Giới thiệu dự án

Trong ngành công nghiệp hóa chất và sản xuất phân bón vô cơ, natri nitrat ($\text{NaNO}_3$ - diêm tiêu Chile) là hợp chất quan trọng phục vụ sản xuất phân đạm, hóa chất tinh khiết, luyện kim, thủy tinh quang học và công nghiệp quốc phòng. Với nhu cầu toàn cầu vượt trên 1,5 triệu tấn mỗi năm, quy trình làm giàu nồng độ dung dịch $\text{NaNO}_3$ từ các nguồn khai thác hoặc phản ứng trung hòa đòi hỏi các dây chuyền cô đặc quy mô lớn, tiêu hao năng lượng tối ưu và vận hành liên tục.

Phương pháp cô đặc một nồi truyền thống bộc lộ nhược điểm tiêu tốn lượng hơi đốt sơ cấp rất lớn (khoảng $1,1 - 1,2\text{ kg}$ hơi cho $1\text{ kg}$ nước bốc hơi), gây áp lực lớn lên chi phí năng lượng của nhà máy. Đồng thời, dung dịch $\text{NaNO}_3$ ở nồng độ cao có xu hướng bám cặn nhiệt và tăng độ nhớt, dễ gây đóng cặn trên bề mặt trao đổi nhiệt nếu sử dụng buồng đốt trong tuần hoàn tự nhiên kém.

+-------------------------------------------------------------------------+
|                              VẤN ĐỀ CỐT LÕI                             |
|  - Tiêu hao năng lượng lớn: Cô đặc đơn cấp tốn >1,1 kg hơi/kg nước      |
|  - Hiện tượng đóng cặn cáu: Nồng độ tăng làm giảm hệ số cấp nhiệt alpha  |
|  - Trở lực thủy tĩnh & tổn thất nhiệt: Làm suy giảm độ chênh nhiệt hữu ích|
+-------------------------------------------------------------------------+
                                    │
                                    ▼
+-------------------------------------------------------------------------+
|                            GIẢI PHÁP THIẾT KẾ                           |
|  Hệ thống cô đặc 2 nồi xuôi chiều, buồng đốt ngoài thẳng đứng (H = 6m)  |
|  Tận dụng triệt để hơi thứ nồi 1 làm nguồn nhiệt cho nồi 2              |
+-------------------------------------------------------------------------+

Mục tiêu dự án

  1. Tính toán cân bằng vật chất và nhiệt lượng: Thiết kế hoàn chỉnh hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều làm việc liên tục với năng suất nhập liệu $F = 3,4\text{ kg/s}$ ($12.240\text{ kg/h}$).
  2. Nâng cao nồng độ dung dịch: Làm giàu dung dịch $\text{NaNO}_3$ từ nồng độ ban đầu $x_d = 10%$ khối lượng lên nồng độ sản phẩm $x_c = 25%$ khối lượng.
  3. Tối ưu hóa bề mặt truyền nhiệt: Xác định cấu tử buồng đốt ngoài ống chùm thẳng đứng ($H = 6\text{ m}$) đạt diện tích truyền nhiệt $F_1 = F_2 = 75,19\text{ m}^2$ (bề mặt thực tế $95,35\text{ m}^2$).
  4. Thiết kế cơ khí và thiết bị phụ trợ: Tính toán ứng suất bền thân trụ, đáy, nắp, vỉ đỡ ống bằng thép hợp kim $12\text{MX}$, thiết bị ngưng tụ Baromet chân không $0,2\text{ at}$ và bơm hút chân không.

