Đồ án chưng cất ethanol - nước

ÑAMH Quaù Trình vaø Thieát Bò GVHD : Vuõ Baù Minh

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦUCHƯƠNG I : TỔNG QUAN

I . LÝ THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT1 . Phương pháp chưng cất 2 . Thiết bị chưng cất:

II . GIỚI THIỆU SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU

1 . Etanol2 . Nước3 . Hỗn hợp Etanol – Nước

III . CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT HỆ ETANOL – NƯỚCCHƯƠNG II : CÂN BẰNG VẬT CHẤT

I . CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦUII . XÁC ĐỊNH SUẤT LƯỢNG SẢN PHẨM ĐỈNH VÀ SẢN PHẨM

ĐÁY

III . NHIỆT LƯỢNG DÒNG NHẬP LIỆUIV . TÍNH TOÁN THIẾT BỊ NGƯNG TỤ

1 . Tỉ số hoàn lưu tối thiểu 2 . Tỉ số hoàn lưu thích hợp3 . Nhiệt lượng cần phải lấy ở thiết bị ngưng tụ4 . Lượng hơi nước cần thiết cho thiết bị5 . Năng lượng nồi đun

V . XÁC ĐỊNH SỐ MÂM THỰC TẾCHƯƠNG III :TÍNH TOÁN –THIẾT KẾ THÁP CHƯNG CẤT

I . ĐƯỜNG KÍNH THÁP1 . Đường kính đoạn cất 2 . Đường kính đoạn chưng

II . TÍNH TRỞ LỰC CỦA THÁP 1 . Trở lực phần cất2 . Trở lực phần chưng3 . Tổng trở lực toàn tháp

CHƯƠNG IV : TÍNH CHÓP VÀ ĐƯỜNG ỐNG I . TÍNH CHÓP

II . TÍNH ỐNG DẪN HƠI1 . Ống dẫn lỏng nhập liêu2 . Ống dẫn dòng ra khỏi đáy

Lê Thị Minh -MSSV:608T1400Lê Thị Minh -MSSV:608T1400 1


3 . Ống dẫn hơi sản phẩm đỉnh4 . Ống dẫn dòng hoàn lưu5 . Ống dẫn hơi vào đáy tháp

CHƯƠNG V : THIẾT BỊ PHỤI . THIẾT BỊ GIA NHIỆT DÒNG NHẬP LIỆUII. THIẾT BỊ NGƯNG TỤ SẢN PHẨM ĐỈNH

1 . Điều kiện nhiệt độ của quá trình2 . Chọn sơ bộ cấu tạo3 . Chọn thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh

III. BỒN CAO VỊ CHỌN BƠM

CHƯƠNG VI : TÍNH TOÁN CƠ KHÍ THIẾT BỊ CHÍNHI . TÍNH BỀ DÀY THÂN TRỤ CỦA THÁP

1 . Điều kiện làm việc của tháp chưng cất2 . Tính hệ số bền của thân hình trụ

II . TÍNH ĐƯỜNG KÍNH VÀ BULONG CÁC ỐNG DẪNIII . TÍNH ĐÁY VÀ NẮP THIẾT BỊVI . TÍNH BÍCH NỐIV . TÍNH KHỐI LƯỢNG THÁP

1 . Khối lượng tháp2 . Khối lượng ống hơi3 . Khối lượng mâm

VI . CHÂN ĐỠ TAI TREO1 . Chân đỡ2 . Tai treo

CHƯƠNG VII : TÍNH BẢO ÔNCHƯƠNG VIII : GIÁ THÀNH THIẾT BỊ

I . TÍNH SƠ BỘ GIÁ THÀNH CỦA THIẾT BỊII . KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO



LỜI MỞ ĐẦU

Một trong những ngành có sự đóng góp to lớn đến ngành công nghiệp nước ta nói riêng và thế giới nói chung, đó là ngành công nghiệp hóa học. Đặc biệt là ngành hóa chất cơ bản.

Hiện nay, trong nhiều ngành sản suất hóa học cũng như sử dụng sản phẩm hóa học, nhu cầu sử dụng nguyên liệu hoặc sản phẩm có độ tinh khiết cao phải phù hợp với quy trình sản suất hoặc nhu cầu sử dụng.

Ngày nay, các phương pháp được sử dụng để nâng cao độ tinh khiết: trích ly, chưng cất, cô đặc, hấp thu… Tùy theo đặc tính yêu cầu của sản phẩm mà ta có sự lựa chọn phương pháp thích hợp. Đối với hệ Etanol - Nước là 2 cấu tử tan lẫn hoàn toàn, ta phải dùng phương pháp chưng cất để nâng cao độ tinh khiết cho Etanol.

Đồ án môn học Quá trình và Thiết bị là một môn học mang tính tổng hợp trong quá trình học tập của các kỹ sư hoá- thự c phẩm tương lai. Môn học giúp sinh viên giải quyết nhiệm vụ tính toán cụ thể về: yêu cầu công nghệ, kết cấu, giá thành của một thiết bị trong sản xuất hoá chất - thực phẩm. Đây là bước đầu tiên để sinh viên 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.

Nhiệm vụ của ĐAMH là thiết kế tháp chưng cất hệ Etanol - Nước hoạt động liên tục với nâng suất sản phẩm đỉnh : 1000 lít/h, nhập liệu có nồng độ rượu là 300 GL(% thể tích),thu được sản phẩm đỉnh có nồng độ 92% mol etanol với độ thu hồi etanol là 99%.

Em chân thành cảm ơn các quí thầy cô bộ môn Máy & Thiết Bị, các bạn sinh viên đã giúp em hoàn thành đồ án này. Tuy nhiên, trong quá trình hoàn thành đồ án không thể không có sai sót, em rất mong quí thầy cô góp ý, chỉ dẫn.



CHƯƠNG I : TỔNG QUAN.

I . LÝ THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT:

1 . Phương pháp chưng cất :- Chưng cất là qua 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 độ 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, 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 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 hệ cấu tử thì ta thu được 2 sản phẩm: sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm gồm cấu tử có độ bay hơi lớn (nhiệt độ sôi nhỏ ), sản phẩm đáy chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi bé(nhiệt độ sôi lớn) .Đối với hệ Etanol - Nước sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm etanol và một ít nước , ngược lại sản phẩm đáy chủ yếu gồm nước và một ít etanol.

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 độ 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) và liên tục.* Chưng cất đơn giản(gián đoạn): phương pháp này đuợc 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.

* Chưng cất hỗn hợp hai cấu tử (dùng thiết bị hoạt động liên tục) là quá trình được thực hiện liên tục, nghịch dòng, nhều đoạn. Phương pháp cất nhiệt ở đáy tháp: cấp nhiệt trực tiếp bằng hơi nước: thường được áp dụng trường hợp chất được tách không tan trong nước .

Vậy: đối với hệ Etanol – Nước, ta chọn phương pháp chưng cất liên tục cấp nhiệt gián tiếp bằng nồi đun ở áp suất thường.



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 vaò lưu chất kia .- Tháp chưng cất rất phong phú về kích cỡ và ứng dụng ,các tháp lớn nhất thường được ứng dụng trong công nghiệp lọc hoá dầu. Kích thước của tháp : đường kính tháp và chiều cao tháp tuỳ thuộc suất lượng pha lỏng, pha khí của tháp và độ tinh khiết của sản phẩm. Ta khảo sát 2 loại tháp chưng cất thường dùng là tháp mâm và tháp chêm.

Tháp mâm: thân tháp hình trụ, thẳng đứng phía trong có gắn các mâm có cấu tạo khác nhau để chia thân tháp thành những đoạn bằng nhau, trên mâm pha lỏng và pha hơi đựơc cho tiếp xúc với nhau. Tùy theo cấu tạo của đĩa, ta có:

* Tháp mâm chóp : trên mâm bố trí có chép dạng:tròn ,xú bắp ,chữ s…* Tháp mâm xuyên lỗ: trên mâm bố trí các lỗ có đường kính (3-12) mm.

Tháp chêm(tháp đệm): tháp hình trụ, gồm nhiều đoạn nối với nhau bằng mặt bích hay hàn. Vật chêm được cho vào tháp theo một trong hai phương pháp: xếp ngẫu nhiên hay xếp thứ tự.

* So sánh ưu và nhược điểm của các loại tháp :

Tháp chêm. Tháp mâm xuyên lo. Tháp mâm chóp.

Ưu điểm: - Đơn giản.- Hiệu suất tương đối cao. - Hiệu suất cao.

- Trở lực thấp.- Hoạt động khá ổn định. - Hoạt động ổn định.

- Làm việc với chất lỏng bẩn.

Nhược điểm: - Hiệu suất thấp. - Trở lực khá cao. - Cấu tạo phức tạp.

- Độ ổn định kém.

- Yêu cầu lắp đặt khắt khe -> lắp đĩa thật phẳng. - Trở lực lớn.

- Thiết bị nặng. - Không làm việc với chất lỏng bẩn.

Nhận xét: tháp mâm chóp trạng thái cuối của tháp chêm và tháp mâm xuyên lỗ. Nên ta chọn tháp chưng cất là tháp mâm chóp.

