Do an chung cat thiet ke mam chop hon hopEtilenglicolNuoc

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (609.4 KB, 80 trang )

(1)Mục Lục Chương 1: Tổng Quan..................................................................................................................................4 1.. Tổng quan về sản phẩm.................................................................................................................4 1.1. Nước:.......................................................................................................................................4. 1.2. Etilenglicol...............................................................................................................................5. Chương 2. Sơ đồ quy trình công nghệ..........................................................................................................9 Quy trình:...............................................................................................................................................11 Chương 3: Cân Bằng Vật Chất Năng Lượng..............................................................................................12 3.1 Những thông số và quy ước ban đầu................................................................................................12 3.2. Cân bằng vật chất.................................................................................................................12. 3.3. CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG...............................................................................................17. Chương 4: Tính Toán Thiết Bị Chưng Cất.................................................................................................21 4.1. Đường kính tháp.......................................................................................................................21. 4.1.1. Đường kính đoạn luyện:...................................................................................................21. 4.1.2. Đường kính đoạn chưng:..................................................................................................23. 4.2. Chiều cao tháp......................................................................................................................26. 4.3 Tính toán chóp và ống chảy chuyền.............................................................................................26 4.3. . Tính trở lực tháp...................................................................................................................32. Chương 5: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ..............................................................................................................36 5.1. Bề dày thân tháp:......................................................................................................................36. 5.2. Đáy và nắp thiết bị....................................................................................................................37. 5.3. Bích ghép thân, đáy và nắp:.....................................................................................................38. 5.4. Bích ghép ống dẫn....................................................................................................................39. 5.4.1 Ống dẫn dòng nhập liệu:...........................................................................................................39 5.4.2 Ống hơi ở đỉnh tháp:.................................................................................................................40 5.4.3 Ống dẫn dòng hoàn lưu:...........................................................................................................41 5.4.4 Ống dẫn hơi từ nồi đun qua tháp:..............................................................................................42 5.4.5 Ống dẫn sản phẩm đáy:.............................................................................................................43 5.5. Tính mâm..................................................................................................................................43. 5.6 . Chân đỡ:........................................................................................................................................44 5.6.1 Tính khối lượng toàn tháp.........................................................................................................44. Trang 1.

(2) 5.6.2. Chọn chân đỡ....................................................................................................................47. 5.6.3. Tính chiều dày lớp cách nhiệt..........................................................................................47. Chương 6: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT-THIẾT BỊ PHỤ...................................................49 6.1. Thiết bị đun sôi đáy tháp..........................................................................................................49. 6.2. Thiết bị làm nguội sản phẩm đáy:...........................................................................................53. 6.3. Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh...........................................................................................57. 6.4. Thiết bị đun sôi dòng nhập liệu...............................................................................................61. 6.5. Tính toán bơm nhập liệu..........................................................................................................65. 6.5.1. Chiều cao bồn cao vị.........................................................................................................65. 6.5.2 Chiều cao bồn cao vị...............................................................................................................67 6.6. Bơm........................................................................................................................................68. Chương 7: TÍNH KINH TẾ........................................................................................................................71 Bảng tính toán vật tư..............................................................................................................................72 Lời Kết.......................................................................................................................................................73 TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................................................74. Trang 2.

(3) Mở đầu: Trong ngành công nghiệp hóa chất để nâng cao độ tinh khiết sản phẩm ta thường dùng các phương pháp như cô đặc, hấp thu, chưng cất...Tùy theo các yêu cầu sản phẩm và tính kinh tế mà ta chọn lựa phương pháp phù hợp nhất. Với hỗn hợp Nước-Etilenglicol là hai cấu tử tan lẫn hoàn toàn, ta dùng phương pháp chưng cất để nâng cao độ tinh khiết của sản phẩm mong muốn. Đồ án môn học quá trình và thiết bị là môn học mang tính tổng hợp trong quá trình học tập của các kỹ sư công nghệ hóa học tương lai. Môn học giúp sinh viên giải quyết nhiệm vụ tính toán cụ thể về: quy trình công nghệ, kết cấu, giá thành của một thiết bị trong sản xuất hóa chất-thực phẩm-sinh học. Đây là bước tập dược đầu tiên về vận dụng những kiến thức đã học của nhiều môn học vào giải quyết những vấn đề kỹ thuật thực tế một cách tổng hợp thông qua đồ án môn học này. Nhiệm vụ của đồ án này là Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất hỗn hợp Nước-Etilenglicol với số liệu ban đầu: -. Năng suất nhập liệu: 1500kg/h Nồng độ nước trong dòng nhập liệu: 15% phân mol Nồng độ etilenglicol trong dòng sản phẩm: 99% phân mol Các thông số khác sinh viên tự chọn.. Trang 3.

(4) Chương 1: Tổng Quan 1. Tổng quan về sản phẩm Nguyên liệu đầu vào là hỗn hợp Nước-Etilenglicol với số liệu cho ở trên. 1.1 Nước: 1.1.1 Sơ lược. -. Hình 1: Cấu trúc không gian của H2O Nước là một hơp chất hóa học của Hydro và Oxy, công thức hóa học: H 2O. Nước là một chất quan trọng trong công nghiệp và đời sống, chiếm 70% diện tích trên trái đất. Bên cạnh nước thông thường còn có nước nặng và nước siêu nặng. Ở các loại nước này, các nguyên tử hydro bình thường được thay thế bởi các đồng vị đơteri và triti. Nước nặng có tính chất vật lý(điểm nóng chảy cao hơn, nhiệt độ sôi cao hơn, khối lượng riêng cao hơn) và tính chất hóa học khác với nước thường.. 1.1.2 Cấu tạo và tính chất của phân tử nước 1.1.2.1 Hình học của phân tử nước Phân tử nước bao gồm hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy. Trong không gian phân tử nước có góc liên kết là 104,45 o. Do các cặp điện tử tự do chiếm nhiều chỗ nên sai lệch đi so với góc lý tưởng của hình tứ diện. Chiều dài liên kết O-H là 86,84 picomet. 1.1.2.2Liên kết hydro Các phân tử nước tương tác lẫn nhau thông qua liên kết hydro và nhờ vậy lực hút phân tử lớn.. Trang 4.

(5) Hình 2: Các phân tử nước tạo liên kết hydro liên phân tử -. Nước có tính lưỡng cực Nhiệt độ sôi của nước: 100oC (ở 760 mmHg) Nhiệt độ nóng chảy của nước: 0oC (ở 760 mmhg). 1.2 Etilenglicol 1.2.1 Giới thiệu chung. Hình 3: Cấu trúc không gian Etilenglicol Etilenglicol, 1,2-ethanediol, có công thức cấu tạo: HOCH 2CH2OH, khối lượng phân tử MEG = 62 (g/mol). Với tên thường gọi là Glycol là một loại rượu hai nhóm chức đơn giản nhất. Được sản xuất đầu tiên bởi WUZT bằng cách cho phản ứng giữa 1,2-dibromoethan với CH3COOAg để tạo sản phẩm dietilen acetat ester, sau đó sử dụng H 2 phân hủy ester đó thành etilenglicol.. Trang 5.

(6) 1.2.2 Tính chất vật lý của etilenglicol Etilenglicol là chất lỏng không màu, không mùi và có vị ngọt, háo nước và có thể tan hoàn toàn trong rất nhiều dung môi phân cực như nước, rượu và aceton. Tuy nhiên đối với các dung môi không phân cực như Benzen, Toluen, cloroform khả năng hoàn tan Etilenglicol (EG) không cao lắm. Một số thông số vật lý: -. Nhiệt độ điểm sôi (tại 101325 Pa): 197,60oC Điểm nóng chảy: -13oC Khối lượng riêng tại 20oC : 1,1135 g/ml. Etilenglicol rất khó kết tinh bởi dịch của nó có tính nhớt rất cao, tuy nhiên khi ta làm lạnh dung dịch sẽ đóng rắn tao thành sản phẩm có trạng thái giống thủy tinh. Ứng dụng lớn nhất của EG là sử dụng làm chất chống đông vì nó có khả năng hạ nhiệt độ đông đặc xuống thấp hơn 0oC khi hòa trộn với nước. 1.2.3 Tính chất hóa học Etilen glicol có tính chất hóa học của một rượu hai chức thông thường. Với hai nhóm chức cạnh nhau cho phép xảy ra phản ứng đóng vòng ete hay thực hiện phản ứng trùng ngưng ra những polyeste với các acid đa chức có vai trò rất quan trọng trong công nghiệp. Một số phản ứng đặc trưng như: - Phản ứng oxy hóa - Phản ứng tạo ete và ester hóa - Phản ứng epoxy -Phản ứng tạo 1,3- dioxan 1.2.4 Sản xuât etilenglicol trong công nghiệp Trong công nghiệp người ta sản xuất Etilenglicol qua một số quá trình sau: -. Sản xuất EG qua quá trình Clohydrin. -. Sản xuất EG tử C1.. -. Oxy hóa trực tiếp Etilen. -. Thủy phân Etilen Oxit. 1.3 Phương pháp và thiết bị chưng cất 1.3.1 Phương pháp chưng cất Chưng cất là quá trình phân tách hỗn hợp lỏng (hoặc khí lỏng) thành các cấu tử riêng biệt dựa vào sự khác nhau về độ bay hơi của chúng (hay nhiệt đô sôi khác nhau ở cùng áp suất), bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình bay hơi-ngưng tụ, trong đó vật chất đi từ pha lỏng vào pha hơi hoặc ngược lại. Khác với cô đặc, Trang 6.

(7) chưng cất là quá trình trong đó cả dung môi và chất tan đều bay hơi, còn cô đặc là quá trình trong đó chỉ có dung môi là bay hơi. Khi chưng cất ta thu được nhiều cấu tử và thường thì bao nhiêu cấu tử sẽ thu được bấy nhiêu sản phẩm. Nếu xét hệ đơn giản chỉ có 2 cấu tử thì ta sẽ thu được 2 sản phẩm: sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm cấu từ có độ bay hơi lớn (Nhiệt độ sôi nhỏ), sản phẩm đáy chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi nhỏ (nhiệt độ sôi lớn). Đối với hệ 2 cấu tử Nước – Etilenglicol - Sản phẩm đỉnh là: Chủ yếu là Nước và một ít là Etilenglicol - Sản phẩm đáy là: Chủ yếu là Etilenglicol và một ít là Nước. Các phương pháp chưng cất được phân loại theo:  Áp suất làm việc: chưng cất áp suất thấp, áp suất thường và áp suất cao. Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào nhiệt đô sôi của các cấu tử, nếu nhiệt độ sôi của các cấu tử quá cao thì ta giảm áp suất làm việc để giảm nhiệt độ sôi của các cấu tử.  Nguyên lý làm việc: liên tục, gián đoạn(chưng đơn giản) o Chưng cất gián đoạn(chưng đơn giản): phương pháp này được sử dụng trong các trường hợp sau: - Khi nhiệt độ sôi của các cấu tử khác xa nhau - Không đòi hỏi sản phẩm có độ tinh khiết cao - Tách hỗn hợp lỏng ra khỏi tạp chất không bay hơi - Tách sơ bộ hỗn hợp nhiều cấu tử. o Chưng cất hỗn hợp hai cấu tử (dùng thiết bị hoạt động liên tục) là quá trình được thưc hiện liên tục, nghịch dòng, nhiều đoạn.  Phương pháp cấp nhiệt ở đáy tháp: o Sử dụng hơi nước để cấp nhiệt trực tiếp cho đáy tháp: khi chưng cất hỗn hợp nhập liệu thu được nước ở đáy tháp chưng cất, cấu tử còn lại dễ bay hơi thì ta có thể sử dụng hơi nước để cấp nhiệt trực tiếp cho đáy tháp. o Sử dụng nồi đun để cấp nhiệt cho tháp chưng cất: nồi đun cho tháp chưng cất là thiết bị trao đổi nhiệt được đặt ở đáy tháp, để cung cấp nhiệt cho hệ thống Có các loại nồi đun cho tháp chưng cất: - Thiết bị trao đổi nhiệt loại hai vỏ: dùng cho tháp chưng cất năng suất nhỏ - Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm - Nồi đun đặt ngoài: chất tải nhiệt nóng đi trong ống, hơi đi vào tháp cân bằng với dòng sản phẩm đáy, do đó nồi đun được xem là một mâm lý thuyết. Dòng cho tháp chưng cất năng suất cao. Thiết bị trao đổi nhiệt đặt đứng: chất tải nhiệt đi ngoài ống, bốc hơi hoàn toàn phần lỏng đi vào nồi đun. Do đó, hơi có cùng thành phần với dòng sản phẩm đáy. - Thiết bị trao đổi nhiệt nhân dòng lỏng từ mâm đáy và nó chỉ bốc hơi một phần: Trang 7.

(8) Đối với hệ Nước-Etilenglicol ta chọn phương pháp chưng cất liên tục cấp nhiệt gián tiếp bằng nồi đun ở áp suất thường. 1.3.2 Thiết bị chưng cất: Trong sản xuất thường sử dụng rất nhiều loại tháp nhưng chúng đều có một yêu cầu cơ bản là diện tích bề mặt tiếp xúc pha phải lớn, điều này phụ thuộc vào độ phân tán của lưu chất này vào lưu chất kia. Nếu pha khí phân tán vào pha lỏng ta có các loại tháp mâm, nếu pha lỏng phân tán vào pha khí ta có tháp chêm, tháp phu, ở đây ta khảo sát 2 loại thường dùng là tháp mâm và tháp chêm. - Tháp mâm: thân hình trụ, thẳng đứng phía trong có gắn các mâm có cấu tạo khác nhau, trên đó pha lỏng và pha hơi được tiếp xúc với nhau. Tùy theo cấu tạo của đĩa, ta có: o Tháp mâm chóp: trên mâm bố trí có chóp dạng tròn, xupap, chữ S o Tháp mâm xuyên lỗ: trên mâm có nhiều lỗ hay rãnh. - Tháp chêm (tháp đệm): tháp hình trụ, gồm nhiều bậc nối với nhau bằng mặt bích hay hàn. Vật chêm được cho vào tháp theo môt trong hai phương pháp: xếp ngẫu nhiên hay xếp thứ tự. So sánh ưu nhược điểm của các loại tháp;. Ưu điểm. Nhược điểm. Tháp chêm. Tháp xuyên lỗ. -. -. Cấu tạo khá đơn giản Trở lực thấp Làm việc được với chất lỏng bẩn nếu dùng đệm cầu có chất lỏng -. -. -. Do có hiệu ứng thành  hiệu suất truyền khối thấp Độ ổn định không cao, khó vận hành Do có hiệu ứng thành khi tăng năng suất thì hiệu ứng thành tăng  khó tăng năng suất Thiết bị nặng nề. Tháp mâm chóp. Trở lực tương đối thấp Hiệu suất khá cao. Không làm việc được với chất lỏng bẩn. Kết cấu khá phức tạp. Khá ổn định Hiệu suất cao. -. Yêu cầu đồ án ta sử dụng tháp mâm chóp để chưng cất Nước-Etilenglicol. Trang 8. Trở lực lớn Tiêu tốn vật tư, kết cấu phức tạp.

(9) Chương 2. Sơ đồ quy trình công nghệ Chú thích các kí hiệu trong quy trình: 1. Bồn chứa nguyên liệu 2. Bơm 3. Bồn cao vị 4. Thiết bị đung sôi dòng nhập liệu 5. Bẩy hơi 6. Lưu lượng kế 7. Nhiệt kế 8. Tháp chưng cất 9. Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh 10. Áp kế 11. Thiết bị đung sôi đáy tháp 12. Thiết bị làm nguội sản phẩm đáy 13. Bồn chứa sản phẩm đáy 14. Bộ phận chia dòng 15. Bồn chứa sản phẩm đỉnh. Trang 9.

(10) 10. P. 3. T Nước làm lạn h. o. t=27 C. 9. 8. 7. 14. o. t=37 C. T. Hôi baõo hoøa. 4. 15. P=20at. 6. 5. T Nước ngưng. 11. Hôi baõo hoøa P=20at. 12 Nước làm lạnh. o. t=27 C. Nước ngưng. 1. o. 13. t=40 C. 2. 15. Bồ n chứ a sản phẩm đỉnh. 14 13 12. Boä phaän chia doøng Bồn chứa sản phẩm đáy Thiết bị làm nguội sản phẩ m đáy. 11. Thiết bị đun sôi đáy thá p AÙp keá. 10 9 8 7 6. Thieát bò ngöng tuï saûn phaå m ñænh Thaù p chöng caát Nhieät keá Lưu lượng kế. 5 4 3. Baãy hôi Thieát bò ñun soâi doø ng nhaäp lieäu Boàn cao vò. 2 1. Bôm Bồn chứa nguyên liệu TEÂN GOÏI. STT. ÑAËC TÍNH KYÕ THUAÄT. SL. VAÄT LIEÄ U. Trường Đạ i học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Khoa Kyõ Thuaät Hoùa Hoï c BOÄ MOÂN Quaù Trình vaø Thieá t Bò Đồ á n môn học: Quá trình và Thiết bị THIẾT KẾ THÁ P CHƯNG CẤT HỖN HỢP NƯỚC - ETILENGLICOL LOẠI MÂM CHÓP NĂNG SUẤT 1500 KG/H SVTH GVHD CNBM Chức năng. Trang 10. Nguyễn Đức Trung Traàn Taán Vieät Leâ Thò Kim Phuïng Hoï teân Chữ ký. QUY TRÌNH COÂNG NGHEÄ. Tæ leä: Baû n veõ soá : 1/2 Ngaø y HT: 25/11 Ngaøy BV: 21/12.

(11) (Hình 4: Bản vẽ quy trình công nghệ). Quy trình: Hỗn hợp Nước-Etilenglicol năng suất nhập liệu đầu 1500kg/h có nồng độ nước 15% phân mol, nhiệt độ khoảng 27oC tại bình chứa nguyên liệu (1) được bơm (2) bơm lên bồn cao vị (3). Sau đó, hỗn hợp được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi trong thiết bị đun sôi dòng nhập liệu (4) rồi đưa vào tháp chưng (8) ở đĩa nhập liệu. Trên đĩa nhập liệu, chất lỏng được trộn với phần lỏng từ đoạn luyện của tháp chảy xuống. Trong tháp, hơi đi từ dưới lên gặp chất lỏng từ trên xuống. Ơ đây, có sự tiếp xúc và trao đổi giữa hai pha với nhau. Pha lỏng chuyển động trong phần chưng càng xuống dưới càng giảm nồng độ các cấu tử dễ bay hơi , pha hơi tạo nên từ nồi đun (11) lôi cuốn cấu tử dễ bay hơi. Nhiệt độ càng lên cao càng thấp, nên khi hơi đi qua các đĩa từ dưới lên thì cấu tử có nhiệt độ sôi cao là Etilenglicol sẽ ngưng tụ lại, cuối cùng trên đỉnh tháp ta thu hỗn hợp cấu tử nước chiếm nhiều nhất (nồng độ 99% theo phân mol). Hơi nước đi vào thiết bị ngưng tụ (9) và được ngưng tụ hoàn toàn. Một phần của chất lỏng ngưng tụ được hoàn lưu về tháp ở đĩa trên cùng. Một phần cấu tử có nhiệt độ sôi thấp được bốc hơi còn lại cấu tử có nhiệt độ sôi cao trong chất lỏng ngày càng tăng. Cuối cùng, ở đáy tháp ta thu được hỗn hợp lỏng hầu hết là cấu tử khó bay hơi (Etilenglicol). Hỗn hợp lỏng ở đáy có nồng độ nước là 1% theo phần mol, còn lại là Etilenglicol. Dung dịch lỏng ở đáy đi ra khỏi tháp vào nồi đun (11). Trong nồi đun dung dịch lỏng một phần sẽ bốc hơi cung cấp lại cho tháp để tiếp tục làm việc, phần còn lại ra khỏi nồi đun đi qua thiết bị làm nguội sản phẩm đáy (12), được làm nguội 40oC, rồi đưa qua bồn chứa sản phẩm đáy (13). Hệ thống làm việc liên tục cho ra sản phẩm đỉnh là nước được thải bỏ, sản phẩm đáy là Etilenglicol được giữ lại.. Trang 11.

