ĐỒ ÁN MÔN HỌC Ngành công nghiệp sản xuất NaOH'

Ngành công nghiệp sản xuất NaOH là một trong những ngành công nghiệp sản xuất hố chất cơ bản. Nó đóng vai trò rất lớn trong sự phát triển của các ngành công nghiệp khác như dệt , tổng hợp tơ nhân tạo, lọc hố dầu, sản xuất phèn... NaOH là một baz mạnh, có tính ăn da, khả năng ăn mòn thiết bị cao.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
ĐỒ ÁN MÔN HỌC "Ngành công nghiệp sản xuất NaOH ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB I. MỞ ĐẦU: Ngành công nghiệp sản xuất NaOH là một trong những ngành công nghiệp sản xuất hốchất cơ bản. Nó đóng vai trò rất lớn trong sự phát triển của các ngành công nghiệp khác như dệt ,tổng hợp tơ nhân tạo, lọc hố dầu, sản xuất phèn... NaOH là một baz mạnh, có tính ăn da, khả năng ăn mòn thiết bị cao. Vì vậy cần lưu ý đếnviệc ăn mòn thiết bị, đảm bảo an tồn lao động trong quá trình sản xuất. Trước đây trong công nghiệp NaOH thường được sản xuất bằng cách cho Ca(OH)2 tácdụng với dung dịch Na2CO3 lỗng và nóng . Ngày nay người ta dùng phương pháp hiện đại là điệnphân dung dịch NaCl bão hòa. Tuy nhiên dung dịch sản phẩm thu được thường có nồng độ rấtlỗng , khó khăn trong việc vận chuyển đi xa. Để thuận tiện cho chuyên chở và sử dụng người taphải cô đặc dung dịch đến một nồng độ nhất định theo yêu cầu. Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất hồ tan trong dung dịch bằng cách tách bớtmột phần dung môi qua dạng hơi hoặc dạng kết tinh. Trong khuôn khổ đồ án này ta sẽ tiến hành cô đặc theo cách tách dung môi dưới dạng hơi.Quá trình cô đặc thường tiến hành ở trạng thái sôi, nghĩa là áp suất hơi riêng phần của dung môitrên mặt thống dung dịch bừng với áp suất làm việc của thiết bị. Quá trình cô đặc thường được dùng phổ biến trong công nghiệp với mục đích làm tăngnồng độ các dung dịch lỗng, hoặc để tách các chất rắn hồ tan. Quá trình cô đặc thường tiến hành ở các áp suất khác nhau. Khi làm việc ở áp suất thường( áp suất khí quyển) ta dùng thiết bị hở , còn khi làm việc ở áp suất khác ( vd áp suất chân không) người ta dùng thiết bị kín. Quá trình cô đặc có thể tiến hành trong hệ thống cô đặc một nồi hoặc nhiều nồi, có thểlàm việc liên tục hoặc gián đoạn. Thiết kế đồ án môn học máy và thiết bị hố chất giúp sinh viên làm quen với phương pháptính tốn máy thiết bị hố chất. Tập đồ án này thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi làm việc liên tục xuôi chiều cô đặc dungdịch xút NaOH có nồng độ đầu 15% đến nồng độ cuối 30%. Năng suất đầu vào là 1m3/hour. II. CHỌN QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ : 1. Qui trình công nghệ : Năng suất của qui trình cô đặc là 1m3/h. Đây là năng suất nhỏ do đó ta chọn qui trình công nghệ như sau. Trang 1 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTB 2. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống cô đặc: Dung dịch từ bể chứa nguyên liệu được bơm lên bồn cao vị, từ bồn cao vị dung dịch chảyxuống qua thiết bị gia nhiệt và được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi ứng với áp suất làm việc của nồi I.Dung dịch sau đó được đưa vào nồi I. Do có sự chênh lệch áp suất giữa nồi I và nồi II nên dungdịch tiếp tục chảy qua nồi II rồi được bơm hút ra rồi chuyển vào bể chứa sản phẩm. Hơi thứ trongnồi I dùng làm hơi đốt nồi II để tận dụng nhiệt. Hơi thứ nồi II sẽ được đưa qua thiết bị ngưng tụbaromet và được chân không hút ra ngồi. Nguyên lý làm việc của nồi cô đặc : phần dưới của thiết bị là buồng đốt gồm có các ốngtruyền nhiệt và một ống tuần hồn trung tâm. Dung dịch đi trong ống, hơi đốt sẽ đi trong khoảngkhông gian phía ngồi ống. Nguyên tắc hoạt động của ống tuần hồn trung tâm là : do ống tuần hồncó đường kính lớn hơn rất nhiều so với các ống truyền nhiệt do đó hệ số truyền nhiệt nhỏ, dungdịch sẽ sôi ít hơn so với dung dịch trong ống truyền nhiệt. Khi sôi dung dịch sẽ có ρds = 0.5 ρdddo đó sẽ tạo áp lực đẩy dung dịch từ trong ống tuần hồn sang ống truyền nhiệt. Kết quả là tạo mộtdòng chuyển động tuần hồn trong thiết bị. Để ống tuần hồn trung tâm hoạt động có hiệu quả dungdịch chỉ nên cho vào khoảng 0,4 – 0,7 chiều cao ống truyền nhiệt. Phần phía trên thiết bị là buồngbốc để tách hơi ra khỏi dung dịch, trong buồng bốc còn có bộ phận tách bọt để tách những giọtlỏng ra khỏi hơi thứ. A.TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH III. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT: 1. Chuyển đơn vị năng suất từ (m3/h) sang (kg/h): Năng suất nhập liệu : G’D =1 m3/h. Khối lượng riêng : ρNaOH= 1159 kg/m3 GD = G’D ∗ ρNaOH= 1159 kg/h Nồng độ nhập liệu : xD = 15 % Nồng độ cuối của sản phẩm : xC = 30% Trang 2 ĐỒ ÁN MÔN HỌC QTTBÁp dụng phương trình cân bằng vật chất : GD ∗ xD = GC ∗ xC G ∗x 1159 ∗ 15Suy ra: G C= D D = = 579.5 kg/h . xC 302. lượng hơi thứ bốc lên trong tồn hệ thống : xÁp dụng công thức : W = G D (1 − D ) kg/h xC Trong đó: W : Lượng hơi thứ của tồn hệ thống kg/h GD : Lượng dung dịch ban đầu kg/h xD,xC : Nồng độ đầu,cuối của dung dịch % khối lượng Thay số vào ta có: x 15 W = G D (1 − D ) = 1159.(1 − ) = 579.5 kg/h. xC 303. Giả thiết phân phối hơi thứ trong các nồi : WChọn tỉ số giữa hơi thứ bốc lên từ nồi I và II là : I = 1.1 W IIKhi đó ta có hệ phương trình: WI = 1 .1 W II WI + WII = WGiải hệ trên có kết quả : WI = 303.5 kg/h WII = 276 kg/h4. Xác định nồng độ dung dịch từng nồi :- Nồng độ cuối của dung dịch ra khỏi nồi I : G .x 1159.15 x’C= D ...