Đồ án thiết xử lý SO2 bằng nước tháp hấp thụ

I.
II.
III.
1.
2.
3.
4.
5.
IV.
1.
2.
V.
VI.
VII.

Đầu đề thiết kế: Thiết kế hệ thống hấp thụ khí SO2
Các số liệu ban đầu:
Hỗn hợp khí cần tách: SO2 trong không khí
Dung môi: nước
Lưu lượng khí vào tháp: 15000 m3/h
Nồng độ SO2: yđ = 0,09( mol/mol)
Hiệu suất yêu cầu: 70%
Nhiệt độ áp suất và lượng dung môi: mô phỏng theo một số điều kiện
Loại thiêt bị: Tháp đệm
Các phần thuyết minh và tính toán:
Mở đầu
Tính toán thiết kế tháp hấp thụ (đường kính, chiều cao, trở lực)
Tính toán thiết bị phụ
- Tính bơm
- Tính máy nén khí
Tính toán cơ khí

Kết luận
Các bản vẽ:
Bản vẽ sơ đồ dây chuyền khổ A3 hoặc A4
Bản vẽ tháp hấp thụ khổ A1
Giáo viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Lan Phương
Ngày giao nhiệm vụ: Ngày 7 tháng 3 năm 2010
Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
Ngày
tháng
năm 2020
Chủ nhiệm khoa
(Họ tên và chữ kí)

Đánh giá kết quả
- Điểm thiết kế
- Điểm bảo vệ
- Điểm tổng hợp

Giáo viên hướng dẫn
(Họ tên và chữ kí)

Ngày tháng năm 2020
Cán bộ bảo vệ
(Họ tên và chữ kí)

PHẦN MỞ ĐẦU


Vấn đề xử lý các chất ô nhiễm không khí đã và đang nhận được sự quan tâm
của toàn nhân loại nói chung và của Việt Nam nói riêng. Với mục đích đó việc thực

hiện đồ án môn học thực sự cần thiết, trong quá trình làm đồ án em đã hiểu được
những phương pháp, cách tính toán, lựa chọn thiết bị có khả năng ứng dụng vào
thực tiễn để có thể xử lý các chất thải gây ô nhiễm
Sau 15 tuần tìm hiểu, tính toán và nhận được sự hướng dẫn nhiệt tình của các
thầy cô trong Viện, nhưng do hạn chế về tài liệu và kinh nghiệm tính toán, nên
không thể tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được ý kiến của các thầy cô
để đồ án sau có kết quả tốt hơn
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày tháng năm 2020
Sinh viên thực hiện
Trần Văn Quốc An

PHẦN NỘI DUNG
PHẦN 1: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HẤP THỤ
I. Giới thiệu chung


1. Sơ lược về khí SO2
Trong số những chất gây ô nhiễm không khí thì SO2 là một chất gây ô nhiễm
khá điển hình. Sulfuro là sản phẩm chủ yếu của quá trình đốt cháy các nguyên,
nhiên liệu có chứa S. Các nhà máy điện thường là nguồn phát sinh ra nhiều SO2
trong khí thải, ngoài ra còn phải kể đến các quá trình tinh chế dầu mỏ, luyện kim,
tinh luyện quặng đồng, sản xuất ximang và giao thông vận tải cũng là những nơi
phát sinh nhiều khí SO2
Khí SO2 là chất khí không màu, có mùi hăng cay khi nồng độ trong khí quyển là
1 ppm. Khí SO2 là khí tương đối nặng nên thường ở gần mặt đất ngang tầm sinh
hoạt của con người, nó còn có khả năng hòa tan trong nước nên dễ gây phản ứng
với cơ quan hô hấp của người và động vật. Khi hàm lượng thấp, SO2 làm sưng
niêm mạc, khi nồng độ cao> 0,5 mg/m3, SO2 sẽ gây tức thở, ho, viêm loét đường hô
hấp

SO2 làm thiệt hại mùa màng, làm nhiễm độc cây trồng. Mưa axit có nguồn gốc
từ khí SO2 làm thay đổi pH của đất, nước, hủy hoại các công trình kiến trúc, ăn
mòn kim loại. Ngoài ra ô nhiễm SO2 còn liên quan đến hiện tượng mù quang hóa
Chính vì những tác động tiêu cực trên mà việc giảm tải lượng cũng như nồng độ
phát thải SO2 vào môi trường là vấn đề rất được quan tâm
2. Phương pháp xử lý SO2
Khí SO2 thường được xử lý bằng phương pháp hấp thụ, tác nhân sử dụng để hấp
thụ thường là sữa vôi, sữa vôi kết hợp với MgSO4 hoặc dung dịch kiềm...
Trong phạm vi đồ án này, với nhiệm vụ được giao là hấp thụ khí SO2 bằng nước.
Đây là phương pháp hấp thụ vật lý nên hiệu suất hấp thụ không cao. Do đó ta phải
chọn điều kiện làm việc của tháp hấp thụ ở nhiệt độ thấp và áp suất cao để nâng cao
hiệu suất hấp thụ
3. Tháp đệm
Tháp đệm được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất vì đặc điểm dễ
thiết kế, gia công, chế tạo và vận hành đơn giản. Tháp đệm được sử dụng trong
các quá trình hấp thụ, chưng luyện, hấp phụ và một số quá trình khác. Tháp có
dạng hình trụ, trong có chứa đệm, tùy vào mục đích thiết kế mà đệm có thể được
xếp hay đổ lộn xộn. Thông thường lớp đệm dưới thường được sắp xếp, khoảng từ
lớp 3 trở đi, đệm được đổ lộn xộn
Tháp đệm có những ưu điểm sau:
- Cấu tạo đơn giản
- Bề mặt tiếp xúc pha lớn, hiệu suất cao
- Trở lực trong tháp không quá lớn
- Giới hạn làm việc tương đối rộng
Tuy nhiên, tháp có nhược điểm là khó thấm ướt đều đệm làm giảm khả năng hấp
thụ
II.Thiết kế đồ án môn học
1. Đầu đề thiết kế:

Thiết kế hệ thống hấp thụ khí thải áp dụng trong công nghiệp
2. Các số liệu ban đầu
- Hỗn hợp khí cần tách: SO2 trong không khí
- Dung môi: nước
- Lưu lượng khí vào tháp: 15000 m3/h
- Nồng độ SO2: yđ = 0,09( mol/mol)
- Hiệu suất yêu cầu: η = 70%
- Nhiệt độ áp suất và lượng dung môi: mô phỏng theo một số điều kiện
- Loại thiêt bị: Tháp đệm
3. Phương pháp hấp thụ xử lý SO2
Sơ đồ của hệ thống
1.