(12) Chương 3: Cân Bằng Vật Chất Năng Lượng 3.1 Những thông số và quy ước ban đầu Chọn loại tháp là tháp mâm chóp Hỗn hợp: -. Nước : H2O, MN=18 (g/mol). -. Etilenglycol: HOCH2CH2OH:, MEG=62 (g/mol). Thông số ban đầu: -. Năng suất nhập liệu: GF = 1500 (kg/h). -. Nồng độ nhập liệu: xF = 0,15 (mol nước/ mol hỗn hợp). -. Nồng độ sản phẩm đỉnh chọn: xD = 0,99 (mol nước/ mol hỗn hợp). -. Nồng độ sản phẩm đáy: xW = 0,01 (mol nước/ mol hỗn hợp). -. Chọn: o Nhiệt độ dòng nhập liệu: tf = 27oC. o Trạng thái nhập liệu là trạng thái lỏng sôi. o Chọn hơi đốt là hơi nước ở Ph = 20 at. -. Thiết bị làm nguội sản phẩm đáy: o Nhiệt độ sản phẩm sau khi làm nguội: tW = 40oC o Nhiệt độ dòng nước lạnh đi vào : tV = 27oC o Nhiệt độ dòng nước lạnh đi ra: tR = 40oC. -. Trong đồ án này ta quy ước các ký hiệu sau: o GF, F : suất lượng nhập liệu tính theo kg/h, kmol/h o GD, D: suất lượng sản phẩm đỉnh tính theo kg/h, kmol/h o GW, W: suất lượng sản phẩm đáy tính theo kg/h, kmol/h Trang 12.

(13) o xi, xi’: nồng độ phần mol, phần khối lượng của cấu tử i. o Mi: khối lượng mol trung bình ở dòng thứ i. 3.2. Cân bằng vật chất. MF = xF.MN + (1-xF).MEG = 0,15.18 + (1 – 0,15).62 = 55,4(kg/kmol) F=. G F 1500 = =27,08 (kmol/h) M F 55,4. D=F. (. x F −x W 0,15−0,01 =1500 =3,87 (kmol/h) x D −xW 0,99−0,01. ). (. ). →W =F−D=27,07−3,87=23,21 (kmol/h) x 'F =. xF . M N 0,15.18 = =0,0487 (Khối lượng nước/khối lượng x F . M N + ( 1−x F ) . M EG 0,15.18+ ( 1−0,15 ) .62. hỗn hợp) Bảng 3.1: Tính toán tương tự ta có bảng số liệu sau:. kg/h. kmol/h phần mol. phần KL. Mi(g/mol). F. 1500. 27.08. 0.15. 0.0487. 55.4. D. 71.325. 3.87. 0.99. 0.9664. 18.44. W. 1428.7. 23.21. 0.01. 0.0029. 61.56. 3.3. Xác định tỉ số hoàn lưu làm việc, mâm lý thuyết, mâm thực tế. Tỉ số hoàn lưu làm việc tối thiểu: Rmin =. xD− y. ¿ F. ¿ F. y −x F. Ơ đây y*F được xác định từ đồ thị đường cân bằng X-Y từ xF. xF = 0,15 ta tìm được y*F = 0,77 . Rmin =. 0,99−0,77 =0,355 0,77−0,15. R=1,3Rmin + 0,3 = 1,3.0,355 + 0,3 = 0,762.. Trang 13.

(14) Phương trình đường làm việc phần luyện:. y=. x R 0,762 0,99 x+ D = x+ R+1 R+ 1 0,762+1 0,762+1. → y =0,432 x +0,562. Phương trình làm việc phần chưng: Trong đó: f =. y=. R+ f f −1 x− x R+1 R+1 W. x D−x W 0,99−0,01 = =7 x F −x W 0,15−0,01. Vậy phương trình đường chưng là:. y=. 0,762+7 7−1 x− .0,01 0,762+1 0,762+1.  y = 4,405x – 0,034. Bảng 3.2: Bảng số liệu ta dựng đường cân bằng x-y x. y. t. 0. 0. 197. 0.154. 0.949. 130.1. 0.277. 0.974. 120.5. 0.378. 0.984. 114.3. 0.463. 0.988. 110.8. 0.596. 0.992. 106.3. 0.697. 0.995. 103.5. 0.775. 0.995. 103.2. Trang 14.

(15) 0.838. 0.998. 101.5. 0.889. 0.998 5. 101. 0.932. 0.999 1. 100.6. 1. 1. 100. Trang 15.

(16) -. Xác định số đĩa lý thuyết-thực tế o Từ điểm xD ta dựng đường thẳng song song với trục Oy cắt đường 45o tại điểm a. o Xác định đường làm việc phần chưng: ta xác định điểm b trên trục Oy có tọa độ bằng. -. xD ( 0,562 ) . Sau đó ta nối điểm a với điểm b ta có đường R+ 1. làm việc phần luyện. o Vẽ đường nhập liệu: do nhập liệu là lỏng sôi nên từ xF ta kẻ đường song song với Oy cắt đường làm việc tại điểm c. o Vẽ đường làm việc phần cất: từ điểm xW ta vẽ đường thẳng qua điểm c (giao điểm đường làm việc phần chưng và đường nhập liệu). o Xác định số đĩa lý thuyết: Từ điểm a ta vẽ đường song song với trục Ox cắt đường cân bằng tại một điểm, rồi từ giao điểm đó ta vẽ đưởng thẳng song song với trục Oy gặp đường nồng độ làm việc ở một điểm khác. Cứ tiếp tục vẽ các đường song song như vậy cho tới khi đến điểm có tọa độ x≤xW thì dừng lại. Kết quả ta nhận được 1 đường gấp khúc. Số tam giác tạo thành giữa đường gấp khúc và đường nồng độ làm việc là số đĩa lý thuyết. o Ta xác định được 6 đĩa lý thuyết và nhập liệu ở đĩa số 3. Xác định mâm thực tế o Xác định độ bay hơi tương đối ở các đĩa 1, đĩa 3 và đĩa 6, kí hiệu i tương ứng với độ bay hơi tương đối cho các đĩa kể trên. ❑1 =. y 1 1−x 1 0.998 1−0,99 . = . =5,04 1− y 1 x1 1−0,998 0,99. ❑3 =. y 3 1−x3 0,77 1−0,15 . = . =18,971 1− y 3 x 3 1−0,77 0,15. ❑6=. y 6 1−x 6 0.0714 1−0,01 . = . =7,612 1− y 6 x 6 1−0,0714 0,01. Trang 16.

(17) o Xác định độ nhớt – xác định hiệu suất mâm. Bảng 3.3: bảng số liệu tính toán µi Nước EG Nước EG Nước EG. F. D. W. μtb. 0.2769 1.6 0.1769 0.35 0.1438 0.15. i. µtb.i. i. 0.2845. 5,04. 0.1886. 0.463. 0.316. 18.97. 5.9945. 0.583. 0.15. 7.61. 1.1415. 0.5. μtb tính theo công thức: công thức (I.12), trang 84, [5]) log μtb =x i log μ N + ( 1−xi ) log μ EG. i xác định dựa trên tích μtb.i và dựa vào đồ thị H.5.24 trang 125 [2] xác định hiệu suất mâm. ❑D +❑F 0,583+0,463 = =0,523 2 2 ❑ +❑F 0,5+ 0,463 ❑c = W = =0,482 2 2 ❑l =. Trang 17.

(18) 2. -. Số mâm thực tế phần luyện là ¿ 0,523 =3,82  chọn số mâm thực tế là 4. -. Số mâm thực tế phần chưng là. 4 =8,307 chọn số mâm thực tế là 9 0,482. Kết luận: Tháp chưng cất có 12 mâm thực tế với 1 nồi đun.. 3.4. CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG. Chọn hơi đốt nồi đun đáy thápở 20 at Tra bảng 1.251, trang 314, [5]: -. Nhiệt hóa hơi: rH2O = rN = 280200 (J/kg) Nhiệt độ sôi: tH2O = tN = 211,4 oC. Dòng sản phẩm đáy có nhiệt độ: -. Trước khi vào nồi đun (lỏng): tS1 = 193, 6 oC Sau khi được đun sôi (hơi): tS2 = 196oC.. Cân bằng nhiệt cho toàn tháp: Qđ + GFHFS = (R+1)GDrD + GDHDS + GWHWS + Qm GF = G W + G D Coi Qm = 0,05Qđ HFS = HF = CF.tF =( x’FCN + (1-x’F)CEG)tF tF là dòng nhập liệu vào tháp, ở đây ta chọn nhập liệu là lỏng sôi. HWS = CW.tWS = (x’WCN + (1-x’W)CEG)tWS HDS = CD.tDS = x’DCN + (1-x’D)CEG)tDS rD = x’DrN + (1-x’D)rEG Với : -. xF= 0,15 tFS = 157,1oC xW = 0,01 tWS = 193,6oC xD = 0,99 tDS = 101,8oC Nhiệt dung riêng:. Tra bảng 1.249, trang 310[5] ta được nhiệt dung riêng của nước Tra toán đồ 1.52, trang 166[5] ta được nhiệt dung riêng của Etilenglicol. Cấu tử. Dòng. Ci(kJ/kg.độ). Ci(tb)(kJ/kg.độ). Trang 18. Enthalpy(kJ/kg).

(19) Nước(0.0487 ) EG Nước(0,9664 ) EG Nước(0,0029 ) EG. F (157,1oC ) D (101,8oC ) W (193,6oC ). 4.331. 3.098. 486.714. 4.176. 425.096. 3.228. 624.869. 3.035 4.222 2.847 4.476 3.224. Nhiệt hóa hơi Tra bảng 1.250, trang 312[5] Nhiệt hóa hơi của nước ở 101,8oC: rN = 2242,96 (kJ/kg) Nhiệt hóa hơi của Etilenglycol ở 101,8oC: rEG = 984,70 (kJ/kg) rD = 2242,96.0,9664 + (1-0,9664).984,70 = 2200,68(kJ/kg) Nhiệt lượng cần cung cấp: ( R+ 1 ) G D r D + GD ( H DS−H FS ) +GW ( H WS −H FS ) = 0,95 ( 0,762+1 ) .71,325 .2200,68+71,325 ( 425,096−486,714 ) +1428,7 (624,869−486,714) = 0,95. Qđ =¿. 479945,362kJ/h) Chọn cấp nhiệt bằng hơi nước bão hòa để cấp nhiệt thì: Qđ = GN.rN Lượng hơi nước cần dùng là: GN =. Q d 479945,362 = =171,287 (kg/h) rN 2802. Thiết bị làm nguội sản phẩm đáy: Chọn: -. Nhiệt độ nước lạnh vào tV = 27oC và nhiệt độ ra tR = 37oC. Sản phẩm đáy ra có nhiệt độ tWS = 193,6oC và nhiệt độ ra tWR = 40oC.. Phương trình cân bằng nhiệt: Q=GW ( H WS −H WR )=G N (H R −H V ). Tra bảng 1.250, trang 310[5] để tìm nhiệt dung riêng của nước Nhiệt dung riêng của nước ở 40oC = 4,178 (kJ/kg.độ) Trang 19.

(20) Nhiệt dung riêng của Etilenglycol ở 40oC = 2,512(kJ/kg.độ)  HWR = ( 0,0029.4,178 + (1-0,0029).2,5212).40 = 101,04 (kJ/kg) Tra bảng 1.250 trang 312[5] -. Enthalpy của nước ở 27oC: HV = 113,13 (kJ/kg) Enthalpy của nước ở 37oC: HR = 155,03 (kJ/kg). Lượng nhiệt trao đổi: Q = GW(HWS-HWR) = 1428,7(624,869-101,04) = 748,4.103 (kJ/h) Suất lượng nước lạnh cần dùng là:. G n=. Q 748400 = =17862 (kg/h) H R −H V 155,03−113,13. Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh Chọn -. Nước lạnh đi trong ống có nhiệt độ vào tV = 27oC và nhiệt độ ra tR = 37oC Dòng hơi tại đỉnh đi ngoài ống với nhiệt độ ngưng tụ 101,8oC. Cân bằng nhiệt: Qnt = ( R+ 1 ) G D r D =Gn ( H R−H V ) Nên Qnt = (R+1)GDrD = (0,762+1).71,325.2200,68 = 276569,689 (kg/h) Tra bảng 1.250, trang 312[5] Enthalpy của nước ở 27oC : Hv = 113,13 (kJ/kg) Enthalpy của nước ở 37oC: HR = 153,05 (kJ/kg) Lượng nước cần dùng: Gn=. Qnt H R −H V. =. 276569,689 =6928,098 (kg/h) 153,05−113,13. Thiết bị đun sôi dòng nhập liệu: Chọn: -. Dòng nhập liệu đi trong ống với nhiệt độ vào tf = 27oC và nhiệt độ ra ở trạng thái lỏng sôi có nhiệt độ tF = 157,1oC. Hơi ngưng tụ đi trong ống ngoài có áp suất 20 at o Nhiệt hóa hơi: rN = 280200 (J/kg) o Nhiệt độ sôi: tN = 211,4oC. Tra bảng 1.249, trang 310[5] -. Nhiệt dung riêng của nước 27oC = 4,178(kJ/kg.độ) Tra toán đồ nhiệt dung riêng của Etilenglicol 27oC = 2,47(kJ/kg.độ). Hf = Cf.tf =( (x’F.CN + (1-x’F).CEG).tf = (0,0487.4,178+(1-0,0487).2,47).27 = 63,83 (kJ/kg) Cân bằng nhiệt: Q=G F ( H F −H f )=G N r N Nên: Q = GF(HF-Hf) = 1500.(486,714-63,83) = 634326 (kJ/h) Trang 20.

(21) Q. 634326. Lượng hơi đốt cần dùng: Gn= r = 2802 N. = 226,383(kg/h). Chương 4: Tính Toán Thiết Bị Chưng Cất 4.1. Đường kính tháp. Áp dụng công thức (IX.89), (IX.90), trang 181 [6] Dt =. √. 4 V tb g tb =0,0188 3600.❑tb (❑ y .❑ y ) tb. √. (m). (4.1). Vtb: lượng hơi trung bình đi trong tháp (m3/h). tb: tốc độ hơi trung bình đi trong tháp (m/s). gtb: lượng hơi trung bình đi trong tháp (kg/h). Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng và đoạn cất khác nhau, vì vậy, đường kính đoạn chưng và đoạn cất khác nhau. Do đó ta sẽ tính đường kính mỗi đoạn rồi so sánh chọn ra kích thước phù hợp. Trang 21.

(22) 4.1.1 Đường kính đoạn luyện: 4.1.1.2 Lượng hơi trung bình đi trong tháp: gtb =. g d + g1 2. (kg/h). (4.2). gd: lượng hơi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp (kg/h) g1: lượng hơi đi vào đĩa dưới cùng của đoạn luyện (kg/h). -. Lượng hơi ra khỏi đỉnh tháp gd: gd = GR + GD = GD(R+1). (4.3). = 71,325(0,762+1) = 125,675 (kg/h). -. Xác định g1: từ hệ phương trình can bằng vật liệu và can bằng nhiệt sau: g1=G1 +G D ' ' g 1 . y =G1 . x 1+ GD . x D g1 . r 1=g d . r d. {. ' 1. (4.4). G1: lượng hơi ở đĩa thứ nhất của đoạn luyện. r1: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn luyện rd: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi ra ở đỉnh tháp. -. Xác định r1: t1 = tF = 157,1oC, tra ẩn nhiệt hóa hơi của các chất trong dữ liệu DIPPR o ẩn nhiệt hóa hơi của nước: rN1 = 2097,96 (kJ/kg) o ẩn nhiệt hóa hơi của Ethylen glycol: rEG1 = 914,08 (kJ/kg).  r1= rN1.y’1 + (1-y’1).rEG1 = 2097,96y’1 + (1-y’1).914,08 = 1183,88y’1 + 914,08. -. Xaùc ñònh rd: tD = 101,8oC. ' xD = 0,99yD = 0,998  y D =. M N . y 'D ' D. ' D. M N . y + ( 1− y ) . M EG. =. 18.0,998 18.0,998+ ( 1−0,998 ) .62. ¿ 0,993 (khối lượng hơi nước/khối lượng hơi hỗn hợp) r D=r ND . y 'D + ( 1− y 'D ) .r EGD =2242,96.0,993+ (1−0,993 ) .984,7 = 2234,15 (kJ/kg). Ta coi x’1 = x’F = 0,0487. Giải hệ phương trình trên ta được:. Trang 22.

(23) { . kg ) h y '1=0,362( phân khối lư ợngnư ớ) c kg g1 =209,197( ) h G1=137,872(. y '1 MN. 0,362 18 y 1= ' = ' y 1 1− y 1 0,362 + 1−0,362 + 18 62 M N M EG.  gtb =. g d + g1 125,675+ 209,197 = 2 2. = 0,662 (phân mol nước/mol hỗn hợp hơi).. = 167,436 (kg/h).. 4.1.1.3 Tốc độ hơi trung bình đi trong tháp: Áp dụng công thức (IX.105), trang 184 [6] ❑ y .❑ y ¿ . ¿ ¿. √ h .❑xtb .❑ ytb (kg/m2.s). (4.5). ytb: khối lượng riêng trung bình pha hơi. ❑ ytb=. [ y tb .18+( 1− y tb ) .62 ] .273. (4.6). 22,4.(t tb +273). Với nồng độ phân mol trung bình pha hơi: y tb =. y 1+ y D 2 ¿. (4.7). 0,662+ 0,77 =0,716 2. Nhiệt độ trung bình đoạn luyện: t tb =.  ❑ ytb=. t F + t D 157,1+ 101,8 = =129,45 2 2. o. C. ⌈ y tb .18+ ( 1− y tb ) .62⌉ .273 ⌈ 0,716.18+ (1−0,716 ) .62⌉ .273 = = 0,923 (kg/m3). 22,4(t tb + 273) 22,4.(129.45+273). xtb: khối lượng riêng trung bình của pha lỏng Nồng độ phân khối lượng trung bình pha lỏng: x 'tb =. x 'F + x 'D 0,9664+ 0,0487 = =0,5076 2 2. Nhiệt độ trung bình đoạn luyện ttb = 129,45oC. Trang 23.

