất nhiệt độ Δ’
0
theo nồng độ a
(% khối lượng)
Bảng 1.2:
Nồi1 Nồi 2 Nồi 3
Nồng độ của dung dịch(%kl) 10.00 13.33 20.00
Δ’
0
(
0
C) 0.470 0.697 1.300
Dựa vào (I.251/314 – [1]) ta xác định được nhiệt hóa hơi r:
Bảng 1.3:
Nồi1 Nồi 2 Nồi 3
Áp suất làm việc, at 1.61 0.72 0.21
Nhiệt hóa hơi .10
-3
. r, J/kg
2226.722 2284.017 2355.719

Vậy: Δ’
1
= Δ’
0.
16,2 (t
ht1
+ 273)
2
/r
1
= 0,47 . 16,2.(132,9+ 273)
2
/2226.722*10
3
= 0,51
0
C
Tương tự ta có
Δ’
2
= 0,65s
Δ’
3
= 1
Vậy tổn thất nhiệt cả ba nồi:
Δ’ = Δ’
1
+ Δ’
2
+Δ’

3
= 0,51 + 0,65 + 1
= 2,16
0
C
2.3.2 Tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh (∆’’):
Trong lòng dung dịch, càng xuống sâu nhiệt độ sôi của dung dịch càng tăng do
áp lực của cột chất lỏng. Hiệu số của dung dịch ở giữa ống truyền nhiệt và trên mặt
thoáng gọi là tổn thất nhiệt dộ do áp suất thuỷ tĩnh.
''∆
= t
(P+
∆
P)
- t
P
Với
– t
(P+
∆
P)
là nhiệt độ sôi ứng với P
tb
.
– tp là nhiệt độ sôi tại mặt thoáng của dung dịch.
Tính áp suất thủy tĩnh ở độ sâu trung bình của chất lỏng:
Theo CT VI.12, STQTTB, T2/Trang 55;ta có:

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 8
Lớp : 05H5

Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
g
h
hPP
ddsoiotb
.
2
ρ






+∆+=
Với:
– P
o
là áp suất hơi thứ trên bề mặt dung dịch.
–
∆
h là chiều cao của lớp dung dịch sôi kể từ miệng ống truyền nhiệt đến mặt
thoáng dung dịch, chọn
∆
h=0,5 cho cả 3 nồi.
– H là chiều cao ống truyền nhiệt, chọn h = 2,5m cho cả 3 nồi.
–
ddsoi
ρ
là khối lượng riêng của dung dịch khi sôi, kg/m

3

ddsoi
ρ
=
2
dd
ρ
Nồi 1: ứng với x
1
= 10%
t
s1
=101,07
o
C Theo bảng I.204/236 –[1]

→
Áp suất hơi nước bão hoà là 1,705at Theo bảng I.250/312 –[1]
930,0
705,1
1
0
==
P
P
Mà
atPPP
tb
835,1

01
=→=

87,116
0
=→ t

Ctt
o
tbs
87,116
11
==→

Nhiệt độ sôi của dung dịch tại bề mặt thoáng là t
P
t
P
= t
ht1
+ Δ
’
1
= 112,75 + 0,51 = 113,26
o
C
Vậy
( )
Ctt
PPP

0
1
61,326,11387,116'' =−=−=∆→
∆+
Nồi 2: ứng với x
1
= 13.33%
t
s1
=101,5
o
C Theo bảng I.204/236 –[1].

→
Áp suất hơi nước bão hoà là 1,093at Theo bảng I.250/312 –[1]
915,0
093,1
1
0
==
P
P
Mà
atPPP
tb
909,0
01
=→=

Ct

o
46,96
0
=→

Ctt
o
tbs
46,96
22
==→

Nhiệt độ sôi của dung dịch tại bề mặt thoáng là t
P
t
P
= t
ht2
+ Δ
’
2
= 90,33 + 0,65 = 90,99
o
C

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 9
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
Vậy
( )

Ctt
PPP
0
1
48,599,9046,96'' =−=−=∆→
∆+
Nồi 3: ứng với x
1
= 20%
t
s1
=102,43
o
C Theo bảng I.204/236 –[1].