Vậy: Chưng cất hệ Etanol - Nước ta dùng tháp mâm chóp hoạt động liên tục ở áp suất thường, cấp nhiệt gián tiếp ở đáy tháp.



II . GIỚI THIỆU SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU :

Nguyên liệu là hỗn hợp Etanol - Nước.

1 . Etanol: (Còn gọi là rượu etylic , cồn êtylic hay cồn thực phẩm).

- Etanol có công thức phân tử: CH3-CH2-OH, khối lượng phân tử: 46 đvC. Là chất lỏng có mùi đặc trưng, không độc, tan nhiều trong nước.

Một số thông số vật lý và nhiệt động của etanol:+ Nhiệt độ sôi ở 760(mmHg): 78.3oC. + Khối lượng riêng: d4

20 = 810 (Kg/m3). Tính chất hóa học:

Tất cả các phản ứng hoá học xảy ra ở nhóm hydroxyl (-OH) của etanol là thể hiện tính chất hoá học của nó.

* Phản ứng của hydro trong nhóm hydroxyl:

CH3-CH2-OH CH3-CH2-O- + H+

Hằng số phân ly của etanol: , cho nên etanol là chất trung tính.

+ Tính acid của rượu thể hiện qua phản ứng với kim loại kiềm, Natri hydrua(NaH), Natri amid(NaNH2):

CH3-CH2-OH + NaH CH3-CH2-ONa + H2

Natri etylat

Do : tính acid của rượu nhỏ hơn tính acid của nước, nên khi muối Natri etylat tan trong nước sẽ bị thuỷ phân thành rượu trở lại.

+ Tác dụng với acid tạo ester: Rượu etanol có tính bazơ tương đương với nước. Khi rượu tác dụng với acid vô cơ H2SO4, HNO3 và acid hữu cơ đều tạo ra ester.

CH3-CH2-OH + HO-SO3-H CH3-CH2O-SO3-H + H2O CH3-CH2O-H + HO-CO-CH3 CH3-COO-C2H5 + H2O

* Phản ứng trên nhóm hydroxyl:+ Tác dụng với HX:

CH3-CH2-OH + HX CH3-CH2-X + H2O

+ Tác dụng với Triclo Phốt pho:

CH3-CH2-OH + PCl3 CH3-CH2-Cl + POCl + HCl


Lạnh

H+


+ Tác dụng với NH3:

CH3-CH2-OH + NH3 C2H5-NH2 + H2O

+ Phản ứng tạo eter và tách loại nước:

2CH3-CH2-OH (CH3-CH2)2O + H2O

CH3-CH2-OH CH2=CH2 + H2O

* Phản ứng hydro và oxy hoá:

CH3-CH2-OH CH3-CHO + H2

Ứng dụng: etanol có nhiều ứng dụng hơn metanol, nó đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Đây là nguyên liệu dùng để sản suất hơn 150 mặt hàng khác nhau và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành: công nghiệp nặng, y tế và dược, quốc phòng, giao thông vận tải, dệt, chế biến gỗ và nông nghiệp.


Al2O3

to

H2SO4

>150o

CH2SO4

>150o

C

Cu200-300oC

+ Dung môi hữu cơ:pha sơn..+ Nguyên liệu.

+ Công nghiệp cao su tổng hợp+ Động lực.


Sơ đồ tóm tắt vị trí của etanol trong các ngành công nghiệp.

- Phương pháp điều chế: có nhiều phương pháp điều chế etanol: hydrat hoá etylen với xúc tác H2SO4; thuỷ phân dẫn xuất halogen và ester của etanol khi đun nóng với nước xúc tác dung dịch bazơ; hydro hoá aldyhyt acêtic; từ các hợp chất cơ kim…- Trong công nghiệp, điều chế etanol bằng phương pháp lên men từ nguồn tinh bột và rỉ đường. Những năm gần đây, ở nước ta công nghệ sản suất etanol chủ yếu là sử dụng chủng nấm men Saccharomyses cerevisiae để lên men tinh bột:

C6H6O6 2C2H5OH + 2CO2 + 28 Kcal

Trong đó: 95% nguyên liệu chuyển thành etanol và CO2.5% nguyên liệu chuyển thành sản phẩm phụ: glyxêrin, acid

sucxinic, dầu fusel, metylic và các acid hữu cơ(lactic, butylic…).

2 . Nước:

- Trong điều kiện bình thường: nước là chất lỏng không màu, không mùi, không vị nhưng khối nước dày sẽ có màu xanh nhạt.- Khi hóa rắn nó có thể tồn tại ở dạng 5 dạng tinh thể khác nhau:

Khối lượng phân tử: 18 g / molKhối lượng riêng d4

0 c: 1 g / mlNhiệt độ nóng chảy : 00C


Nấm menZymaza

+ Thuốc súng không khói.+ Nhiên liệu hoả tiễn, bom bay.+ Động lực.

+ Thuốc trừ sâu.

+ Sơn.+ Vecni.

+ Đồ nhựa.+ Keo dán.+ Hương liệu.

+ Sát trùng.+ Pha chế thuốc.

+ Thuốc nhuộm.+ Tơ nhân tạo.

+ Rượu mùi+ Dấm. Nhiên liệu.

Etanol


Nhiệt độ sôi : 1000 C

- Nước là hợp chất chiếm phần lớn trên trái đất (3/4 diện tích trái đất là nước biển) và rất cần thiết cho sự sống.- Nước là dung môi phân cực mạnh, có khả năng hoà tan nhiều chất và là dung môi rất quan trọng trong kỹ thuật hóa học.

3 . Hỗn hợp Etanol – Nước:

- Ta có bảng thành phần lỏng (x) – hơi (y) và nhiệt độ sôi của hỗn hợp Etanol - Nước ở 760 mmHg:

Heä Etanol -Nöôùc

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

x(%mol)

y(%mol)


x(%phân mol) 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

y(%phân mol) 0 33,2 44,2 53,1 57,6 61,4 65,4 69,9 75,3 81,8 89,8 100

t(oC) 100 90,5 86,5 83,2 81,7 80,8 80 79,4 79 78,6 78,4 78,4


III. CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT HỆ ETANOL – NƯỚC:

-Etanol là một chất lỏng tan vô hạn trong H2O, nhiệt độ sôi là 78,30C ở 760mmHg, nhiệt độ sôi của nước là 100oC ở 760mmHg : hơi cách biệt khá xa nên phương pháp hiệu quả để thu etanol có độ tinh khiết cao là phương pháp chưng cất.- Trong trường hợp này, ta không thể sử dụng phương pháp cô đặc vì các cấu tử đều có khả năng bay hơi, và không sử dụng phương pháp trích ly cũng như phương pháp hấp thụ do phải đưa vào một khoa mới để tách, có thể làm cho quá trình phức tạp hơn hay quá trình tách không được hoàn toàn.

* Sơ đồ qui trình công nghệ chưng cất hệ Etanol – nước:

Chú thích các kí hiệu trong qui trình:1 . Bồn chứa nguyên liệu.2 . Bơm.3 . Bồn cao vị.4 . Thiết bị gia nhiệt 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 . Ap kế.11 . Thiết bị đun sôi đáy tháp12 . Bồn chứa sản phẩm đáy.13 . Bộ phận phân dòng.14 . Thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh.15 . Bồn chứa sản phẩm đỉnh.16 . Van xả khí không ngưng.





* Thuyết minh qui trình công nghệ:

- Hỗn hợp etanol – nước có nồng độ etanol 10% ( theo phân mol), nhiệt độ khoảng 250C tại bình chứa nguyên liệu (1) được bơm (2) bơm lên bồn cao vị (3). Từ đó được đưa đến thiết bị trao đổi nhiệt (4) ( trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy ). Sau đó, hỗn hợp được đun sôi đến nhiệt độ sôi trong thiết bị gia nhiệt(6), hỗn hợp được đưa vào tháp chưng cất (8) ở đĩa nhập liệu.- Trên mâm nhập liệu, chất lỏng được trộn với phần lỏng từ đoạn cất của tháp chảy xuống. Trong tháp hơi, đi từ dưới lên gặp chất lỏng từ trên xuống. Ở 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 vì đã bị pha hơi tạo nên từ nồi đun (11) lôi cuốn cấu tử dễ bay hơi.Nhiệt độ càng lên trên càng thấp, nên khi hơi đi qua các đĩa từ dưới lên thì cấu tử có nhiệt độ sôi cao là nước sẽ ngưng tụ lại, cuối cùng trên đỉnh tháp ta thu được hỗn hợp có cấu tử etanol chiếm nhiều nhất (có nồng độ 92% phân mol). Hơi này đi vào thiết bị ngưng tụ (9) và được ngưng tụ hoàn toàn. Một phần chất lỏng ngưng tụ đi qua thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh (14), được làm nguội đến 350C , rồi được đưa qua bồn chứa sản phẩm đỉnh (15). Phần còn lại của chất lỏng ngưng tụ đựơc hoàn lưu về tháp ở đĩa trên cùng với tỉ số hoàn lưu tối ưu. Một phần cấu tử có nhiệt độ sôi thấp được bốc hơi tại van xã khí (16), 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 các cấu tử khó bay hơi (nước). Hỗn hợp lỏng ở đáy có nồng độ etanol là 0,11 % phân mol, còn lại là nước. Dung dịch lỏng 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 được trao đổi nhiệt với dòng nhập liệu trong thiết bị (4) (sau khi qua bồn cao vị).- Hệ thống làm việc liên tục cho ra sản phẩm đỉnh là etanol, sản phẩm đáy sau khi trao đổi nhiệt với nhập liệu có nhiệt độ là 860C được thải bỏ.



