Đồ Án Thiết kế hệ thống cô đặc nước mía 2 nồi xuôi chiều hoạt động liên tục

TÊN ĐỀ TÀI: Đồ Án Thiết kế hệ thống cô đặc nước mía 2 nồi xuôi chiều hoạt động liên tục



MỤC LỤC Trang
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG --------------------------5
I. Giới thiệu chung
II. Nguyên liệu và sản phẩm ------------------------------------------------------------5
1. Đặc điểm nguyên liệu
2. Đặc điểm sản phẩm
3. Biến đổi nguyên liệu và sản phẩm
4. Yêu cầu chất lượng sản phẩm và giá trị sinh hóa
III. Cô đặc và quá trình cô đặc---------------------------------------------------------- 6
1. Định nghĩa cô đặc
2. Các phương pháp cô đặc
3. Bản chất của sự cô đặc bằng phương pháp nhiệt
4. Ứng dụng của sự cô đặc
5. Đánh giá khả năng phát triển của sự cô đặc
IV. Phân loại và đặc điểm cấu tạo thiết bị cô đặc ------------------------------------7
1. Phân loại và ứng dụng
2. Hệ thống cô đặc chân không nhiều nồi xuôi chiều liên tục
3. Các thiết bị và chi tiết
4. Yêu cầu thiết bị và vấn đề năng lượng
V. Quy trình công nghệ-------------------------------------------------------------------9
1. Nguyên lý hoạt động thiết bị cô đặc
2. Nguyên lý hoạt động thiết bị ngưng tụ Baromet
3. Nguyên tắc hoạt động của hệ thống:
CHƯƠNG 2 : CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG---------------------10
I. Dữ kiện ban đầu------------------------------------------------------------------------10
II. Cân bằng vật chất---------------------------------------------------------------------11
1. Suất lượng nhập liệu
2. Tổng lượng hơi thứ
3. Giả thiết phân phối hơi thứ trong từng nồi:
4. Xác định nồng độ dung dịch từng nồi:
III. Cân bằng năng lượng----------------------------------------------------------------11
1. Chế độ áp suất và nhiệt độ
2. Các tổn thất nhiệt độ
3. Cân bằng nhiệt lượng
4. Lượng hơi đốt dùng cho cô đặc
5. Lượng hơi đốt tiêu tốn riêng
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN TRUYỀN NHIỆT---------------------------------------16
I. Tính toán truyền nhiệt cho thiết bị cô đặc------------------------------------------16
1. Tính nhiệt lượng do hơt đốt cung cấp
2. Tính hệ số truyền nhiệt K của mỗi nồi :
3. Diện tích bề mặt truyền nhiệt
4. Tóm tắc tiến trình tính lập để tính nhiệt tải riêng
CHƯƠNG 4 : TÍNH THIẾT BỊ CÔ ĐẶC------------------------------------------- 23
I. Tính buồng bốc------------------------------------------------------------------------23
1. Đường kính buồng bốc
2. Chiều cao buồng bốc
II. Tính buồng đốt------------------------------------------------------------------------24
1.Xác định số ống truyền nhiệt
2. Đường kính ống tuần hoàn trung tâm
3. Đường kính buồng đốt
4. Kiểm tra diện tích truyền nhiệt:
III. Tính kích thước các ống dẫn--------------------------------------------------------26
1. Ống nhập liệu nồi I:
2. Ống tháo liệu nồi I ( nhập liệu nồi II ):
3. Ống tháo liệu nồi II:
4. Ống dẫn hơi đốt nồi I:
5. Ống dẫn hơi thứ nồi I:
6. Ống dẫn hơi thứ nồi II:
7. Ống dẫn nước ngưng nồi I:
8. Ống dẫn nước ngưng nồi II:
CHƯƠNG 5 : TÍNH CƠ KHÍ CHO CÁC CHI TIẾT THIẾT BỊ------------------28
I. Tính cho buồng đốt-------------------------------------------------------------------28
II. Tính cho buồng bốc------------------------------------------------------------------29
III. Tính nắp:-----------------------------------------------------------------------------31
IV. Tính đáy:-----------------------------------------------------------------------------32
V. Tính bích:-----------------------------------------------------------------------------33
VI. Bộ phận nối buồng đốt với buồng bốc:------------------------------------------34
VI. Tính vỉ ống:--------------------------------------------------------------------------34
VII. Tính tai treo:------------------------------------------------------------------------34
1. Tính MTB:
2. Tính Mdd:
CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ-----------------------------------------37
I. Thiết bị ngưng tụ Baromet-----------------------------------------------------------37
1. Lượng nước lạnh cần tưới vào thiết bị ngưng tụ:
2. Thể tích không khí cần hút ra khỏi thiết bị ngưng tụ:
3. Các kích thước chủ yếu của thiết bị ngưng tụ Baromet:
II. Tính thiết bị gia nhiệt nhập liệu:--- --------------------------------------------- 41
III. Tính bồn cao vị:---------------------------------------------------------------------43
IV. Tính Bơm----------------------------------------------------------------------------45
1.Tính bơm chân không :
2.Tính bơm nước vào thiết bị ngưng tụ:
3.Tính bơm nhập liệu :
4.Tính bơm tháo liệu ( ở nồi 2):
V. Bề dày lớp cách nhiệt :-------------------------------------------------------------48
CHƯƠNG 7 : TÍNH GIÁ THÀNH THIẾT BỊ-----------------------------------48
I. Tính thiết bị chính :-------------------------------------------------------------------48
II. Tính thiết bị phụ:---------------------------------------------------------------------49
KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT---------------------------------------------------------50
TÀI LIỆU THAM KHẢO--------------------------------------------------------------50



CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CÔ ĐẶC MÍA ĐƯỜNG
I. Giới thiệu chung
Ngành công nghiệp mía đường là một ngành công nghiệp lâu đời ở nước ta. Do nhu cầu thị trường nước ta hiện nay mà các lò đường với quy mô nhỏ ở nhiều địa phương đã được thiết lập nhằm đáp nhu cầu này. Tuy nhiên, đó chỉ là các hoạt động sản xuất một cách đơn lẻ, năng suất thấp, các ngành công nghiệp có liên quan không gắn kết với nhau đã gây khó khăn cho việc phát triển công nghiệp đường mía.
Trong những năm qua, ở một số tỉnh thành của nước ta, ngành công nghiệp mía đường đã có bước nhảy vọt rất lớn. Diện tích mía đã tăng lên một cách nhanh chóng, mía đường hiện nay không phải là một ngành đơn lẻ mà đã trở thành một hệ thống liên hiệp các ngành có quan hệ chặt chẽ với nhau. Mía đường vừa tạo ra sản phẩm đường làm nguyên liệu cho các ngành công nghiệp như bánh, kẹo, sữa đồng thời tạo ra phế liệu là nguyên liệu quý với giá rẻ cho các ngành sản xuất như rượu, acid lactic
Trong tương lai, khả năng này còn có thể phát triển hơn nữa nếu có sự quan tâm đầu tư tốt cho cây mía cùng với nâng cao khả năng chế biến và tiêu thụ sản phẩm. Xuất phát từ tính tự nhiên của cây mía, độ đường sẽ giảm nhiều và nhanh chóng nếu thu hoạch trễ và không chế biến kịp thời.
Vì tính quan trọng đó của việc chế biến, vấn đề quan trọng được đặt ra là hiệu quả sản xuất nhằm đảm bảo thu hồi đường với hiệu suất cao. Hiện nay, nước ta đã có rất nhiều nhà máy đường như ở Bình Dương, Quãng Ngãi, Tây Ninh, Bến Tre nhưng với sự phát


KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT:
Nhiệm vụ của đồ án là thiết kế thiết bị cô đặc chân không hai nồi liên tục xuôi chiều, dùng hơi đốt là hơi nước bão hoà có áp suất là 3.5 at để cô đặc dung dịch nước ép từ cây mía có nồng độ khoảng 10% lên đến nồng độ kết tinh 60%. Đây không phải là phương án duy nhất,so với các phương án khác nó cũng có những ưu khuyết điểm như sau:
ã Ưu điểm:
Hệ thống cô đặc 2 nồi xuôi chiều thích hợp để cô đặc các dung dịch dễ biến tính vì nhiệt độ cao do trong hệ xuôi chiều nồi đầu có nhiệt độ và áp suất cao hơn nồi sau nên sản phẩm được hình thành ở nồi có nhiệt độ thấp hơn.
Hệ thống làm việc liên tục và được thiết kế có diện tích bề mặt truyền nhiệt cao hơn yêu cầu công nghệ khoảng 20%, điều này đảm bảo cho hệ thống có thể tạo ra sản phẩm có nồng độ đạt yêu cầu,có thể linh hoạt trong một khoảng nồng độ nào đó,cũng có thể cho phép nâng cao công suất .
Dùng hệ cô đặc 2 nồi có thể tiết kiệm được chi phí hơi đốt do tận dụng được hơi thứ của nồi trước làm hơi đốt cho nồi sau. Từ đó có thể giảm chi phí vận hành và giảm giá thành của sản phẩm.
Thiết bị cô đặc chân không làm giảm nhiệt độ sôi của dung dịch, tránh được sự hư hỏng sản phẩm do nhiệt độ cao.
ã Khuyết điểm
Do hệ thống làm việc liên tục nên dung dịch nhập liệu phải ở trạng thái sôi từ đó dẫn đến phải mất thêm khoảng chi phí cho thiết bị gia nhiệt để gia nhiệt nhập liệu trước khi vào nồi I.
Nhiệt độ sôi nồi II thấp hơn nồi I nhưng nồng độ dung dịch lại tăng lên do đó độ nhớt của dung dịch tăng mạnh , hệ số truyền nhiệt cũng giảm rất nhiều.
Hệ thống cô đặc nhiều nồi đòi hỏi chi phí cho thiết bị nhiều hơn hẳn so với hệ thống cô đặc gián đoạn một nồi. Đồng thời nó cũng đòi hỏi một khoảng diện tích lắp đặt lớn hơn.
Điều kiện vận hành khó hơn so với hệ thống cô đặc 1 nồi gián đoạn.
Trong quá trình tính toán và thiết kế, do đây là lần đầu thiết kế một hệ thống công nghiệp và ít tiếp xúc với thực tế nên có sử dụng hệ số an toàn rất cao, do đó làm tăng khối lượng và giá thành thiết bị lên khá nhiều.