Bể chứa dung môi

2.

Bơm chất lỏng

3.

Tháp hấp thụ

4.

Máy nén khí

5.

Van an toàn

Thuyết minh dây chuyền
- Hỗn hợp khí cần xử lý chứa SO2 và không khí được máy nén khí đưa vào từ phía
dưới đáy tháp. Nước từ bể chứa được bơm li tâm đưa vào tháp hấp thụ, trên đường
ống có van điều chỉnh lưu lượng và đồng hồ đo lưu lượng. Nước được bơm vào
tháp với lưu lượng thích hợp, tưới từ trên xuống dưới theo chiều cao tháp hấp thụ.
- Hỗn hợp khí sau khi đi qua lớp đệm xảy ra quá trình hấp thụ sẽ đi lên đỉnh tháp và
ra ngoài theo đường ống thoát khí. Khí sau khi ra khỏi tháp có nồng độ khí SO2
giảm, mức độ giảm tùy thuộc vào hiệu suất hấp thụ của tháp hấp thụ.
- Nước sau khi hấp thụ SO2 đi xuống đáy tháp đi và ra ngoài theo đường ống thoát
chất lỏng. Nước sau khi hấp thụ nếu nồng độ SO2 cao sẽ được xử lý và tái sử dụng.
Gọi:
Gy: lưu lượng hỗn hợp khí vào tháp (kmol/h)


Gx: lưu lượng nước vào tháp (kmol/h)
Gtrơ: lưu lượng khí trơ (kmol/h)
Yđ: nồng độ phần mol tương đối của SO2 trong khí đi vào tháp (kmol SO2/kmol kk)
Yc: nồng độ phần mol tương đối của SO2 trong khí đi ra khỏi tháp (kmol SO2/kmol
kk)
Xđ: nồng độ phần mol tương đối của SO2 trong nước đi vào tháp (kmol SO2/kmol
dm)
Xc: nồng độ phần mol tương đối của SO2 trong nước đi ra khỏi tháp (kmol
SO2/kmol dm)
Theo đề bài: yđ=0,09 (mol/mol)  Yđ = = = 0,0989 (kmol SO2/kmol kk)
Biết hiệu suất hấp thụ là: η=70%
Do đó Yc=Yđ.(1-η)=0,0989.(1-0.7)=0,02967 (kmol SO2/kmol kk)
yc == = 0,0288 (kmol/kmol)
ytb = = = 0,0594
Dung môi ban đầu là nước  Xđ = 0

Giả sử điểu kiện làm việc của tháp là: T = 25oC  T=298K
P = 3atm = 2280mmHg
P = 3atm = 3,0978at
Ta coi hỗn hợp khí là lý tưởng. Theo phương trình trạng thái khí lý tưởng ta có:
Gy = n = = = 613,848 (kmol/h)(áp suất thường)
 Gtrơ = = = 558,602 (kmol/h)
Thiết lập phương trình đường cân bằng:
Theo định luật Henry ta có: ycb = mx
 Ycb =
(II-140)
Ta có m =
Ở 25oC với khí SO2 thì ψ = 0,031.106 mmHG
(II-139)
 m = = 13,6
 Ycb =
Thiết lập phương trình đường làm việc: Phương trình cân bằng vật liệu cho thiết bị:
Gtrơ.Y + Gx.Xđ = Gtrơ. Yc + Gx.X
→ Gtrơ.(Y - Yc) = Gx.(X - Xđ)
Do Xđ = 0 nên pt trở thành: Gtrơ.(Y - Yc) = Gx.X
 Phương trình dường cân bằng vật liệu:
Y = .X + Yc
(IX.7-II-140)
Giả thiết Xc= Xcbc thì lượng dung môi tối thiểu cần để hấp thụ là:
Gxmin = Gtrơ.
(IX.11-II-141)
Từ phương trình đường cân bằng Ycb =
 Xcb =
Yđ = 0,0989 (kmol SO2/kmol kk)
 Xcbc = = 6,662.10-3 (kmol SO2/kmol nước)

 Gxmin = 558,602× = 5804,87 (kmol/h)
Lượng dung môi cần thiết để hấp thụ: Gx = β.Gxmin
Thông thường β = 1,2 ÷ 1,5. Chọn β = 1,2
 Gx = 1,2. 5804,87 = 6965,84 (kmol/h)  = = 12,47
 Y = 12,47.X + 0,02967
 Khi Yđ = 0,0989 thì Xc = = = 5,552.10-3 (kmol SO2/kmol nước)
 xc = = 5,521.10-3 (kmol/kmol)
 Xtb = = = 2,7605.10-3 (kmol/kmol)
X
Y
Ycb
0
0,02967
0
0,0007
0,03840
0,00960
0,0015
0,04838
0,02079
0,00276
0,06409
0,03889
0,0035
0,07332
0,04980
0,0045
0,08579
0,06488

0,005521
0,09852
0,08070
0,006662
0,09891
Vẽ đồ thị đường làm việc:
Đồ thị đường cân bằng, đường làm việc
0.12
0.1

Y

0.08

f(x) = 14.81x - 0
R² = 1
Đường làm việc
Linear (Đường làm việc)
Đường cân bằng
Linear (Đường cân bằng)

0.06
0.04
0.02
0

0 f(x) = 0
R² = 0

0

0

0

0.01

0.01

0.01

X

II,1 Tính đường kính tháp:
1. Tính khối lượng riêng:
 Đối với pha lỏng:
Áp dụng công thức: = +
(I.2 - I-5)
Trong đó: - : Khối lượng riêng trung bình của hỗn hợp lỏng, kg/m3.
- : Phần khối lượng của SO2 trong pha lỏng


- : Khối lượng riêng của SO2 và H2O ở 25oC, kg/m3.
- Tra bảng I.5 ở 25oC có: ρH2O = 997,08 (kg/m3)
- Tra bảng I.2 ở 25oC có: ρSO2 (20oC) = 1383 (kg/m3)
ρSO2 (40oC) = 1327 (kg/m3)
Dùng phương pháp nội suy => SO2 (25oC) = 1369 (kg/m3)
- Tính :
Áp dụng công thức: =
Trong đó: - : Phần khối lượng trung bình của SO2 trong hỗn hợp.