→
Áp suất hơi nước bão hoà là 1,130at Theo bảng I.250/312 –[1]
885,0
130,1
1
0
==
P
P
Mà
atPPP
tb
366,0
01
=→=

Ct
o
14,73
0
=→

Ctt
o
tbs
14,73
22
==→

Nhiệt độ sôi của dung dịch tại bề mặt thoáng là t
P
t
P
= t
ht2
+ Δ
’
2
= 60,70 + 1 = 61,7
o
C
Vậy
( )
Ctt
PPP

0
1
4,117,6114,73'' =−=−=∆→
∆+
Vậy
C
o
53,20''''''''
321
=∆+∆+∆=∆
2.3.3 Tổn thất do trở lực của đường ống,(Δ”’):
Chọn tổn thất áp suất do trở lực của đường ống trong từng nồi là 1
o
C
C
o
3111'''
'"
3
"'
2
"'
1
=++=∆+∆+∆=∆→
2.3.4 Tổn thất do toàn bộ hệ thống:
C
o
69,25353,2016,2'''''' =++=∆+∆+∆=∆
2.3.5 Hiệu số hữu ích trong toàn hệ thống và trong từng nồi:
– Nồi 1:

Cttt
o
dhhdthi
03,16)161,351,0(75,1119,132
121
1
=++−−=∆−−=∆
∑
– Nồi 2:
Cttt
o
hdhdthi
29,15)148,565,0(33,8975,111
2
32
2
=++−−=∆−−=∆
∑
– Nồi 3:
Cttt
o
nthdthi
19,16)144,111(7,5933,89
3
3
3
=++−−=∆−−=∆
∑
– Cho toàn hệ thống:

Cttt
o
nthdht
51,4769,257,599,132
1
=−−=∆−−=∆
∑
2.4 Tính nhiệt lượng, nhiệt dung riêng, ẩn nhiệt ngưng tụ:
2.4.1 Tính nhiệt lượng riêng:
– I: nhiệt lượng riêng của hơi đốt, J/kg

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 10
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
– i: nhiệt lượng riêng của hơi thứ, J/kg
Các giá trị trên được tra trong bảng: I.250/312 –[1]
2.4.2 Tính nhiệt dung riêng C, J/kg.độ:
o Nhiệt dung riêng của dung dịch trước khi cô đặc:
Vì x
đ
=8%<20% nên áp dụng CT I.43/152 –[1]
12,3851)8,01(4186)1(4186 =−=→−=→
oo
CxC
J/kg.độ
o Nhiệt dung riêng của dung dịch sau khi ra khỏi nồi 1:
Ta có: x
1
=10%<20%
40,3767)101(4186

1
=−=→ C
J/kg.độ
o Nhiêt dung riêng của dung dịch sau khi ra khỏi nồi 2:
Ta có x
2
= 13,33%<20% nên áp dụng CT I.43/152 –[1]
87,3627)1333,01(4186)1(4186 =−=→−=→
oo
CxC
J/kg.độ
Tính C
ht
theo công thức I.41/153 –[1]
OOCCNaNahtct
CnCnCnCM ++=
Trong đó:
n
Na
, n
C
, n
O
: là số nguyên tử Na, C, O trong hợp chất.
C
Na
,C
C
, C
O

: là nhiệt dung riêng của các nguyên tố Na, C, O.
C
Na
= 26000J/kg.độ C
C
= 7500J/kg.độ
C
O
=16800J/kg.độ
( )
OOCCNaNa
c
ht
CnCnCn
tM
C
1
++=→

( )
792,103616800.37500.126000.2
106
1
=++=→
ht
C
J/kg.độ
Do đó: C
2
= 1036,792.0,212 + 4186(1- 0,212) = 3519,556J/kg.độ

o Nhiệt dung riêng của dung dịch ở nồi 3
Vì x
3
= 20 % = 20% nên ta áp dụng công thức I.44/152 – [1]
C
3
= C
ht
x
3
+ 4186(1 – x
3
)
Tính C
ht
theo công thức I.41/153 – [1]
OOCCNaNahtct
CnCnCnCM ++=
Trong đó:

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 11
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
n
Na
, n
C
, n
O
: là số nguyên tử Na, C, O trong hợp chất.