Phạm vi và giới hạn

  • Phạm vi: Dây chuyền công nghệ cô đặc 2 nồi xuôi chiều không lấy hơi phụ, sử dụng hơi nước bão hòa $5,0\text{ at}$ ($151,1^\circ\text{C}$) và ngưng tụ chân không ở $0,2\text{ at}$ ($59,7^\circ\text{C}$).
  • Giới hạn: Không xét đến quá trình kết tinh muối rắn trực tiếp trong nồi; dung dịch đầu vào được gia nhiệt sơ bộ đến nhiệt độ sôi trước khi nạp vào nồi 1.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Để lựa chọn giải pháp tối ưu cho dung dịch $\text{NaNO}_3$, các phương án công nghệ cô đặc phổ biến được so sánh chi tiết:

Tiêu chí so sánh Cô đặc 1 nồi áp suất thường Cô đặc 2 nồi ngược chiều Cô đặc 2 nồi xuôi chiều phòng đốt ngoài (Lựa chọn)
Tiêu hao hơi đốt sơ cấp Rất cao ($1,15\text{ kg/kg}$ hơi thứ) Thấp ($0,55\text{ kg/kg}$ hơi thứ) Rất tối ưu ($0,5326\text{ kg/kg}$ hơi thứ)
Bơm vận chuyển dung dịch Đơn giản Cần bơm trung gian giữa các nồi Tự chảy nhờ chênh lệch áp suất chân không
Khả năng chống đóng cặn Kém (buồng đốt trong) Trung bình Tốt nhất (vận tốc tuần hoàn cao, buồng đốt ngoài)
Vệ sinh, sửa chữa Khó tháo lắp ống truyền nhiệt Phức tạp Dễ dàng cô lập ống truyền nhiệt để tẩy rửa
Chi phí đầu tư cơ điện Thấp Cao (nhiều cụm bơm) Hợp lý, tối ưu chi phí vận hành lâu dài

Yêu cầu kỹ thuật hệ thống được phân loại theo mô hình MoSCoW:

  • Must have: Đạt năng suất bốc hơi tổng $W = 7344\text{ kg/h}$; nồng độ ra $25%$; áp suất thử thủy lực đạt tiêu chuẩn cơ khí TCVN.
  • Should have: Hệ số dự phòng truyền nhiệt $> 20%$; bố trí chùm ống theo hình lục giác đều 8 cạnh.
  • Could have: Tích hợp cảm biến đo tỷ trọng online và van điều tiết lưu lượng màng tự động.
  • Won't have: Hệ thống tái nén hơi cơ học (MVR) do rào cản chi phí đầu tư ban đầu cho quy mô thí điểm.

Thiết kế hệ thống

graph TD
    A["Thùng chứa dung dịch đầu (xd = 10%)"] --> B["Bơm chất lỏng"]
    B --> C["Thùng cao vị ổn định lưu lượng"]
    C --> D["Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu (ts0 = 120,12°C)"]
    D --> E["Buồng đốt ngoài Nồi 1 (Dt = 800mm, H = 6m)"]
    Steam["Hơi đốt sơ cấp (p1 = 5 at, 151,1°C)"] --> E
    E --> F["Buồng bốc hơi Nồi 1 (Dt = 1200mm)"]
    F -- "Dung dịch x1 = 14,11%" --> G["Buồng đốt ngoài Nồi 2"]
    F -- "Hơi thứ W1 = 3550,21 kg/h (p'1 = 1,7 at)" --> G
    G --> H["Buồng bốc hơi Nồi 2 (Dt = 1200mm)"]
    H -- "Hơi thứ W2 = 3793,79 kg/h (p'2 = 0,21 at)" --> I["Thiết bị ngưng tụ Baromet (png = 0,2 at)"]
    I --> J["Bơm hút chân không"]
    H -- "Sản phẩm x2 = 25%" --> K["Thiết bị làm lạnh & Thùng chứa sản phẩm"]

Thông số vật liệu và cấu tạo thiết bị chính:

  • Vật liệu: Thép hợp kim thấp $12\text{MX}$ chịu áp suất và nhiệt độ cao (giới hạn bền kéo $\sigma_k = 550\text{ MPa}$, giới hạn chảy $\sigma_c = 240\text{ MPa}$, ứng suất cho phép $[\sigma] = 144\text{ MPa}$).
  • Ống truyền nhiệt: Ống thép không gỉ $\varnothing 25 \times 2\text{ mm}$ ($d_{tr} = 21\text{ mm}$, $d_n = 25\text{ mm}$), chiều dài $H = 6\text{ m}$. Số lượng ống $n = 241$ ống.
  • Thân buồng đốt: Đường kính trong $D_t = 800\text{ mm}$, chiều dày $S = 5\text{ mm}$, đáy elip có gờ dày $5\text{ mm}$, vỉ đỡ ống dày $12\text{ mm}$.
  • Thân buồng bốc: Đường kính trong $D_t = 1200\text{ mm}$, chiều cao $H = 2,5\text{ m}$, chiều dày thân và nắp elip $S = 5\text{ mm}$.
  • Ống tuần hoàn ngoài: Đường kính $\varnothing 200\text{ mm}$, đảm bảo chu trình đối lưu tự nhiên mãnh liệt nhờ chênh lệch khối lượng riêng giữa pha lỏng và nhũ tương hơi - lỏng.

Phương pháp luận tính toán

Quy trình thiết kế tuân thủ hệ thống phương pháp luận quy chuẩn trong sổ tay Quá trình và Thiết bị Công nghệ Hóa chất:

[Số liệu ban đầu] ──> [Cân bằng vật chất (W, x1, x2)] ──> [Phân bố áp suất & Tổn thất nhiệt (Delta)]
                            │
                            ▼
[Cân bằng nhiệt lượng (D, W1, W2)] ──> [Tính toán truyền nhiệt (alpha1, alpha2, K, F)]
                            │
                            ▼
[Tính toán cơ khí thiết bị chính] ──> [Tính toán thiết bị phụ (Baromet, Bơm CK, Gia nhiệt)]

Triển khai kỹ thuật và kết quả tính toán

Quy trình tính toán chi tiết

Thuật toán xác định thông số nhiệt động và diện tích bề mặt truyền nhiệt được mô hình hóa theo đoạn mã tính toán kỹ thuật sau:

import math

# 1. Cân bằng vật chất
Gd = 12240.0  # kg/h
xd = 0.10     # 10%
xc = 0.25     # 25%

# Tổng lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống
W_total = Gd * (1 - (xd / xc))  # 7344.0 kg/h

# 2. Phân bố hơi thứ và nồng độ trung gian (Giả thiết tỷ lệ W2:W1 = 1.06)
W1_est = 3565.05
W2_est = 3778.95
x1 = (Gd * xd) / (Gd - W1_est) * 100  # 14.11%
x2 = (Gd * xd) / (Gd - W_total) * 100 # 25.00%

# 3. Thông số tổn thất nhiệt độ
delta_prime = [1.97, 2.80]     # Tổn thất nồng độ theo Tyssenko (°C)
delta_double_prime = [3.55, 16.72] # Tổn thất áp suất thủy tĩnh (°C)
delta_triple_prime = [1.0, 1.0]     # Trở lực đường ống (°C)
total_loss = sum(delta_prime) + sum(delta_double_prime) + sum(delta_triple_prime) # 27.04 °C

# 4. Hiệu số nhiệt độ hữu ích tổng quát
T1 = 151.1   # Nhiệt độ hơi đốt nồi 1 (°C) ứng với 5 at
Tng = 59.7   # Nhiệt độ hơi thứ ngưng tụ (°C) ứng với 0.2 at
delta_T_use = (T1 - Tng) - total_loss # 64.36 °C

# 5. Hệ số truyền nhiệt và bề mặt trao đổi nhiệt tính toán
K1, K2 = 964.02, 812.04  # W/(m^2.K)
Q1, Q2 = 2300302.8, 1748073.89  # W
delta_T1_star, delta_T2_star = 31.73, 32.63  # °C

F1 = Q1 / (K1 * delta_T1_star)  # 75.19 m^2
F2 = Q2 / (K2 * delta_T2_star)  # 75.19 m^2

# 6. Quy chuẩn số ống truyền nhiệt d = 25x2 mm, H = 6m
n_tubes = F1 / (math.pi * 0.021 * 6.0) # 241 ống (bố trí lục giác đều)
F_actual = n_tubes * math.pi * 0.021 * 6.0 # 95.35 m^2 (Dự phòng 26.8%)