- : Nồng độ phần mol trung bình của SO2 trong pha lỏng. (kmol
SO2/kmol H2O)
= 2,7605.10-3 (kmol SO2/kmol H2O)
 = = 9,746.10-3
- Tính khối lượng phân tử của hỗn hợp lỏng Mx:
Mx = xtb.+ (1–xtb). = = 18,4
Làm tròn Mx = 18
 Đối với pha khí:
- Tính My
Áp dụng công thức: My = ytb.+ (1 - ytb).Mkk
Trong đó:
My: Phân tử lượng trung bình của hỗn hợp khí. (kg/kmol)
, Mkk : Khối lượng phân tử của SO2 và không khí. (kg/kmol)
ytb: Phần mol trung bình của SO2 trong hỗn hợp (kmol SO2/kmol hỗn hợp
khí)
 My = 0,0594.64 + (1 – 0,0594).29 = 31,079 (kg/kmol)
- Tính ρytb =
(kết hợp I.3 và I.4 của I-5)
= = 3,813 (kg/m3)
- Tính ρxtb: = +
 ρxtb = = = 999,727 (kg/m3)
2. Lượng khí trung bình đi trong tháp:
Vytb = (m3/h)
(II-183)
Với: Vđ: Lưu lượng hỗn hợp đầu ở điều kiện làm việc (m3/h)
Vc: Lưu lượng khí thải đi ra khỏi tháp (m3/h): Vc = Vtr (1 +)
Vđ = = = 5003,35 (m3/h)
Với : Khối lượng mol phân tử trung bình của hỗn hợp khí (kg/kmol)
: Khối lượng riêng trung bình của pha khí (kg/m3)
Tương tự: Vtr = = = 4553,05 (m3/h)

 (m3/h)
 Vytb = 4845,745 (m3/h)
3. Độ nhớt µx, µy:
Đối với pha lỏng:


Áp dụng công thức: lgµx = xtb lg+ (1 - xtb) lg (I.12 - I-84)
Trong đó: : độ nhớt của SO2 và H2O ở 25oC, Ns/m2
Tra bảng I-101-(91) sổ tay I: (20oC) = 0,304.10-3 Ns/m2
(30oC) = 0,279.10-3 Ns/m2
 (25oC) = 0,2915.10-3 Ns/m2
Tương tự tra bảng I-102-(94) sổ tay I: (25oC) = 0,8937.10-3 Ns/m2
xtb: Nồng độ phần mol trung bình của SO2 trong pha lỏng. (kmol SO2/kmol H2O)
xtb = 1,84.10-3 (kmol SO2/kmol H2O)
 lgµx = 2,7605.10-3lg(0,2915.10-3)+(1-2,7605.10-3)lg(0,8937.10-3) = -3,0502
 µx = 8,909.10-4 Ns/m2
Đối với pha khí:
Áp dụng công thức: = +
(I.18 - I-85)
Trong đó , , : độ nhớt trung bình của pha khí, của SO2 và của không khí ở điều kiện
làm việc 25oC, Ns/m2
, , : khối lượng phân tử của pha khí, của SO2 và của không khí ở điều kiện làm việc
25oC và P = 3atm
Tra đồ thị I-35.117 ta có :
(25oC)=0,0125.10-3, Ns/m2
(25oC)=0,018.10-3, Ns/m2
 = = = 1,708.10-5 (Ns/m2)
4. Tính vận tốc đảo pha:
Áp dụng công thức:
Y = 1,2.e-4X

(II-187)
Với Y =
X=
: tốc độ đảo pha, m/s
Vđ: thể tích tự do của đệm, m3/m3
: bề mặt riêng của đệm, m2/m3
Tháp hấp thụ SO2 mang tính axit nên ta chọn đệm vòng Rasiga đổ lộn xộn: đệm
bằng sứ kích thước 25×25×3.0
(Bảng IX.8-(193))
3
3
Vđ = 0,75 m /m
= 195 m2/m3
g: gia tốc trọng trường, g=9,81m/s2
Gx, Gy là lượng lỏng và lượng hơi trung bình (kg/s)
Gx = =
 Gx = = 6987,09 (kmol/h)
 Gx = 16780,39×18 = 125767,62 (kg/h)
 Gx = = 34,93 (kg/s)
Gy = = =
 Gy = 592,599 (kmol/h)  Gy = 592,599×31,079 = 18417,4 (kg/h)
 Gy = = 5,116 (kg/s)
 X = = = 0,806
Từ phương trình của Y ta có:


ωs = = = 0,52 m/s
Thông thường: ωtb = (0,8÷0,9).ωs
Chọn ωtb = 0,85.ωs  ωtb = 0,9×0,52 = 0,442 m/s
5. Tính đường kính tháp:

Đường kính tháp:
(II-181)
Công thức: D = = = 1,969m  Quy tròn D = 2m
Kiểm tra:
+ Ta có
  Thỏa mãn điều kiện
Kiểm tra theo mật độ tưới (m3/m2h)
Với V1 là lưu lượng thể tích chất lỏng, m3/h
f: tiết diện tháp, m2
f = = = 3,14 m2
 là giá trị mật độ tưới tối thiểu
Mật độ tưới tới hạn (m3/m2h) (II.177)
Trong đó: b: hằng số (chọn b = 0,158)
 (m3/m3h)
Vậy
 Đệm thấm ướt rất tốt.
II, 2 Tính toán chiều cao tháp:
Chiều cao tháp được xác định theo phương pháp số đơn vị chuyển khối:
H= hdv.my (m)
(II-175)
Trong đó: H: chiều cao tháp, m
hdv: chiều cao một đơn vị chuyển khối, m
my: số đơn vị chuyển khối
Xác định chiều cao một đơn vị chuyển khối:
hdv = (m)
(II-177)
Trong đó: h1: chiều cao 1 đơn vị chuyển khối ứng với pha khí
h2: chiều cao 1 đơn vị chuyển khối ứng với pha lỏng
m’: giá trị trung bình của tg góc nghiêng đường cân bằng Y*=f(X) với
mặt phẳng ngang

Tính h1 và h2:
h1 = (m) (II-177)
Trong đó: a : hệ số phụ thuộc vào dạng đệm, với đệm vòng a=0,123 (II-177)
ψ: hệ số thấm ướt của đệm, do nên ψ = 1
Rey: chuẩn số Renoyd đối với pha khí
Rey =
(II-178)
 Rey =
Pry: chuẩn số Pran: Pry =
(II-178)
2
Dy = (m /s) (II-127)
Trong đó: T: nhiệt độ làm việc tuyệt đối T = 298K
P: áp suất làm việc P = 2atm


: thể tích mol của SO2, = 44,8 (cm3/mol)
: thể tích mol của không khí, = 29,9 (cm3/mol)
 Dy = (m2/s)
Vậy Pry =
 m
(II-177)
Trong đó: Gx = 16780,39×18 = 125767,62 (kg/h)  Gx = = 34,93 (kg/s)
Rex là chuẩn số Renoyd đối với pha lỏng:
Rex = (II-178)
Prx là chuẩn số Pran đối với pha lỏng: Prx =
(II-165)
Dx: hệ số khuếch tán của SO2 vào nước ở nhiệt độ 25oC
Dx = D20[1+b(t-20)] (m2/s)
(II-134)