C
Na
,C
C
, C
O
: là nhiệt dung riêng của các nguyên tố Na, C, O.
C
Na
= 26000J/kg.độ C
C
= 7500J/kg.độ
C
O
=16800J/kg.độ
( )
OOCCNaNa
c
ht
CnCnCn
tM
C
1
++=→

( )
792,103616800.37500.126000.2
106
1
=++=→

ht
C
J/kg.độ
C
2
= 1036,792.0,2+ 4186(1- 0,2) = 3556,16J/kg.độ
2.4.3 Tính nhiệt độ hơi đốt, hơi thứ và nhiệt độ sôi của các dung dịch trong các
nồi:
Chọn tổn thất nhiệt độ khi hơi thứ nồi trước di chuyển trong hệ thống ống đi
làm hơi đốt cho nồi sau là 1
o
C
t
1
= 132,9
o
C
t
s1
= t
1
– Δ
thi1
=

132,9 – 16,03 = 116,87
o
C
t
ht1

= t
s1
– (Δ’
1
+ Δ”
1
) = 116,87 – (0,51 + 3,61) = 112,7
o
C
t2 = t
ht1
– Δ”
1-2
= 112,7 – 1 = 111,7
o
C
t
s2
= t
2
– Δ
thi2
=

111,7 – 15,29 = 96,46
o
C
t
ht2
= t

s2
– (Δ’
2
+ Δ”
2
) = 96,46 – (0,65 + 5,48) = 90,3
o
C
t
3
= t
ht2
– Δ”
2-3
= 90,3 – 1 = 89,3
o
C
t
s3
= t
3
– Δ
thi3
=

89,3 – 16,19 = 73,14
o
C
t
ht3

= t
s3
– (Δ’
3
+ Δ”
3
) = 73,14 – (1 + 11,44) = 60,70
o
C
Từ nhiệt độ của hơi đốt và hơi thứ, sử dụng:
Bảng I.249/310 – [1]
Bảng I.250/312 – [1]
Ta tính được các giá trị I, i, C tương ứng
Bảng 1.4
Nồi Hơi đốt Hơi thứ Dung dịch
t
0
C i.10
-3
J/kg C
p
J/kgđộ t
0
C i’10
-3
J/kg t
0
C C
p
J/kgđộ

1 132,90 2730,060 4272,0090 112,7 2700,397 3767,40 116,87

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 12
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
2
111,7 2698,797 4235,972 90,3 2662,600 3627,87 96,46
3 89,3 2660,800 4214,933 60,70 2609,588 3556,16 73,14
2.5 Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng và tính lượng hơi đốt cần thiết:
Gọi:
D
1,
D
2
, D
3
là lượng hơi đốt nồi 1, nồi 2, nồi 3, kg/h.
G
đ
, G
c
là lượng dung dịch đầu và cuối, kg/h.
W
1
, W
2
, W
3
là lượng hơi thứ bốc ra rừ nồi 1, nồi 2, nồi 3, kg/h.
C

đ
, C
c
là nhiệt dung riêng của dung dịch đầu và cuối, j/kg.độ.
t
đ,
t
c
nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối của dung dịch,
0
C.
i
1,
i
2
, i
3
là hàm nhiệt của hơi đốt nồi 1, nồi 2, nồi 3, kg/h.
i’
1
, i’
2,
i’
3
là hàm nhiệt của hơi thứ nồi 1, nồi 2, nồi 3,J/kg.
C
n1
, C
n2
, C

n3
là nhiệt dung riêng của nước ngưng nồi 1, 2, 3, J/kg.độ.
θ
1
θ
2
θ
3
nhiệt dung riêng của nước ngưng nồi 1,2,3,
0
C.
Q
tt1
, Q
tt2
, Q
tt3
nhiệt tổn thất ra môi trường sung quanh, J
Theo phương trình cân bằng nhiệt, lượng nhiệt vào bằng lượng nhiệt ra:
Nhiệt lượng vào:
Nồi 1:
- Do dung dịch đầu: G
đ
C
đ
t
đ
- Do hơi đốt: D
1
i

1

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 13
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
Nồi 2:
- Do hơi đốt mang vào: D
2
t
2
- Do dung dịch ở nồi 1 mang vào: (G
đ
– W
1
)C
1
t
1
Nồi 3:
- Do hơi đốt mang vào : D
3
i
3
- Do dung dịch nồi 2 mang vào: (G
đ
– W
1
)C
1
t

1
Nhiệt lựợng ra:
Nồi 1:
- Do hơi đốt mang ra: W
1
i’
1
- Do dung dịch mang ra: (G
đ
– W
1
)C
1
t
1
- Do nước ngưng mang ra: D
1
C
n1
θ
1
- Do tổn thất nhiệt chung: Q
tt1
= 0.05D
1
(i
1
- C
n1
θ