CHƯƠNG II : CÂN BẰNG VẬT CHẤT .

I . CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU :

Năng suất nhập liệu : GF = 1000 (l/h) . Nồng độ nhập liệu : xF = 30%mol etanol. Nồng độ sản phẩm đỉnh : xD = 92%mol etanol . Tỷ lệ thu hồi etanol : h= 99%. Khối lượng phân tử của rượu và nước : MR =46 , MN =18 . Chọn :

+ Nhiệt độ nhập liệu : t’F =25oC .+ Nhiệt độ sản phẩm đỉnh sau khi làm nguội : t’D =35oC .+ Nhiệt độ sản phẩm đáy sau khi trao đổi nhiệt : t’W = 35oC .+Trạng thái nhập liệu là trạng thái lỏng sôi .

Các kí hiệu :+ GF , F : suất lượng nhập liệu tính theo l/h , Kmol/h .+ GD , D : suất lượng sản phẩm đỉnh tính theo l/h , Kmol/h .+ GW ,W : suất lượng sản phẩm đáy tính theo l/h , Kmol/h .+ xi , : phân mol , phân khối lượng của cấu tử i .

II . XÁC ĐỊNH SUẤT LƯỢNG SẢN PHẨM ĐỈNH VÀ SẢN PHẨM ĐÁY :

Ta có:*Ở 790C -klr ethanol: 0,736 -klr nước : 0,972*Ở 250C -klr ethanol: 0,784 -klr nước: 0,999

GD= lưu lượng. (độ rượu. ) + (100 – 92) .

xF =



xF =

GF =

Từ công thức:

GF = GD+GW

GW = GF-GD

Độ thu hồi = =0,99 GF =

(1- độ thu hồi)

XW=

Suất lượng (kmol/h) phân mol dòng

nhập liệu GF

đỉnh GD

đáyGW

nhập liệu (xF)

đỉnh (xD)

đáy (xW)

127,896 19,041 108,855 0,116 0,773 0,001

Đổi từ phân mol sang khối lượng: (nhân với khối lượng trung bình).


Suất lượng (kg/h) phân khối lượng dòng

nhập liệu GF

đỉnh GD

đáyGW

nhập liệu (xF)

đỉnh (xD)

đáy (xW)

2718,435 754,885 1963,550 0,252 0,897 0,003


III . NHIỆT LƯỢNG DÒNG NHẬP LIỆU:

Q1=GF.CP.∆t

-Chọn nhiệt độ ban đầu của dòng nhập liệu: tF= 250

-Nhiệt độ lỏng sôi của nguyên liệu: tF’= 860. Nhiệt độ trung bình: tFTB : 55,50

- Nhiệt độ lỏng sôi của dòng sản phẩm đỉnh: tD= 790.- Nhiệt độ của dòng sản phẩm đáy: tW= 99,90.- Nhiệt độ dung riêng của dung dịch: CP

CP(dd)=CP(e).XD+(1-X).CP(H20)

Nhiệt dung riêng của nước và rượu tra ở nhiệt độ trung bình.

CP(e)=2908,766 J/kg.độCP(H20)= 4178,415 J/kg.độCP(dd)= 3858,984 J/kg.độ

Q1= 639914341,4 J/h = 177753,984 W.

Lượng hơi nước cần dùng:

Q1= r + h1

-r : ẩn nhiệt chuyển pha (J/kg)

Tra ở nhiệt ngưng tụ của hơi nước bảo hòa, chọn nhiệt ngưng tụ là 1200 (hơi nước bảo hòa ở áp suất 2atm).

r = 2202 kJ/kg.h1 = 290,606 kg/h.

IV . TÍNH TOÁN THIẾT BỊ NGƯNG TỤ:1 . Tỉ số hoàn lưu tối thiểu:

- Tỉ số hoàn lưu tối thiểu là chế độ làm việc mà tại đó ứng với số mâm lý thuyết là vô cực .Do đó ,chi phí cố định là vô cực nhưng chi phí điều hành (nhiên liệu ,nước và bơm…) là tối thiểu .



- Do đồ thị cân bằng của hệ Etanol-Nước có điểm uốn ,nên xác định tỉ số hoàn lưu tối thiểu bằng cách :

+Trên đồ thị cân bằng y-x ,từ điểm (0,77;0,77) ta kẻ một đường thẳng tiếp tuyến với đường cân bằng tại điểm uốn , cắt trục Oy tại điểm có yo = 0,40 .

+Theo phương trình đường làm việc đoạn cất , khi xo =0 thì

yo = =0,40

Vậy : tỉ số hoàn lưu tối thiểu : Rmin = 0,957

2. Tỉ số hoàn lưu thích hợp:

-Khi R tăng, số mâm sẽ giảm nhưng đường kính tháp ,nồi đun và công để bơm cũng tăng theo.Chi phí cố định sẽ giảm dần đến cực tiểu rồi tăng đến vô cực khi hoàn lưu toàn phần ,lượng nhiệt và lượng nước sử dụng cũng tăng theo tỉ số hoàn lưu .- Tổng chi phí bao gồm : chi phí cố định và chi phí điều hành . Tỉ số hoàn lưu thích hợp ứng với tổng chi phí là cực tiểu .- Tuy nhiên ,đôi khi các chi phí điều hành rất phức tạp ,khó kiểm soát nên người ta có thể tính tỉ số hoàn lưu thích hợp từ điều kiện tháp nhỏ nhất .Để tính được tỉ số hoàn lưu thích hợp theo điều kiện tháp nhỏ nhất (không tính đến chi phí điều hành),ta cần lập mối quan hệ giữa tỉ số hoàn lưu và thể tích tháp ,từ đó chọn Rth ứng với thể tích tháp là nhỏ nhất.

Chọn : R = 2 Rmin.

R = 1,91.

Suất lượng hơi ra khỏi mâm đỉnh: GH kg/h

GH = (R+1).GD

GH = 2199,78 kg/h.

3. Nhiệt lượng cần phải lấy ở TBNT:

QC = GH . rhh W

rhh : ẩn nhiệt chuyển pha của hổn hợp hơi ở nhiệt độ hơi bảo hòa, ở phân mol của dòng đỉnh ( tra trên đồ thị).

-r(e) = 866,519 kJ/kg.



-r(H2O) = 2309,706 kJ/kg.

rhh = r(e).XD(tb)+(1-XD(tb)). r(H2O)

rhh = 1015,245 kJ/kg

QC = 2233311,914 kJ/h. = 620,364 kW.

4. Lượng nước cần thiết cho TBNT:

Chọn nhiệt độ nước vào là 250.Chọn nhiệt độ nước ra là 400.

QC = Gn.∆t.CP(H2O).

- CP(H2O): nhiệt dung riêng của nước tra ở nhiệt độ trung bình.

CP(H2O) = 4174 J/kg.độ.

Gn = 35670,211 kg/h.

5. Năng lượng cho nồi đun:

QD = GD.HD+GW.HW+QC+QL-GF.HF

Chọn Qtt = 1,05 ÷ 1,1

Ta có:

HD = CpD (tb)(tD-tO).MTBD (1)HF = CpF (tb) (tF-tO).MTBF (2)HW = CpW (tb) tW-tO).MTBW (3)

Mà:

CpD (tb) = XD (tb).Cp(e)+(1-XD(tb)).Cp(H2O) (4)CpF (tb) = XF (tb).Cp(e)+(1-XF(tb)).Cp(H2O)(5)CpW (tb) = XW (tb).Cp(e)+(1-XW(tb)).Cp(H2O) (6)

CpD (tb) = 3314,544 J/kg.độ

CpF (tb) = 3977,857 J/kg.độ



CpW (tb) = 4216,977 J/kg.độ

Thay vào (1), (2), (3) ta có:

HD = 10381 kJ/kmolHF = 7271,25 kJ/kmolHW = 7599,08 kJ/kmol

QD = 2329284,33 kJ/h = 647,02 kW.

V . XÁC ĐỊNH SỐ MÂM THỰC TẾ:

Hiệu suất mâm là hàm số theo độ bay hơi tương đối (α), và độ nhớt của hổn hợp lỏng (µ).

E = f(.).

Xác định hiệu suất của mâm :+ Độ bay tương đối của cấu tử dễ bay hơi :

Với : x*:phân mol của rượu trong pha lỏng .y* : phân mol của rượu trong pha hơi cân bằng với pha lỏng.