(24) Khối lượng riêng của nước: N = 935,39(kg/m3) Tra bảng 7.3 trang 360[9] Khối lượng riêng của Ethylen glycol: EG = 1030,9 (kg/m3) '. '. x 1−x tb ❑xtb= tb + ❑N ❑EG. (. -. ). -1. (. =. 0,5076 1−0,5076 + 935,39 1030,9. −1. ). = 980,102 (kg/m3). []: hệ số tính đến sức căng bề mặt o Khi <20 dyn/cm thì [] = 0,8 o Khi >20 dyn/cm thì [] = 1.  được tính theo công thức I.76 trang 299,[5] 1 1 1 = + ❑ ❑EG ❑n. (4.8). EG, N:sức căng bề mặt của Ethylen glycol và nước tại nhiệt độ làm việc. -. ttb = 129,45oC, tra bảng tính theo DIPPR o sức căng bề mặt của nước: N = 52,487 (dyn/cm) o sức căng bề mặt của Ethylen glycol: EG = 38,689 (dyn/cm).   =22,3 (dyn/cm) > 20 (dyn/cm)  [] = 1 h: khoảng cách mâm (m), chọn h = 0,3 m ( y.y )tb = 0,065 . [] ư [ĩ ] . = 0,065 . 1 . √ 0,3 .980,102 . 0,923 = 1,071(kg/m2.s). √ h .❑xtb .❑ ytb. (4.9). y = 1,071/0,923 = 1,16 (m/s)  Đường kính đoạn luyện: D luyện=0,0188. 4.1.2. 167,436 1,071. = 0,235(m). Đường kính đoạn chưng:. g 'n+ g '1 g = 2 ' tb. √. (kg/h). g’n: lượng hơi ra khỏi đoạn chưng (kg/h) -. g’1: lượng hơi đi vào đoạn chưng (kg/h). -. xác định g’n: vì lượng hơi đi ra khỏi đoạn chưng bằng lượng hơi đi vào đoạn luyện nên : g’n = g1 = 209,197 (kg/h). xác định g’1: từ hệ phương trình cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lượng sau:. -. Trang 24.

(25) G'1=g'1 +GW ' ' ' ' ' G 1 . x1 =g 1 . y W +GW . xW g '1 . r '1=g'n . r 'n=g1 . r 1. {. G’1: lượng hơi ở đĩa thứ nhất của đoạn chưng. r’1: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn chưng. -. Xác định y’W: xW  yW = 0,00714 '  yW=. -. yw. MN 0,00714.18 = =¿ 0,021(kg hơi y w . M N + ( 1− y w ) . M EG 0,00714.18+ (1−0,00714 ) .62. nước/kg hỗn hợp hơi) Tính r’1: t’1 = tw = 193,6oC, tra bảng 1.1250, trang 312[5] o ẩn nhiệt hóa hơi của nước: r’N1 = 1989,96 (kJ/kg) o ẩn nhiệt hóa hơi của Ethylen glycol; r’EG1 = 863,123(kJ/kg)..  r '1=r 'N 1 . y'w + ( 1− y 'w ) . r 'EG 1=1989,96.0,021+ ( 1−0,021 ) .863,123=886,787 (kJ/kg). -. Tính r1: r1 = 1183,88.y’1 + 914,08 = 1183,88.0,362 + 914,08 = 1342,644(kJ/kg).. Gw = 1428,7 (kg/h) Giải hệ ta được; x '1=0,0062(phân khối lư ợngnư ớ) c kg G '1=1745,436 ( ) h kg g '1=316,736( ) h. {. x1 =. g'tb =. x'1 MN x '1 1−x '1 + M N M EG. =. 0,0062 18 =0,021 0,0062 1−0,0062 + 18 60. g 'n+ g '1 209,197+316,736 = 2 2. (phân mol nước/mol hỗn hợp). = 262,967 (kg/h). 4.1.2.1 Tốc độ hơi trung bình trong tháp - xác định ’xtb, ’ytb: ’xtb: khối lượng riêng trung bình của pha lỏng (kg/m3) ’ytb: khối lượng riêng trung bình của pha hơi(kg/m3). -. Xác định ’ytb: Trang 25.

(26) '. ❑ ytb=. ⌈ y 'tb .18+ ( 1− y'tb ) .62 ⌉ 22,4.(t 'tb + 273). Với: y 'tb =. + Nồng độ phân mol trung bình:. y 1+ y w 0,662+0,01 = 2 2. + Nhiệt độ trung bình đoạn chưng: t 'tb =  ❑'ytb= -. t F + t W 157,1+193,6 = 2 2. ⌈ 0,336.18+ (1−0,336 ) .62⌉ 273 22,4(175,35+273). = 0,336 = 175,35 oC.. = 1,284 (kg/m3).. Xác định ’xtb:. + nồng độ phân khối lượng trung bình pha lỏng: x 'tb =. x 'F + x 'w 0,0487+ 0,0029 = 2 2. + Nhiệt độ trung bình đoạn chưng: t’tb = 175,35oC. Tra tài liệu tham khảo o Khối lượng riêng của nước: ’N = 893,92 (kg/m3) o Khối lượng riêng của Ethylen glycol: ’EG = 991,65(kg/m3)  ❑'xtb=(. 0,0258 1−0,0258 + ) 893,92 991,65. -1. = 988,861(kg/m3).. []: hệ số tính đến sức căng bề mặt -. Khi <20 (dyn/cm) thì [] = 0,8 Khi >20 (dyn/cm) thì [] = 1. : tính theo công thức sau: 1 1 1 = + ❑ ❑N ❑EG. -. t’tb = 175,35, tra bảng và dữ liệu DIPPR ta có o Sức căng bề mặt của nước: N = 43,054 (dyn/cm) o Sức căng bề mặt của Ethylen glycol: EG = 34,599 (dyn/cm).  = 19,2 (dyn/cm)<20(dyn/cm)  [] = 0,8 h: khoảng cách mâm (m), chọn h = 0,3 m ( y.y )tb = 0,065 [] ư [ĩ ] . = 0,065 . 0,8 . √ 0,3.988,861 . 1,284 = 1,015 (kg/m2.s) y = 1,015 /1,284 = 0,79(m/s) Đường kính đoạn chưng: Trang 26. √ h .❑xtb .❑ ytb. = 0,0258.

(27) Dchưng=0,0188. √. 262,967 1,015. =0,303(m). Kết luận: Đường kính đoạn chưng lớn hơn đoạn luyện, ta chọn Dt = 0,4 (m). Tiết diện tháp: F=. . D2 4. (4.10). = 0,1257 (m2) Khi đó tốc độ làm việc thực ở: 2. -. Phần luyện: lv =. -. Phần chưng: ’lv =. 4.2. 2. 0,0188 . gtb. 0,0188 .167,436 = = 0,4(m/s) 2 2 D t .❑ ytb 0,4 .0,923 0,01882 . g'tb 0,0188 2 .262,967 = = 0,45(m/s). D2t .❑'ytb 0,4 2 .1,284. Chiều cao tháp. Chiều cao tháp được xác định theo công thức (IX.50), trang 168 [6] H = Ntt.(Hđ + ) + (0,8  1,0) (m) (4.11) Với: Ntt: số đĩa thực tế là 12 :chiều dày của mâm, chọn  = 4(mm) = 0,004(m). Hđ: khoảng cách giữa các mâm(m), chọn theo bảng IX.5, trang 170[5]; Hđ = 0,25 (m) (0,8 1,0) là khoảng cách cho phép ở đỉnh và đáy tháp H = 12(0,25 + 0,004) +(0,8  1,0) = 4(m). 4.3 Tính toán chóp và ống chảy chuyền -. Chọn đường kính ống hơi dh = 50 (mm) = 0,05(m) Số chóp phân bố trên đĩa, áp dụng công thức (IX.212),trang 236[6] n=0,1 ¿ 0,1. -. D2 d 2h. (4.12). 0,4 2 =6,4 chóp, chọn n=7. 0,052. Chiều cao chóp phía trên ống dẫn hơi, áp dụng công thức (IX.213), trang 236[6] h2=0,25 d h=0,25.0,05=0,0125(m). -. Đường kính chóp, áp dụng công thức (IX.214), trang 236[6] (4.13) d ch =√ d 2h+(d 2h +2.❑ch )2 ch: chiều dày chóp, chọn ch = 2(mm) (ch = 23 mm) Trang 27.

(28) 50+2.2 ¿ ¿  502+ ¿ d ch =√ ¿. -. =72,6(mm). Chọn dch = 75(mm). Khoảng cách từ đĩa đến chân chóp S = 025 (mm), chọn S = 10(mm). -. Chiều cao mực chất lỏng trên khe chóp: h1= 1540 (mm), chọn h1 = 30 (mm).. -. Tiết diện tháp: F = .. -. Chiều cao khe chóp, áp dụng công thứ (IX.215), trang 236[6]. D2 0,42 = 4 4. = 0,126(m2).. b=. .❑2y .❑ y g ❑x. (4.14). o : hệ số trở lực đĩa chóp = 1,5 2, chọn  = 2 o. ❑y=. 4Vy. (4.15). 2. 3600 dh . n '. Vy: lưu lượng hơi trong tháp, V y =. g tb + gtb ' ytb. ❑ ytb +❑. =. 167,436+262,967 =¿ 0,923+1,284. 3. 195,02(m /h).  ❑y=. 4.195,02 3600. 0,052 .7. = 3,941(m/s).. o. ❑xtb +❑'xtb 980,102+ 988,861 ❑x = = 2 2. o. ❑y=. '. ❑ ytb +❑ ytb = 2. = 984,482 (kg/m3). 0,923+ 1,284 =1,1035 (kg/m3) 2. b = 0,00355 (m) = 3,55 (mm) (b = 10 50 mm). Chọn b = 10 (mm) -. Số lượng khe hở của mỗi chóp, áp dụng công thức (IX.216), trang 235[6] d 2h ❑ i= ( d ch− ) c 4b. (4.16). o c = 34 mm (khoảng cách giữa các khe), chọn c = 4mm o dch: đường kính chóp = 75mm o dh; đường kính ống hơi = 50mm. 2  i= ❑ (75− 50 ) = 9,8(khe). 4. 4.10. Trang 28.

(29) Chọn i= 10(khe) -. Đường kính ống chảy chuyền, áp dụng công thức (IX.217), trang 236[6] d c=. √. 4 Gx 3600. z .❑x .❑c. (4.17). o Gx: lưu lượng dòng lỏng trung bình đi trong tháp (kg/h) G1 +G'1 137,872+1745,436 Gx = = 2 2. = 941,654(kg/h). o z: số ống chảy chuyền, chọn z = 1. o x: khối lượng riêng trung bình của lỏng(kg/m3); x = 984,482(kg/m3) o c: tốc độ chất lỏng trong ống chảy chuyền (m/s)(0,1 0,5 m/s), chọn c = 0,4 (m/s)  d c= -. -. √. 4.941,654 .3600 .1 .984,482.0,4. = 0,029 (m) = 29 (mm), chọn dc = 30 (mm). Khoảng cách từ đĩa đến chân ống chảy chuyền, áp dụng công thức (IX.218), trang 237[6] S1 = 0,25.dc (4.18) = 0,25.0,03 = 0,0075(m) Chiều cao ống chảy chuyền trên đĩa, áp dụng công thức (IX.219), trang 237[6] hc =( h1+ b+ S ) −h (4.19) o h1: chiều cao mức chất lỏng trên khe chóp = 30 (mm) o b: chiều cao khe chóp = 10 (mm) o S: khoảng cách từ mặt đĩa đến chân chóp =10 (mm) o h: chiều cao mực chất lỏng ở bên trên ống chảy chuyền 2 V (4.20) ) 3600.1,85 . d c ' Q +Q V: thể tích chất lỏng chảy qua (m3/h). V = L L 2 GD . R . M tb−luyen Lưu lượng lỏng trong phần luyện của tháp: QL = (4.21) 3600. M D .❑xtb ' ' x tb 1−x tb -1 0,5076 1−0,5076 -1 + ) = 27,669 (kg/kmol) M tb−luyen=( + ) = ( 18 62 M N M EG G . R . M tb−luyen 71,325.0,762 .27,669  QL = D = 0,0000231(m3/s) = 3600. M D .❑xtb 3600.18,44 .980,102. √ 3. h= (. Lưu lượng lỏng trong phần chưng của tháp : Q'L = x 'tb 1−x 'tb M tb−chung =( + ) M N M EG. (. G D . R GF M + . tb−chung M D M F 3600.❑'xtb. ). -1. = (. (4.22). 0,0258 1−0,0128 + ) 18 62. Trang 29. -1. = 58,322(kg/kmol).

(30)  Q'L =. (. G D . R GF M 71,325.0,762 1500 58,322 + . tb−chung = + . ' M D M F 3600.❑xtb 18,44 55,4 3600.988,861. ). (. ). = 0,000492(m3/s). '.  V = Q L +QL = 0,0000231+0,000492 = 0,000258 (m3/s) =0,9288(m3/h). 2. 2. o dc: đường kính ống chảy chuyền = 0,03 (m) 0,9288 3600.1,85 .0,03 (¿). . √ 3. h= (. o -. 2. = 0,013(m) = 1,3.10-5(mm).. 2 V ) =√3 ¿ 3600.1,85 . d c.  hc = (h1 + b + S ) - h = (30 + 10 + 10) – 1,3.10-5 = 50 (mm) bước tối thiểu của chóp trên đĩa, áp dụng công thức (IX.220), trang 237[6] t min=d ch +2❑ch +l 2 (4.23) l2: khoảng cách nhỏ nhất giữa các chóp, l2 = 12,5 + 0,25.dch = 12,5 + 0,25.75 = 32,5 (mm), chọn l2 = 31,25(mm). tmin = 75 + 2.2 + 31,25  110(mm) chiều rộng khe chóp: chọn a = 13 (mm). khoảng cách từ tâm ống chảy chuyền đến tâm chóp gần nhất, áp dụng công thức (IX.221), trang 238[6] t1 =. o o o o. dc d +❑ch + ch + l 1 (4.24) 2 2. dc: đường kính ống chảy chuyền = 0,03 (m) ch: bề dày ống chảy chuyền, thường lấy 24 mm, chọn ch = 2(mm). dch; đường kính chóp = 75(mm) = 0,075(m) l1: khoảng cách nhỏ nhất giữa chóp và ống chảy chuyền.chọn l1 = 45 (mm)= 0,045(m). . t1 =. dc d 0,03 0,075 +❑ch + ch + l 1= +0,002+ +0,045=0,0995(m) 100(mm) 2 2 2 2. chiều cao lớp chất lỏng trên mâm hm = h1 + (S + hsr + b) (4.25) h1: chiều cao mực chất lỏng trên khe chóp. h1 = 30 mm S: khoảng cách từ đĩa đến chân chóp, S = 10 mm hsr: khoảng cách từ mép dưới của chóp đến mép dưới của lỗ chóp. chọn hsr = 5 mm. b: chiều cao khep chóp, b = 10 mm -.  hm = h1 + (S + hsr + b) = 30 + (10 + 5 + 10 ) = 55 (mm). Tiết diện ống hơi: Trang 30.

(31) 2. Srj =. d h 0,052 = 4 4. = 0,00196 (m2). (4.26). -. Saj: tiết diện vành khăn. -. 2 2 Saj = ( d ch −d h ¿ 4. -. Tổng diện tích các khe chóp S3 = i.a.b (5.16) a: chiều rộng khe chóp. a = 13 (mm). b: chiều cao chóp, b = 10 (mm) i: số khe hở mỗi chóp, i = 10 (khe)  S3 = i.a.b = 10.0,013. 0,01 = 0,0013 (m2). Lỗ tháo lỏng Tiết diện đĩa tháp: F = 0,1257 (m2).. -. 1. =. ❑ 4. (0,0752- 0,052) = 0,00245 (m2).. (4.27). Cứ 1 m2, ta chọn 4 cm2 lỗ tháo lỏng. Do đó tổng diện tích lỗ tháo lỏng trên một mâm là: 4 1. 0,1257.. = 0,5028 cm2.. Chọn đường kính lỗ tháo lỏng là 5 mm = 0,5 cm. Nên số lỗ tháo lỏng cần thiết trên một mâm là: 0,5028 :. . 0,52 =¿ 4. 2,56 lỗ.  chọn lỗ tháo lỏng cần thiết là 3 lỗ. -. Độ mở lỗ chóp hs. áp dụng công thưc (5.2), trang 108[2] 1/ 3. 2/ 3. ❑y Q hs =7,55.( ) . h2so/3 .( G ) ❑x −❑ y Ss. (4.28). hs: chiều cao hình học lỗ chóp, mâm chóp được thiết kế tốt thì pha khí sẽ thổi qua toàn bộ lỗ chóp khi đó chóp mở hoàn toàn và hs = hso = b = 10 (mm). QG: lưu lượng pha khí (m3/s). Ss: tổng diện tích các lỗ chóp trên mỗi mâm, m2. '. ❑x =. ❑xtb +❑xtb 980,102+ 988,861 = 2 2. ❑ ytb +❑'ytb = ❑y= 2. = 984,482 (kg/m3). 0,923+ 1,284 =1,1035 (kg/m3) 2. '. QG =. gtb g 167,436 262,967 + 'tb = + =¿ ❑ ytb ❑ 0,923 1,284 ytb. 386,207 (m3/h) = 01073 (m3/s).. Ss = n.S3 = 7.0,0013 = 0,0091 (m2). Trang 31.