1
)
Nồi 2:
- Do hơi thứ mang ra: W
2
i’
2
- Do dung dịch mang ra: (G
đ
–W
1
–W
2
)C
2
t
2
- Do nước ngưng mang ra: D
2
C
n2
θ
2
- Do tổn thất nhiệt chung: Q
tt2
= 0.05D
2
(i
2
– C

n2
θ
2
)
Nồi 3:
- Do hơi thứ mang ra: W
3
i’
3
- Do dung dịch mang ra: (G
đ
–W
1
–W
2
–W
3
)C
3
t
3
- Do nước ngưng mang ra: D
3
C
n3
θ
3
- Do tổn thất nhiệt chung: Q
tt3
= 0.05D

3
(i
3
– C
n3
θ
3
)
Phương trình cân bằng nhiệt lượng:
ΣQ
vào
= ΣQ
ra
Nồi 1:
G
đ
C
đ
t
đ
+ D
1
i
1
= W
1
i’
1
+ (G
đ

– W
1
)C
1
t
1
+ D
1
C
n1
θ
1
+ 0.05D
1
(i
1
– C
n1
θ
1
) (1
*
)
Nồi 2:
D
2
i
2
+(G
đ

–W
1
) = W
2
i’
2
+(G
đ
– W
1
- W
2
)C
2
t
2
+D
2
C
n2
θ
2
+ 0.05D
2
(i
2
– C
n2
θ
2

) (2
*
)
Nồi 3:
D
3
i
3
+(G
đ
–W
1
-W
2
)=W
3
i’
3
+(G
đ
–W
1
-W
2
-W
3
)C
3
t
3

+D
3
C
n3
θ
3
+ 0.05D
3
(i
3
–C
n3
θ
3
) (3
*
)
Với: D
2
= W
1
; D
3
= W
2
; W= W
1
+W
2
+W

3
; θ =t
hđ
;

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 14
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
Thay vào giả ra ta được:
Bảng 1.5
Giả sử ban đầu,
kg/h
Giải từ hệ phương
trình, kg/h
Sai số, %
W1 2400 2242,71 7,01
W2 2400 2431,40 1,29
W3 2400 2525,89 4,98
D1 2771,50
2.6. Các thông số kĩ thuật chính:
2.6.1 Độ nhớt:
Ta sử dụng công thức Paplov:
k
tt
=
−
−
21
21
θθ

=const (4.1)
Trong đó: t
1
, t
2
nhiệt độ của chất lỏng có độ nhớt tương ứng
21
,
µµ
.

21
,
θθ
là nhiệt độ của chất lỏng tiêu chuẩn có độ nhớt tương ứng.
Nồi 1: x
1
= 10 %, chọn chất chuẩn là nước
t
1
= 20
0
C ta có
1
µ
= 1,7400. 10
-3
(N.s/m
2
)

⇒

1
θ
= 0,85
0
C
t
2
= 40
0
C ta có
2
µ
= 1,1000. 10
-3
(N.s/m
2
)
⇒

2
θ
= 16,39
0
C
Nên ta có
⇒
39,1685,0
4020

21
21
−
−
=
−
−
θθ
tt
= 1,2870
Từ đó ta có :
2
2
θθ
+
−
=
k
tt
s
s
Có được θ
s
ta tra bảng I.110/108 – [1] ta biết được μ
Và: t
s1
= 116,87
0
C
C

s
0
1
12,7639,16
2870,1
4087,116
=+
−
=
θ
Vậy
1s
µ
= 0,3741.10
-3
(Ns/m
2
)
Nồi 2: x
2
= 13,33%, chọn chất chuẩn là NaCl 15%
t
1
= 20
0
C ta có
1
µ
= 2.28. 10
-3

(N.s/m
2
)
⇒

1
θ
= -0,09
0
C
t
2
= 40
0
C ta có
2
µ
= 1,393310
-3
(N.s/m
2
)
⇒

2
θ
= 18,48
0
C
Nên ta có

⇒
48,1809,0
4020
21
21
−−
−
=
−
−
θθ
tt
= 1,0772

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 15
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
Và t
s2
= 96,46
0
C
C
s
0
2
89,7048,18
0772.1
4046,96
=+

−
=
θ
Vậy
2s
µ
= 0,5637.10
-3
(Ns/m
2
)
Nồi 3: x
3
=20%, dung dịch chuẩn là NacCl 20%
t
1
= 20
0
C ta có
1
µ
= 4,02. 10
-3
(N.s/m
2
)
⇒