Trong đó: D20: hệ số khuếch tán của SO2 vào nước ở nhiệt độ 20oC
D20 = (m2/s) (II-133)
A: hệ số, đối với chất khí tan trong nước A=1
B: hệ số, dung môi là nước B=4,7
(II-134)
o
3
: thể tích mol của SO2 ở 20 C, = 44,8 cm /mol
(II-127)
o
3
: thể tích mol của H2O ở 20 C, = 18,9 cm /mol
(II-127)
o
-3
2
: độ nhớt của nước ở 20 C, = 1,005×10 Ns/m = 1,005 cP (bảng I.102-94)
 D20 = (m2/s)
b=
(II-135)
: khối lượng riêng của nước ở 20oC, = 998,23 kg/m3
(bảng I.5-11)
b=
 Dx = 1,466.10-9.[1+0,02.(25-20)] = 1,6126.10-9 (m2/s)
 Prx =
 h2 =
Tính m’: Từ phương trình cân bằng ta có: m’ = 14,815
Gy = 592,599×31,079 = 18417,4 (kg/h)  Gy = = 5,116 (kg/s)
Vậy ta xác định được chiều cao của một đơn vị chuyển khối:
hdv = m

Xác định số đơn vị chuyển khối:
Dựa vào giá trị Xcbc = = 4,433.10-3 (kmol SO2/kmol nước)
X
Y
Ycb
Y-Ycb
1/(Y-Ycb)
0
0,02967
0
0,02967
33,70408
0,0007
0,03840
0,00960
0,0288
34,72222
0,0015
0,04838
0,02079
0,02759
36,24502
0,00276
0,06409
0,03889
0,0252
39,68254
0,0035
0,07332
0,04980

0,02352
42,51701
0,0045
0,08579
0,06488
0,02091
47,82401
0,005521
0,09852
0,08070
0,01782
56,11672
0,006
0,10449
0,08827
0,01622
61,65228
0,006662
0,11275
0,09891
0,01384
72,25434


Công thức tính số đơn vị chuyển khối:
Hình thang cong
my = (II.175)
Vẽ hình80thang cong quan hệ giữa Y và f(Y) =
70

1/(Y-Ycb)

60
50
40
30
20
10
0
0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

0.1

0.11

0.12

Y

Y
1/(Y-Ycb)
S
my
0,02967
33,70408
0,298681
3,758003
0,03840
34,72222
0,354127
0,04838
36,24502
0,596411
0,06409
39,68254
0,379351
0,07332
42,51701
0,563276
0,08579
47,82401
0,661583
0,09852
56,11672
0,35154
0,10449

61,65228
0,553034
0,11275
72,25434
Diện tích hình thang cong chính bằng số đơn vị chuyển khối là my = 3,76
 H = 1,672×3,76 = 6,28m. Quy chuẩn H = 6,3m
Đây thực chất là chiều cao lớp đệm, Chiều cao của tháp ngoài chiều cao của lớp đệm
còn tính đến chiều cao từ mặt trên của đệm đến đỉnh tháp và từ mặt dưới đệm tới đáy
tháp và khoảng cách giữa hai lớp đệm.
Áp dụng công thức:
Htháp = Hđệm + Hđệm-nắp + Hđệm-đệm + Hđệm-đáy
 Hđệm-nắp = 1 m
 Hđệm-đệm = 0,5 m do tách lớp đệm làm đôi
 Hđệm-đáy = 1 m
Vậy chiều cao tháp Htháp = 6,3 + 1 + 0,5 + 1 = 8,8 m
II, 3 Trở lực
Áp dụng công thứ``\]
“?.


ΔP = ΔPu + ΔPk
Trong đó:
- ΔPk: Tổn thất đệm khô
- ΔPu: Tổn thất đệm ướt
Tháp hấp thụ đạt hiệu suất cao nhất khi vận tốc của khí bằng vận tốc đảo pha
 Trở lực của tháp đẹm đối với hệ khí – lỏng dưới điểm đảo pha có thể xác định được
bằng công thức sau:
ΔPu = [II-190] (*)
Trong đó:
 ΔPu: tổn thất áp suất khi đệm ướt tại điểm đảo pha có tốc độ của khí bằng tốc độ

của khí đi qua đệm khô (N/m2)
 ΔPk: tổn thất của đệm khô (N/m2)
 Gx, Gy: lưu lượng của lỏng và của khí (kg/h)
 ρx, ρy : khối lượng riêng của lỏng và của khí (kg/m3)
 µx, µy : độ nhớt của lỏng và khí (Ns/m2)
 A1: hệ số (ứng với điểm tốc độ làm việc bằng 0,85 tốc độ đảo pha)
 A1 = 5,1
Tổn thất áp suất của đệm khô tính theo công thức:
ΔPk =
[II-189]
Rey = 268,11  ở chế độ xoáy và đệm là đệm vòng đổ lộn xộn

Tính trở lực đệm khô:
ΔPk = (N/m2)
 ΔPu =
= 6947,42 (N/m2)
 ΔP = ΔPu + ΔPk = 1450,66 + 6947,42 = 8398,08 (N/m2)

PHẦN 2: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ PHỤ
Trong việc hấp thụ SO2 bằng nước sử dụng tháp đệm cần có các thiết bị phụ
giúp cho quá trình vận chuyển chất lỏng và cung cấp khí vào tháp theo chế độ làm việc
của tháp giúp việc hấp thụ đạt được hiệu suất mong muốn.Trong các thiết bị phụ thì
bơm và máy quạt thổi khí là hai thiết bị quan trọng nhất.
I. Bơm
Trong công nghiệp, bơm ly tâm được sử dụng rộng rãi và có nhiều loại khác
nhau về cấu tạo cũng như cách vận hành.
Bơm ly tâm được phân loại theo nhiều cách khác nhau như theo số bậc, theo
cách đặt bơm, theo điều kiện vận chuyển của chất lỏng từ guồng ra thân bơm và theo 1
số đặc trưng khác
Theo dây chuyền công nghệ trong bài ta chọn bơm ly tâm 1 cấp nằm ngang.