(32) hs = 7,55. ( -. 1 /3. 2 /3. 1,1035 0,1073 ) .10 2/ 3 .( ) 984,482−1,1035 0,091. = 4,4 (mm),. Chiều cao mực chất lỏng trên gờ chảy tràn: 2 /3. Q how = 2,84. E .( L ) Lw. (4.29). QL: lưu lượng chất lỏng, m3/h, QL = V = 0,9288(m3/h). Lw: chiều dài gờ chảy tràn E: hệ số hiệu chỉnh cho gờ chảy tràn được xác định bởi E = f(. Q L Lw , ¿ 2,5 Lw D. Tra đồ thị IX.22-trang 186[6], chọn giá trị Lw/D = 0,65 Lw = D.0,65= 0,4.0,65 = 0 ,26(m). E = 1,02 2 /3.  how =. -. 2,84. E .(. 2 /3 QL 0,9288 ) =2,84.1,02.( ) Lw 0,26. = 5,894 (mm).. Gradien chiều cao mực chất lỏng trên mâm từ biểu thức (5.5), trang 111[2]  = Cg.’.nh (4.30). Với: nh: số hàng chóp mà pha lỏng phải chảy qua ’: gradient chiều cao mực chất lỏng qua một hàng chóp Cg- hệ số hiệu chỉnh cho suất lượng pha khí. -. Chiều rộng trung bình mâm Bm: o Bề rộng của ống chảy chuyền: dw = 0,125.D = 0,125.0,4 = 0,05 (m). o Diện tích của ống chảy chuyển Sd = 0,072.F o Khoảng cách giữa hai gờ chảy tràn l = D – 2dw = 0,75D o Diện tích giữa 2 gờ chảy tràn A = F – 2.0,072F = 0,856F. A l. o bề rộng trung bình: B m= = -. 0,856 F 0,856.0,1257 = 0,75 D 0,75.0,4. hệ số điều chỉnh tốc độ pha khí Cg phụ thuộc hai giá trị:. Q L 0,9288 = =¿ 2,6 (4.31) Bm 0,358 4.QG 4.0,1073 v= = = 0,854 (m/s) (4.32) 2 0,4 2 D o 0,82.v. √❑G =0,82.0,854. √ 1,1035=¿ 0,736 .. o x = 1,34.. Tra đồ thi 5.10, trang 111[2]. Cg = 0,63. -. Giá trị 4.’ tra từ 5.11a-trang 112[2] với: Trang 32. = 0,358 (m)..

(33) x = 2,6 hsc = 12,5 (mm) hm = 55 (mm). 4.’ = 6 vậy ’ = 6/4 = 1,5. -. Số hàng chóp nh = 3.. Khi đó  = Cg.’.nh = 0,63.1,5.3 = 2,835 (m).. -. - Chiều cao gờ chảy tràn: hm = hw + how + 0,5 (4.33) hw = hm – how –0,5 = 55 – 5,894-0,5.2,835 = 47,689 (mm).chọn hw = 50mm Kiểm tra sự ổn định của mâm: <0,5 (hfv + hs). (4.34) Độ giảm áp do ma sát và biến đổi vận tốc pha khí thổi qua chóp khi không có chất lỏng, áp dụng công thức(5,8), trang115[2] 1. 2. ❑y QG hfv =274 K ( )( ) ❑x −❑ y Sr. (4.35). K- hệ số trên đồ thị 5.16-trang 115[2]. S aj 0,00245 = Srj 0,00196. = 1,53 , tra đồ thị ta được K = 0,43. Sr: tổng diện tích hởi mỗi mâm: Sr = n.Srj = 7.0,00196 = 0,01372 (m2). hfv = 274.0,43.(. 1,1035 0,1073 2 ¿( ) 984,482−1,1035 0,01372. = 8,086 (mm).. 0,5(hfv + hs) = 0,5(8,086 + 4,4) = 6,243 (mm) >  (2,835 (mm)) Vậy mâm ổn định -. Độ giảm áp pha khí qua một mâm áp dụng công thức (5.7),trang 114[2] ht = hfv + hs + hss + how + 0,5 ,mm chất lỏng (4.36) o Chiều cao thủy tĩnh lớp chất lỏng trên lỗ chóp gờ chảy tràn hss: hss = hw – (hsc + hsr + Hs) = 50 –(5 + 12,5 + 10) = 22,5 (mm).. ht = 8,086 + 4,4 + 22,5 + 5,894 + 0,5.2,835= 42,3 (mm). -. Chiều cao mực chất lỏng không bọt trong ống chảy chuyền, hd hd = hw + how +  + ht + hd’, mm chất lỏng hd’: tổn thất thủy lực do dòng chảy từ ống chảy chuyền vào mâm đươc xác định 2. theo biểu thức (5.10), trang 115[2]: hd’ = 0,128. (. QL ) 100 Sd. , mm chất lỏng (4.37). khoảng cách giữa 2 gờ chảy tràn l = 0,75D = 300 (mm) , khoảng cách giữa mép trên của gờ chảy tràn và mép dưới của ống chảy chuyền được chọn là 12,5 mm. Trang 33.

(34) do đó khoảng cách mép dưới ống chảy chuyền và mâm: hw – 12,5 = 50 – 12,5 = 37,5(mm) = 0,0375(m)  Tiết diện giữa ống chảy chuyền và mâm dưới: Sd = 0,072 (m2). QL 2 0,9288 2 ) =0,128.( ) = 0,0754 (mm).  hd = 0,128. ( 100 Sd 100.0,072 ’. hd = hw + how +  + ht + hd’ = 50 + 5,894 + 2,835 + 42,3 + 2,13  103 (mm). Chiều cao hd được dùng để kiểm tra khoảng cách mâm, để đảm bảo điều kiện tháp không bị ngập lụt khi hoạt động, ta có: hd ≤ -. 4.4. 1 H = 0,5.0,25 = 125 (mm). 2. Chất lỏng chảy trong ống chảy chuyền: kiểm tra xem chất lỏng chảy vào ống chảy chuyền có đều không và chất lỏng va đập vào thành thiết bị theo biểu thức (5.12), trang 116[2] dtw = 0,8 √ how . h o (4.38) ho: khoảng cách rơi tự do, ho = H + hw - hd (H: khoảng cách mâm). ho = 250 + 50 - 103 = 197 (mm). dtw = 0,8. √ 5,894.197 = 27,26 dw = 0,05 (m) = 50 (mm). dtw/dw = 27,26/50 = 0,5452, giá trị dtw không nên vượt quá 60%bề rộng ống chảy chuyển (trang 116[2]) với giá trị trên ta chấp nhận được.. . Tính trở lực tháp. 4.4.1 Tổng trở lực phần luyện Tổng trở lực qua một đĩa, áp dụng công thức (IX.136),trang 192[6] Pđ =Pk + Ps + Pt. (4.39). 4.4.1.1Trở lực đĩa khô Pk áp dụng công thức (IX.137), trang 192[6] .❑ ytb .❑2o Pk = 2. (N/m2) (4.40). -. : hê số trở lực đĩa khô,  = 4,55, chọn =5. -. ytb = 0,923(kg/m3). -. V 'y o: vận tốc hơi qua rãnh chóp (m/s): ❑o= n .i . a . b. o V’y: lưu lượng pha hơi trung bình đi trong phần luyện Trang 34.

(35) '. V y=. g tb 167,436 = =181,404 ❑ ytb 0,923. (m3/h) = 0,0504(m3/s). -. a:chiều rộng khe chóp = 13(mm) = 0,013(m). -. b: chiều cao khe chóp = 10 (mm) = 0,01(m).  ❑o=. 0,0504 =3,96 (m/s). 7.14 .0,013.0,01 2. 2.  Pk = .❑ ytb .❑o = 5.0,923 . 3,96 2. 2. = 36,18 (N/m2).. 4.4.1.2Trở lực do sức căng bề mặt áp dụng công thức(IX.38), trang 192[2] P s=. 4. d tđ. (4.41). o : sức căng bề mặt trung bình của hỗn hợp tại nhiệt độ trung bình phần luyện = 129,45 oC. hh = 22,3.10-3(N/m) o dtđ: đường kính tương đương của khe rãnh: d tđ =. 4. f x 4. a . b = H 2(a+ b).  fx: diện tích tiết diện tự do của rãnh  H: chu vi rãnh dtđ =. 4.13.10 2( 13+10). = 11,3(mm) = 11,3.10-3 (m). −3  Ps= 4. = 4.22,3. 10−3 = 7,89 (N/m2).. d tđ. 11,3. 10. 4.4.1.3Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa (trở lực thủy tĩnh Pt) áp dung công thức (IX.139), trang 194[6] Pt =❑b . g .(h b−. hr ) (N/m2). (4.42) 2. -. b: khối lượng riêng của bọt, thường b = (0,40,5).xtb. -. Chọn b = 0,5.xtb = 0,5.980,102 (kg/m3) = 490,051(kg/m3) hr: chiều cao của khe chóp(m), hr = b = 10(mm) = 0,01(m) h ¿ c +h−h (¿ x ). ( F o −f ) .❑ xtb+ hx .❑b . f + ( hch −h x ) . f .❑b F .❑b hb =¿. Trang 35. (4.43).

(36) (áp dụng công thức IX.110), trang 185[2]) o hc: chiều cao đoạn ống chảy chuyền nhô lên trên dĩa hc = 50 (mm) = 0,05(m) o hx: chiều cao lớp chất lỏng (không lẫn bọt) trên đĩa hx = S + 0,5.b = 0,01 + 0,5.0,01 = 0,015(m) = 15 (mm) o Fo: phần diện tích bề mặt đĩa có gắn chóp (nghĩa là trừ hai phần diện tích đĩa để bố trí ống chảy chuyền)- Sd, với Sd = 0,072.F Fo = F-2.Sd = 0,856.0,1257 = 0,108(m2). o F: tổng diện tích của các chóp trên đĩa ❑. f = 4 . d 2ch . n=0,785. 0,0752 .7 = 0,0031(m2) với n =7 là số chóp trên đĩa. o hch: chiều cao của chóp −5. hch =hc +h=0,05+1,053.10 =0,05( m). h (¿ ¿ c +h−h x ) . ( F o −f ) .❑ xtb+ hx .❑b . f + ( hch −h x ) . f .❑b F .❑b hb =¿.  −5. hb =. (0,05+1,053.10 −0,015) . ( 0,108−0,0031 ) .980,102+ 0,015.490,051.0,0031+ ( 0,05−0,015 ) .0,0031 .490 0,108.490,051. = 0,0694(m) = 69,4 (mm).. (.  Pt =❑b . g . hb−. hr 0,01 =490,051.9,81. 0,0694− =¿ 308,15(N/m2) 2 2. ). (. ).  Tổng trở lực qua một đĩa: Pđ = Pk + Ps + Pt = 36,18 + 7,89+ 308,15 = 352,22 (N/m2)  Tổng trở lực phần luyện: P luyện = Ntt luyện . Pđ luyện = 4.352,22 = 1408.88 (N/m2).. 4.4.2 Tổng trở lực phần chưng: Tổng trở lực qua một đĩa: Pđ = Pk + Ps + Pt 4.4.2.1Trở lực đĩa khô Pk '. '2. .❑ .❑ Pk = ytb o 2. (N/m2). o : hệ số trở lực đĩa khô,  = 4,55, chọn  = 5 o ’ytb = 1,284(kg/m3) o ’o: vận tốc hơi qua rãnh chóp (m/s) V 'y ❑= n .i . a . b ' o.  V’y; lưu lượng pha hơi trung bình đi trong phần chưng Trang 36.

(37) '. g tb 262,967 = V’y = = 204,593 (m3/h) = 0,0568(m3/s) ' 1,284 ❑tb 0,0568 ’o = = 4,46(m/s) 7.14 .0,013 .0,01 '. '2.  Pk = .❑ ytb .❑o = 5.1,284 . 4,46 2. 2. 2. = 63,85(N/m2).. 4.4.2.2Trở lực do sức căng bề mặt Ps=. -. 4 d tđ. : sức căng bề mặt trung bình của hỗn hợp ở nhiệt độ = 175,35oC hh = 19,2.10-3(N/m) dtđ: đường kính tương đương = 8,23.10-3(m) −3. . Ps =. 4 4.19,2. 10 = d tđ 11,3.10−3. = 6,79(N/m2).. 4.4.2.3Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa(trở lực thủy tĩnh Pt). Pt =❑'b . g .(h b−. hr ) (N/m2) 2. o ’b: khối lượng riêng của bọt, thường ’b = (0,40,6).’xtb Chọn ’b = 0,5.’xtb = 0,5.988,861(kg/m3) = 494,431(kg/m3) o hr: chiều cao khe chóp(m), hr = b = 10(mm) = 0,01(m). o hb: chiều cao lớp bọt trên đĩa(m): hb = 0,0694 (m) = 69,4 (mm).. (.  Pt =❑'b . g . hb−. hr 0,01 = 311,393(N/m2). =494,431.9,81.(0,0692− ) 2 2. ). Tổng trở lực qua một đĩa: Pđ = Pk + Ps + Pt = 63,85 + 6,79 + 311,393 = 382,033 (N/m2).  Tổng trở lực phần chưng: P chưng = Ntt chưng.P đ chưng = 8.382,033 = 3056,264 (N/m2).  Tổng trở lực của tháp P = P luyện + P chưng = 1408.88 + 3056,264 = 4465,144(N/m2). Kiểm tra hoạt động của mâm. Kiểm tra lại khoảng cách mâm với 0,25 (m) đảm bảo cho điều kiện hoạt động bình P. thường của tháp: h > 1,8 ❑ . g L. (công thức trang 287 [4]) (4.44). P chưng > P luyện(1 mâm) ta lấy P chưng để kiểm tra. 1,8. P ❑L . g. = 1,8. 382,033 988,861.9,81. = 0,071 < h (0,25) Trang 37.

(38)  vậy mâm hoạt động bình thường. Chương 5: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 5.1. Bề dày thân tháp:. Thân tháp thiết kế hình trụ bằng phương pháp hàn giáp mối. Thân tháp được ghép với nhau bằng các mối ghép bích. Chọn vật liệu chế tạo thân tháp là thép không gỉ mã X18H10T. -. Áp suất tính toán: Ptt = Ph + Pthủy tĩnh + P (N/m2). (5.1) o Ph: áp suất hơi trong tháp = 1at = 9,81.104 (N/m2). o Pthủy tĩnh: áp suất thủy tĩnh (N/m2). P thủy tĩnh = x.g.H (5.2)  x: khối lượng riêng pha lỏng '. ❑ +❑xtb 980,102+ 988,861 3 ❑x = xtb = =984,482 (kg/m ). 2 2.  H: chiều cao tháp chưng cất (m) H = 4(m). -. P thủy tĩnh = x.g.H = 984,482.9,81.4 = 38631,074 (N/m2).. -. P: Tổng trở lực của tháp (N/m2): P = 4465,144 (N/m2)..  Ptt = Ph + P thủy tĩnh + P = 9,81.104 + 28631,189 + 4465,144 = 131196 (N/m2) = 0,132(N/mm2). Chọn áp suất tính toán là 0,25 (N/mm2). -. Nhiệt độ tính toán Trang 38.

(39) Chọn nhiệt độ tính toán: ttt = t đáy = 193,6oC. Chọn t = 195oC. Tra tài liệu tham khảo, ứng suất tiêu chuẩn đối với thép X18H10T []* = 142 (N/mm2). Chọn hệ số hiệu chỉnh:  = 1 [] = .[]* = 142 (N/mm2)(công thức ((1-9), trang 17[7]) (5.3) -. Xác định bề dày thân chịu áp suất trong:. Bề dày thực của thân: St = S’t + C (mm). (5.4) Ta chọn phương pháp chế tạo than là phương pháp hàn hồ quang điện, kiểu hàn là hàn giáp mối một bên có tấm lót khắp chu vi nên hệ số bền mối hàn: h = 0,9. Xét tỉ số:. [] 142.106 .❑h= .0,9=¿ 511,2 > 25 , Ptt 250000. vì vậy bề dày tính toán của thân được tính theo công thức (5-3), trang 98[7] (5.5) '. St =. D t . Ptt 0,4.250000 = =¿ 2 [].❑h 2.142 . 106 .0,9. 3,912.10-4 (m) = 0,391 (mm) (5.6). Bề dày thực thiết bị: St = S’ + C Trong đó: o o o o. C = Ca + Cb + Cc + Co (5.7) Ca: hệ số bổ sung do ăn mòn hoá học của môi trường. Chọn tốc độ ăn mòn là 0,1 (mm/năm), thiết bị hoạt động trong khoảng 20 năm, do đó Ca = 2 mm. Cb: hệ số bổ sung ăn mòn cơ học, chọn Cb = 0 Cc: hệ số bổ sung do sai lệch chế tạo, lắp ráp, chọn Cc = 0 Co: hệ số bổ sung để qui tròn kích thước, chọn Co = 1 mm.  C = Ca + Cb + Cc + Co = 2 + 0 + 0 + 1 = 3 mm  St = S’ + C = 0,391 + 3 = 3,391 mm Kiểm tra công thức tính toán với S = 3,391 mm S t−C a 3,391−2 = =¿ Dt 400. 0,00348 < 0,1 (5.8). Kiểm tra áp suất cho phép theo biểu thức (6-11), trang 97[7] [Ptt] =. 2. []❑h ( St −C a ) 2.142 .0,9. (3,391−2) = D t +(S t−C a ) 400+(3,391−2). = 0,886 (N/mm2) > Ptt = 0,25 (N/mm2).. (5.9) Vậy ta chọn bề dày thực của thân là St = 4 (mm).. 5.2. Đáy và nắp thiết bị Trang 39.

(40) Chọn đáy và nắp có dạng là elip tiêu chuẩn (ht/Dt = 0,25), có gờ bằng thép X18H10T. Các kích thước của đáy và nắp elip tiêu chuẩn, có gờ (trang 382[6]) -. Đường kính trong: Dt = 400 (mm) Chiều cao phần lồi ở đáy (đoạn khum của đáy) ht = 100 (mm). Chiều cao gờ (đoạn trụ): h = 25 (mm). (Bảng XIII.1.1, trang 384[6]). Thể tích đáy: V = 11,5.10-3 (m3). Diện tích mặt trong của đáy: Fđáy = 0,2 (m2).. Chiều dày Sđn của đáy và nắp làm việc chịu áp suất trong: Tính theo công thức (XIII.47), trang 385[6] Sđn =. D t . Ptt 3,8 . [ ❑k ] .k .❑h. .. Dt 2.h. + C (5.10). K: hệ số không thứ nguyên. Đối với đáy không có lỗ hay có lỗ được tăng cứng hoàn toàn thì k = 1.  Sđn =. =. Dt . Ptt 3,8 . [ ❑k ] .k .❑h. .. Dt 2.h. 0,4.250000 0,4 . +0,003 6 3,8.142 . 10 .1 .0,9 2.0,25. + C (5.11) = 0,00316  3,2 (mm).. Chọn bề dày đáy và nắp Sđn = 4 (mm).. 5.3. Bích ghép thân, đáy và nắp:. Chọn bích ghép thân, đáy và nắp làm bằng thép CT3, cấu tạo của bích là bích liền không cổ.. Trang 40.

(41) -. D: đường kính ngoài của mặt bích Db: Đường kính vòng đến tâm bulong D1: Đường kính gờ bích D0: Đường kính gọi Dt: Đường kính trong thân thiết bị h: Chiều dày bích.. Tra bảng XIII.27 -trang 417[2]. Kích thước nối Ptt. Dt. D. Db. (N/mm2) 0,25. D1. Bu lông D0. h. db. (mm) 400. 515. 475. 450. Z (Cái). 408. 20. M16. 20. Tra bảng IX.5 trang 170[6], chọn số mâm giữa hai mặt bích là 4 mâm, ứng với đường kính trong cả tháp Dt = 400 (mm) và khoảng cách giữa hai đĩa Hđ = 250 (mm). số mặt bích dùng để ghép thân-đáy-nắp là: 5 (bích).. Trang 41.