1
θ

= -9,57
0
C
t
2
= 40
0
C ta có
2
µ
= 2,25.10
-3
(N.s/m
2
)
⇒

2
θ
= 6,18
0
C
Nên ta có
⇒
18,657,9
4020
21
21
−−
−

=
−
−
θθ
tt
= 1,2698
Và t
s3
=73,14
0
C
C
s
0
2
27,3218,6
2698,1
4014.73
=+
−
=
θ
Vậy
3s
µ
= 1,1922.10
-3
(Ns/m
2
)

2.6.2 Hệ dẫn nhiệt của dung dịch:
Tính theo công thức (I.32/123- [1])
3

M
CA
Pd
ρ
ρλ
=
, W/m.độ; (4.2)
Trong đó: C
p
- nhiệt dung riêng đẳng áp của chất lỏng, J/kg.độ;
ρ- khối lượng riêng của chất lỏng, kg/m
3
;
M- khối lượng mol của chất lỏng;
A- hệ số phụ thuộc mức độ liên kết của chất lỏng;
Ở đây A = 3,58.10
-8
;
Trong đó: M = m
i
M
ct
+ (1- m
i
) M
H2O

Mà
OH
i
ct
i
ct
i
i
M
x
M
x
M
x
m
2
1
−
+
=
Vậy nồi 1:

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 16
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
0185,0
18
10100
106
10

106
10
1
=
−
+
=m
M
1
= m
1
.M
ct
+ (1- m
1
).M
H2O
= 0,0185. 106 + (1 – 0,0185).18
= 19,63
3
8
3
1
1
033,20
33,1017
.33,1017.4,3767.10.58,3
−
==
M

CA
Pd
ρ
ρλ
= 0,5116(W/m.độ)
Nồi 2:

0255,0
18
33,13100
106
33,13
106
33,13
2
=
−
+
=m
M
2
= m
2
.M
ct
+ (1- m
2
).M
H2O
= 0,0255.106 + (1 – 0,0255).18

= 20,24
3
8
3
2
2
222
88,21
67,1091
.67,1091.87,3627.10.58,3
−
==
M
CA
Pd
ρ
ρλ
=0,5357(W/m.độ)
Nồi 3:
0407,0
18
20100
106
20
106
20
2
=
−
+

=m
M
3
= m
3
.M
ct
+ (1- m
3
).M
H2O
=0,0407.106 + (1- 0,0407).18
= 21,58
3
8
3
3
3
333
899,23
66,1160
.66,1160.16,3556.10.58,3
−
==
M
CA
Pd
ρ
ρλ
=0,5577(W/m.độ)

2.6.3 Hệ số cấp nhiệt:
Mô tả sự truyền nhiệt qua thành ống:
Ở đây ta dùng hơi nước bão hòa làm hơi đốt đi ngoài ống, còn dung dịch cô đặc
đi trong ống. Do đó khu vực sôi bố trí bên trong ống còn phía ngoài ống là lớp nước
ngưng tụ. Màng nước ngưng này ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt. Còn sát thành

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 17
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
ống sẽ có một lớp cặn dung dịch bám vào,vì vận tốc khu vực này gần bằng không. Lớp
cặn này cũng ảnh hưởng đến qua trình truyền nhiệt.
Qua trình truyền nhiệt từ hơi đốt đến dung dịch trong ống dẫn gồm ba giai
đoạn:
- Truyền nhiệt từ hơi đốt đến bề mặt ngoài của ống truyền nhiệt với hệ số cấp
nhiệt là α
1
với nhiệt tải là q
1
(W/m
2
).
- Dẫn nhiệt qua ống truyền nhiệt có bề dày là δ, m;
- Truyền nhiệt từ ống truyền nhiệt vào dung dịch với hệ số cấp nhiệt là α
2
với
nhiệt lượng tải riêng là q
2
(W/m
2
).

a) Giai đoạn cấp nhiệt từ hơi đốt đến thành thiết bị:
Theo định luật Niutơn ta có:
q
1
= α
1
.Δt
1
(4.3)
Trong đó Δt
1
hệ số nhiệt độ giữa nhiệt độ hơi ngưng tụ (nhiệt độ bão hòa) và
nhiệt độ thành Δt
1
=t
bh
– t
T
;
Ở đây ta chọn Δt
1
= 1,3
0
C, Δt
2
=1,15
0
C, Δt
3
= 1,1