* Tại vị trí mâm 1:

x*= 0,01y*=0,04

1= 4,125


x*= 0,02y*=0,155

2= 8,99

* Tại vị trí mâm 3: (Mâm nhập liệu)

x*= 0,055



y*=0,36

3= 9,665


x*= 0,36y*=0,595

2= 2,612


x*= 0,605y*=0,695

7= 1,15


x*= 0,72y*=0,76

9= 1,23

Xác định độ nhớt tại mâm đỉnh theo T o , T D:

Ta có công thức:

µ= (x*. µ(e))+(1- x*). µ(H2O)

µ9= 0,38µ7= 0,37µ5= 0,35µ3= 0,28µ2= 0,2µ1= 0,2



Vậy hiệu xuất tại mỗi mâm:

1.1= 0,825 => E1=0,52 2.2= 1,798 => E2=0,423.3= 2,71 => E3=0,395.5= 0,91 => E5=0,517.7= 0,43 => E7=0,619.9= 0,47 => E9=0,62

ETB= = 0,51

Với .= E hình 5.24 (GTTK Tập 3). Theo giản đồ x-y ta có số mâm lý thuyết:

NLT = 9 mâm

Vậy số mâm thực tế (NTT):

NTT =

Chọn : NTT = 18 mâm



CHƯƠNG III :TÍNH TOÁN –THIẾT KẾ THÁP CHƯNG CẤT .

I . ĐƯỜNG KÍNH THÁP :(Dt)

(m)

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.

R = 1,91 ( là tỉ số hoàn lưu thích hợp)

Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng và đoạn cất khác nhau.Do đó, đường kính đoạn chưng và đoạn cất cũng khác nhau .

1. Đường kính đoạn cất : a . Lượng hơi trung bình đi trong tháp :

Giả sử nhiệt mất không đáng kể.

kg/h

gd : lượng hơi ra khỏi đỉnh tháp kg/h.g1 : lượng hơi đi vào đoạn luyện (được xác định theo PTCB vật liệu và CB

nhiệt lượng kg/h. Xác định gd :

gd = GR+GD=GD.(R+1) =754,89.(1,91+1)= 2196,73 kg/h

Xác định g1 : Từ hệ phương trình :

x1 = x F = 30%GD = 754,89 kg/h.xD = 92%

Với :



G1 : lưu lượng lỏng rời khỏi mâm cuối cùng của đoạn luyện kg/h.r1 : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn cất rd : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi ra ở đỉnh tháp .

* Tính r1 :

r1 = ra.y1+(1-y1).rD (4)

* Tính rd :

rd = ra.yd+(1-yd).rD (5)

y1 : nồng độ % ethanol pha hơi tại mâm 1 đoạn cất.yd : nồng độ % ethanol pha hơi tại đỉnh tháp.

yd = 92%ra = r(e) = 861 kJ/kgrD = r(H2O) =2301 kJ/kg

Thay vào (4) (5):

r1 = 861.036+(1-0,36).2301 = 1782,6 kJ/kg

rD = 861.092+(1-0,92).2301 = 976,2 kJ/kg

-> g1 = 1203

G1 = g1-GD = 1203-754,89 = 448,11 kg/h.

y1 = 36%

Vậy lượng hơi trung bình:

= 1699,9 kg/h

b . Khối lương riêng trung bình đi trong tháp :

Phân mol trung bình (ethanol)



xTb = (phan mol)

Nhiệt độ trung bình của phần cất.

= 82,5 0C

Phương trình đường làm việc phần cất.

= 0,656 xn + 0,265

yTb = 0,656 xTb +0,265 = 0,56 (phân mol)

Đối với pha khí:

= 1,155 kg/m3

Đối với pha lỏng:

atb1: là phần khối lượng của cấu tử 1 trong pha lỏng

atb1 =

Tra bảng sách tra cứu:

kg/m3

kg/m3

Ta có:



= 787 kg/m3

c. Tốc độ khí đi trong phần cất tháp chóp:

kg/m2.s

Với = 1 khi > 20 dyn/cm h : khoảng cách giữa các đĩa, chọn h = 300 mm

Ta có: = 1,074 kg/m2.s

= 0,93 m/s.

Do đó đường kính đoạn cất :

Dt = 0,0188.

= 0,75 m

2. Đường kính đoạn chưng : a . Lượng hơi trung bình đi trong tháp :

kg/h

g’n : lượng hơi ra khỏi đoạn chưng bằng lượng hơi đi vào đoạn luyệng’n = g1 = 1203 kg/h.

g’1 : lượng hơi đi vào đoạn chưng được xác định theo hệ phương trình cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lượng kg/h.

Với: G’1 : lượng lỏng ở đĩa thứ nhất của đoạn chưng .

r’1 : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn chưng.



r’n : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa trên cùng của đoạn chưng.

GW = 1963,55 kg/hxW = 0,35% y’ = yW = 0,04

Phân mol bằng 9,62%

r’1 = ra.y’1+(1- y’1).rb (4’)

r’n = ra.y’n+(1- y’n).rb (5’)

ra, rb được lấy ở nhiệt độ trung bình của phần chưng: 98,70C

ra = r(e) = 830,98 kJ/kgrb = r(H2O) = 2259,3 kJ/kg

Giải hệ thống phương trình (1’)(2’)(3’)(4’)(5’) trên, ta có kết quả sau:

G’1 = g’1+GW

= 2937,35 kg/h

g’1 =

= 973,9 kg/h

b . Khối lượng riêng trung bình trong tháp : Đối với pha khí:

Phần mol trung bình ethanol trong pha lỏng.

x’tb = = 0,128 phân mol

Nhiệt độ trung bình phần chưng

t’ = = 92,950C

Từ phương trình đường làm việc phần chưng, ta có công thức:

y’tb =



mà = 3,6

y’tb = 1,89 -0,0024 ( )

y’tb = 1,89 -0,0024

ytb = 1,89.0,128-0,0024 = 0,24 phân mol

=> Khối lượng riêng trung bình pha khí ( công thức tính tương tự phần cất)

= 0,82 kg/m3

Đối với pha khí:

: phân khối lượng của cấu tử 1trong pha lỏng.

= 0,127

Bằng phương pháp nội suy, ta có:

= 723 kg/m3

= 965 kg/m3

= 0,0011

= 909 kg/m3

c. Tốc độ khí đi trong phần chưng tháp chóp:



Với = 1 khi > 20 dyn/cm h : khoảng cách giữa các đĩa, chọn h = 300 mm

= 0,97

= 1,18 m/s

Dchưng= 0,0188. = 0,63 m.

Đường kính trung bình phần chưng và phần cất:

D = = 0,69 =0,7 m

Kết luận : hai đường kính đoạn cất và đoạn chưng không chênh lệch nhau quá lớn nên ta chọn đường kính của toàn tháp là : D = 0,7 m.

II . T ÍNH T RỞ LỰC CỦA THÁP :

P = Ntt . Pd N/m2 (IX.135/TL2)

Trong đó:

Ntt : số mâm thực tế trong tháp.P: tổng trở lực của một dĩa.

Pd = Pk + Ps + Pt (IX.136/TL2)

- Do trở lực qua các đĩa không đều va do lưu lượng lỏng và hơi khác nhau ở phần cất và phần chưng, nên để tính trở lực chính xác ta tiến hành tính toán với từng phần của tháp.

1. Trở lực phần cất:

Pcất = Ncất + Pd

Pd : Tổng trở lực của 1 dĩa N/m2

Pd = Pk + Ps + Pt

Pk : trở lực dĩa khô N/m2



Pk

Pk = 312,3 N/m2

Với: : hệ số trở lực.

= 4,5 ÷ 5 : chọn € = 5

y = 0,99 kg/m2

W0 = tốc độ qua ranh chóp.

W0 = 10,4 m/s

a: Trở lực của đĩa do sức căng bề mặt P s:

Ps = 4. / dtd N/m2 (CT IX.133/T2)

dtd : đường kính tương đương của khe rãnh chóp, rãnh chóp mở hoàn toàn.

dtd = 4.f /

f: diện tích khe chóp

f = a.b = 2.18 = 36 mm

: chu vi khe chóp

= 2.(a + b) = 40 mm

dtd = 4 mm

: Sức căng bề mặt được tính ở nhiệt độ trung bình.

Sức căng bề mặt của hổn hợp ở nhiệt độ trung bình

t0tb = (tf + tD)/2 = 82,5 0C

Tại nhiệt độ này ta có:



(e) = 17.103 (N/m) = 17 dyn/cm(tra bảng I.242/T301.T1)(H2O) = 62,1. 103 (N/m) = 62,1 dyn/cm(tra bảng I.243/T303.T1)

N/m

Ps = 13,3 N/m2

b: Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa:

Pt = b . g (hb – (hr / 2)) N/m2

Trong đó:b : khối lượng riêng của bọt

b = (0,4 ÷ 0,6). x

Mà x = 787,4 kg/m3

b = 0,5 . x = 393,7 kg/m3

g = 9,81 m/s2

(CT.IX.1110.T2)

hb : chiều cao lớp bọt trên dĩa.

hc : chiều cao đoạn ống chảy chuyền nhô lên trên dĩa.

hc = (h1 + b + s) - h = (30 + 18 + 5) – 13 = 40 mm

hc : chiều cao mực chất lỏng trên dĩa

hx = s + 0,5 . b = 0,014 m

F : diện tích bề mặt dĩa có gắn chóp

F = F – 2 . sd = 3,14 . (0.7)2 – 2 . 0,05 = 1,4386 m2



f : tổng diện tích chóp trên dĩa.

f = 0,785 . dch2 . n = 0,086 m2

: chiều cao mực chất lỏng trong tháp.