(42) Độ kín của mối ghép bích chủ yếu do vật liệu đệm quyết định. Đệm được làm bằng các vật liệu mềm dễ biến dạng. Khi xiết bulong, đệm bị biến dạng và điền đầy lên các chỗ gồ ghề trên bề mặt của bích. Tăng áp suất riêng tác dụng lên đệm thì độ kín của mối ghép bích tăng. Với cùng một lực nén nếu bề rộng đệm càng bé thì áp suất riêng tác dụng lên đệm càng lớn. Để đảm bảo độ kín và điều kiện làm việc của thiết bị ta chọn đệm paronit làm vật liệu đệm.bề dày lớp đệm 3 mm. 5.4. Bích ghép ống dẫn. Chọn vật liệu chế tạo là thép CT3, cấu tạo của bích là bích liền không cổ.. 5.4.1 Ống dẫn dòng nhập liệu: - suất lượng dòng nhập liệu GF = 1500 (kg/h) - Dòng lỏng nhập liệu:  tF = 157,1oC  x’F = 0,0487  Tra bảng khối lượng riêng của nước và Ethylenglycol tại nhiệt độ này: o Khối lượng riêng của nước: N = 911,7 (kg/m3). o Khối lượng riêng của Ethylen glycol: EG = 1007,6 (kg/m3). xF = (. x 'F 1−x 'F + ) ❑N ❑EG. -1. = (. 0,0487 1−0,0487 + ) 911,7 1007,6. -1. = 1002,465 (kg/m3). G. -. F Lưu lượng chất lỏng nhập liệu đi vào tháp: QF = ❑ =. -. Chọn vận tốc chất lỏng nhập liệu trong ống nối:. xF. 1500 1002,465. = 1,496(m3/h).. vF = 0,2 (m/s) -. Đường kính trong ống nhập liệu: dF =. √. 4. Q F 4.1,496 = 3600. . v F 3600 .0,1. √. = 0,051 (m)..  chọn đường kính ống nhập liệu: dF = 0,05 (m) = 50(mm). Tra bảng XIII.32 trang 434[2] chiều dài ống nối lF = 100 (mm). Tra bảng XIII.27 –trang 409[2] ứng với Dt = 400 (mm) và áp suất tính toán Ptt = 0,25 (N.mm2). Các thông số của bích ghép ống nhập liệu:. Ống. Kích thước nối Trang 42. Bu lông.

(43) Ptt. Dy. Dn. D. Db. (N/mm2) 0,25. D1. h. db. (mm) 50. 57. 140. Z (Cái). 110. 90. 12. M12. 4. 5.4.2 Ống hơi ở đỉnh tháp: - Suất lượng hơi ở đỉnh tháp: gd = 125,675 (kg/h). - tD = 101,8oC - yD = 0,77 Khối lượng riêng của hơi ở đỉnh tháp: ❑ yD =. [ 18. y D +( 1− y D ) .62 ] 273 = 18.0,77+ ( 1−0,77 ) .62 22,4.( t D +273). = 0,974 (kg/m3).. 22,4 (101,8+273) g. Lưu lượng hơi ra khỏi tháp: Qh= ❑ d = yD. 125,675 =¿ 0,974. 129,03 (m3/h).. -. Chọn vận tốc hơi ra ở đỉnh tháp: vh = 25 (m/s).. -. Đường kính ống dẫn hơi: dD =. √. 4. Qh 4.129,03 = 3600. . v h 3600. .25. √. = 0,0427 (m)..  chọn đường kính ống dẫn hơi: dD = 0,05 (m) = 50 (mm). Tra bảng XIII.32 trang 434[2] chiều dài ống nối lD = 100 (mm). Tra bảng XIII.27- trang 409[2] ứng với Dt = 400 (mm) và áp suất tính toán Ptt = 0,25 (N.mm2). Các thông số của bích ghép ống hơi ở đỉnh tháp:. Ống Ptt. Dy. Dn. Kích thước nối D. (N/mm2) 0,25. Db. Bu lông D1. h. db. (mm) 50. 57. 140. 110. (Cái) 90. 12. 5.4.3 Ống dẫn dòng hoàn lưu: - Suất lượng hoàn lưu: Ghl = GD.R = 71,325.0,762 = 54,35 (kg/h). Trang 43. Z. M12. 4.

(44) - thl = 101,8oC. Tra bảng khối lượng riêng của nước tại nhiệt độ đó được: -. Khối lượng riêng của nước: N = 955,49 (kg/m3).. -. Khối lượng riêng của Ethylen glycol: EG = 1053 (kg/m3). 0,9664 1−0,9664 + )-1 = 958,472 (kg/m3). 955,49 1053 ¿ Ghl 54,35 Lưu lượng dòng hoàn lưu: Qhl = ❑ = = 0,0567 (m3/h). 958,472 hl.  xhl = ( -. x'D 1−x 'D + ) ❑N ❑EG. -1. =. -. Chọn vận tốc chất lỏng hoàn lưu trong ống nối: vhl = 0,1 (m/s).. -. Đường kính trong ống hoàn lưu: dhl =. √. 4. Qhl 4.0,0567 = 3600. . v hl 3600. .0,1. √. = 0,0142 (m)..  chọn đường kính ống hoàn lưu: dhl = 0,015 (m) = 15 (mm). Tra bảng XIII.32-trang 434[2]: Chọn chiều dài ống nối dòng hoàn lưu lhl = 80 (mm). Tra bảng XIII.27 –trang 409[2] ứng với Dt = 400 (mm) và áp suất tính toàn Ptt = 0,25(N/mm2).. Các thông số của bích ghép ống dẫn dòng hoàn lưu: Ống Ptt. Dy. Dn. Kích thước nối D. Db. (N/mm2) 0,25. Bu lông D1. h. db. (mm) 15. 18. 80. 55. 5.4.4 Ống dẫn hơi từ nồi đun qua tháp: - Khối lượng riêng của hơi vào tháp: Trang 44. Z (Cái). 40. 10. M10. 4.

(45) ❑ yW =. -. Mw.T o 18.273 = = 0,47 (kg/m3). 22,4. T w 22,4.(273+193,6+ 273). Lưu lượng hơi vào tháp:. g'1 316,736 Qnd= = ❑ yw 0,47. = 673,906 (m3/h).. -. Chọn vận tốc hơi vào v = 50 (m/s).. -. Đường kính ống dẫn: dn =. √. 4. Qnd 4.673,906 = =¿ 0,069 (m). 3600. . v 3600..50. √.  chọn đường kính ống dẫn: dn = 0,07 (m) = 70 (mm). Tra bảng XIII.32 trang 434[2]: Chọn chiều dài ống nối ln = 110 (mm). Tra bảng XIII.27 –trang 409[2], ứng với Dt = 400 (mm) và áp suất tính toán Ptt = 0,25 (N/mm2). Các thông số của bích ghép ống dẫn từ nồi đun qua tháp:. Ống Ptt. Dy. Kích thước nối. Dn. D. (N/mm2) 0,25. Bu lông. Db. D1. h. db. (mm) 70. 76. 160. 130. (Cái) 110. 14. M12. 5.4.5 Ống dẫn lỏng đáy tháp: - suất lượng sản phẩm đáy: G’1 = 1745,436 (kg/h). - Dòng sản phẩm đáy:  tw = 193,6oC  x’w = 0,0029 Tra bảng số liệu tìm được khối lượng riêng của các chất tại nhiệt độ tw là: -. Khối lượng riêng của nước: N = 874,29 (kg/m3).. -. Khối lượng riêng của Ethylen glycol: EG = 975,08 (kg/m3)..  xw = (. x 'w 1−x 'w + ) ❑N ❑ EG. -1. = (. 0,0029 1−0,0029 + ) 874,29 975,08. Trang 45. Z. -1. = 974,754 (kg/m3).. 4.

(46) -. G '1 1745,436 Lưu lượng sản phẩm đáy: Qw = ❑ = 974,754 xw. -. Chọn vận tốc sản phẩm đáy trong ống nối vw = 0,4 (m/s).. -. Đường kính ống dẫn sản phẩm đáy: dw =. √. = 1,791 (m3/h).. 4.Q w 4.1,791 = =¿ 0,0398 (m) 3600 v w 3600..0,4. √.  chọn đường kính ống dẫn: dw = 0,04 (m) = 40 (mm). Tra bảng XIII.32 trang 434[2]: Chọn chiều dài ống nối sản phẩm đáy lw = 100 (mm). Tra bảng XIII.27- sổ tay tập 2[2] ứng với Dt = 400 (mm) và áp suất tính toán Ptt = 0,25(N/mm2). Các thông số của bích ghép ống dẫn sản phẩm đáy:. Ống Ptt. Dy. Dn. Kích thước nối D. (N/mm2) 0,25. 5.5. Db. Bu lông D1. h. db. (mm) 40. 45. 130. 100. Z (Cái). 80. 12. M12. 4. Tính mâm.. Chọn bề dày mâm bằng bề dày thân S = 4 (mm) và vật liệu là thép X18H10T Chiều cao mực chất lỏng lớn nhất trên mâm khi mâm bị ngập lụt: hd = 129,432 (mm). P1 = x.g.hd = 984,482.9,81.0,12943 = 1250,02 (N/m2). - Đối với bản tròn đặc ngàm theo chu vi (công thức 6.36, trang 100[8]). Ứng suất cực đại ở vòng chu vi theo công thức (6-36), trang 100[8]: ❑max=. 3P D 2 ( ) 16 S. (5.11). Mâm không đục lỗ công thức (6-35), trang 100 [8] ❑max=. 3(3+ μ) 3(3+0,33) . P . R 2t = .1250,02 . 0,22 = 3,902.106 (N/m2) 2 2 8. S 8. 0,004. = 3,902(N/mm2). μ=0,33: hệ số Poat xông - Độ giảm sức bền do các lỗ trên mâm gây ra thể hiện bằng hệ số hiệu chỉnh: b. Trang 46.

(47) ❑b=. t−d h t. (5.12). dh: đường kính ống hơi t: khoảng cách 2 lỗ chóp trên mâm. ❑b=. t−d h 110−50 = t 110. = 0,545. Ưng suất cực đại của mâm có đục lỗ: ❑'max=. ❑max 3,902 = ❑b 0,545. = 7,16 (N/mm2) < [] = 140 (N/mm2) (5.13). Vậy bề dày mâm là 4 (mm).. 5.6 . Chân đỡ: 5.6.1 Tính khối lượng toàn tháp - Khối lượng của một bích ghép thân: (thép CT3: CT3 = 7850 (kg/m3)) m1= ❑ ( D2−D 2t ) .h .❑CT 3 4. (5.14).  D: đường kính ngoài của bích. D = 0,515 (m).  Dt: Đường kính trong của thân tháp, Dt = 0,4 (m).  h : chiều cao của bích, h = 0,02 (m).  CT3: khối lượng riêng của thép CT3. CT3 = 7850 (kg/m3). . -. 2 2 2 2 m1= ❑ ( D −D t ) .h .❑CT 3= ❑ ( 0,515 −0,4 ) .0,02.7850 4 4. = 12,975 (kg).. Khối lượng của một mâm: Đường kính trong của tháp Dt = 0,4 (m) Bề dày mâm. S = m = 0,003 (m). Đường kính ống hơi. dh = 0,05 (m). Số ống hơi. n=7. Diện tích ống chảy chuyền hình viên phân : Sd = 0,072.F = 0,1256.0,072 = 0,009043 (m2). Số ống chảy chuyền trên mỗi mâm: z = 1 Số mâm. Ntt = 12 mâm. Khối lượng riêng thép X18H10T X18H10T = 7900 (kg/m3). Trang 47.

(48) 2.  m mâm = Ntt.(F-z.Sd – n... dh ).m.X18H10T (5.15) 4. 0,052 = 12(0,1256 – 1.0,009043 - 7. ).0,003.7900 = 30,384 (kg). 4. -. Khối lượng chóp trên mâm của toàn tháp: ❑ M chóp = Ntt.n.( 4 .. d ch +2.❑ch ¿ (¿ ¿ 2 . ( hch +❑ch )−i .b . a ❑ch) .❑ X 18 H 10 T. (5.16). Ntt = 12 Số chóp phân bố trên đĩa. n=7. Đường kính chóp. dch = 0,075 (m). Chiều cao chóp:. hch = 0,05 (m). Chiều dày chóp. ch = 0,002 (m). Số khe mỗi chóp. i = 10 khe.. Chiều cao khe chóp. b = 0,01 (m).. Chiều rộng khe chóp. a = 0,013 (m).. ❑  M chóp = Ntt.n.( 4 .. d ch +2.❑ch ¿ (¿ ¿ 2 . ( hch +❑ch )−i .b . a ❑ch).❑ X 18 H 10 T. 0,08+2.0,002 ❑ .¿ = 12.7.( )2.(0,05+0,002) – 10.0,013.0,01.0,002).7900 = 190 (kg) 4. -. Khối lượng thân tháp M thân = =. ❑ ( D2 −D2) t 4 n. 2. .H thân.X18H10T (5.17). ❑ 2 2 4 .(0,408 – 0,4 ).4.7900 = 119,962 (kg).. Trong đó Dn = Dt + 2.S = 0,4 + 2.0,004 = 0,408 (m). -. Khối lượng đáy và nắp Mđáy-nắp:. Khối lượng đáy và nắp bằng nhau (giả sử đường ống dẫn vào đáy và nắp như nhau) Với đáy nắp elip có Dt = 400 (mm), chiều dày S = 4 (mm), chiều cao gờ h = 25 (mm). Tra bảng XIII.11 trang 384[6] Mđáy = M nắp = 1,01. 6,6 = 6,666 (kg) M đáy-nắp = 2. 6,666 = 13,332 (kg). Trang 48.

(49) -. Khối lượng ống hơi Mống hơi: M ống hơi = .dh. hh .ch.n.Ntt.X18H10T (5.18) Đường kính ống hơi: dh = 0,05(m). hh = hch – h2 - ch + hơi chiều cao chóp: hch = 0,05 (m) chiều cao chóp phía trên ống dẫn hơi : h2 = 0,0125 (m). chiều dày chóp:. ch = 0,002 (m). chiều dày ống hơi:. hơi = 0,002 (m). hh = 0,05 – 0,0125 – 0,002 + 0,002 = 0,0375 (m) = 37,5 (mm). Số chóp phân bố trên đĩa: n = 7 chóp Số đĩa thực tế:. Ntt = 12 đĩa.. Khối lượng riêng thép X18H10T: X18H10T = 7900 (kg/m3). M ống hơi = .0,05.0,0375.0,002.7.12.7900 = 8,335 (kg) -. Khối lượng ống chảy chuyền: M chảy chuyền = .dc.hc.ch.X18H10T.Ntt Đường kính ống chảy chuyền:. dc = 0,03 (m). Chiều cao ống chảy chuyền trên đĩa. hc = 0,05(m). Bề dày ống chảy chuyền. ch = 0,002 (mm).. M chảy chuyền = .0,03.0,05.0,002.12.7900 = 0,89 (kg). -. Khối lượng bích nối các ống dẫn: Mống dẫn (Thép CT3). Mống dẫn =. ❑ 2 2 2 2 2 2 4 .2[(0,14 – 0,05 ).0,012 + (0,14 – 0,05 ).0,012+(0,08 – 0,015 ).0,01 +. (0,162 – 0,072).0,014 + (0,132 – 0,042).0,012].7850 = 13,93 (kg) -. Khối lượng dung dịch trong tháp(lấy V dung dịch = 0,5 thể tích tháp). Mdd = 0,5(Dt2.H/4 + Vđáy).x = 0,5(.0,42.4/4 + 0,0151).984,482 = 254,86 (kg). Khối lượng của toàn tháp: M = 5.m1 + M mâm + M chóp + M thân + M đáy-nắp + M ống hơi + M chảy chuyền + M ống dẫn + M dd = 5.12,975 + 30,384 + 190 + 119,962 + 13,332 + 8,335 + 0,89 + 13,93 + 254,86 = 696,568 (kg). 5.6.2 Chọn chân đỡ Trang 49.

(50) -. Chọn vật liệu làm chân đỡ là thép CT3. -. Tải trọng lên một chân đỡ (4 chân đỡ) G=. -. M 696,568 .10 = 4 4. = 1741,142(N). (5.17). Tải trọng cho phép lên chân đỡ là G = 2500(N).. Truïc thieát bò. Theo đáy thieát bò. Tra bảng XIII.35-trang 437[2], ta có: Tải trọng cho phép trên một tai treo G.10-4.N. Bề mặt đỡ F.104,m2. Tải trọng cho phép lên bề mặt đỡ q.10-6,m2. 0,25. 85,5. 0,29. L. B. B1. B2. H. h. 11 0. 80. 95. 11 0. 180 120. s. l. d. 6. 40. 18. 5.6.3 Tính chiều dày lớp cách nhiệt. -. Trong quá trình tháp hoạt động, do tiếp xúc với không khí nên nhiệt lượng tổn thất ra môi trường rất lớn do vậy chi phí vận hành cao, tháp hoạt động không ổn định và để đảm bảo an toàn cho công nhân vận hành vì vậy ta cần bọc cách nhiệt cho tháp. Chọn vật liệu cách nhiệt cho tháp là amiang có bề dày a. Hệ số dẫn nhiệt amiang là a = 0,151(W.m/K). Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh: Qm = 0,05.Qđ = 0,05. 479945,362kJ = 23997,268 (kJ/h) = 6666 (W). -. Q. ❑. ❑. m a a Nhiệt tải mất mát nhiệt: q m= f = ❑ ( t v 1−t v 2) = ❑ . . t v (5.18) a a tb  tv1: nhiệt độ của lớp cách nhiệt tiếp xúc với bề mặt ngoài của tháp.  tv2: nhiệt độ của lớp cách nhiệt tiếp xúc với không khí. Trang 50.

(51)  tv: hiệu số nhiệt độ giữa hai bề mặt của lớp cách nhiệt Để an toàn ta lấy tv = tđáy – tkk = 193,6oC – 27oC = 166,6oC. ftb: diện tích bề mặt trung bình của tháp(kể cả lớp cách nhiệt) ftb = .Dtb.H = .. Dt + Dn +2❑a 2 Dt + 2 Sthan +2 a H = . .H = .(Dt + Sthan + a).H (5.19) 2 2. = 12,566(0,404 + a) . 6666 0,151 = ❑a .166,6 12,566 (0,404+❑a). a = 0,02011 (m) = 20,11 (mm). Chọn bề dày lớp cách nhiệt a = 20(mm). Thể tích vật liệu cách nhiệt cần dùng: V = (Dt + 2S thân + a).a.H = (0,4 + 2.0,004 + 0,02).0,02.4 = 0,1076 (m3).. Trang 51.