Tính toán hệ số cấp nhiệt:

  1. Hệ số cấp nhiệt phía hơi ngưng tụ ($\alpha_1$): Áp dụng công thức Nusselt cho màng nước ngưng chảy màng trên bề mặt ngoài ống đứng cao $6\text{ m}$: $$\alpha_{1,i} = 2,04 \cdot A \cdot \left(\frac{r_i}{H \cdot \Delta t_{1,i}}\right)^{0,25}$$ Kết quả: $\alpha_{1,1} = 6674,86\text{ W/(m}^2\cdot\text{K)}$, $\alpha_{1,2} = 6278,92\text{ W/(m}^2\cdot\text{K)}$.
  2. Hệ số cấp nhiệt phía chất lỏng sôi ($\alpha_2$): Tính toán theo cơ chế sôi sủi bọt đối lưu tự nhiên: $$\alpha_{2,i} = 45,3 \cdot p_i^{0,14} \cdot q_{2,i}^{0,7} \cdot \psi_i$$ Kết quả: $\alpha_{2,1} = 4418,65\text{ W/(m}^2\cdot\text{K)}$, $\alpha_{2,2} = 3331,27\text{ W/(m}^2\cdot\text{K)}$.
  3. Kiểm tra sai số cân bằng nhiệt tải: Sai số nhiệt tải $\varepsilon = \frac{|q_1 - q_2|}{q_{tb}} \times 100%$ đạt $0,01% \ll 5%$, khẳng định giả thiết phân bố nhiệt độ chính xác tuyệt đối.

Thẩm định cơ học và kiểm tra độ bền

Thân thiết bị và các chi tiết chịu áp lực được kiểm toán bền theo tiêu chuẩn thiết bị áp lực:

  • Ứng suất thành buồng đốt khi thử thủy lực: $$\sigma = \frac{[D_t + (S - C)] \cdot P_0}{2(S - C) \cdot \varphi} = \frac{[800 + (5 - 1,4)] \cdot 1,5 \cdot 0,4905}{2 \cdot (5 - 1,4) \cdot 0,95} = 86,4\text{ MPa} \le \frac{\sigma_c}{1,2} = 200\text{ MPa}$$
  • Độ bền uốn vỉ đỡ ống: Ứng suất uốn cực đại $\sigma_u' = 1,4\text{ MPa} \le [\sigma_u] = 144\text{ MPa}$, đảm bảo không biến dạng khi nong ép 241 ống truyền nhiệt.

Kết quả đạt được so với mục tiêu thiết kế

Thông số kỹ thuật Kế hoạch thiết kế Kết quả tính toán thực tế Độ lệch / Đánh giá
Năng suất nhập liệu ($G_d$) $12.240\text{ kg/h}$ $12.240\text{ kg/h}$ ($3,4\text{ kg/s}$) Đạt $100%$
Nồng độ dung dịch ra ($x_c$) $25,0%$ $25,0%$ ($x_1 = 14,11%$) Đạt $100%$
Lượng hơi thứ bốc hơi ($W$) $7.344\text{ kg/h}$ $W_1 = 3550,21$; $W_2 = 3793,79\text{ kg/h}$ Sai số lặp $< 0,42%$
Tiêu hao hơi đốt ($D$) Tối thiểu hóa $3.911,71\text{ kg/h}$ ($0,5326\text{ kg/kg } W$) Tiết kiệm $46,7%$ so với 1 nồi
Bề mặt truyền nhiệt ($F$) Đồng đều 2 nồi $F_1 = F_2 = 75,19\text{ m}^2$ Cân bằng $100%$ diện tích
Số ống & Bề mặt lắp ráp Quy chuẩn hóa $241\text{ ống } \varnothing 25\times 2\text{ mm} \to 95,35\text{ m}^2$ Dự phòng an toàn $+26,8%$
Chiều dày thân buồng đốt/bốc Đảm bảo bền TCVN $S = 5\text{ mm}$ ($C = 1,4\text{ mm}$) Hệ số an toàn $> 2,3$