= h0W = 20 mm = 20.10-3 m

hch : chiều cao của chóp.

hch = hc + = 0,06 m

hb = 0,090 m

hr : chiều cao khe chóp.

hr = b = 0,018 m

Do đó ta có:

Pt = 313 N/m2

Vậy trở lực của dĩa là:

Pd = 769,3 N/m2

Trở lực phần cất:

Pcất = 12. 769,3 = 9231,6 N/m2

2. Trở lực phần chưng:

Tính tương tự như phần cất, với:

Pchưng = Nchưng + Pd

Pd = Pk + Ps + Pt

Trở lực dĩa khô:



Pk = 181 N/m2

Với:

b = 0,5 . 909 = 454,5 kg/m3

Vy = 1327 m3/hy = 0,82

0 = 9,4 m/s = 5

a: Trở lực của đĩa do sức căng bề mặt P s :

Ps = 4. / dtd N/m2

Với: : sức căng bề mặt của hỗn hợp ở t0tb

ttb = (tW + tF) / 2 = 930C

(e) = 16,1.103 (N/m) = 16,1 dyn/cm(tra bảng I.242/T301.T1)(H2O) = 60,2. 103 (N/m) = 60,2 dyn/cm(tra bảng I.243/T304.T1)

hh = 12,7.103 N/m2

Ps = 12,7 N/m2

b: Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa:

Pt = b . g (hb – (b / 2)) N/m2

Pt = 361 N/m2

Vậy trở lực phần chưng là:

Pd = 181 + 12,7 + 361 = 554,7 N/m2



Tổng trở lực phần chưng:

Pchưng = 6 . 554,7 = 3328,2 N/m2

3. Tổng trở lực toàn tháp:

Ptháp = Pcất + Pchưng

= 9231,6 + 3328,2 = 12559,8 N/m2

Ptháp = 0,13 at

Lưu ý: trở lực nhỏ đun hơi thấp dễ làm việc, trở lực lớn thì đun hơi mạnh hơi bảo hòa nồi đun AS: 2at.

CHƯƠNG IV :TÍNH CHÓP – ĐƯỜNG ỐNG.

I . TÍNH CHÓP :

- Đường kính ống hơi:

Chọn: dh = 50 mm

- Số chóp phân bố trên 1 mâm:

n = 0,1 (D2 / dh2) = 0,1 . (0,72 / 0,052) = 19,6 chóp

Chọn 19 chóp

Với: D = 0,7 m . Đường kính trong của thápdh = 0,05 m . Đường kính ống hơi

Chọn bề dày ống hơi là 1 mm.

- Chiều cao chóp phía trên ống hơi:

h2 = (0,5 . dh) / 2 = 12,5 mm

- Đường kính chóp:



dch = 74 mm

Chiều dày chóp:

ch = 2 ÷ 3 mm, chọn ch = 2 mm

- Khoảng cách từ mặt mâm tới chóp:

S = 0 ÷ 25 mm, chọn S = 5 mm

- Bề dày mâm:

m = 4 mm

Chiều cao mực chất lỏng trên khe chóp:

h1 = 15 ÷ 40 mm, chọn h1 = 30 mm

Chiều cao khe chóp:

b =

Trong đó:

: hệ số trở lực của mâm chóp, chọn = 1x : y : khối lượng riêng trung bình của pha lỏng và pha hơi kg/m3

=> x = 909 kg/m3 x = 0,082 kg/m3

Ta có công thức:



Vy+b = 2073 m3/h

=> y = 14 m/s

b = 0,018 m = 18 mm

Vậy: b = 18 mm

- Số lượng khe hở của mỗi chóp:

i = 30 khe

c : khoảng cách giữa các khe, lấy c = 3 ÷ 4 m

- Chiều rộng khe chớp:

a = 2 ÷ 7 mm

mm

Chọn: a = 2 mm

- Bước tối thiểu của chóp trên mâm:

tmin = dch + 2.ch + l2 chọn: tmin = 110 mm = 74 + 2 . 2 + 31 = 109 mm

Với: l2 : khoảng cách nhỏ nhất giữa các chóp

l2 = 12,5 + 0,25 dh = 25 mm



Chọn: l2 = 31 mm

Khoảng cách từ tâm ống chảy chuyền đến tâm chóp gần nhất.

t1 = 83 mm

c : bề dày ống chảy chuyền.

c = 2 ÷ 4 mm, chọn: c = 3 mm

l1 : khoảng cách nhỏ nhất giữa chóp và ống chảy chuyền thường

l1 = 75 mm.

- Độ mở lỗ chóp:

mm chất lỏng (CT5.2/TL3)

hso : chiều cao hình học lỗ chóp

hso = b = 18 mmVy = 0,477 m3/s

y : khối lượng riêng trung bình pha hơi phần cấtx : khối lượng riêng trung bình pha hơi phần chưng

Sx = 0,394 m2 hx = 16 mm

Vậy: hợp lý

- Chiều cao mực chất lỏng trên gờ chảy tràn:

mm



Lw :

=> Lw = 0,6.D = 0.42 m

E : hệ số hiệu chỉnh cho gờ chảy tràn

Ql : lưu lượng lỏng trong tháp m3/h

Được xác định như sau:

Do suất lượng mol không đổi khi qua mỗi mâm nên :

Suất lượng chất lỏng trong phần cất của tháp

M’m = x’m + M(e) + (1-x’m).M(H2O)

Với:

34,1 kg/kmol

Q’l = 1,574 m3/h

Suất lượng chất lỏng trong phần chưng của tháp

m3/h

Mà: M’’m = x’’m + M(e) + (1-x’m).M(H2O)

=> x’’m =



M’’m = 19,65 kg/kmol

Vậy: m3/h

* Theo hình 5.9/T102/TL3 => E = 1,002

h0W = 20 mm

- Chiều cao mực chất lỏng trên mâm:

hm = h1 + (s + hrs + b)

Trong đó:

h1 = 30 mm : chiều cao mực chất lỏng trên khe chóphrs = 5 mm : khoảng cách từ mặt dưới của chóp đến mâms = 5 mm : khoảng cách từ mặt đĩa đến mâm chópb = 18 mm: chiều cao khe chóp

hm = 58 mm

- Tiết diện ống hơi:

m2

- Tiết diện hình vành khăn:

m2

- Giao diện chiều cao mực chất lỏng trên mâm:

= Cg . ’ . n CT: 5.5/TL3.

Trong đó:



n = 5 , số hàng chóp mà chất lỏng phải chạy qua.’ : chiều cao mực chất lỏng qua 1 hàng chóp được xác định

4 . ’ = f (hm, Qm, Bm, hsc)

hsc = 5 mm , khoảng cách mép chóp tới mâm

m2/h

Với: Bm = 2.x = 2 . 175 = 350 mm bề rộng trung bình của mâm.

Ta có: hsc = 5 mmX = 9,79 mm (tra hình 5.11/trang 104 T3)hm = 80 mm

4 . ’ = 10 => ’ = 2,5 mm

Cg = 0,51 , hệ số điều chỉnh do lượng pha khí (được xác định theo hình 5.10 trang 104 T3)

m/s

Vậy: = 6,3 mm

- Đường kính ống chảy chuyền:

mm

Gx = 2191 kg/h: lưu lượng lỏng trung bình đi trong thápx = 848 : khối lượng riêng của chất lỏngz = 1 : số ống chảy chuyềnwc : tốc độ lỏng trong ống chảy chuyền

wc = 0,1 ÷ 0,2 , chọn wc = 0,15 m/s

- Chiều cao ống chảy tràn:

hc = (h1 + b + s1) - h



Khoảng cách từ mâm đến ông chảy chuyền

s1 = 0,25 . dc = 20 mm

m

h = 13 mm

- Chiều cao gờ chảy tràn trên mâm:

hw = hm – (h0w + 0,5 . ) = 26 mm

kiểm tra để đảm bảo đk tháp không ngập lụt

hd ≤ h (CT 5.11/TL3)

h = 0,3 m : khoảng cách giữa hai mâmhd : chiều cao chất lỏng trong ống chảy chuyền

hd = hw + h0w + + ht +h’d

ht : độ giảm áp tổng cộng của pha khí qua mâm, được xác định đk trung bình trên mỗi mâm.

ht = hfv + hs +hss + h0w + 0,5

hfv : độ giảm áp do ma sát và biến đổi vận tốc khi pha khí thổi qua chóp khi không có chất lỏng.

mm chất lỏng (CT5.8/TL3)

Trong đó:

m2

Hệ số K xác định như sau:



(tra hình 5.16 trang 107)

K = 0,58

Vậy => hfv = 2 m2

hs = b = 18 mmhss : chiều cao thủy tỉnh chất lỏng trên lỗ chóp đến gờ

hss = hw – (hsc + hsr + b) = 45 mm

ht = 88 mm

hd’ : tổn thất thủy lực do dòng chảy từ ống chảy chuyền vào mâm, được xác định theo biểu thưc sau:

(CT5.10/TL3)

d : tiết diện giữa ống chảy chuyền và mâm được xác định như sau.Khoảng cách giữa hai gờ chảy tròn : 350 mm.

