Đồ Án Môn Học: Thiết Kế Hệ Thống Cô Đặc Hai Nồi Xuôi Chiều Dung Dịch Amoni Nitrat (NH4NO3)

• Người hướng dẫn: Cô Đặng Thị Thu Ngân
• Trường học: Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học
• Đề tài: Thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều, buồng đốt ngoài làm việc liên tục cô đặc dung dịch amoni nitrat (NH4NO3)
• Loại tài liệu: Đồ án môn học
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

• 1. PHẦN I: MỞ ĐẦU
• 1.1. LỜI MỞ ĐẦU
• 1.2. Quá trình cô đặc
• 1.3. Giới thiệu chung về chất cần cô đặc ( NH4NO3 )
• 1.4. Tính chất vật lý
• 1.5. Tính chất hóa học
• 1.6. Ứng dụng của NH4NO3
• 1.7. Cấu trúc tập đồ án
• 2. PHẦN II: SƠ ĐỒ VÀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
• 2.1. Sơ đồ công nghệ
• 2.2. Nguyên lý làm việc của hệ thống thiết bị
• 3. PHẦN III: TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH
• 3.1. Các số liệu đầu
• 3.2. Xác định lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống W
• 3.3. Nồng độ dung dịch ở mỗi nồi
• 3.4. Chênh lệch áp suất chung của hệ thống ∆ p
• 3.5. Nhiệt độ hơi đốt, chênh lệch áp suất cho mỗi nồi
• 3.6. Tính nhiệt độ và áp suất của hơi thứ ra hỏi nồi
• 3.7. Tổn thất nhiệt độ cho từng nồi
• 3.7.1. Tính tổn thất do áp suất thuỷ tĩnh tăng cao ∆ i ' '
• 3.7.2. Tổn thất nhiệt độ do nồng độ ∆ i '
• 3.7.3. Tổng tổn thất hệ thống
• 3.8. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích của hệ thống
• 3.8.1. Hiệu số nhiệt độ hữu ích trong hệ thống cô đặc
• 3.8.2. Hiệu số nhiệt độ hữu ích trong mỗi nồi
• 3.9. Thiết lập phương trình cân bằng nhiệt để tính lượng hơi đốt D và lượng hơi thứ Wi ở từng nồi
• 3.9.1. Sơ đồ cân bằng nhiệt lượng
• 3.9.2. Lập hệ phương trình cân bằng nhiệt lượng
• 4. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ
• 5. TÍNH TOÁN CƠ KHÍ
• 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về đồ án thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều

Đồ án môn học thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều với buồng đốt ngoài là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong ngành Kỹ thuật Hóa học. Hệ thống này được sử dụng để cô đặc dung dịch amoni nitrat (NH4NO3) một cách hiệu quả và liên tục. Quá trình cô đặc không chỉ giúp tăng nồng độ chất hòa tan mà còn tối ưu hóa quy trình sản xuất trong ngành công nghiệp hóa chất.

1.1. Giới thiệu về dung dịch amoni nitrat NH4NO3

Amoni nitrat (NH4NO3) là một hợp chất hóa học quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất phân bón và thuốc nổ. Hợp chất này có tính hút ẩm mạnh và dễ tan trong nước, giúp tăng cường hiệu quả trong các ứng dụng công nghiệp.

1.2. Mục tiêu của đồ án thiết kế

Mục tiêu chính của đồ án là thiết kế một hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều, đảm bảo năng suất cao và hiệu quả trong việc cô đặc dung dịch NH4NO3 từ nồng độ 5% lên 30%.

II. Thách thức trong thiết kế hệ thống cô đặc liên tục

Thiết kế hệ thống cô đặc liên tục gặp nhiều thách thức, bao gồm việc duy trì áp suất và nhiệt độ ổn định trong quá trình vận hành. Các yếu tố như tổn thất nhiệt, áp suất và nồng độ dung dịch cần được tính toán chính xác để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

2.1. Vấn đề về tổn thất nhiệt trong hệ thống

Tổn thất nhiệt là một trong những vấn đề chính trong thiết kế hệ thống cô đặc. Việc tính toán tổn thất nhiệt do áp suất và nồng độ là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả của quá trình cô đặc.

2.2. Ảnh hưởng của áp suất đến quá trình cô đặc

Áp suất trong hệ thống ảnh hưởng trực tiếp đến nhiệt độ sôi của dung dịch. Việc duy trì áp suất ổn định giúp tối ưu hóa quá trình cô đặc và giảm thiểu tổn thất năng lượng.

III. Phương pháp thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi

Phương pháp thiết kế hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều bao gồm việc xác định các thông số kỹ thuật cần thiết như áp suất, nhiệt độ và lưu lượng. Các bước tính toán cụ thể sẽ được trình bày chi tiết trong phần này.

3.1. Tính toán năng suất và nồng độ dung dịch

Năng suất và nồng độ dung dịch đầu vào và đầu ra là các thông số quan trọng trong thiết kế. Cần xác định rõ ràng các giá trị này để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả.

3.2. Lập phương trình cân bằng nhiệt

Lập phương trình cân bằng nhiệt giúp xác định lượng nhiệt cần thiết cho quá trình cô đặc. Điều này bao gồm việc tính toán nhiệt lượng mang vào và mang ra từ hệ thống.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống cô đặc

Hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp hóa chất, đặc biệt là trong sản xuất phân bón và thuốc nổ. Việc tối ưu hóa quy trình cô đặc không chỉ giúp tăng năng suất mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất.

4.1. Ứng dụng trong sản xuất phân bón

Amoni nitrat được sử dụng rộng rãi trong sản xuất phân bón, giúp cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng. Hệ thống cô đặc giúp tăng nồng độ của dung dịch, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng phân bón.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất thuốc nổ

Amoni nitrat cũng là nguyên liệu chính trong sản xuất thuốc nổ. Hệ thống cô đặc giúp đảm bảo chất lượng và độ tinh khiết của sản phẩm cuối cùng.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của hệ thống cô đặc

Hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều với buồng đốt ngoài là một giải pháp hiệu quả cho việc cô đặc dung dịch amoni nitrat. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển với các cải tiến về hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.

5.1. Kết luận về hiệu quả của hệ thống

Hệ thống cô đặc đã chứng minh được hiệu quả trong việc tăng nồng độ dung dịch amoni nitrat, đồng thời giảm thiểu chi phí sản xuất.

5.2. Triển vọng phát triển công nghệ cô đặc

Công nghệ cô đặc sẽ tiếp tục được nghiên cứu và phát triển, với mục tiêu tối ưu hóa quy trình và giảm thiểu tác động đến môi trường.