(52) Chương 6: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆTTHIẾT BỊ PHỤ 6.1Thiết bị đun sôi đáy tháp -. Chọn thiết bị đun sôi đáy tháp là nồi đun Kettle. Ống truyền nhiệt được làm bằng thép X18H10T kích thước ống 38x3, đường kính ngoài dn = 38 (mm) = 0,038(m), bề dày ống = 3(mm) = 0,003(m) vậy đường kính trong dtr = 32 (mm) = 0,032 (m).. -. Thiết bị gồm 187 ống, xếp thành 7 vòng, bố trí theo hình lục giác, số ống xuyên tâm b = 15 (ống). -. Chọn hơi nước bão hòa áp suất 20 at đun sôi sản phẩm đáy đi trong ống o Nhiệt hóa hơi: rH2O = rN = 2802000 (J/kg) o Nhiệt độ sôi: tH2O = tN = 211,4 oC. -. Dòng sản phẩm đáy có nhiệt độ o Trước khi vào nồi đun (lỏng): tS1 = 193,6 oC o Sau khi được đun sôi (hơi): tS2 = 196oC. 6.1.1 Hiệu số nhiệt độ trung bình: Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều nên: -. Chênh lệch nhiệt độ đầu lớn: tl = 211,4 – 193,6 = 17,8 oC.. -. Chênh lệch nhiệt độ đầu nhỏ: tn = 211,4 – 196 = 15,4 oC. tlog =. t l−t n 17,8−15,4 = =¿ tl 17,8 ) ln ⁡( ) ln ⁡( 15,4 tn. 16,57 (oC). (6.0). -. Nhiệt lượng đun sôi sản phẩm đáy bốc hơi Q = 479945,362 (kJ/h). -. Lượng hơi nước bão hòa cân dùng là: GN = 171,287 (kg/h). Xác định hệ số cấp nhiệt của hơi đốt -. Xác định chuẩn số Re:. Khi ngưng hơi ở mặt ngoài ống nằm ngang ℜ=. .d .z .q 2. .r. Trang 52. (6.1).

(53) Trong đó: -. : độ nhớt của nước ngưng, N.m/s2. -. q: nhiệt tải riêng,W/m2. -. d: đường kính ngoài của ống,m; dn = 0,038 (m). -. r: ẩn nhiệt ngưng, J/kg; r = 2802000 (J/kg). -. z: soá oáng trong moät daõy oáng z =8. tại nhiệt độ 211,4 oC ta có các thông số sau: -. độ nhớt  = 1,33.10-4 (N.s/m2) r = 2802000 (J/kg) Nhiệt dung riêng C = 4545,86 (J/kg.độ) Hệ số dẫn nhiệt  = 0,657 (W/m2.độ) Khối lượng riêng  = 853,02 (kg/m3). chọn K = 1200 (W/m2.độ) q = K.tlog = 1200.16,57 = 19884 (6.2) Re = Pr =. .0,038 .8 .19884 2.1,33 . 10− 4 .2802000. Cμ 4545,86.1,33 . 10−4 = ❑ 0,657. = 3,18 <50 = 0,92 > 0,5. Do đó hệ số cấp nhiệt n được xác định theo công thức (V.111-trang 30[6]) Ta chọn t = 1 oC (t1 = 210,4oC là nhiệt độ vách tiếp xúc với hơi đốt) 2 3 r .❑2 .❑3 4 2802000.853,02 . 0,657 ❑n=1,28 =1,28. μ .t .d 1,33.10−4 .1 .0,038. √ 4. √. = 23460 (W/m2.độ) (6.3). Tính hệ số cấp nhiệt sản phẩm đáy nồi -. Hệ số cấp nhiệt s cho chế độ sủi bọt được áp dụng theo công thức V.80 , trang 24[2] ❑s=7,77. 10−2 .(. ❑h . r 0,033 ❑ 0,333 ❑0,75 . q0,7 ) .( ) . 0,45 0,117 0,37 −❑h ❑ μ .C .T s. Trong đó: -. : hệ số dẫn nhiệt của chất lỏng, W/m2.độ μ: độ nhớt của chất lỏng, N.s/m2.  và h: khối lượng riêng của lỏng và hơi, kg/m3 r: ẩn nhiệt hóa hơi, J/kg Trang 53. (6.4).

(54) -. : sức căng bề mặt (lỏng-hơi), N/m C: nhiệt dung riêng của chất lỏng, J/kg/độ. Nhiệt đô sôi trung bình của dòng sản phẩm ở ngoài ống: t s=. t s 1+t s 2 193,6+196 = =¿ 194,8 (oC) 2 2. Ts = ts + 273 = 194,8 + 273 = 467,6 (K) Khối lượng riêng của pha hơi trong dòng sản phẩm ở ngoài ống: ❑h=. P . M HW 1.61,56 = =¿ 1,604 (kg/m3) RTs 22,4 .467,6 273. Tra khối lượng riêng của nước và Etilenglicol tại nhiệt độ 194,8 oC. -. Khối lượng riêng của nước N = 872,93 (kg/m3). -. Khối lượng riêng của Etilenglicol EG = 973,97 (kg/m3). Nên:. ' ' 1 x w 1−x w 0,0029 1−0,0029 = + = + ❑ ❑N ❑EG 872,93 973,97.  = 973,643 (kg/m3). Tra độ nhớt của nước và Etilenglicol tại nhiệt độ 194,8 oC -. Độ nhớt của nước μN = 1,406.10-4 (N.s/m2) Độ nhớt của Etilenglicol μEG = 1,5.10-4 (N.s/m2). Ta có: logμhh = xw.logμN + (1-xw).logμEG = 0,01.log(1,406.10 - 4) + (1 - 0,01).log(1,5.10-4) μhh = 1,499.10-4 (N.s/m2) Hệ số dẫn nhiệt của nước và Etilenglicol ở nhiệt độ 194,8 oC -. Hệ số dẫn nhiệt của nước N = 0,669 (W/m.độ) Hệ số dẫn nhiệt của Etilenglicol EG = 0,244 (W/m.độ). Áp dụng công thức 1.33, trang 124[5], ta có: ¿❑N . x 'w +❑ EG . ( 1−x 'w )−0,72 x 'w ( 1−x 'w ) (❑ N −❑EG ). = 0,669.0,0029 + 0,244(1-0,0029) – 0,72.0,0029(1-0,0029)(0,669-0,244)  = 0,244 (W/m.độ) Nhiệt dung riêng của nước và Etilenglicol ở nhiệt độ 194,8oC -. Nhiệt dung riêng của nước CN = 4459,689 (J/kg.độ) Nhiệt dung riêng của Etilenglicol CEG = 3214,447 (J/kg.độ). Trang 54.

(55) C = C N . x'w +C EG .(1−x 'w ) = 4459,689.0,0029 + (1-0,0029).3214,447 = 3218,058 (J/kg.độ) Tra sức căng bề mặt của nước và Etilenglicol ở nhiệt độ 194,8oC. -. Sức căng bề mặt của nước N = 0,039 (N/m) Sức căng bề mặt của Etilenglicol EG = 0,033 (N/m) ❑N . ❑EG. 0,039.0,033.  = ❑ +❑ = 0,039+0,033 N EG. = 0,0179 (N/m). Nhiệt hóa hơi của nước và Etilenglicol ở nhiệt độ 194,8oC -. Nhiệt hóa hơi của nước rN = 1958200 (J/kg) Nhiệt hóa hơi của Etilenglicol rEG = 866220 (J/kg). r = r N . x 'w +r EG . ( 1−x 'w )=¿ 1958200.0,0029 + (1- 0,0029).866220 r = 869386,742 (J/kg) q = qn : giả sử truyền nhiệt ổn định q = qn = n.t1 = 23460 (W/m2). s = 3713,42 (W/m2.độ) Chọn t2 = 210 oC (nhiệt độ vách tiếp xúc với sản phẩm đáy ở ngoài ống) t2 = 201 – 194,8 = 6,2 oC. qs =s.t2 = 3713,42.6,2 = 23023,204 (W/m2). Kiểm tra sai số: ¿. qn−qs 23460−23023,204 = qn 23460. = 0,0186<0,05 (thỏa) (6.5). Vậy các thông số đã chọn phù hợp. 6.1.2 Hê số truyền nhiệt: Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức như đối với tường phẳng: K=. 1 1 1 + r+ ❑n ∑ t ❑s. , (W/m2.độ) (6.6). Với: -. n: hệ số cấp nhiệt của hơi đốt (W/m2.đô) s: hệ số cấp nhiệt của sản phẩm đáy (W/m2.độ) ∑ r t : nhiệt trở qua thành ống và lớp cáu. ❑. ∑ r t = ❑tt +r 1 +r 2 -. bề dày thành ống: t = 0,003 (m) Trang 55. (6.7).

(56) . hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ: t = 16,3 (W/m.độ) (tra bảng XII.7, trang 313[2]). Nhiệt trở lớp bẩn trong ống: r1 = 1/5800 (m2.độ/W)(tra bảng 31 trang 419[4]) Nhiệt trở lớp cáu ngoài ống: r2 = 1/5800 (m2.độ/W)(tra bảng 31 trang 419[4]). ∑ r1. K =. = 5,289.10-4 (m2.độ/W) 1 1 1 +5,289.10−4 + 23460 3713,42. = 1189,3 (W.m2.độ). Bề mặt truyền nhiệt Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt: F=. Qđ 479945,362.1000 = =¿ 6,765 (m2) (6.6) K .❑log 3600.1189,3 .16,57. Cấu tạo thiết bị: n = 187 ống. ống được bố trí theo hình lục giác đều. Chiều dài ống truyền nhiệt: L =. F 6,765 = n. d n 187 .0,038. = 0,303 (m) (6.7). Chọn chiều dài ống truyền nhiệt 0,5 (m). 6.2Thiết bị làm nguội sản phẩm đáy: Chọn chất giải nhiệt là nước: -. Nhiệt độ nước lạnh vào tv = 27oC Nhiệt độ nước lạnh ra tR = 37oC.. Nhiệt độ sản phẩm đáy tws = 193,6 oC Nhiệt độ dòng sản phẩm cần làm nguội đạt yêu cầu ra twR = 40oC. Nhiệt độ trung bình của nước: tn = (tv + tR )/2 = 30oC Nhiệt độ trung bình của sản phẩm đáy: tw =(tws + twR)/2 = 116,8oC -. tlog =. Hệ số nhiệt độ trung bình: Nhiệt độ đầu lớn tl = 193,6 – 37 = 156,6 oC Nhiệt độ đầu nhỏ tn = 40-27 = 13oC 156,6−13 156,6 ln ⁡( ) 13. = 57,744 oC. Nhiệt tải cần thiết để làm nguội sản phẩm đáy: Q = 748,4.104 (kJ/h) = 207,9 (KW) Trang 56.

(57) Lượng nước cần dùng để làm nguội sản phẩm đáy: Gn = 17862 (kg/h) Tại nhiệt độ trung bình sản phẩm đáy 116,8oC, ta có: Nên: -. Khối lượng riêng của nước: N = 945,01 (kg/m3) Khối lượng riêng của Etilenglicol: EG = 1041,1 (kg/m3) ' ' 1 x w 1−x w 0,0029 1−0,0029 = + = + ❑ ❑N ❑EG 945,01 1041,1.  = 1040,793 (kg/m3).. Độ nhớt của nước: μN = 2,397.10-4 (N.s/m2) Độ nhớt của Etilenglicol: μEG = 1,1.10-3 (N.s/m2). Nên: logμhh = xwlogμN + (1-xw)logμEG = 0,01.log(2,397.10-4) + (1-0,01).log(1,1.10-3) μ = 1,083.10-3 (N.s/m2) -. Hệ số dẫn nhiệt của nước : N = 0,683 (W/m.độ) Hệ số dẫn nhiệt của Etilenglicol: EG = 0,2598 (W/m.độ). Nên:  = N.xw + EG.(1 – xw) = 0,683.0,01 + (1- 0,01).0,2598 = 0,264 (W/m.độ) -. Nhiệt dung riêng của nước: CN = 4245,808 (J/kg.độ) Nhiệt dung riêng của Etilenglicol: CEG = 2866,01 (J/kg.độ). Nên: C = C N x 'w + C EG (1−x 'w ) = 4245,808.0,0029 + (1- 0,0029).2866,01 = 2870,011(J/kg.độ) -. Hệ số dãn nở thể tích của nước: N = 7,719.10-4 (1/độ) Hệ số dãn nở thể tích của Etilenglicol: EG = 6,5.10-4 (1/độ). Nên:  = xw.N + (1- xw)EG = 0,01.7,719.10-4 + (1 – 0,01).6,5.10-4 = 6,512.10-4 (1/độ). Chọn thiết bị làm nguội sản phẩm đáy là thiết bị ống chùm, đặt nằm ngang, vật liệu X18H10 T , hệ số dẫn nhiệt  = 16,3 W/m.độ Chọn đường kính ngoài ống dn = 0,038 (m). loại ống 38x3, vậy đường kính trong dtr = 0,032 (m). Chọn thiết bị gồm 187 ống, bố trí các ống hình lục giác đều với 7 vòng, số ống trên đường xuyên tâm của hình 6 cạnh là b = 15 (ống), số ống vòng ngoài cùng là 43 (ống). Chọn bước ống t = 1,5dn = 1,5. 0,038 = 0,057 (m).  Đường kính trong thiết bị: Dtr = t(b-1) + 4dn = 0,057(15-1) + 4.0,038 = 0,95 (m) Chọn Dtr = 1 (m) -. Tiết diện ngang của khoảng ngoài ống: S=. ❑ (D2 −n . d 2) = 0,785(12 – 187.0,0382) = 0,573 (m2) tr n 4. Trang 57.

(58) -. Tốc độ dòng chảy của dòng sản phẩm trong thiết bị: Gw. Vw =. =. n 3600.❑w . . d 2tr 4. -. 1428,7 187 3600.1040,793 . . 0,0322 4. = 2,537.10 -3 (m/s). Tính chuẩn số Re V w . d dt . 2,537.10−3 .0,032 .1040,793 = ì 1,083.10−3. Re =. = 78,02 (6.8). 10< Re<2300: chế độ chảy màng. -. Tính chuẩn số Pr. Chọn t1 = 2,5oC tt1 = tw - t1 = 116,8 – 2,5 = 114,3oC. Tra hình V.12 trang 12[6] Pr 116,8 = Pr =. Cμ 2807,011.1,083 . 10−3 = =¿ 11,515 (6.9) ❑ 0,264. Pr 114,3:Tra các giá trị cần thiết ta được: -. Hệ số dẫn nhiệt của nước N= 0,682 (W/m.độ) Hệ số dẫn nhiệt của Etilenglicol EG = 0,258 (W/m.độ).  = 0,262 (W/m.độ) -. Nhiệt dung riêng của nước CN = 4241(J/kg.độ) Nhiệt dung riêng của Etilenglicol CEG = 2854 (J/kg.độ). C = 2858 (J/kg.độ) -. Độ nhớt của nước μN = 2,46.10-4 (N.s/m2) Độ nhớt của Etilenglicol μEG = 1,1.10-3 (N.s/m2). μ = 1,083.10-3 (N.s/m2) −3. Cμ 2858.1,083 .10 = ❑ 0,262. Pr 114,3 =. 0,25.  (. Pr 116.8 ) Pr 114,3. -. = 0,993. Tính chuẩn số Gr 3. Gr=. 0,25. 11,515 =( ) 11,814. = 11,814. 2. g . d td .❑ . .t 1 9,81.0,0323 . 1040,7932 .6,512 .10−4 .2,5 = 2 −3 2 ì (1,083. 10 ). Gr 0,1 = 3,70 -. Chuẩn số Nu cho chế độ chảy dòng Trang 58. = 483331,56 (6.10).

(59) Nu=0,15❑1 . ℜ0,33 . Pr 0,43 . Gr 0,1 .(. Pr 116,8 ) Pr 108,8. 0,25. (6.11). 1: hệ số điều chỉnh tính đến sự ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt phụ thuộc theo tỉ lệ giữa chiều dài L với đường kính d Tra bảng V.2 trang 15[6]: 1 = 1 Nu = 7,54 -. Hệ số cấp nhiệt s =. Nu . 7,32.0,264 = d 0,032. = 62,205(W/m2.độ). Xác định hệ số cấp nhiệt N trong thiết bị Tại nhiệt độ này thì: -. Khối lượng riêng của nước: N = 995,7 (kg/m3) Độ nhớt của nước: μN = 8,007.10-4 (m2/s). Hệ số dẫn nhiệt của nước: n = 0,617 (W/mK) Nhiệt dung riêng của nước CN = 4181,843 (J/kg.độ). Vận tốc nước chảy trong thiết bị Vn = -. Gn 17862 = 3600 ❑N . S 3600.995,7 .0,573. = 8,696.10-3 (m/s). Tính chuẩn số Re Re =. -. Xác định dtd. dtd = trong đó:. 4f ❑. V N . d dt . μ. (6.12). f: thiết diện dòng chảy f =. ❑ (D2 −n d 2) n 4. =. ❑ (12−187. 0,0382 ) = 0,573 (m2). 4. : chu vi thấm ướt của dòng  = (D + ndn) = (1 + 187.0,038) = 25,465 (m) dtd = 0,573/25,465 = 0,0225 (m). Re = 243,310 10<Re<2300 : chế độ chảy dòng -. Tính chuẩn số Pr. Chọn t2 =1oC t2 = tn + t2 = 30 + 1 = 31 oC. Tra hình V.12 trang 12[6] Pr 30 = Pr =. C N μ N 4181,843.8,007 . 10− 4 = =¿ 5,427 ❑N 0,617. Pr 31:Tra các giá trị cần thiết ta được: Trang 59.

(60) -. Hệ số dẫn nhiệt của nước N= 0,61450 (W/mK) Nhiệt dung riêng của nước CN = 4181,233 (J/kg.độ) Độ nhớt của nước μN = 7,84.10-4 (N.s/m2) C N μ N 4181,233.7,84 .10−4 = ❑N 0,61450. Pr 31 =. 0,25. Pr  ( 30 ) Pr 31. -. 5,427 ) 5,335. = 1,004. Tính chuaån soá Gr. Gr=. -. 0,25. =(. = 5,335. g . d 3td .❑2 . .t 2 9,81.0,02253 .3,0263 .10−4 . 995,72 .1 = μ2 ( 8,007.10−4)2. = 52293,282. Trong đó  hệ số nở khối  = 3,0263.10-4 (1/độ). Gr 0,1 = 2,964 -. Chuẩn số Nu cho chế độ chảy dòng. Nu=0,15❑1 . ℜ. 0,33. . Pr. 0,43. 0,1. . Gr .(. Pr 30 ) Pr 31. 0,25. 1: hệ số điều chỉnh tính đến sự ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt phụ thuộc theo tỉ lệ giữa chiều dài L với đường kính d Tra baûng V.2 trang 15[6]: 1 = 1 Nu = 5,66 -. Heä soá caáp nhieät αs =. Nu . 5,66.0,617 = d 0,0225. = 155,21 (W/m2.độ). Nhieät taûi rieâng: -. q1 = αs.t1 = 62,205.2,5 = 155,51 (W/m2). -. q2 = αn.t2 =155,21.1 = (W/m2). Sai số giữa q1 và q2 q1−q2 q1. =. = 0,00193<0,05 (hợp lý). Vậy các thông số đã chọn phù hợp -. Heâ soá truyeàn nhieät:. Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức như đối với tường phẳng:. Trang 60.