Chọn khoảng cách giữa mép trên gờ chảy tròn và mép dưới ống chảy chuyền.

m3

hd’ = 5 mm

Vậy : hd = 145,3 mm

hd ≤ h phù hợp

Vậy tháp đảm bảo không bi ngập lụt

- Chiều cao của tháp (H):

H = (Nttn – 1) . (h + ) + (0,8 ÷ 1)

= 0,004 mm, chiều dày đĩa



H = 6,1 m

II . TÍNH ỐNG DẪN : 1. Đk ống dẫn lỏng nhập liệu:

m

Chọn: v = 1 ,m/s (chọn theo P)

m3/s

dnl = 0,035 m

Chọn dnl 40 mm.

2. Đk ống dẫn dòng ra khỏi đáy:

dđáy =

Chọn : v = 1 , m/s

m3/s

G = 12994,07 kg/h : lượng hơi đốt cung cấp cho tháp chưngw = 958 kg/m3

Ql = 0,074 m3/s

Chọn dđáy = 80 mm

3. Ống dẫn hơi sản phẩm đỉnh:



Chọn: v = 30 m/sD = 749 kg/m3

Gh = 1736,25

m3/s

dD = 0,142 m

Chọn dD = 150 mm

4. Ống dẫn dòng hoàn lưu:

Chọn: v = 1 m/s

dhl = 0,025 m

Chọn: dhl = 32 mm

5. Ống dẫn dòng hoàn lưu:

Chọn: v = 30 m/sh = 0,614 kg/m3

Gh = 1736,25 kg/h

m3/s

dh = 0,18 m

Chọn: dh = 200 mm



CHƯƠNG V :TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ.

I . THIẾT BỊ GIA NHIỆT NHẬP LIỆU:

- Nhiệt độ vào và ra của thiết bị gia nhiệt- Dòng nhập liệu: Vào: T1 = 250C

Ra : T2 = 860C - Hơi đốt ở áp suất Phd = 1,5 at

t1’ = t2

’ = tm = 1100C- Chọn loại thiết bị trao đổi nhiệt kiểu ống chùm bằng thép X18H10T, gồm ống có kích thước 25 x 2, chất lỏng hữu cơ đi phía bên trong ống. Hai lưu chất chuyển động ngược chiều nhau, sơ đồ truyền nhiệt:

t1 = 850C t2 = 240C

Hiệu số nhiệt độ trung bình



Chế độ chảy:

Re =

Đường kính trong của ống:

dt = dn - 2 = 25-2.2 = 21 mm

Ở 55,50C (nhiệt độ trung bình của nhập liệu) khối lượng riêng của dung dịch được xác định theo công thức:

Với: a = 0,31 = 758 ,kg/m3

2 = 985 ,kg/m3

= 903 kg/m3

Độ nhớt của dung dịch

lg = xF . lg1 + (1 – xF) . lg2

= 0,252.lg0,64+(1-0,252)lg0,505

= 0,519 CP = kg.s/m2

Giả sử Re = 20000 (chế độ chảy rối với quá trình truyền nhiệt là tốt nhất), ta có vận tốc lỏng trong ống.

ống



Chọn các thiết bị với các thông số sau:

n = 37 ốngl = 1,5 mF = 4 m2

Dt = 0,245 m

Ở nhiệt độ trung bình của dòng nhập liệu trong ống 48,20C, tại nhiệt độ này thì:

* Nhiệt dung riêng:

Cn = 4,18 KJ/kg.KCA = 2,31 KJ/kg.K

(Tra tại bảng 39-t35.Bảng tra cứu và bảng I-153-t171 sổ tay QT&TB tập 1)

Nên: J/kg.K

Lượng nhiệt cần đun nóng khi nhập liệu:

QF = GF . CF . TF = 485592 KJ/h

QF = 134,9 KW

II . THIẾT BỊ NGƯNG TỤ SẢN PHẨM ĐỈNH:

- Chọn các ống truyền nhiệt có đường kính là 25 x 2 (mm).- Sản phẩm đỉnh đi trong ống, dòng nước lạnh giải nhiệt đi ngoài.

1 . Đk nhiệt độ của quá trình:

t1 = 79 - 25 = 540Ct2 = 79 - 45 = 340C

Chênh lệch nhiệt độ trung bình:

Lượng nhiệt cần trao đổi ở thiết bị ngưng tụ.

QD = GD . (R + 1) . rD = 605737 W



Lưu lượng nước lạnh cần giải nhiệt.

m3/s

2 . Chọn sơ bộ cấu tạo:

- Chọn các ống truyền nhiệt có đường kính là 25 x 2 (mm). Sản phẩm đỉnh đi ngoài ống, dòng nước lạnh giải nhiệt đi trong ống. - Thiết bị ống chùm đặt ngang gồm 127 ống xếp hình lục giác.

D = 0,55 mL = 1,5 md = 0,025 mn = 127 ống

3 . Chọn thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh:

Điều kiện:

Td = 450C TC = 300C t1 = 37,50Ctd = 250C TC = 300C t2 = 27,50C

a . Nhiệt tải :

- Nhiệt lượng cần để làm nguội sản phẩm đỉnh.

QD = GD . CD . (tvao – tra)

CD = 2595 J/kg

QD = 8161 W

- Lưu lượng nước cần lạnh để làm nguội sản phẩm.



kg/s

Thể tích nước cần dùng là:

m3/s

- Chọn các ống truyền nhiệt có đường kính 25 x 2 (mm). Sản phẩm đi ngoài ống, dòng nước lạnh giải nhiệt đi trong ống. Thiết bị ống chùm đặt nằm ngang gồm 289 ống xếp theo hình lục giác.

Đường kính trong của thiết bị ngưng tụ

D = T . (b – 1) + 4 d

Với: b = 17 , số ống trên đường kính của lục giácT = 1,5 dd = 0,025 m

D = 0,7 m

Diện tích bề mặt truyền nhiệt của thiết bị đã chọn.

Fchon = . d . l . n = 45,37 m2

b . Xác định hệ số cấp nhiệt từ rượu tới thành ống:

- Tiết diện ngang của khoảng ngoài ống

S = 0,785 . ( D2 – n . d2) = 0,35 m2

- Tốc độ chảy của rượu ở nhiệt độ trung bình

m/s

- Đường kính tương đương ngoài ống

m



Rượu ở nhiệt độ 37,50C ta có:

C = 2595 j/kg độ = 775 kg/m3 : khối lượng của (e)r = 0,1685 W/m độ : hệ số dẫn nhiệt của (e) = 0,850.10-3 N.s/m2 : độ nhớt của (e)

Chuẩn số Reynolds.

Chuẩn số Prant.

Chọn: t2 = 100C => TW = 37,5 – 10 = 27,50C

Với: C = 2512 j/kg độr = 0,1675 W/m độ : hệ số dẫn nhiệt của (e) = 1,15.10-3 N.s/m2 : độ nhớt của (e)

Chuẩn số Gr.

: là hệ số giản nở thể tích

Chọn: t1 = 450C t2 = 420C

Ta có: a = 0,745.10-3

b = 1,85.10-6

c = 0,730.10-8



a, b, c tra bảng (I.234/P337/T1)

Gr = 6,94.106

Chuẩn số Nu.

Hệ số cấp nhiệt.

W/m2.độ

c . Xác định hệ số cấp nhiệt từ thành ống đến nước:

Vận tốc nước chảy trong ống.

m/s

Nước ở nhiệt độ 27,50C :

C = 4178 j/kg.độ = 996 kg/m3 : khối lượng của (e)r = 0,1625 W/m độ : hệ số dẫn nhiệt của (e) = 0,8465.10-3 N.s/m2 : độ nhớt của (e)

Chuẩn số Reynolds.

Chuẩn số Prant.



Chọn: t2 = 2,50C => TW = 29,50C

C = 4178 j/kg.độr = 0,695 W/m độ : hệ số dẫn nhiệt của (e) = 0,801.10-3 N.s/m2 : độ nhớt của (e)

Chuẩn số Gr.

: là hệ số giản nở thể tích

Chọn: t1 = 270C t2 = 250C

Ta có: a = 0,745.10-3

b = 1,85.10-6

c = 0,730.10-8

a, b, c tra bảng (I.234/P337/T1)

Gr = 0,136.107

Chuẩn số Nu.

Hệ số cấp nhiệt.

W/m2.độ



Hệ số truyền nhiệt.

W/m2.0C

Bề mặt truyền nhiệt.

m2

Ftính < Fchon (hợp lý)

Vậy thiết bị có thông số như sau:

D = 0,7 mL = 2 md = 0,025 mn = 289 ống

III . TÍNH BỒN CAO VỊ: - Áp dụng phương trình Bernouli cho hai mặt cắt: (1-1) (2-2)

Mặt cắt (1-1) P1 = 0 N/m2 v1 = 0 m/s

Mặt cắt (2-2) P2 = P = 10991,4 N/m2 v2 = 1 m/s

m

- Tổng trở lực trên đường ống.



Tính hệ số (chọn sơ bộ l = 20 m)

Chọn độ nhám tuyệt đối của ống dẫn = 0,02 (mm)

r = 0,039

Hệ số trở lực đường dài.