0
C.
Đây là trường hợp nước ngưng chảy thành dòng, khi đó hệ số cấp nhiệt tính
theo công thức Nuxen:
4
1
1
.
.04,2
Ht
r
A
∆
=
α
, [W/m
2
.độ] [V.101/28 – 1] (4.4)
H- chiều cao của ống truyền nhiệt H= 3m;
Trong đó: A =
25,0
32
)(
µ
λρ
, đối với nước giá trị A phụ thuộc vào nhiệt độ màng
t
m
, còn r là ẩn nhiệt hóa hơi của hơi đốt. Tra bảng [I.250/312 – 1] ta có:
Nhiệt độ t,

0
C Nhiệt hóa hơi r
hh
.10
-3
J/kg
Nồi 1 132,9 2170,88
Nồi 2 111,75 2229,10
Nồi 3 189,33 2286,60
Mà ta có: t
m
= 0,5(t
T
+ t
bh
), mà t
T
=t
bh
– Δt
t
m
= t
hđ
– Δt/2 , ( t
bh
= t
hđ
)
Ở đây ta chọn Δt

1
= 1,3, Δt
2
=1,15, Δt
3
= 1,1
o
C

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 18
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
Từ đó ta tra (trang 29- [2] ) ta lập bảng sau:
Nồi 1 Nồi 2 Nồi 3
t
hđ

0
C 132,9 111,75 89,33
Δt,
0
C 1,3 1,15 1,1
t
m,
0
C 132,25 111,17 88,78
A 191,68 184,03 173,39
Vậy Nồi 1:
42,10680)
3,1.3

10.88,217
.(68,191.04,2)
.
.(.04,2
25,0
3
25.0
1
1
1
==
∆
=
tH
r
A
α
(W/m
2
.độ)
1
1
1
1
1
1
. tq ∆=
α
= 10680,42.1,3 = 13884,55(W/m
2

)
Nồi 2:
25,0
3
25.0
1
2
1
)
3.15,1
1010,2229
.(98.189.04,2)
.
.(.04,2 =
∆
=
tH
r
A
α
=10643,68(W/m
2
.độ)
2
1
2
1
2
1
. tq ∆=

α
=10643,68. 1.15= 12240,23(W/m
2
)
Nồi 3:
25,0
3
25.0
3
3
1
)
1,1.3
10.60,2286
.(4.179.04,2)
.
.(.04,2 =
∆
=
tH
r
A
α
=10205,33(W/m
2
độ)
3
1
3
1

3
1
. tq ∆=
α
= 10205,33.1,1 = 11225,87(W/m
2
)
b) Giai đoạn cấp nhiệt từ thành thiết bị đến dung dịch:
Ta có:
222
. tq ∆=
α
(4.5)
Trong đó: Δt
2
là hiệu số nhiệt độ giữa thành ống và dung dịch sôi
Δt
2
= t
T2
– t
0
t
t
- nhiệt độ bề mặt thành ống phía dung dịch
t
0
- nhiệt độ của chất lỏng sôi
t
T2

= t
hđ
– Δt
1
– Δt
T

Δt
T
- hiệu số nhiệt độ ở hai bên thành
Còn α
2
tính theo công thức sau:
n
αψα
.
2
=
(4.6)
Trong đó: α
n
- hệ số cấp nhiệt đối với nước
7,015,0
14,3 qp
n
=
α
(4.7)
33,2
2

5,0
3,45 tp
n
∆=
α
(4.8)
p- là áp suất làm việc , at;

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 19
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
q- nhiệt tải riêng, W/m
2
ψ là hệ số điều chỉnh và đước xác định theo công thức sau:
435,0
2565,0
)).(.()(.)(






=
d
n
n
d
n
d

n
d
C
C
µ
µ
ρ
ρ
λ
λ
ψ
(4.9)
Trong đó:
dddd
C
µρλ
,,,
- độ dẫn nhiệt, khối lượng riêng, nhiệt dung riêng, độ nhớt tương
ứng với độ sôi của dung dịch;
nnnn
C
µρλ
,,,
- độ dẫn nhiệt, khối lượng riêng, nhiệt dung riêng, độ nhớt tương
ứng của nước;
Bảng thông số của dung dịch:
Nồi 1 Nồi 2 Nồi 3
d
λ
,w/m

2
.độ
0,5116 0,5357 0,5577
d
ρ
,kg/m
3
1017,33 1091,67 1160,66
d
C
,J/kg.độ
3767,40 3627,87 3556,16
10
3
.
d
µ
,Ns/m
2
0,3741 0,5637 1,192
Với nhiệt độ của nồi 1 là t
s1
= 116,87
0
C, t
s2
= 96,46
0
C, t
s3