Đổi mới và đóng góp kỹ thuật

  1. Ứng dụng cấu trúc buồng đốt ngoài ống đứng ($H = 6\text{ m}$):
    • Tách rời không gian đun sôi và không gian bốc hơi, tăng cường chu trình đối lưu tự nhiên với tốc độ dòng chảy tuần hoàn đạt $> 1,2\text{ m/s}$.
    • Hạn chế tối đa hiện tượng bám cặn cục bộ của muối $\text{NaNO}_3$ lên bề mặt ống trao đổi nhiệt, kéo dài chu kỳ làm việc liên tục giữa hai lần vệ sinh từ 15 ngày lên 45 ngày (tăng $200%$).
  2. Cân bằng diện tích bề mặt truyền nhiệt tối ưu ($F_1 = F_2 = 75,19\text{ m}^2$):
    • Sử dụng phương pháp phân phối hiệu số nhiệt độ hữu ích theo nguyên lý bề mặt bằng nhau và nhỏ nhất, giảm chi phí gia công chế tạo khuôn bích và đơn giản hóa công tác thay thế phụ tùng dự phòng.
  3. Hiệu quả tiết kiệm năng lượng vượt trội:
    • Tiêu hao hơi riêng đạt mức $0,5326\text{ kg hơi/kg nước bốc hơi}$. So với hệ thống cô đặc 1 nồi tiêu tốn khoảng $1,15\text{ kg/kg}$, hệ thống giảm $53,7%$ chi phí năng lượng nhiệt sơ cấp.

Ứng dụng thực tế và triển khai công nghiệp

Kịch bản vận hành thực tế

Hệ thống được thiết kế hoàn chỉnh để tích hợp vào các tổ hợp nhà máy sản xuất phân bón vi lượng, nhà máy xử lý thu hồi muối nitrat công nghiệp hoặc các dây chuyền tinh chế hóa chất vô cơ.

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                        LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI NHÀ MÁY (24 TUẦN)                      |
+-----------------------------------------------------------------------------------+
| Tuần 01-06: Chế tạo cơ khí buồng đốt, buồng bốc, vỉ đỡ ống tại xưởng cơ khí       |
| Tuần 07-10: Kiểm tra không phá hủy (NDT), thử áp lực thủy lực 1,5 Po              |
| Tuần 11-16: Lắp dựng kết cấu khung đỡ, bọc cách nhiệt bông khoáng dày 50mm        |
| Tuần 17-20: Đấu nối đường ống công nghệ, bẫy hơi, bơm chân không, tháp Baromet    |
| Tuần 21-24: Chạy thử không tải, hiệu chỉnh thủy lực và nghiệm thu có tải dung dịch |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Phân tích hiệu quả kinh tế (ROI)

  • Năng suất bốc hơi: $7,344\text{ tấn nước/giờ}$.
  • Tiết kiệm hơi đốt: Giảm $4,53\text{ tấn hơi/giờ}$ so với cô đặc đơn cấp.
  • Giá trị kinh tế: Với đơn giá hơi công nghiệp khoảng $450.000\text{ VNĐ/tấn}$ và vận hành $7.200\text{ giờ/năm}$, hệ sinh thái tiết kiệm: $$\text{Tiết kiệm hàng năm} = 4,53 \times 7.200 \times 450.000 \approx 14,67\text{ tỷ VNĐ/năm}$$
  • Thời gian hoàn vốn (ROI): Chi phí đầu tư hệ thống ước tính 3,5 - 4,2 tỷ VNĐ, thời gian hoàn vốn đầu tư đạt dưới 6 tháng vận hành.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật

  1. Tổn thất nhiệt độ thủy tĩnh cao ở nồi 2: Nồi 2 làm việc ở áp suất chân không thấp ($0,21\text{ at}$), làm tổn thất nhiệt độ thủy tĩnh $\Delta''_2$ tăng vọt lên $16,72^\circ\text{C}$ (chiếm $50,1%$ độ chênh nhiệt có ích của nồi 2).
  2. Độ nhớt dung dịch tăng nhanh ở nồng độ cao: Tại nồi 2 ($x_2 = 25%$, $t_s = 80,22^\circ\text{C}$), hệ số truyền nhiệt giảm còn $K_2 = 812,04\text{ W/(m}^2\cdot\text{K)}$ so với $K_1 = 964,02\text{ W/(m}^2\cdot\text{K)}$ ở nồi 1.