Hệ số trở lực cục bộ

Hệ số đợt thu:

1 = 0,5 = 7 = 11 tra theo (TL1) dụa vào: Re > 104

Hệ số đợt mở:

6 = 10 = 15 = 0,5

Hệ số trở lực ở các 900C có d = 15 (mm)

2 = 4 = 5 = 12 = 13 = 14 = 1,1

Hệ số trở lực của các van tiêu chuẩn

= 8 = 9 = 0,79



Trở lực của lưu lượng kế không đáng kể llk = 0Trở lực của thiết bị gia nhiệt nhập liệu

Số dãy ống m = 7

chọn 1,4

m

Vậy: h = 7,64 m

Vậy khoảng cách từ mặt chất lỏng bồn cao vị so với mặt phẳng nằm ngang tại vị trí nhập liệu là 7,64 m.

H = h + h1

H = H0 + Hcd – [hg + 18 . (h + s)] + 100 = 1900 mm

H0 =6850 mm : chiều cao toàn thápHcd = 226 mm : chiều cao đáy tháp tới chân đếHg = 70 mm : chiều cao gờ chảy trànSố mâm thực tế : 18H1S : khoảng cách giữa hai mâm và bề dày mâm

khoảng cách từ mực chất lỏng trong bồn cao vị đến bơm

H = 7,64 + 1,9 = 9,54 m

Chọn H = 10 m + 5m

Vậy chiều cao từ bồn cao vị tới vị trí đặt bơm là 15 m



CHỌN BƠM

Bơm được dùng là bơm ly tâm với yêu cầu: bơm dung dịch nhập liệu lên độ cao 15 m, lưu lượng Q = 3 m3/h. Các thông số của bơm được tra trong sổ tay quá trình thiết bị tập 1 (Bơm chất lỏng dùng trong các xí nghiệp hóa chất). Loại bơm ly tâm 1 đến 3 cấp nằm ngang:

Ký hiệu: XNăng xuất: 4 m3/hSố vòng quay: 1500 vòng/phútChiều cao hút: 2,8 mCột áp : 16 m (1m dự trữ)

CHƯƠNG VI :TÍNH TOÁN CƠ KHÍ THIẾT BỊ CHÍNH.

I . TÍNH BỀ DÀY THÂN TRỤ CỦA THÁP :

- Vì tháp chưng cất hoạt động ở áp suất thường nên ta thiết kế thân hình trụ bằng phương pháp hàn giáp mối (phương pháp hồ quang ). Thân tháp được ghép với nhau bằng các mối ghép bích.- Với đường kính tháp Dt = 700 mm (tra bảng IX-S(TL2)/T170), ta chọn khoảng cách giữa hai mặt bích là 1200 mm- Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm và khả năng ăn mòn của ethanol đối với thiết bị, ta chọn vật liệu chế tạo thân tháp là thép không gỉ mã X18H10T. Đây là thép có độ bền hóa học cao, làm việc ở nhiệt độ 1000C, tốc độ ăn mòn của thép ≤ 0,1 mm/năm.

1 . Điều kiện làm việc của tháp chưng cất:

- Áp suất bên trong tháp (tính tại đáy tháp) với môi trường lỏng khí là:

P = Ph + P1 + P

- Áp suất khí trong tháp: Ph = 1at = 9,81.104 N/m2

- Áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng:

P1 = 1 + g . H = 14048.104 N/m2

- Trở lực của tháp: P = 10991,4 N/m2



P = 24,95.104 N/m2

2 . Tính hệ số bền của thân trụ:

- l = 0,95 (hàn tay hoặc bằng hồ quang điện, giáp mối hai bên- Do trên trần có khoét lỗ nên hệ số bền của thân hình trụ theo phương dọc tính theo công thức:

Với tổng số lớn nhất của đường kính các lỗ trên một đường sinh.

= 0,2 . 3 = 0,6 m

- Thiết bị chưng cất ethanol – nước trong đồ án này thuộc nhóm 2

= 1 (TL2)

N/m2

> 50

Vậy bề dày thân tháp được tính như sau:

Bề dày thực của thân tháp: S = S’ + CHệ số bổ sung: C = Ca + Cb + Cc + C0

Ca : hệ số bổ sung do ăn mòn hóa học của môi trườngCa = 10 (năm) . 0,1 (mm/năm) = 1 mm

Cb = 0 : hệ số bổ sung do ăn mòn cơ hoc.C0 = hệ số bổ sung để làm tròn cho đến số nguyên bề dày

S = 0,68 + 1 + 2,32 = 4 mm



Kiểm tra bề dày thân tháp.

< 0,1 thỏa

Kiểm tra áp suất tính toán cho phép ở bên trong thiết bị.

N/m2

> P = 24,96.104 N/m2 thỏa

Kiểm tra ứng suất theo áp suất thử.

N/mm2

Áp suất thử tra bảng XIII-5 TL2

N/mm2

=> N/mm2 < N/mm2 thỏa

Vậy ta chọn S = 4 mm

II . TÍNH ĐƯỜNG KÍNH & BULONG CÁC ỐNG DẪN:

- Đường kính ống dẫn: mm

Q : lưu lượng thể tích m3/sv : vận tốc theo từng loại đường ống ở bảng II-2(TL1) m/s

- Chọn d theo tiêu chuẩn chiều dài ống dẫn ở bảng XIII-36(TL2)- Chọn loại bích liền (kiểu bích phẳng) có các thông số:



Tên gọi Dy Dn D Db D1 h

Bulon

db

Z

(mm) (cái)

Ống dẫn hơi ra ở đỉnh 150 159 300 250 218 16 M16 8

Ống hoàn lưu 32 38 135 150 78 16 M16 4

Ống nhập liệu 40 45 145 110 88 16 M12 4

Ống dẫn lỏng ra ở đáy 80 89 195 160 138 18 M10 4

Ống dẫn hơi vào ở đáy 200 219 375 320 285 16 M16 8

III . TÍNH ĐÁY VÀ NẮP THIẾT BỊ:

- Chọn đáy và nắp có dạng là ellipise tiêu chuẩn, có gờ bằng thép X18H10T.

- Chiều cao đáy và nắp được chọn như sau.

hb = 0,25 . Dt = 0,25 . 700 = 175 mm

- Chiều cao gờ của đáy và nắp h 2s (nhưng h không được bé hơn 25 mm)

Nên ta chọn: h = 25 mm

- Bề dày của đáy và nắp thiết bị được xác định bằng.



mm

Các thông số của đáy và nắp: tra bảng XIII-15(TL2/360)Bán kính cong trên trong tháp

Rt = Dt = 700 mm

Chiều cao gờ h = 25mm

Hệ số vô thứ nguyên K = 1 -

Điều kiện của lổ tháo ráp hơi ở đỉnh dy = 0,2 m ,

Chọn: d = dy => K = 0,8

S = 0,99 + C = 4 mm

Kiểm tra bề dày thành và nắp thiết bị:

thỏa

Kiểm tra áp suất tính toán:

= 11,02.105 N/m2 thỏa

Kiểm tra ứng suất cho phép theo áp suất thủy lực, áp suất thử khi tính toán

P0 = 0,267 N/m2

thỏa



Vậy bề đáy và nắp thiết bị là S = 4 mm

IV . TÍNH BÍNH NỐI:

- Mặt bích là bộ phận quan trọng dùng để nối các phần của thiết bị cũng như nối các bộ phận khác với thiết bị. Các loại mặt bích thường sử dụng:

+ Bích liền: là bộ phận nối liền với thiết bị (hàn, đúc và rèn). Loại bích này chủ yếu dùng thiết bị làm việc với áp suất thấp và áp suất trung bình.+ Bích tự do: chủ yếu dùng nối ống dẫn làm việc ở nhiệt độ cao, để nối các bộ bằng kim loại màu và hợp kim của chúng, đặc biệt là khi cần làm mặt bích bằng vật liệu bền hơn thiết bị.+ Bích ren: chủ yếu dùng cho thiết bị làm việc ở áp suất cao.

Chọn bích liền được ghép thân, đáy và nắp làm bằng thép X18H10T, vât liệu chế tạo bulong là thép CT3. Cấu tạo của bích là bích liền không cổ tính toán bích theo phương pháp tải trọng giới hạn.

- Kích thước của bích chọn theo bảng XIII.27 tập 2 trang 419, ứng với Dt = 700 mm và áp suất P = 0,2496.106 N/m2 .- Chọn đệm giữa hai mặt bích là canton amiăng dày = 3 mm.

Ta chọn bích có các thông số sau :

D’ Dn Db D1 h Bu lông

db Z

(mm) (cái)

830 703 780 750 22 20 24



Cấu tạo của bích là bích liền không cổ:

V . TÍNH KHỐI LƯỢNG THÁP:1 .Khối lượng tháp :

G = Gthân + Gđáy + Gnắp + Gbích + Gđệm + Glỏng kg

+Thân:Gthân = . D . Ht . . S = 3,14 . 0,7 . 5,6 . 7900 . 0,004 448,96 kg

Trong đó: Ht = Htháp – hđáy = 6,45 m = 7,9.103 kg/m3 (khối lượng riêng của thép không gỉ)

Gđáy,nắp = 2 . 101 . 19 = 38.38 kg

1,01 : hệ số được nhân thêm đối với thép không gỉ

Gbích = số mặt bích . . (A2 – Dn2) . hđáy .