I.1. Nguyên tắc làm việc của bơm ly tâm


Nguyên tắc hoạt động: Bơm ly tâm làm việc theo nguyên tắc ly tâm. Chất lỏng
được hút và đẩy cũng như nhận thêm năng lượng là nhờ tác dụng của lực ly tâm khi
cánh guồng quay. Bộ phận chính của bơm là cánh guồng trên có gắn những cánh có
hình dạng nhất định, bánh guồng được đặt trong thân bơm và quay với tốc độ lớn. Chất
lỏng theo ống hút vào tâm guồng theo phương thẳng góc rồi vào rãnh giữa các guồng
và cùng chuyển động với guồng. Dưới tác dụng của lực ly tâm, áp suất của chất lỏng
tăng lên và văng ra vào thân bơm, vào ống đẩy theo phương tiếp tuyến. Khi đó ở tâm
guồng tạo nên áp suất thấp. Nhờ áp lực mặt thoáng bể chứa, chất lỏng dâng lên trong
ống hút vào bơm. Khi guồng quay chất lỏng được hút liên tục, do đó chất lỏng được
chuyển động đều đặn. Đầu ống hút có lắp lưới lọc để ngăn không cho rác và vật rắn
theo chất lỏng vào bơm gây tắc bơm và đường ống. Trên ống hút có van một chiều giữ
cho chất lỏng trên đường ống hút khi bơm ngừng làm việc. Trong ống đẩy có lắp van
một chiều để tránh chất lỏng bất ngờ dồn vào bơm gây ra va đập thủy lực làm hỏng
bơm
I.2. Các thông số đặc trưng của bơm
Áp suất mặt thoáng P1 = 9,81.104 N/m2
Áp suất làm việc P = 3atm = 3×1,01325.105 = 303975 N/m2
Gia tốc trọng trường g = 9,81 m/s2
Ở 25oC:
ρnước = 997,08 kg/m3
µnước = 0,8937.10-3 Ns/m2
Áp suất toàn phần của bơm H(m):
Áp dụng phương trình becnulli ta có:
Mặt cắt 1-1 và 1’-1’:
Mặt cắt 2-2 và 2’-2’:
Trong đó:
P1: áp suất bề mặt nước không gian hút

P2: áp suất không gian đẩy
ρ: khối lượng riêng của nước
Pv: áp suất của chất lỏng trong ống hút
lúc vào bơm
Pr: áp suất của chất lỏng trong ống đẩy lúc ra khỏi bơm
Hh, Hd: chiều cao ống hút và ống đẩy
hmh, hmd: tổn thất áp suất do trở lực gây ra trong ống hút và ống đẩy
ΔP: áp suất toàn phần cần thiết để khắc phục sức cản thủy lực trong hệ thống, áp suất
toàn phần của bơm là hiệu áp suất giữa 2 đoạn hút và đẩy
ω1: vận tốc nước ở bể chứa, ω1 = 0
ω2: vận tốc nước khi vào tháp hay trong ống đẩy
ω1’(hay ωv): vận tốc nước khi vào bơm


ω2’(hay ωr): vận tốc nước khi ra khỏi bơm
Thực tế: ω2 = ω2’

Xác định tổn thất áp suất do trở lực gây ra trên đường ống hút của bơm
Trong đó:
ΔPd: áp suất động lực học cần thiết để tạo tốc độ cho dòng chảy ra khỏi ống
ΔPm: áp suất để khắc phục trở lực ma sát khi chảy ổn định trong ống thẳng
ΔPc: áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục bộ
* Đường kính ống hút:
Trong đó: V là lưu lượng thể tích chất lỏng đi trong ống, m3/s
(m3/s)
Theo bảng II.2 (I-370) chất lỏng trong ống hút của bơm có ωv = 0,8-2,0 (m/s)
Chọn ωv = 1,5 (m/s)  (m)
Quy chuẩn dv = 0,172m  (m/s)
Chuẩn số Re của chất lỏng trong ống hút
Dòng ở chế độ chảy xoáy nên hệ số ma sát được tính như sau

(I-380)
Trong đó:
Δ: độ nhám tương đối, được xác định theo công thức:
ε: độ nhám tuyệt đối. Chọn vật liệu làm ống thép mới không hàn  ε = 0,07.10-3


Hệ só trở lực cục bộ:
Chất lỏng vào ống thẳng, đầu ống hút có lắp lưới chắn đan bằng kim loại
Với
Chọn
(Bảng II.16 - I-(382,384))
 trở lực của ống có lắp lưới chắn đan bằng kim loại là
Trên ống hút còn lắp 1 van 1 chiều. Theo (I-399) 
Chọn 
Tra bảng II-34 (I-441) sự phụ thuộc chiều cao hút của bơm ly tâm vào nhiệt độ.
Ở nhiệt độ làm việc T=25oC thì chiều cao hút của bơm ở khoảng 4,5m thì đảm bảo
không xảy ra hiện tượng xâm thực. Tuy nhiên để loại trừ khả năng dao động trong bơm
nên giảm chiều cao hút khoảng 1÷1,5m so với giá trị trong bảng. Vậy chọn chiều cao
hút là 3,5m
 Áp lực toàn phần cần thiết để khắc phục sức cản thủy lực là:


(N/m2)
 (m)
Xác định tổn thất áp suất do trở lực gây ra trên đường ống đẩy:
* Đường kính ống đẩy
Theo bảng II.2 (I-370) vận tốc chất lỏng trong ống đẩy của bơm là:
ωr = 1,5 – 2,5 m/s. Chọn ωr = 2,0 m/s
 (m)
Quy chuẩn dr = 15cm

Vận tốc của ống đẩy là: (m/s)
Chuẩn số Re của chất lỏng trong ống đẩy:
Dòng ở chế độ chảy xoáy nên hệ số ma sát được tính như sau:
(I-380)
Trong đó:
Δ: độ nhám tương đối, được xác định theo công thức:
ε: độ nhám tuyệt đối. Chọn vật liệu làm ống thép mới không hàn  ε = 0,07.10-3


Theo bảng II.16 (I-393), đối với thành nhẵn Re>2.105 thì bỏ qua tổn thất ma sát
Góc ϴ = 90o  A = 1
Chọn  B = 0,15
 C = 1,45

Hệ số trở lực cục bộ của toàn ống đẩy:
Chọn chiều dài ổng đẩy là hr = 12m
 Áp lực toàn phần cần thiết để khắc phục sức cản thủy
lực là:
(N/m2)
 (m)
 (m)
P1 = 98100 – ΔPv = 98100 – 5038,98 = 93061,02 (N/m2)
P2 = ΔPr + P = 11308,4 + 303975 = 315283,4 (N/m2)
Vậy áp suất toàn phần của bơm:
(m)
Công suất của máy bơm:
Công suất yêu cầu trên trục bơm:
Áp dụng công thức: (kW)
(I-439)
Trong đó: ρ: khối lượng riêng của nước, kg/m3