= 73,14
0
C;
Tra bảng [I.249/310 – 1] ta có bảng thông số của nước:
Nồi 1 Nồi 2 Nồi 3
n
λ
,w/m
2
.độ
0,5897 0,5863 0,5759
n
ρ
,kg/m
3
945,78 960,84 975,93
Cn
,J/kg.độ 4244,68 4215,76 4192,26
10
3
.
n
µ
,Ns/m
2
2,44 3,03 3,85
Nồi 1
435,0
2565,0
435,0

1
1
1
1
2
1
1
565,0
1
1
1
)
44,2
3741,0
).(
68,4244
40,3767
.()
78,945
33,1017
(.)
5897,0
5116,0
()).(.()(.)(







=






=
d
n
n
d
n
d
n
d
C
C
µ
µ
ρ
ρ
λ
λ
ψ
= 0,78

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 20
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung

Nồi 2:
435,0
2565.0
435,0
2
2
2
2
2
2
2
565,0
2
2
2
)
03,3
5637,0
).(
76,4215
87,3627
.()
84,960
67,1091
(.)
5863,0
5357,0
()).(.()(.)(







=






=
d
n
n
d
n
d
n
d
C
C
µ
µ
ρ
ρ
λ
λ
ψ
= 0,76

Nồi 3:
435,0
2565.0
435,0
3
3
3
3
2
3
3
565,0
3
3
3
)
85,3
192,1
).(
26,4192
16,3556
.()
93,975
66,1160
(.)
5759,0
5577,0
()).(.()(.)(







=






=
d
n
n
d
n
d
n
d
C
C
µ
µ
ρ
ρ
λ
λ
ψ
= 0,65

Ta có:
t
T2
= t
hđ
– Δt
1
– Δt
Mà: Δt = q
1
.Σr với Σr là tổng nhiệt trở
Σr = r
1
+ r
2
+ r
3

Trong đó :
Δt- hiệu số nhiệt độ hai bên thành thiết bị
r
1
- là nhiệt trở của nước ngưng
r
2
- là nhiệt trở do lớp cặn bám lên thành
r
3
- là nhiệt trở qua lớp vật liệu
Theo bảng [V.1/4 – 2] ta chọn:

Với lớp nước sạch: r
1
= 0,232 10
-3
Với lớp cặn bã : r
2
= 0,38 10
-3
Còn r
3
=
λ
δ
Với ống truyền nhiệt người ta thường dùng thép TC3 có bề dày δ =2(mm)
Lớp vật liệu đó tra bảng I.125/127 – [1] ta có hệ số dẫn nhiệt là 50 W/m.độ
Vậy ta có:
∑ ∑∑
−−−−
=++===→
3333
321
10.659,010.
50
2
10.232,010.387,0rrr
,m
2
.độ/W
CRqt
o

15,910.659,0.55,13884
3
111
===∆
−
CRqt
o
07,810.659,0.23,12240
3
222
===∆
−
CRqt
o
04,710.659,0.87,11225
3
333
===∆
−

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 21
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
Mặc khác ta có
222
25,033,2
2
/,.145,0
ttt
CmWpt

T
o
−=∆
∆=
α
Thay số vào tính toán ta có bảng :
Nồi 1 Nồi 2 Nồi 3
Δt 9,15 8,07 7,40
t
T2
122,45 102,53 80,84
t dd 116,87 96,46 80,84
Δt
2
5,58 6,07 7,70
P ht (N/m
2
) 1,58E+05 7,11E+04 2,06E+04
αn (W/m
2o
C 3,16E+03 2,58E+03 2,42E+03
CmW
o
n
233
1121
/,10.45,210.16,3.78,0 ===
αϕα
CmW
o

n
233
2222
/,10.96,110.58,2.76,0 ===
αϕα
CmW
o
n
233
3323
/,10.57,110.42,2.65,0 ===
αϕα
23
212121
/,67,1366558,5.10.45,2 mWtq ==∆=
α
23
222222
/,18,1190707,6.10.96,1 mWtq ==∆=
α
23
232323
/,88,1210870,7.10.57,1 mWtq ==∆=
α
Ta có bảng:
q1 q2 Sai số %
Nồi 1 13884,55 13665,67 1,61
Nồi 2 12240,23 11907,18 2,80
Nồi 3 11225,87 12108,88 7,29
2.6.4 Hệ số phân bố nhiệt hữu ích cho các nồi:

