ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB
I. MỞ ĐẦU:
Ngành công nghiệp sản xuất NaOH là một trong những ngành công nghiệp sản xuất hóa chất cơ bản, đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như dệt, tổng hợp tơ nhân tạo, lọc hóa dầu, sản xuất phèn. NaOH là một bazơ mạnh, có tính ăn da và khả năng ăn mòn thiết bị cao, do đó cần lưu ý đến việc chống ăn mòn thiết bị và đảm bảo an toàn lao động trong quá trình sản xuất.
Phương pháp sản xuất NaOH truyền thống sử dụng phản ứng giữa Ca(OH)2 và dung dịch Na2CO3 lỏng và nóng. Tuy nhiên, phương pháp hiện đại ngày nay là điện phân dung dịch NaCl bão hòa. Sản phẩm thu được thường có nồng độ loãng, gây khó khăn trong vận chuyển. Do đó, quá trình cô đặc để tăng nồng độ dung dịch là cần thiết.
Đồ án này tập trung vào thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi làm việc liên tục, xuôi chiều để cô đặc dung dịch xút NaOH từ nồng độ đầu 15% lên nồng độ cuối 30%, với năng suất đầu vào là 1 m3/giờ. Quá trình cô đặc sẽ diễn ra bằng cách tách dung môi dưới dạng hơi, tại trạng thái sôi với áp suất hơi riêng phần của dung môi bằng áp suất làm việc của thiết bị.
II. CHỌN QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ:
- 1. Quy trình công nghệ: Với năng suất 1 m3/h, đồ án chọn quy trình công nghệ phù hợp.
- 2. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống cô đặc: Dung dịch được gia nhiệt và chảy qua hai nồi cô đặc. Hơi thứ từ nồi I được tận dụng làm hơi đốt cho nồi II.
A. TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH
III. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT:
- 1. Chuyển đổi đơn vị năng suất: Năng suất nhập liệu, khối lượng riêng và nồng độ được chuyển đổi sang đơn vị kg/h.
- 2. Lượng hơi thứ bốc lên trong hệ thống: Tính toán dựa trên công thức cân bằng vật chất.
- 3. Giả thiết phân phối hơi thứ trong các nồi: Chọn tỉ số hơi thứ bốc lên từ nồi I và II để lập hệ phương trình và giải.
- 4. Xác định nồng độ dung dịch từng nồi: Tính nồng độ cuối của dung dịch ra khỏi mỗi nồi.
IV. CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG:
- 1. Xác định áp suất và nhiệt độ mỗi nồi: Dựa trên hiệu số áp suất và tỉ số phân phối áp suất giữa các nồi.
- 2. Xác định nhiệt độ tổn thất: Bao gồm tổn thất nhiệt do nồng độ tăng cao, do áp suất thủy tĩnh, và do trở lực thủy lực.
- 3. Hiệu số hữu ích và nhiệt độ sôi của từng nồi: Tính toán hiệu số nhiệt độ hữu ích và nhiệt độ sôi thực tế của dung dịch.
- 4. Cân bằng nhiệt lượng: Tính nhiệt dung riêng của dung dịch và lập phương trình cân bằng nhiệt lượng cho từng nồi.