N: hiệu suất của bơm, kW
Q: năng suất của bơm; , m3/s
 (m3/s)


g: gia tốc trọng trường (m/s2)
H: áp suất toàn phần của bơm tính bằng mặt cắt cột chất lỏng bơm
η: hiệu suất của bơm; η = η0.ηtl.ηtk
(I-439)
Với η0: hiệu suất thể tích tính đến sự hao hụt chất lỏng chảy từ
vùng áp suất cao đến vùng áp suất thấp và do chất lỏng rò từ các chỗ hở
của bơm.
ηtl: hiệu suất thủy lực
ηtk: hiệu suất cơ khí
Hiệu suất toàn phần phụ thuộc vào loại bơm và năng suất. Khi thay đổi
chế độ làm việc của bơm thì hiệu suất cũng thay đổi
η0 = 0,85 ÷ 0,96 Chọn η0 = 0,95
Đối với bơm ly tâm:
ηtl = 0,8 ÷ 0,85
Chọn ηtl = 0,85
ηtk = 0,92 ÷ 0,96 Chọn ηtk = 0,95
 η = 0,95 × 0,85 × 0,95 = 0,767
Vậy công suất yêu cầu trên trục bơm: (kW)
Công suất động cơ điện Ndc(kW):
Với: ηtr = 0,85: hiệu suất truyền động
ηcd = 0,95: hiệu suất động cơ điện
(kW)
Thông thường động cơ điện được chọn có công suất lớn hơn so với
công suất tính toán là 1,15 lần
 (kW)

Chọn công suất động cơ điện là 26 kW
II. Máy nén khí:
Tháp làm việc ở điều kiện P = 3atm, T = 25oC.
Máy nén ly tâm là một loại máy nén và đẩy khí nhờ tác dụng của lực ly tâm do bánh
guồng sinh ra. Dùng máy nén ly tâm khi áp suất đẩy từ 2-10 at. Độ nén của máy ly tâm
nhỏ nên máy có nhiều cấp thường từ 3-7 cấp
Độ nén trong một cấp từ 1,2-1,5 khi tốc độ vòng nhỏ hơn 200m/s
Đường kính bánh guồng từ 700-1400 mm. Cánh guông có thể cong ra hoặc hướng tâm
Các điều kiện của khí đầu vào T = 25oC, P = 1atm
II.1 Công của máy nén ly tâm
Áp dụng công thức:
(J/kg)
(I-465)
Trong đó: PA, PB: áp
suất trước và sau khi nén, at
T1: nhiệt độ đầu của khí, K
T1=25+273=298K
m: chỉ số đa biến, m=1,2÷1,62. Chọn m=1,4
R: hằng số khí,
Áp dụng phương trình becnulli cho mặt cắt 1-1 và A-A. Chọn mặt cắt 1-1 làm chuẩn
Do ống nằm ngang nên ZA = 0
Chọn vận tốc khí trong bể chứa tĩnh: ω1 = 0



Phương trình becnulli cho mặt cắt 2-2 và 2’-2’. Chọn mặt cắt 2’-2’ làm chuẩn
Vận tốc khí trong ống đẩy: ωB = ω2

Với: P1 = Pa: áp suất khí quyển, P1 = 9,81.104 (N/m2)
P2: áp suất cuối ống đẩy, N/m2.

PA = P1 - ΔPh
PB = P2 + ΔPd
ZB : chiều cao ống đẩy
ρ :Khối lượng riêng của hỗn hợp khí thải ở điều kiện đầu vào của khí
ρ = 1,271 kg/m3
hmh, hmd : trở lực trên đường ống hút và ống đẩy
Xác định áp suất trước khi nén:
PA = P1 - ΔPh
Trong đó: P1: áp suất khí quyển
(như bơm ly tâm)

* Đường kính ống hút:
V là lưu lượng thể tích dầu vào của khí thải, m3/s
(m3/s)
Khí trong ống dẫn P > 1at thì ω = 15 ÷ 25 m/s
(I-370)
Chọn vận tốc hút ωh = 25 m/s
(m)
Chuẩn số Reynol
 Dòng ở chế độ chảy xoáy nên hệ số ma sát được tính như sau
(I-380)
Trong đó:
Δ: độ nhám tương đối, được xác định theo công thức:
ε: độ nhám tuyệt đối. Chọn vật liệu làm ống thép mới không hàn  ε = 0,07.10-3


* Hệ số trở lực cục bộ trong ống hút:
Trong đó:

: hệ số trở lực của ống thẳng, đoạn ống thẳng có dầu lồi ra phía

trước có
: hệ số trở lực van
Chọn van 1 chiều, Theo II.16 (I-399) ta có dh = 0,266m 
Chọn  Trở lực cục bộ của ống hút
Chọn chiều dài ống hút Hh = Lh = 5m
 (N/m2)
 (m)


 (N/m2)
* Xác định áp suất sau nén:
Áp dụng công thức: PB = P2 + ρ.g.Ld
Trong đó: P2: áp suất cuối ống đẩy P2 = ΔPh + ΔPd +P
* Đường kính ống đẩy:
Theo II.2 (I-370) vận tốc khí trong ống đẩy của máy nén ωd = 15 ÷ 25 m/s.
Chọn ωd = 20 m/s
 (mb
Chuẩn số Reynol
 Dòng ở chế độ chảy xoáy nên hệ số ma sát được tính như sau
(I-380)
Trong đó:
Δ: độ nhám tương đối, được xác định theo công thức:
ε: độ nhám tuyệt đối. Chọn vật liệu làm ống thép mới không hàn  ε = 0,07.10-3


* Hệ số trở lực cục bộ trong ống hút:
Trong đó:

: hệ số trở lực của ống thẳng, đoạn ống thẳng có đầu lồi ra phía
trước có

: hệ số trở lực van, chọn van 1 chiều. Theo bản II.16 (I-399) ta có
dd = 0,3m có
: hệ số trở lực cục bộ của đường ống cong,
o
Góc ϴ = 90  A = 1
Chọn  B = 0,15
 C = 1,45

 Hệ số trở lực cục bộ trên đường ống đẩy
Chọn chiều dài ống đẩy Hd = Ld = 5m
 Trở lực ống đẩy:
(N/m2)
Tổn thất áp suất trên đường ống đẩy:
(m)
 Áp suất cuối đường ống đẩy:
P2 = ΔPh + ΔPd +P = 4630,07 + 4805,02 + 303975 = 313410,09 (N/m2)
 Áp suất sau khi nén:
(N/m2)
Thay các số liệu vào công thức tính công của máy nén ta có:
= 115285,7476 (J/kg)