Ở đây phân bố theo điều kiện bề mặt truyền nhiệt các nồi bằng nhau:
F
1
= F
2
= F
3
= const
Trong trường hợp này hiệu số nhiệt độ hữu ích trong mỗi nồi tỉ lệ bậc nhất với
tỉ số Q/K của các nồi tương ứng:
∑
∑
∆=∆
=
=
hi
n
i
hii
t
Ki
Qi
Ki
Qi
kt .)(
3
1
(VI.20/68 – [2])

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 22

Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
Trong đó: ΣΔt
hi
– tổng hiệu số nhiệt độ có ích của các nồi;
Q
i
- nhiệt lượng cung cấp, J
K
i
– hệ số truyền nhiệt,W/m
2
.độ;
Ta có:
3600
.
ii
rD
Qi =
Trong đó: D
i
- lượng hơi đốt của mỗi nồi;
r
i
- ẩn nhiệt ngưng tụ của hơi;
21
11
1
αα
∑

++
=
r
Ki
Nồi 1:
)(05,1664070
3600
24,2162299.5,2771
3600
.
11
1
J
rD
Q ===
36,861
1
=K
, W/m
2
.độ

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 23
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
Suy ra :
61,1932
36,861
05,1664070
1

1
==
K
Q
Nồi 2:
)(2,1386391
3600
60,2225434.71,2242
3600
.
22
2
J
rD
Q ===
97,791
2
=K
Suy ra:
55,1750
97,791
2,1386391
2
2
==
K
Q
Nồi 3:
)(66,1542766
3600

57,2284266.4,2431
3600
.
33
3
J
rD
Q ===
09,718
3
=K
Suy ra:

42,2148
09,718
66,1542766
3
3
==
K
Q
Nên ta có:
58,5831
3
3
2
2
1
1
3

1
=++=
∑
=
=
K
Q
K
Q
K
Q
Ki
Qi
n
i
Vậy :
Nồi 1
74,15
58,5831
61,1932
51,47
1
==∆
hi
t
0
C
Nồi 2:
26,14
58,5831

55,1750
51,47
2
==∆
hi
t
0
C
Nồi 3:
50,17
58,5831
42,2148
51,47
3
==∆
hi
t
0
C

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 24
Lớp : 05H5
Đồ án quá trình thiết bì GVHD: Ths. Lê Ngọc Trung
Δt
hi
Δt
hi
(tính toán) Sai số %
Nồi 1 16,03 15,74 1,78
Nồi 2 15,29 14,26 6,70

Nồi 3 16,19 17,50 8,08
Như vậy các sai số so với giả thiết ban đầu đều nhỏ hơn 10%.
2.6.5 Tính toán bề mặt truyền nhiệt:
Bề mặt truyền nhiệt của mỗi nồi:
Nồi 1
75,122
74,15.36,861
05,1664670
.
11
1
1
==
∆
=
hi
tK
Q
F
Nồi 2:
26,14.97,791
17,1386391
.
22
2
2
=
∆
=
hi

tK
Q
F
= 122,75 m
2
Nồi 3:
50,17.09,718
66,1542766
.
33
3
3
=
∆
=
hi
tK
Q
F
= 122,75m
2
2.7 Tính toán các thiết bị chính:
2.7.1 Buồng đốt:
2.7.1.1 Số ống truyền nhiệt:
Chọn đường kính ống truyền nhiệt là:d
0
= 38 mm =38.10
-3
m
Chiều cao ống truyền nhiệt là: h=3 m;

Vì đây là thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung tâm .Nên diện tích thiết diện tuần hoàn
khoảng 15%-20% thiết diện tất cả các ống truyền nhiệt
Vậy ta có:
16.37 = л.d
tt
.h + n.л.d
o
.h
Л.d
2
tt
/4 = 15%.n.л.d
2
o
/4
Giải hệ ta có: d
tt
= 270 mm và n =335,8 ống
Quy chuẩn ta có d
tt
= 300, n = 397. Theo bảng V.11/48 – [2] số ống trong thiết
bị truyền nhiệt loại ống chùm sắp xếp theo hình sáu cạnh là n = 397 ống, số hình sáu
cạnh là 11, số ống trên đường xuyên tâm là 23. Tính toán lại khi có mặt ống trung tâm
ta có n = 397 – 61 =366 ống.
2.7.1.2 Đường kính thiết bị buồng đốt.
Đường kính trong của buồng đốt tính theo công thức:
D
t
= t(b-1) + 4.d, m; ( V.140/49 – [2])

SVTH: Nguyễn Công Hải Trang 25
Lớp : 05H5