BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
…………..o0o…………..
Thiết kế thiết bị cô đặc chân không 1 nồi liên tục để cô
đặc dung dịch NaOH.
GVHD: TIỀN TIẾN NAM
CNBM: HUỲNH BẢO LONG
SVTH: NGUYỄN HOÀNG LINH
MSSV: 2004120211
TPHCM, Tháng 5 năm 2015
Đề tài: Thiết kế thiết bị cô đặc chân không 1 nồi liên tục để cô đặc dung dịch NaOH
GVHD: TIỀN TIẾN NAM
SVTH NGUYỄN HOÀNG LINH
Mục Lục
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................................................ i
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN .................................................................................................. ii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN .................................................................................................... iii
PHIẾU GIAO ĐỒ ÁN............................................................................................................................................................1
PHIẾU THEO DÕI TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN ĐỒ ÁN ............................................................................................................2
PHẦN I. TỔNG QUAN VỀ CÔ ĐẶC ................................................................................................................. 3
1. NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN .......................................................................................................... 3
2. GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU ............................................................................................. 3
3. KHÁI QUÁT VỀ CÔ ĐẶC ........................................................................................................ 3
4. THIẾT BỊ CÔ ĐẶC DÙNG TRONG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT ............................................... 4
5. LỰA CHỌN THIẾT BỊ CÔ ĐẶC DUNG DỊCH NaOH ............................................................ 5
PHẦN II. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ................................................................................... 6
PHẦN III. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH .............................................................................. 8
I. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG ............................ 8
1. Dữ kiện ban đầu ............................................................................................................................. 8
2. Cân bằng vật chất .......................................................................................................................... 8
3. Tổn thất nhiệt độ ............................................................................................................................ 8
3.1. Tổn thất nhiệt độ do áp suất tăng
'
.......................................................................................... 8
3.2. Tổn thất nhiệt độ do áp suất thuỷ tĩnh (Δ’’) ................................................................................. 9
4. Cân bằng năng lượng ................................................................................................................... 10
4.1. Cân bằng nhiệt lượng ............................................................................................................ 10
4.2. Phương trình cân bằng nhiệt ................................................................................................. 11
II. THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH .................................................................................................. 13
A. TÍNH TOÁN TRUYỀN NHIỆT CHO THIẾT BỊ CÔ ĐẶC.................................................................... 13
1. Hệ số cấp nhiệt khi ngưng tụ hơi ................................................................................................. 13
2. Nhiệt tải riêng phía tường ............................................................................................................ 15
3. Tiến trình tính các nhiệt tải riêng ................................................................................................. 15
4. Hệ số truyền nhiệt tổng quát K cho quá trình cô đặc ................................................................... 16
B. TÍNH KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ CÔ ĐẶC ............................................................................................. 17
1. Tính kích thước buồng đốt ........................................................................................................... 17
1.1. Số ống truyền nhiệt. .................................................................................................................. 17
1.2. Đường kính ống tuần hoàn trung tâm(Dth) ................................................................................ 17
Đề tài: Thiết kế thiết bị cô đặc chân không 1 nồi liên tục để cô đặc dung dịch NaOH
GVHD: TIỀN TIẾN NAM
SVTH NGUYỄN HOÀNG LINH
1.3. Đường kính buồng đốt (Dt) ....................................................................................................... 17
1.4. Kiểm tra diện tích truyền nhiệt .................................................................................................. 18
2. Tính kích thước buồng bốc .......................................................................................................... 18
2.1. Đường kính buồng bốc (Db) ................................................................................................... 18
2.2. Chiều cao buồng bốc (Hb) ...................................................................................................... 19
3. Tính kích thước các ống dẫn. ....................................................................................................... 20
3.1. Ống nhập liệu ......................................................................................................................... 20
3.2. Ống tháo liệu .......................................................................................................................... 20
3.3. Ống dẫn hơi đốt ...................................................................................................................... 20
3.4. Ống dẫn hơi thứ ...................................................................................................................... 21
3.5. Ống dẫn nước ngưng .............................................................................................................. 21
3.6. Ống dẫn khí không ngưng ...................................................................................................... 21
C. TÍNH BỀN CƠ KHÍ CHO CÁC CHI TIẾT CỦA THIẾT BỊ CÔ ĐẶC ............................................... 22
1. Tính cho buồng đốt ...................................................................................................................... 22
2. Tính cho buồng bốc ..................................................................................................................... 23
3. Tính cho đáy thiết bị .................................................................................................................... 27
4. Tính cho nắp thiết bị .................................................................................................................... 31
5. Tính mặt bích ............................................................................................................................... 32
6. Tính vỉ ống................................................................................................................................... 34
7. Khối lượng và tai treo .................................................................................................................. 37
7.1. Buồng đốt ............................................................................................................................. 37
7.2. Buồng bốc ............................................................................................................................ 37
7.3. Phần hình nón cụt giữa buồng bốc và buồng đốt ................................................................. 37
7.4. Đáy nón ................................................................................................................................ 38
7.5. Nắp ellipse ........................................................................................................................... 38
7.6. Ống truyền nhiệt và ống tuần hoàn trung tâm ...................................................................... 38
7.7. Mặt bích ............................................................................................................................... 39
7.8. Bulong và ren ....................................................................................................................... 39
7.9. Đai ốc ................................................................................................................................... 40
7.10. Vỉ ống .................................................................................................................................. 41
PHẦN IV. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ ........................................................................................... 43
I. THIẾT BỊ GIA NHIỆT ............................................................................................................. 43
II. THIẾT BỊ NGƯNG TỤ ............................................................................................................. 47
III. BỒN CAO VỊ ........................................................................................................................... 54
IV. BƠM CHÂN KHÔNG ............................................................................................................. 55
Đề tài: Thiết kế thiết bị cô đặc chân không 1 nồi liên tục để cô đặc dung dịch NaOH
GVHD: TIỀN TIẾN NAM
SVTH NGUYỄN HOÀNG LINH
V. CÁC CHI TIẾT PHỤ ................................................................................................................ 56
1. Lớp cách nhiệt ......................................................................................................................... 56
2. Kính quan sát ........................................................................................................................... 56
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................................................. 57
Đề tài: Thiết kế thiết bị cô đặc chân không 1 nồi liên tục để cô đặc dung dịch NaOH
GVHD: TIỀN TIẾN NAM
SVTH NGUYỄN HOÀNG LINH
LỜI CẢM ƠN
Một môn học nữa lại qua, đối với chúng em với môn học “ĐỒ ÁN QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT
BỊ” cung cấp cho em nhiều kiến thức về vận hành, thiết kế hệ thống và nhất là hệ thống cô đặc vì
đề tài của em làm là cô đặc NaOH.
Sau 12 tuần làm việc của môn đồ án và sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy Tiền Tiến Nam thuộc
bộ môn QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TPHCM,
chúng em đã đi đến ngày hôm nay đã hoàn thành môn đồ án môn học “QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT
BỊ” với những gì đã qua em xin chân thành cảm ơn thầy Tiền Tiến Nam, các thầy cô trong bộ
môn “QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ” và các bạn chung khóa đã giúp em hoàn thành môn đồ án
này.
Vì đồ án này là một đề tài lớn đầu tiên của em, điều thiếu xót và hạn chế là không thể tránh
khỏi. Mong được sự đóng góp ý kiến , chỉ dẫn từ các thầy và bạn bè để củng cố thêm kiến thức
chuyên môn.
Em xin chân thành cảm ơn.