II.2 Công suất máy nén
* Công suất lý thuyết:
(kW)
(I-466)
Trong đó: G: công suất máy nén, (kg/s)
(kg/s)
L: công nén 1 kg khí
 (kW)

Công suất thực tế của máy nén: (kW) (I-466)
Trong đó: Ndn: công suất đẳng nhiệt, kW
Ndn = 610,899 kW
ηdn: hiệu suất đẳng nhiệt thường băng 0,65 ÷ 0,75
Chọn ηdn = 0,7
 (kW)
Công suất trên trục của máy nén:
Trong đó: Nhd: công suất hiệu dụng, kW
ηck: hiệu suất cơ khí của máy nén. Đối với máy nén ly tâm
ηck = 0,96 ÷ 0,98. Chọn ηck = 0,97
 (kW)
II.3 Công suất của động cơ điện:
(I-466)
Trong đó: β: hệ số dự trữ công suất thường lấy bằng 1,1 ÷ 1,15.Chọn β = 1,15
ηtr :hiệu suất truyền động (0,96 ÷ 0,99) → ηtr = 0,98
ηdc : hiệu suất động cơ điện ηdc = 0,95
 (kW)
Như vậy ta chọn động cơ điện có công suất 1111 kW

PHẦN III: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ
I. Chiều dày thân tháp
Thiết bị làm việc ở áp suất khí quyển, dùng để hấp thụ khí SO2, thân tháp hình trụ,
được chế tạo bằng cách uốn tấm vật liệu với kích thước đã định sẵn, hàn ghép mối,
tháp được đặt thẳng đứng
► Chọn thân tháp làm bằng vật liệu X18H10T (C < 0,1%, Cr khoảng 18%, Ni
khoảng 10%, Ti không quá 1 – 1,5%).
► Chọn thép không gỉ, bền nhiệt và chịu nhiệt.
► Thông số giới hạn bền kéo và giới hạn bền chảy của thép loại X18H10T:
σk = 550.106 (N/m2)
(XII.4-II-(310))

6
2
σc = 220.10 (N/m )
(XII.4-II-(310))
Độ giãn tương đối: δ = 38%
(XII.4-II-(310))
6
2
Độ nhớt va đập: ak = 2.10 (J/m ) (XII.4-II-(310))
Chiều dày thân tháp hình trụ, làm việc với áp suất bên trong được xác định bằng công
thức: ,m
(XIII.8-II-(360))
Trong đó:


 Dt: đường kính trong tháp, m
 φ: hệ số bền của thành thân trụ dọc theo phương dọc, với thân hay có lỗ gia cố
hoàn toàn thì φ = φh = 0,95
(Bảng XIII.8-II-(362))
 C: hệ số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày, m
 [σk]: ứng suất cho phép của loại thép X18H10T,
 P: Áp suất trong thiết bị, N/m2
P: Áp suất trong thiết bị ứng với sự chênh lệch áp suất lớn nhất bên trong và bên
ngoài tháp, N/m2
P = Pmt + Ptt
Trong đó:
 Pmt: áp suất làm việc, Pmt = 3×1,01325.105 = 303975 N/m2
 Ptt: áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng
Ptt = ρx.g.H N/m2
(II-360)

Với
 ρx: khối lượng riêng của nước kg/m3
 g: gia tốc trọng trường, g = 9,81 m/s2
 H: chiều cao cột chất lỏng, Ht = 8,8
 Ptt = ρx.g.H = 997,08×9,81×8,8 = 86075,92 (N/m2)
 P = Pmt + Ptt = 303975 + 86075,92 = 390050,92 (N/m2)
+ Tính C:
C phụ thuộc vào độ ăn mòn, độ bào mòn và dung sai của chiều dày. Đại lượng C được
xác định theo công thức:
C = C1 + C2 + C3 ,m
(II-363)
Trong đó:
 C1: hệ số bổ sung do ăn mòn, Đối với vật liệu là thép X18H10T có độ bền 0,05
 0,1mm/năm thì lấy C1 = 1mm
 C2: đại lượng bổ sung do hao mòn, C2 = 0
 C3: đại lượng bổ sung do dung sai của chiều dày
+ Tính [σk]:
Theo bảng XIII-4, ta có thể chọn giá trị nhỏ nhất, tính theo công thức sau:
[σk] =
Theo giới hạn bền khi kéo thì ta có:
 η: hệ số hiệu chỉnh, η = 1
 σk = 550.106 (N/m2)
 nk: hệ số an toàn bền, nk = 2,6
(II-356)
 [σk] =
Theo giới hạn bền chảy: [σc] =
Trong đó:
 η: hệ số hiệu chỉnh, η = 1
 σc = 220.106 (N/m2)
 nc: hệ số an toàn theo giới hạn chảy, nc = 1,5 (II-356)

 [σc] =
Ta lấy giá trị bé hơn trong hai giá trị vừa tính được:
[σk] = 146,667.106 (N/m2)
Do đó
 Bề dày thân tháp được tính theo công thức sau:
S = = 2,8.10-3 + C ,m
C = C1 + C2 + C3 = 1 + 0 + 0,12 = 1,12 mm (chọn C3 theo bảng XIII.9-II-(364))
 S = 2,8 + 1,12 = 3,92 mm
Quy tròn S = 4mm:
Kiểm tra ứng suất của thành theo áp suất thử:
σ=
, N/m2
(XIII.26-II-(365))
Trong đó:
 P0: áp suất thử, được xác định theo công thức
P0 = Pth + Ptt
Pth: áp suất thủy lực (lấy theo bảng XIII.5 – II-358)
Chọn Pth = 1,5P = 1,5×390050,92 = 585076,38 (N/m2)
Ptt: Áp suất thủy tĩnh, Ptt = 86075,92 (N/m2)
 P0 = 585076,38 + 86075,92 = 671152,3 (N/m2)
Vậy σ = (N/m2)
Ta có : (N/m2)
Như vậy là không thỏa mãn.
Chọn chiều dày thân tháp S = 5 mm
σ = (N/m2)
Thỏa mãn điều kiện
Vậy S = 5mm
II. Chiều dày nắp và đáy thiết bị:

Nắp và đáy cũng là những bộ phận quan trọng của thiết bị, được chế tạo cùng loại vật
liệu với thân thiết bị là thép X18H10T. Thiết bị đặt thẳng đứng.
Áp suất trong là P = 390050,92 > 0,7.105 N/m2 người ta thường dùng nắp elip có gờ.