(61) K=. 1 1 1 + r+ αn ∑ t αs. Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu:. ∑ r1. , (W/m2.độ) = 5,289.10-4 (m2.độ/độ). K = 43,388 (W/m2.độ) F=. Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt Q 748400.1000 = K . t log 3600.43,388.57,744. -. = 86,923 (m2).. Caáu taïo thieát bò F. 86,923. Chieàu daøi oáng truyeàn nhieät: L= n . .d = 187 .0,038 = 3,894 (m) Choïn chieàu daøi oáng truyeàn nhieät L = 4 (m).. 6.3 Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh Chọn thiết bị ngưng tụ với chất làm lạnh là nước để ngưng tụ hơi -. Dòng nóng sản phẩm đỉnh(đi ngoài) vào tDv =107,1oC (hơi)  sản phẩm đỉnh ra tDR = 101,8oC (lỏng) Dòng lạnh nước(đi trong) vào tv = 27oC  nước ra tR = 37oC. Chênh lệch nhiệt độ đầu lớn: tl = 101,8 – 27 = 74,8 oC Chênh lệch đầu nhiệt độ đầu nhỏ: tn = 107,1 – 37 = 70,1oC Hiệu số nhiệt độ trung bình: tlog =. t l−t n 74,8−70,1 = tl 74,8 ) ln ⁡( ) ln ⁡( 70,1 tn. = 72,424. Nhiệt độ trung bình dòng nước: tt1 = 30oC Nhiệt độ trung bình của sản phẩm đáy: tt2 = 104,45oC. Theo tính toán cần bằng truyền nhiệt thì: -. Lượng nhiệt cần thiết để ngưng tụ sản phẩm ra ở đỉnh tháp: Q = 276569,689 (kg/h) Lượng nước cần dùng để làm nguội sản phẩm đỉnh là Gn = 6928,098 (kg/h). Chọn loại thiết bị ống chùm, đặt nằm ngang vật liệu là thép X18H10T Thiết bị gồm 187 ống, xếp thành 7 hình 6 cạnh, số ống ở vòng ngoài là 43 ống, số ống trên đường xuyên tâm là b = 15 (ống). Trang 61.

(62) Chọn đường ống có kích thước 38 x 3, đường kính ngoài ống dn = 0,038 (m), bề dày 0,003(m), đường kính trong dtr = 0,032 (m) Chọn bước ống t = 1,5dn = 1,5.0,038 = 0,057 (m) Đường kính trong thiết bị: Dtr = t.(b-1) + 4.dn = 0,057(15-1) + 4.0,038 = 0,95 (m) Ta chọn đường kính trong thiết bị Dtr = 1 (m). -. Tiết diện ngang của khoảng ngoài ống: S=. ❑ (D2 −n . d 2) = 0,785(12 – 187.0,0382) = 0,573 (m2) tr n 4. Xác định hệ số cấp nhiệt sản phẩm đỉnh đến thành ống Tại nhiệt độ trung bình 104,45oC, ta tra các thông số: -. Khối lượng riêng của nước: N = 953,71 (kg/m3) Khối lượng riêng của Etilenglicol: EG = 1051(kg/m3). ' ' 1 x D 1−x D 0,9664 1−0,9664 = + = + ❑ ❑N ❑ EG 953.71 1051.  = 956,686 (kg/m3) -. Hệ số dẫn nhiệt của nước: N = 0,678 (W/m.độ) Hệ số dẫn nhiệt của Etilenglicol:EG = 0,2587 (W/m.độ). ¿ x D .❑N + ( 1−x D ) ❑EG =0,99.0,678+ ( 1−0,99 ) .0,2587.  = 0,674(W/m.độ) -. Độ nhớt của nước: μN = 2,72.10-4 (N.s/m2) Độ nhớt của Etilenglicol: μEG = 1,5.10-3 (N.s/m2). −4 −3 logì = x D . log μN + ( 1−x D ) . log μ EG=0,99. log ⁡( 2,72. 10 )+ ( 1−0,99 ) . log ⁡( 1,5.10 ). μ = 2,767.10-4 (N.s/m2) -. Nhiệt dung riêng của nước CN = 4226,87 (J/kg.độ) Nhiệt dung riêng Etilenglicol CEG = 2807,32 (J/kg.độ). C = x 'D . C N + ( 1−x 'D ) .C EG =0,9664.4226,87+ ( 1−0,9664 ) .2807,32 C = 4179,144 (J/kg.độ) -. Hệ số cấp nhiệt của hơi sản phẩm đỉnh ngưng trên một ống nằm ngang theo công thức (V.111),trang 30[6]. s= 1,28. √ 4. r .❑2 . ❑3 μ . t 2 . d td. Trang 62.

(63) trong đó: -. r = rD =2200,68 (kJ/kg) ddt: đường kính tương đương 4f ❑. Xác định dtd. dtd = trong đó:. f: thiết diện dòng chảy f =. ❑ (D2 −n d 2) n 4. =. ❑ (12−187. 0,0382 ) = 0,573 (m2). 4. : chu vi thấm ướt của dòng  = (D + ndn) = (1 + 187.0,038) = 25,465 (m) dtd = 0,573/25,465 = 0,0225 (m). -. chọn t1 = 1oC.. s = 17740,708(W/m2độ) Hệ số cấp nhiệt trung bình chùm ống ch = .s tra bảng V.20 trang 30[6]   = 0,68 ch = 12063,68 Xác định hệ số cấp nhiệt tử thành ống đến nước tại nhiệt độ 30oC, ta có các số liệu sau: Vn = Re =. Khối lượng riêng của nước: N = 995,7 (kg/m3) Độ nhớt của nước: μN = 8,007.10-4 (m2/s). Hệ số dẫn nhiệt của nước: n = 0,617 (W/m.độ) Nhiệt dung riêng của nước CN = 4181,843 (J/kg.độ) Vận tốc nước trong ống: 4 Gn 3600 n . n . . d. 2. =. 4.6928,098 2 3600.995,7 .187 .. 0,032. = 0,0128 (m/s). Tính chuẩn số Re V n . d .❑n 0,0128.0,032 .995,7 = μn 8,007.10−4. = 509,35. 10<Re<2300: chế độ chảy dòng -. Tính chuẩn số Pr:. Chọn nhiệt độ vch tiếp xc với nước lạnh l 73oCt1 = 43oC Pr30 =. Cμ 4181,843.8,007 . 10−4 = =¿ 5,427 ❑ 0,617. Trang 63.

(64) Tra các thông số của nước ở nhiệt độ 73oC, ta được: -. Khối lượng riêng của nước: N = 969 (kg/m3) Độ nhớt của nước: μN = 3,9.10-4 (m2/s). Hệ số dẫn nhiệt của nước: n = 0,659 (W/m.độ) Nhiệt dung riêng của nước CN = 4190 (J/kg.độ). Pr73 =. Cμ 4190.3,9 . 10−4 = ❑ 0,659 0,25.  ( -. Pr 30 ) Pr 73. 0,25. =(. 5,427 ) 3,603. = 2,48 = 1,22. Tính chuẩn số Gr. g . d 3td .❑2 . .t 2 9,81.0,0323 .3,0263 .10−4 . 995,72 .43 Gr= = μ2 ( 8,007.10−4)2. -. = 6468695,87. Trong đó  hệ số nở khối  = 3,0263.10-4 (1/độ). Gr 0,1 = 4,8 -. Chuẩn số Nu cho chế độ chảy dịng. Nu=0,15❑1 . ℜ0,33 . Pr 0,43 . Gr 0,1 .(. Pr 30 ) Pr 31. 0,25. 1: hệ số điều chỉnh tính đến sự ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt phụ thuộc theo tỉ lệ giữa chiều di L với đường kính d Tra bảng V.2 trang 15[6]: 1 = 1 Nu = 14,22 Hệ số cấp nhiệt n = =. Nu . 14,22.0,617 = d 0,032. = 274,18 (W/m2.độ). Nhiệt tải q1=n.t1 = 274,18.43 = 11789,7(W/m2) q2= ch.t2 = 12063,8 (W/m2) sai số giữa q1 và q2: q2−q1 12063,8−11789,7 = =¿ q2 12063,8. =. 0,023 < 0,05. Vậy các thông số đã chọn phù hợp. -. Hê số truyền nhiệt:. Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức như đối với tường phẳng: Trang 64.

(65) K=. 1 1 1 + r+ ❑n ∑ t ❑ch. Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu:. ∑ r1. , (W/m2.độ). = 5,289.10-4 (m2.độ/W). K = 234,795 (W/m2.độ) F=. Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt Q 276569,689.1000 = K . t log 3600.234,795.72,424. -. = 4,523 (m2).. Cấu tạo thiết bị. Chiều dài ống truyền nhiệt: L=. F 4,523 = n . .d 187 .0,038. = 0,202 (m). Chọn chiều dài ống truyền nhiệt L = 0,5 (m).. 6.4 Thiết bị đun sôi dòng nhập liệu Hơi đốt đun sôi dòng nhập liệu(đi ngoài ống) thành lỏng sôi làm việc ở áp suất 20at -. Nhiệt hóa hơi: rH2O = rN = 2802000 (J/kg) Nhiệt độ sôi: tH2O = tN = 211,4 oC. Nhiệt độ dòng nhập liệu (đi trong ống): -. Dòng nhập liệu vào tf = 27oC Dòng nhập liệu vào tháp tF = 157,1oC. Chênh lệch nhiệt độ đầu lớn: tl = 211,4 – 27 = 184,4oC Chênh lệch đầu nhỏ tn = 211,4 – 157,1 = 54,3 oC Hệ số nhiệt độ trung bình t log =. t l−t n 184,4−54,3 = tl 184,4 ) ln ⁡( ) ln ⁡( 54,3 tn. = 106,4oC. Nhiệt độ trung bình dòng sản phẩm đáy: tnl = (tf + tF)/2 = 92,05oC. Trang 65.

(66) Nhiệt lượng cung cấp Q = 634326 (kJ/h) Lượng hơi đốt cần dùng Gn = 226,383 (kg/h) Chọn thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm làm bằng thép không gỉ X18H10T , tổng số ống là 187, xếp thành 7 hình lục giác đều, số ống trên đường xuyên tâm b = 15 (ống), kích thước ống 38x3, đường kính ngòai ống dn = 0,038 (m), bề dày ống 0,003(m) và đường kính trong ống dtr = 0,032(m). Chọn bước ống t = 1,5dn = 1,5.0,038 = 0,057 (m) Đường kính trong thiết bị: Dtr = t.(b-1) + 4.dn = 0,057(15-1) + 4.0,038 = 0,95 (m) Ta chọn đường kính trong thiết bị Dtr = 1 (m). -. Tiết diện ngang của khoảng ngoài ống: S=. ❑ (D2 −n . d 2) = 0,785(12 – 187.0,0382) = 0,573 (m2) tr n 4. Xác định hệ số cấp nhiệt dòng sản phẩm đáy Tại nhiệt độ trung bình 92,05oC, ta tra các thông số: -. Khối lượng riêng của nước: N = 961,77 (kg/m3) Khối lượng riêng của Etilenglicol: EG = 1060,6(kg/m3). ' ' 1 x F 1−x F 0,0487 1−0,0487 = + = + ❑ ❑N ❑EG 961,77 1060,6.  = 1055,32 (kg/m3) -. Hệ số dẫn nhiệt của nước: N = 0,672 (W/m.độ) Hệ số dẫn nhiệt của Etilenglicol:EG = 0,2591 (W/m.độ). ¿ x F .❑N + ( 1−x F ) ❑ EG=0,15.0,672+ ( 1−0,15 ) .0,2591.  = 0,321(W/m.độ) -. Độ nhớt của nước: μN = 3,093.10-4 (N.s/m2) Độ nhớt của Etilenglicol: μEG = 2,25.10-3 (N.s/m2). −4 −3 logμ = x F . log μN + ( 1−x F ) . log μ EG =0,15. log ⁡( 3,093. 10 )+ ( 1−0,15 ) . log ⁡( 2,25. 10 ). μ = 1,671.10-3 (N.s/m2) -. Nhiệt dung riêng của nước CN = 4210 (J/kg.độ) Nhiệt dung riên Etilenglicol CEG = 2747,5 (J/kg.độ). C = x 'F . C N + ( 1−x 'F ) .C EG=0,0487.4210+ ( 1−0,0487 ) .2747,5 C = 2818,72(J/kg.độ) Trang 66.

(67) -. Hệ số dãn nở thể tích của nước: N = 6.746.10-4 (1/độ) Hệ số dãn nở thể tích của Etilenglicol: EG = 6,5.10-4 (1/độ). Nên:  = xF.N + (1- xF)EG = 0,15.6,746.10-4 + (1 – 0,15).6,5.10-4 = 6,54.10-4 (1/độ). V F=. Re =. Vận tốc dòng nhập liệu đi trong ống 4 GF 3600. n. d. 2 tr. =. 4.1500 =¿ 5,394.10-3 (m/s) 2 3600.1055,32.91 .0,032. Tính chuẩn số Re V F . d dt . 5,394.10−3 .0,032 .1055,32 = ì 1,671.10−3. = 109. 10< Re<2300: chế độ chảy màng. -. Tính chuẩn số Pr. Chọn t1 = 100oC tt1 = tF + t1 = 92,05 + 100 = 192,05oC. Tra hình V.12 trang 12-sổ tay tập 2 Pr 92,05 = Pr =. Cμ 2818,72.1,671. 10−3 = =¿ ❑ 0,321. 14,67. Pr 192,05:Tra các giá trị cần thiết ta được: -. Hệ số dẫn nhiệt của nước N= 0,671 (W/m.độ) Hệ số dẫn nhiệt của Etilenglicol EG = 0,2587 (W/m.độ).  = 0,321 (W/m.độ) -. Nhiệt dung riêng của nước CN = 4448,2(J/kg.độ) Nhiệt dung riêng của Etilenglicol CEG = 2807,32 (J/kg.độ). C = 2887,23 (J/kg.độ) -. Độ nhớt của nước μN = 1,45.10-4 (N.s/m2) Độ nhớt của Etilenglicol μEG = 1,5.10-4 (N.s/m2). μ = 1,49.10-4 (N.s/m2) Cì 2887,23.1,49 . 10−4 = ❑ 0,321. Pr 192,05 =. 0,25. Pr  ( 92,05 ) Pr 192,05. -. 0,25. =(. 14,67 ) 1,34. = 1,34. = 1,82. Tính chuẩn số Gr. g . d 3td .❑2 . .t 1 9,81.0,0323 . 1055,322 .6,54 . 10−4 .100 Gr= = μ2 (1,671. 10−3 )2. Trang 67. = 8310956,854.

(68) Gr 0,1 = 4,92 -. Chuẩn số Nu cho chế độ chảy dòng. Nu=0,15❑1 . ℜ. 0,33. . Pr. 0,43. 0,1. . Gr .(. Pr 92,05 ) Pr 94,55. 0,25. 1: hệ số điều chỉnh tính đến sự ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt phụ thuộc theo tỉ lệ giữa chiều dài L với đường kính d Tra bảng V.2 trang 15-sổ tay tập 2:  1 = 1 Nu = 20,05 -. Hệ số cấp nhiệt f =. Nu . 7,83.0,321 = d 0,032. = 201(W/m2.độ). Xác định hệ số cấp nhiệt hơi ngưng tụ ngoài ống -. Hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng trên một ống nằm ngang. s= 1,28. √ 4. r .❑2 . ❑3 μ . t 2 . d td. trong đó: -. r = rD =280200 (J/kg) ddt: đường kính tương đương. Xác định dtd. dtd =. 4f ❑. trong đó: f: thiết diện dòng chảy f =. ❑ (D2 −n d 2) n 4. =. ❑ (12−187. 0,0382 ) = 0,573 (m2). 4. : chu vi thấm ướt của dòng  = (D + ndn) = (1 + 187.0,038) = 25,465 (m) dtd = 0,573/25,465 = 0,0225 (m). -. chọn t2 = 2,5oC. t2 = 211,4 – 2,5 = 208,9. tại nhiệt độ này thì -. khối lượng riêng của nước n =856,29 (kg/m3) độ nhớt nước μ= 1,3.10-4 (N.s/m2) hệ số dẫn nhiệt nước n = 0,659(W/m.độ). s = 12121(W/m2độ) Hệ số cấp nhiệt trung bình chùm ống ch = .s tra bảng V.20 trang 30[6]  = 0,7 Trang 68.

(69) ch = 84847 Nhiệt tải q1= n.t1 =201.100 = 20100 q2= ch.t2 = 84847.2,5 = 21211,75 (W/m2) sai số giữa q1 và q2: q2−q1 21211,75−20100 = =¿ q2 21211,75. =. 0,052  0,05. Vậy các lựa chọn trên phù hợp -. Hê số truyền nhiệt:. Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức như đối với tường phẳng: K=. 1 1 1 +∑ rt + ❑f ❑ch. Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu:. ∑ r1. , (W/m2.độ). = 5,289.10-4 (m2.độ/W). K = 181,3 (W/m2.độ) F=. -. Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt Q 634326.1000 = K . t log 3600.181,3.106,04. = 9,17 (m2).. Cấu tạo thiết bị. Chiều dài ống truyền nhiệt: L=. F 9,17 = n . .d 187 .0,038. = 0,41 (m). Chọn chiều dài ống truyền nhiệt L = 0,5 (m).. 6.5 Tính toán bơm nhập liệu 6.5.1 Chiều cao bồn cao vị -. Chọn đường kính ống dẫn nhập liệu d = 40 (mm) = 0,04(m) Độ nhám của ống  = 0,2(mm) = 0,0002 (m) Trang 69.