A = 780 : đường kính ngoài của bíchn = 5 : số mặt bíchDn = 704 : đường kính ngoài của thân tháp

Gbích = 69,5 kg



=> Tổng số lượng bích 347,5 kg

+Chóp:

Schóp m2

Mchóp = n . S . = 5,3 kg

M = 5,3 . 20 = 104 kg

2 .Khối lượng ống hơi:

+Ống dẫn ở đỉnh:

md = 4,2 kg

Chọn 3 loại ống giống nhau (đỉnh, đáy, hoàn lưu)

M = 4,2 . 3 = 12,6 kg

MNL = 5,7 kg

+Ống dẫn hơi ở đáy:

md = 9,9 kg

ống = 12,6 + 5,7 + 9,9 = 28,2 kg

3 .Khối lượng mâm:



mmâm = 1083 kg

4 .Khối lượng dung dịch trong tháp:

ndd = 0,785 . . H . + b

= 0,785 . . 6,85 . 893,5ndd = 2354 kg

Khối lượng toàn tháp:

MTT = 388,96 + 38,38 + 347,5 + 106 + 12,6 + 5,7 + 9,9 + 1083 + 2354

MTT = 4405,1kg

VI . CHỌN CHÂN ĐỞ TAI TREO:1 .Chân đỡ:

- Thiết kế 4 chân đở chịu tải dung dịch đáy

kg

Mdd = 3440 N

- Tải trọng cho phép trên một chân đở đối với thiết bị thẳng đứng

= 0,086.104 N

Với: +Tải trọng cho phép trên chân G.10-4 ( N ) = 0,5+Bề mặt đở F.104 ( m2 ) = 172+Tải trọng cho phép trên bề mặt đở q.10-6 ( N/m2 ) = 0,29

Tra bảng XIII.35.trang 437 tập 2:



kích thước của chân đỡ: (tính bằng mm)

L B B1 B2 H h s l d160 110 135 195 240 145 10 55 23

Tru

ïc th

ieát

bò

Theo ñaùy thieát bò

2 . Tai treo:

- Thiết kế 4 tai treo chịu tải trọng toàn tháp trừ tải trọng dung dịch đáy.- Chọn tai treo: tai treo được gắn trên thân tháp để giữ cho tháp khỏi bị dao động trong điều kiện ngoại cảnh.

M = 494 – 344 = 150 kg

Tải trọng cho phép trên một tai treo:

= 0,0375.104 N

Với: +Tải trọng cho phép trên 1 tai treo G.10-4 ( N ) = 0,5+Bề mặt đở F.104 ( m2 ) = 72,5+Tải trọng cho phép trên bề mặt đở q.10-6 ( N/m2 ) = 0,69+Khối lượng 1tai treo (kg) = 1,23

Các kích thước của tai treo: (tính bằng mm)

L B B1 H S l a d100 75 85 155 6 40 15 18



CHƯƠNG VII :TÍNH BẢO ÔN.

Truyền nhiệt tổng quát qua vách trụ

ql = Kl . t W/m

t : là chênh lệch nhiệt độ bên trong và bên ngoài thiết bị.

t = 100 – 40 = 600C

Ttrong = 1000C Tngoài = (35 ÷ 450C) => chọn Tngoài = 400C

Kl

Trong đó:

d1= = 700 mm : đường kính trong thiết bịd2= Dn = 700 mm : đường kính ngoài thiết bịd3= = 700 mm : đường kính thiết bị khi đã cách nhiệt1 : hệ số cấp nhiệt của hơi hổn hợp trong thiết bị2 : hệ số cấp nhiệt của không khí ngoài thiết bị



T0(KK)

T0 Cao: > 200C Thấp : < 00C Trung bình: (0 – 200C)

ĐLN Cưỡng bức 12 ÷ 16 9 ÷ 11 9 ÷ 11

ĐLN Tự nhiên 9 ÷ 11 4 ÷ 8 9 ÷ 11

Với: 1 W

C = 0,943 : hệ số của ống đứng

Các thông số được tra ở nhiệt độ tm

tm

Tra trong giản đồ x-y, có nhiệt độ:

ts = 99,90C : nhiệt độ của hơitv = 98,20C : nhiệt độ của lỏngl = 300 mm : chiều cao khoảng cách mâm = 0,326 : độ nhớt của hỗn hợp, tra bảng tra cứu = 59,3 W/m0C: hệ số truyền nhiệt = 959 kg/m2: khối lượng riêng của nướcr = 2263 KJ/kg: ẩn nhiệt hóa hơi

1 = 278,37 W/m2 0C

QTT = ql . L

Trong đó: QTT = 647,02 KW = 647020 WL = 6,1 m : chiều cao thiết bị

ql W/m

Ta có công thức: ql = Kl . t



Kl = = 17678 W0C/m

=> Kl

= e0,1

= 1,11

d3 = (0,777 – 0,704)

Ta có: d3 – d2 = 2 [bề dày cách nhiệt]

d3 = = 0,037 m

Vậy ta chọn bề dày lớp cách nhiệt là amiang sợi có bề dày 40 mm.

CHƯƠNG VIII : GIÁ THÀNH THIẾT BỊ.

Chi tiết Khối lượng vật liệu(kg)

Giá thành (đồng)

Thành tiền(đồng)

Ghi chú

Vỏ tháp 388,96

90.000 35.006.400 Thép X18H10T

Nắp – đáy 38,38

90.000 3.454.200 "

Mâm 1.083,00

90.000 97.470.000 "

Chóp 106,00

90.000 9.540.000 "

Ống hơi-bích nối ống dẫn

28,20

90.000 2.538.000 "



Ống chảy chuyền 31,40

90.000 2.826.000 "

Bính nối thân 347,50

90.000 31.275.000 "

Tai treo 1,23

20.000 24.600 Thép CT3

Chân 6,88

20.000 137.600 "

Tổng 2.031,55

182.271.800

bulong Ñoàng /con Soá löôïng

Thaønh tieàn

M16 3.000

32

96.000

M20 3.500

24

84.000

Toång 180.000

Chi tieát khaùc Ñoàng/ñôn vò Soá löôïng

Thaønh tieàn

Ghi chú

Kính thuyû tinh 1.000.000

0,1

100.000 M2

Aùp keá 1.200.000

2

2.400.000 Cái

Nhieät keá 800.000

5

4.000.000 Cái

Löu löôïng keá 1.500.000

2

3.000.000 Cái

Ñeäm 3.800.000

0,5

1.900.000 m3

Toång 11.400.000



- Tổng tiền vật tư chế tạo tháp chưng cất là: 193.851.800 đồng

- Tiền gia công chế tạo (do gia công phức tạp cần độ chính xác cao) nên giá gia công bằng 250% tiền vật tư: 484.629.500 đồng

Giá thành tạm tính của tháp: 678.481.300 đồng.

Tóm lại: chi phí đầu tư bao gồm tiền vật tư và tiền gia công và cả chi phí phát sinh được chọn là 720 (triệu đồng)

II . KẾT LUẬN:

- Sau ba tháng nghiên cứu, em nhận thấy: Đồ án môn học giúp cho sinh viên nghiên cứu sâu hơn về kiến thức cơ bản trong thiết kế, từ đó có các biện pháp và sự lựa chọn các thông số cần thiết phù hợp với yêu cầu của đề tài:

+ Thiết kế được tháp chưng cất mâm chóp Etanol – Nước tương đối hoàn chỉnh khi biết trước năng suất, nồng độ nhập liệu và nồng độ, độ thu hồi của sản phẩm đỉnh.+ Tính toán tương đối chi tiết quá trình làm việc của thiết bịvà khả năng chịu bền của thiết bị về tính ăn mòn cơ học và hoá học, cũng như điều kiện làm việc của thiết bị.+ Quá trình chưng cất trong tháp xảy ra ngược chiều. Thiết kế phải đảm bảo cho tháp hoạt động ổn định. Để xác định các thông số đặc trưng của một quá trình thì rất nghiêm ngặt và hầu như chưa có một phương trình nào thỏa được tất cả các yếu tố, do đó việc lựa chọn các thông số thích hợp là rất quan trọng.+ Các thiết bị hóa chất và cách lấp ghép chúng rất đa dạng và hiện đại





TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] . Võ Văn Ban, Vũ Bá Minh – Quá trình và thiết bị công nghệ hoá học, truyền khối(tập 3) – Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM.

[2] . Phạm Văn Bôn, Vũ Bá Minh, Hoàng Minh Nam – Quá trình và thiết bị công nghệ hoá học, Ví dụ và bài tập(tập 10) - Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM.

[3] . Phạm Văn Bôn (chủ biên), Nguyễn Đình Thọ - Quá trình và thiết bị công nghệ hoá học, Quá trình và thiết bị truyền nhiệt(tập 5) – Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia TP.HCM.

[4] . Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất (tập 1, 2) – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật.

[5] . Hồ Lê Viên – Thiết kế và tính toán các chi tiết thiết bị hoá chất – Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội 1978.

[6] . Trần Hùng Dũng, Nguyễn Văn Lục, Hoàng Minh Nam, Vũ Bá Minh – Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học tập 2 – Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM.


Documents

Đồ án chưng cất ethanol - nước