Áp suất tính toán P = 390050,92 N/m2
Chiều dày của nắp và đáy thiết bị được xác định theo công thức:

S=

(XIII.47-II-(385))

Trong đó:


P : áp suất trong của thiết bị.
hb : chiều cao phần lồi của đáy và nắp , hb = 0,25Dt = 0,25×2 = 0,5 m
[σk] : ứng suất cho phép của thiết bị , [σk] = 146,667.106(N/m2)
φh : hệ số bền của mối hàn hướng tâm, với mối hàn tay bằng hồ quang điện, vật liệu
thép cacbon không gỉ chọn φh = 0,95
 C: đại lượng bổ sung, Cn = 1,12 ( mm )
 k : hệ số không thứ nguyên, chọn k = 1
Vì:
 Bề dày nắp và đáy dược tính theo công thức:





S =  S = ,m
Xét thấy S = 0,003 + C < 10mm  tăng thêm 2mm so với giá trị C

 C = 1,12 + 2 = 3,12mm
 S = 2,947 + 3,12 = 6,067. Quy tròn S = 7mm
Kiểm tra ứng suất của đáy thiết bị theo áp suất thử:
σ=
Ta có: (N/m2)
σ = (N/m2)
 Không thỏa mãn điều kiện
Chọn S = 8mm
 σ = (N/m2)
 Thỏa mãn diều kiện
Vậy S = 8mm
III. Đường kính ống dẫn:
a. Đường kính ống dẫn khí:
Áp dụng công thức:
(II.36 - I-369)
Trong đó:
 V: lưu lượng thể tích khí trong ống, m3/s
(m3/s)
 ω: tốc độ trung bình khí trong ống, m/s
ở P = 3atm, ωk = 15÷25 m/s. Ta chọn ωk = 25m/s
 d: đường kính ống dẫn khí, m.
 Thay vào công thức tính đường kính ống dẫn khí ta có:
(m)
Quy chuẩn dk = 270mm
 (m/s)
b. Đường kính ống dẫn chất lỏng:
Áp dụng công thức:
(I-369)
Trong đó:
 V: lưu lượng thể tích khí trong ống, m3/s

(m3/s)
Theo bảng II.2 (I-370) vận tốc chất lỏng trong ống đẩy của bơm
ωl = 1,5 – 2,5 m/s. Chọn ωl = 2,0 m/s


 (m)
Quy chuẩn dl = 150mm
 (m/s)
IV. Mặt bích:
a. Bích nối thiết bị:
Để nối thiết bị (thân, nắp và đáy) ta có thể dùng bích liền kiểu I (hình 8.2) chế tạo
bằng thép CT3.

Ghi chú:
D - Đường kính ngoài của bích
Db - Đường kính vòng bu lông
Dl - Đường kính trong của bích
Dn - Đường kính quy ước của bích
Dy - Đường kính trong của ống
H - Chiều dày của bích
db - Đường kính bu lông

Hình 8.2 Bích liền kiểu I
Với đường kính của tháp Dt = 2000mm và áp suất tính toán p = 390050,92 (N/m2), tra bảng

XIII.27 (II-423) ta có các thông số của bích như sau:
py.10-6

Kích thước nối

N/m2
Dt
0,4

2000

D

Db

DI

2170

mm
2100 2060

Bu lông
D0
db
z
cái
2015 M30
48

h
mm
50

Kích thước cho bề mặt đệm bít kín dùng cho loại bích trên: (Bảng XIII.31 - II-433)

ρy.10-6, N/m2
0,1÷1,6

Dt
2000

D2
mm
2054

D4
2030

b. Bích nối đường ống với lỗ ở đáy và nắp: ta dùng kiểu bích tự do bằng thép
Tra bảng XIII.28 – II-428


Kiểu bích
5

ρy.10-6
N/m2

0,25 – 0,6

Dy

D0

270

279

h
mm
20

hl

Db

18

-

c. Bích nối ống dẫn với các bộ phận khác trong thiết bị
Chọn bích liển bằng kim loại đen, kiểu I

Tra bảng XIII.26 – II-414
Ứng với ống có đường kính Dy = 150mm ta có các thông số sau:
Ống
ρy.10-6
N/m2

0,4

Dy

150

Dn

159

V. Chân đỡ, vỏ đỡ, tai treo:

Kiểu bích
D

300

Dσ

250

D1

218

Bu lông
db

M22

h
z
cái

mm

8

30


Thông thường người ta không đặt trực tiếp thiết bị lên bề mặt mà phải có tai treo hay
chân đỡ, vỏ đỡ để đỡ thiết bị để thiết bị được ổn định khi vận hành. Muốn chọn được
chân đỡ, vỏ đỡ hay tai treo thích hợp ta phải tính trọng tải của tháp. Trọng tải của tháp:
Ptháp = Pthân + Pđáy,nắp + Pchất lỏng + Pbích + Pđệm (N)
 Khối lượng thân thiết bị:
Trong đó:

Mth: khối lượng của thân thiết bị, kg
Dn, Dt: đường kính ngoài và trong của thiết bị, m
H: chiều cao của tháp, m
ρ: khối lượng riêng của thép, ρ = 7,9.103 kg/m3

 (kg)
 Khối lượng của đáy và nắp tháp
- Độ dày của nắp: S= 8mm; Dt=2000mm
 Tra bảng XIII.11 (II-384) ta có chiều cao gờ h = 25 mm và Mnắp = 283 kg
- Độ dày đáy: S=8mm; Dt=2000 mm
 Tra bảng XIII.11(II-384) ta có chiều cao gờ h = 25 mm và Mnắp = 283 kg
Vậy Mnắp- đáy = 566 (kg)
 Khối lượng của đệm
Đệm là đệm vòng Rasig đổ lộn xộn: đệm bằng sứ kích thước 25×25×3.0.
Tra bảng thông số kỹ thuật IX.8 (II-193)
ρđệm = 600 kg/m3
(Kg)
 Khối lượng của chất lỏng:

Trong đó:

ρ: khối lượng riêng chất lỏng ở 25oC
D: đường kính tháp, m
H: chiều cao tháp trước khi bị nước choán hết, m

Vậy: ( kg)
 Khối lượng bích
 Bích nối thân thiết bị:
Áp dụng công thức:
Trong đó:
ρthép: khối lượng riêng của thép làm bích (CT3), ρthép = 7,85.103(kg/m3)
Db: đường kính vòng bulong, Db= 2100 mm = 2,1 m
DI: đường kính trong của bích, DI= 2060 mm= 2,06 m
h: chiều dài của bích, h = 50mm = 0,05m
 (kg)
 ( kg)
 Bích nối ống dẫn:
(kg)
 Bích nối đường ống với lỗ ở đáy và nắp
(kg)