(70) 6.5.1.1Tổn thất đường ống dẫn ❑1 ❑1 .. l1 v2 +∑ ¿ . F d1 2g h1=¿. (m) (6.12). Trong đó: -. 1: hệ số ma sát trong đường ống l1: chiều dài đường ống dẫn, chọn l1 = 20 (m) d1: đường kính ống dẫn, d1 = d = 0,04(m) ∑ ❑1 : tổng hệ số tổn thất cục bộ vF : vận tốc dòng nhập liệu trong ống dẫn. Vận tốc dòng nhập liệu chảy trong ống v F =. 4 GF 3600❑ F d. 2. Nhiệt độ trung bình của dòng nhập liệu ttbF = 0,5(tf + tF) = 0,5(27 + 157,1) = 92,05 oC. Tại nhiệt độ này ta tra các thống số được Khối lượng riêng của nước : N = 961,77 (kg/m3) Khối lượng riêng của Etilenglicol: EG = 1060,6(kg/m3) '. '. x 1−x F 0,0487 1−0,0487 1 = F+ = + ❑F ❑ N ❑EG 961,77 1060,6. F = 1055,32(kg/m3) Độ nhớt của nước μN = 3,093.10-4 (N.s/m2) Độ nhớt của Etilenglicol μEG = 2.10-3 (N.s/m2) Nên: log μF =x F . log μ N + ( 1−x F ) . log μ EG=0,15. log ( 3,093.10−4 ) + (1−0,15 ) . log ⁡( 2. 10−3 ) μF = 1,512.10-3 (N.s/m2). vF = 0,314 (m/s). 6.5.1.2 xác định hệ số ma sát trong đường ống chuẩn số Reynolds của dòng nhập liệu trong ống: ℜ1=. v F . d 1 .❑ F 0,314.0,04 .1055,32 = =8725>4000 μF 1,512.10−3. : chế độ chảy xoáy rối, trong hệ độ. Chuẩn số Regh khu vực nhẵn thủy học Regh  6(d/)8/7 = 2558 Chuẩn số Ren khi bắt đầu xuất hiện vùng chảy nhám Ren  220(d/)9/8 = 85326 Nhận xét: Regh < Re < Ren Trang 70.

(71)  khu vực chảy quá độ(là khu vực nằm giữa khu vực nhẵn thủy lực và khu vực nhám) Hệ số ma sát ở khu vực quá độ phụ thuộc vào chuẩn số Renolds và độ nhám của ống Áp dụng công thức (11.64), trang 380[5], ta có: 100 ❑1 =0,1 1,46 ❑ + ℜ d. (. ). 0,25. = 0,037. 6.5.1.3 xác định hệ số tổn thất cục bộ Hệ số tổn thất nhập liệu qua . 6 chỗ uốn cong 90o có R/d = 0,15 u1 = 6.0,15 = 0,9 2 van cầu, cho van cầu với độ mở hoàn toàn van (1 cái) = 10 v1 = 2.10 = 20 1 lần đột thu t1 = 0,5 1 lần đột mở m1 = 1 = u1 + v1 + t1 + m1 = 0,9 + 20 + 0,5 + 1 = 22,4. ∑ ❑1. Vậy h1 =. (. 0,037.. 20 0,3142 + 22,4 . 0,04 2.9,81. ). = 0,206(m). 6.5.1.4. Tổn thất đường ống trong thiết bị đun sôi dòng nhập liệu ❑2 2. l v ❑2 2 + ∑ ¿ . 2 d2 2g h2 =¿. (m). Trong đó: -. 2: hệ số ma sát trong đường ống l2: chiều dài đường ống dẫn, chọn l2 = 12(m) d2: đường kính ống dẫn, d2 = 0,0032(m) ∑ ❑2 : tổng hệ số tổn thất cục bộ v2= VF = 0,0054(m/s). Chuẩn số Renolds chảy trong thiết bị truyền nhiệt dòng nhập liệu là 109 Re <2320 (chế độ chả dòng), tra bảng II.11-trang 378[5] 2 = 0,6112 Xác định tổng hệ sô tổn thất cục bộ Hệ số trở lực khi dòng chảy dọc theo trục ống Tra bảng II.16 trang 382-sổ tay tập 1,xét cho 2 ống với b/d = 0 thì o (1 ống) = 0,5 Thiết bị gia nhiệt dòng nhập liệu có 187 ống nên ch = 187.0,5 = 93,5 -. Đột thu Trang 71.

(72) Hệ số đột thu sau thiết bị gia nhiệt(chọn đường kính lỗ mở thiết bị gia nhiệt 60(mm),10<Re<10000) tra bảng II.16, trang 382-sổ tay tập 1 F o 0,042 = =¿ F 1 0,062. khi. 0,44 thì đột thu1 = 0,839. hệ số đột thu bồn cao vị chảy vào thiết bị gia nhiệt chọn đường kính lỗ mở ở bồn cao vị là 100(mm) F o 0,042 = =¿ F 1 0,12. 0,16, tra bảng ta được đột thu 2 = 1,19. đột thu =đột thu 1 + đột thu 2 = 0,839 + 1,19 = 2,029 -. Đột mở. hệ số đột mở trước khi vào thiết bị gia nhiệt(chọn đường kính lỗ mở thiết bị gia nhiệt 60(mm), 10<Re<3500) F o 0,042 = =¿ F 1 0,062. ∑ ❑2. 0,44 , tra bảng II.16, trang 382-sổ tay tập 1, ta được đột mở = 1,01. = ch + đột thu + đột mở = 93,5 + 2,029 + 1,01= 96,539. h2 = (0,6112.. 12 0,0054 2 +96,539 ¿ . 0,032 2.9,81. = 4,84.10-4 (m). 6.5.2 Chiều cao bồn cao vị -. Chọn mặt cắt (1-1) là mặt thoáng chất lỏng trong bồn cao vị.. -. Mặt cắt (2-2) là mặt cắt tại vị trí nhập liệu ở tháp. Ap dụng phương trình Bernoulli cho (1-1) và (2-2): 2. z 1+. 2. P1 v1 P2 v2 + =z 2 + + +∑ h f 1−2 ❑ F . g 2. g ❑F . g 2. g. Trong đó: -. z1: độ cao mặt thoáng (1-1) so với mặt đất, ta xem như chiều cao bồn cao vị z1= Hcv. -. z2: độ cao mặt thoáng (2-2) so với mặt đất, xem như là chiều cao từ mặt đất đến vị trí nhập liệu. z2 = h chân đỡ + h đáy + (nttc +1)(h + mâm) + 0,5 = 0,15 + 0,125 + (8+1).(0,25+0,004) = 2,561 (m) -. P1: áp suất mặt thoáng 1-1; P1 = 9,81.104 (N/m2).. -. P2: áp suất mặt 2-2 Trang 72.

(73) Xem P = P2 – P1 = P luyện = 2819,64 (N/m2). -. v1: vận tốc mặt thoáng 1-1, v1 = 0. -. v2: vận tốc mặt thoáng 2-2, v2 = vF = 0,314 (m/s). -. ∑ h f 1−2. ∑ h f 1−2. : tổng tổn thất trong ống từ 1-1 đến 2-2. = h1 + h2 = 0,206 + 4,84.10-4 = 0,2065 (m). Vậy chiều cao bồn cao vị: 2. Hcv = z2 +. 2. P2 −P 1 v 2−v 1 + + ∑ h f 1−s ❑F . g 2. g. = 2,561 +. 2819,64 0,314 2−0 2 + 1055,32.9,81 2.9,81. + 0,2065 =. 3,045 (m) Chọn Hcv = 4 (m). 6.6. Bơm. 6.6.1 Năng suất Nhiệt độ dòng nhập liệu là tF = 27oC, tại nhiệt độ này ta có: -. Khối lượng riêng của nước: N = 993,96 (kg/m3). -. Khối lượng riêng của Etilenglicol: EG = 1108,8(kg/m3). Nên:. x' 1−x'F 0,0487 1−0,0487 1 = F+ = + ❑F ❑ N ❑EG 993,96 1108,8.  F = 1102,6(kg/m3). -. Độ nhớt của nước: μN = 8,545.10-4 (N.s/m2). -. Độ nhớt của Etilenglicol: μEG = 0,016 (N.s/m2). logμF = xF.logμN + (1 – xF).logμEG = 0,15.log(8,545.10-4) + (1-0,15).log(0,016) μF = 0,0103 (N.s/m2) Suất lượng của dòng nhập liệu trong ống: QF = GF/F = 1500/1102,6 = 1,36 (m3/h) Chọn bơm có năng suất 1,4 (m3/h). 6.6.2 Cột áp Chọn: -. Mặt cắt 1-1 là mặt thoáng chất lỏng trong bồn nguyên liệu.. -. Mặt cắt 2-2 là mặt thoáng chất lỏng trong bồn cao vị. Trang 73.

(74) Áp dụng phương trình Bernoulli cho (1-1) và (2-2): 2. 2. P1 v1 P2 v2 z 1+ + + H b =z2 + + + ∑ h f 1−2 ❑ ❑ F . g 2. g F . g 2. g. (6.13). Trong đó: -. z1: độ cao mặt thoáng 1-1 so với mặt đất, chọn z1 = 1m. -. z2: độ cao mặt thoáng 2-2 so với mặt đất, z2 = Hcv = 4m. -. P1: áp suất tại mặt thoáng 1-1, chọn P1 = 1at. -. P2: áp suất tại mặt thoáng 2-2, chọn P2 = 1at. -. v, v2: vận tốc tại mặt thoáng 1-1 và 2-2, xem v1 =v2 = 0 (m/s). -. ∑ h f 1−2. : tổng tổn thất trong ống từ 1-1 đến 2-2. Hb: cột áp của bơm. 6.6.3 Tính tổng trở lực trong ống Chọn đường kính trong của ống hút và ống đẩy bằng nhau: dtr = 50 (mm) = 0,05(m) Chọn độ nhám của ống = 0,2 (mm) = 0,0002 (m) (ống nguyên và ống hàn trong điều kiên ăn mòn ít) Tổng trở lực trong ống hút và ống đẩy l h +l đ v 2F ∑ h f 1−2= d +∑ ❑h +∑ ❑đ . 2 g tr. (. ). (6.14). Trong đó : -. lh: chiều dài ống hút. Chiều cao ống hút: tra bảng II.34 trang 441 [5]  hh = 4,3(m), chọn chiều dài ống hút lh = 6(m) -. lđ: chiều dài ống đẩy, chọn lđ = 15 (m). ∑ ❑h ∑ ❑đ. : tổng tổn thất cục bộ trong ống hút : tổng tổn thất cục bộ trong ống đẩy. -. : hệ số ma sát trong ống hút và ống đẩy. -. vF; vận tốc dòng nhập liệu trong ống hút và ống đẩy. vF = -. 4 GF 3600 ❑F d. 2 tr. =. 4.1500 2 3600. 1102,6.0,05. = 0,192(m/s). xác định hệ số ma sát trong ống hút và ống đẩy Trang 74.

(75) chuẩn số Reynolds: ℜ F=. v F . d tr .❑F 0,192.0,05 .1102,6 = ìF 0,0103. = 1027,7. ReF < 2320 chế độ chảy dòng Tra bảng II.11-trang378[5]  = 0,0623 -. xác định tổn thất cục bộ trong ống hút o chọn dạng uốn cong 90o có bán kính R với R/d =2 thì u1 (1 chỗ) = 0,15. ống hút uốn cong 2 chỗ nên u1 = 0,15.2 = 0,3 -. van: o chọn van cầu với độ mở hoàn toàn v1(1 cái) = 10. ống hút có 1 van cầu v1 = 10 h = u1 + v1 = 0,3 + 10 = 10,3 -. xác định tổng tổn thất cục bộ trong ống đẩy o chỗ uốn cong. chọn dạng uốn cong 90o có bán kính R với R/d = 2 thì u2 (1 chỗ) = 0,15 ống đẩy có 4 chỗ uốn u2 = 4.0,15 = 0,6 -. van o chọn van cầu với độ mở hoàn toàn thì v2(1 cái) = 10. ống đẩy có 1 van cầu v2 = 10 -. đột mở vào bồn cao vị: cv = 1. đ = u2 + v2 + cv = 10 + 0,6 + 1 = 11,6 0,032.. 6+15 0,032. Vậy: h =(¿+10,3+ 11,6). 0,192 f 1−2. 2. = 0,08(m) = 80(mm). 2.9,81. ∑¿ Tính cột áp của bơm Hb= (z2 – z1) +. ∑ h f 1−2. = (4-1) + 0,08 = 3,08 (m). 6.6.4 .công suất chọn hiệu suất công suất bơm: b = 0,85 cống suất bơm thực tế: N b= Trang 75. Qb H b ❑F . g 3600.❑b. (6.15).

(76) ¿. 1,4.3,08 .1102,6 .9,81 3600.0,85. = 15,242 (W) = 0,0203 (Hp). Kết luận: để đảm bảo tháp hoạt động liên tục ta chọn 2 bơm li tâm loại XM, có -. năng suất: Qb = 1,46 (m3). -. cột áp: Hb = 3,08(m). -. công suất: Nb = 0,0203 (Hp). Chương 7: TÍNH KINH TẾ -. Lượng thép X18H10T cần dùng. M1 = m thân + m đáy(nắp) + m mâm + m chóp + m ống hơi + m ống chảy chuyền = 119,962 + 13,322+ 30,384 + 190 + 8,335 + 0,89 = 362,893 Tính dư bảm đảm đủ lượng thép ta lấy M1  375 (kg) -. Lượng thép CT3 cần dùng. M2 = m bích ghép thân + m chân đỡ + m bích ghép ống nhập liệu + m bích ghép ống hoàn lưu + m bích ghép ống dẫn vào nồi đun + m bích ghép ống dẫn ra nồi đung + m bích ghép ống hơi = 101,562 (kg) -. Số lượng bu lông cần mua: n = 216. -. Chiều dài ống 38x3, L1 = 1028,5 (m). -. Chiều dài ống dẫn nhập liệu =80(mm) là 12(m). -. Chọn chiều dài ống dẫn từ nồi đung qua tháp = 100(mm) là 10(m). -. Chọn chiều dài ống dẫn sản phẩm đáy =80(mm) là 10(m). Vậy tống chiều dài ống có >50 (mm) là 32(m) -. Chọn chiều dài ống hơi ra đỉnh tháp =50(mm) là 12(m). -. Chiều dài ống từ bồn cao vị =40(mm) là 20(m). Vậy tổng chiều dài ống có =(31-50) là 1060,5(m) Trang 76.

(77) -. Chiều dài ống hoàn lưu =15(mm) là 10(m). Vậy tổng chiều dài ống có <30 là 10(m) S1 =. Chọn kính thủy tinh dày 10(mm), đường kính 150(mm) ❑ . 0,152 = 0,0176 (m2) 4. Chọn 2 kính quan sát S = 2S1 = 0,0353(m2) -. Chọn 2 bơm ly tâm Nb = 2.0,0203 = 0,0406 (Hp). -. Lưu lượng kế 1 cái <30(mm), 2 cái >50(mm). -. Vật liệu cách nhiệt V = 0,1076(m3). Bảng tính toán vật tư Vật liệu. Số lượng. Đơn giá. Thép X18H1OT. 375 kg. 50000(đ/kg). 18750000. Thép CT3. 101,562 kg. 10000(đ/kg). 1015620. Bulong. 216 cái. 5000(đ/cái). 1080000. Vật liệu cách nhiệt. 0,1076 m2. 4000000(đ/m3). 430400. ống dẫn f<30mm. 10m. 30000(đ/m). 300000. ống dẫn f=(31-50)mm. 1060.5m. 50000(đ/m). 53025000. ống dẫn f>50mm. 32m. 100000(đ/m). 3200000. Kính quan sát dày 10mm. 0,0353m3. 250000(đ/m2). 8335. Bơm ly tâm. 0.0406 Hp. 700000(đ/Hp). 28420. Ap kế tự động. 2 cái. 600000(đ/cái). 1200000. Nhiệt kế tự ghi. 3 cái. 200000(đ/cái). 600000. Trang 77. Thành tiền(đ).

(78) Lưu lượng kế f<30. 1 cái. 500000 (đ/cái). 500000. Lưu lượng kế f>50. 1 cái. 1500000(đ/cái). 1500000. Van inox 50mm. 6 cái. 150000(đ/cái). 900000. Cút ion 50mm. 6 caí. 30000(đ/cái). 180000. Van inox 20mm. 4 cái. 150000(đ/cái). 600000. Cút inox 20mm. 4 cái. 30000(đ/cái). 120000. Van inox(31-50)mm. 5 cái. 150000(đ/cái). 750000. Cút inox (31-50)mm. 5 cái. 30000(đ/cái). 150000. Tổng chi phí vật tư. 84533365. Tiền gia công chế tạo lấy bằng tiền vật từ = 84533365 (đ) Vậy giá thành tháp chưng là: 169066730 (đ) Tính thêm chi phí phát sinh làm tròn thì giá thành tháp trưng vào khoảng 170 triệu đồng.. Lời Kết Với hệ thống chưng cất Nước-Etilenglicol dùng tháp mâm chóp thiết kế theo yêu cầu đồ án ta tính ra được các thông số sau: -. Tỉ số hoàn lưu thích hợp: R = 0,762. -. Số mâm thực tế: 12 mâm. -. Đường kính tháp chưng cất: 400 (mm). -. Chiều cao tháp chưng cất: 4000 (mm). -. Bề dày mâm: 4(mm). -. Trở lực toàn tháp: 4465,144 (N/m2). -. Đường kính chóp 75(mm).. -. Số chóp trên mỗi mâm là 7. Để thiết kế tháp tương đối hoàn chỉnh ta cần biết trước năng suất, nồng độ nhập liệu và nồng độ của sản phẩm đỉnh, đáy cũng như đặc tính yêu cầu kỹ thuật của thiết bị.Ngoài ra cũng cần chú ý đến tính kinh tế khi tiến hành thiết kế. Trang 78.

(79) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Trần Hùng Dũng- Nguyễn Văn Lục-Hoàng Minh Nam-Vũ Bá Minh, “Quá trình và Thiết bị trong Công Nghệ Hóa Học-tập 1, Quyển 2: Phân riêng bằng khí động, lực ly tâm, bơm, quạt, máy nén. Tính hệ thống đường ống”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TpHCM, 1997,203tr. [2].Võ Văn Bang- Vũ Bá Minh,” Quá trình và Thiết bị trong Công Nghệ Hóa Học-tập 3: Truyền Khối”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TpHCM, 2004,388tr. [3]: Phạm Văn Bôn-Nguyễn Đình Thọ,”Quá trình và Thiết bị trong Công Nghệ Hóa Học- tập 5: Quá trình và Thiết bị Truyền Nhiệt”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TpHCM, 2002,372 tr. [4].Phạm Văn Bôn-Vũ Bá Minh-Hoàng Minh Nam, “Quá trình và Thiết bị trong Công Nghệ Hóa Học-tập 10: ví dụ và Bài tập”, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TpHCM, 468tr. [5] Tập thể tác giả “Sổ tay Quá trình và Thiết bị Công nghệ Hóa chất-tập 1”, Nhà xuất bản và Kỹ thuật, Hà Nội, 2006, 626tr. [6] Tập thể tác giả, “Sổ tay Quá trình và Thiết bị hóa chất – tập 2”, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật,Hà Nội, 2006, 447 tr. [7] Hồ Lê Viên, “Thiết kế và Tính toán các thiết bị hóa chất”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1978, 286tr. Trang 79.

(80) [8] Nguyễn Minh Tuyển, “Cơ sở tính toán Máy và thiết bị hóa chất-thực phẩm”, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1984,134tr. [9] Ernest W.Flick, “INDUSTRIAL SOLVENTS HANDBOOK”, Noyes Data Corporation, Westwood,New Jersey,USA,1998, 963tr.. Trang 80.

(81)

Do an chung cat thiet ke mam chop hon hopEtilenglicolNuoc

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về