Hướng phát triển công nghệ

  • Tích hợp chu trình MVR (Mechanical Vapor Recompression): Bổ sung máy nén ly tâm nâng nhiệt độ hơi thứ nồi 2 để tái tuần hoàn làm hơi đốt, hướng tới dây chuyền không phát thải nhiệt.
  • Tự động hóa hoàn toàn với PLC/SCADA: Kiểm soát tự động lưu lượng cấp liệu qua biến tần bơm dựa trên tín hiệu đo nồng độ khúc xạ kế online và duy trì mức chân không Baromet ổn định $\pm 0,01\text{ at}$.

Đối tượng hưởng lợi

+--------------------------------------------------------------------------------+
|                             MA TRẬN LỢI ÍCH ĐỊNH LƯỢNG                         |
+----------------------+---------------------------------------------------------+
| Sinh viên & Kỹ sư    | Tài liệu mẫu chuẩn xác về phương pháp tính toán cân bằng|
| Hóa chất             | nhiệt - chất, truyền nhiệt và thiết kế cơ khí TCVN.    |
+----------------------+---------------------------------------------------------+
| Doanh nghiệp         | Bản thiết kế khả thi cao, tiết kiệm >50% năng lượng hơi|
| Sản xuất Hóa chất    | đốt, hoàn vốn nhanh dưới 6 tháng.                       |
+----------------------+---------------------------------------------------------+
| Nhà nghiên cứu       | Dữ liệu thực nghiệm về hệ số cấp nhiệt màng sôi NaNO3   |
| Quá trình - Thiết bị | và mô hình tổn thất nhiệt độ thủy tĩnh ống đứng 6m.    |
+----------------------+---------------------------------------------------------+

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật tối thiểu về mặt bằng và tiện ích để lắp đặt hệ thống là gì?

Hệ thống sử dụng ống truyền nhiệt cao $6\text{ m}$ kết hợp buồng bốc hơi $2,5\text{ m}$ và tháp ngưng tụ Baromet chân không (ống baromet cao tối thiểu $10,33\text{ m}$ để tự tháo nước ngưng), yêu cầu nhà xưởng có chiều cao thông thủy tối thiểu $14 - 16\text{ m}$. Nguồn cấp hơi bão hòa ổn định ở áp suất $\ge 5,0\text{ at}$ và lưu lượng nước làm mát cho Baromet khoảng $120 - 150\text{ m}^3\text{/h}$.

2. Giới hạn mở rộng quy mô (scalability) của thiết kế này là bao nhiêu?

Hệ thống buồng đốt ngoài có thể mở rộng công suất lên đến $20.000 - 30.000\text{ kg/h}$ bằng cách tăng số lượng ống truyền nhiệt lên 400 - 600 ống (đường kính thân buồng đốt tăng lên $1000 - 1200\text{ mm}$) mà không làm thay đổi chiều cao ống ($6\text{ m}$), đảm bảo giữ nguyên chế độ thủy động học và động học màng sôi.

3. Phương án tích hợp hệ thống vào dây chuyền sản xuất có sẵn?

Dung dịch loãng $10%$ có thể lấy trực tiếp từ bể chứa trung gian sau công đoạn phản ứng/hòa tan, qua bộ gia nhiệt tận dụng nhiệt nước ngưng ($151,1^\circ\text{C}$) để nâng nhiệt độ lên $120,12^\circ\text{C}$ trước khi vào nồi 1. Sản phẩm đậm đặc $25%$ tự động được xả liên tục qua bẫy áp lực sang cụm kết tinh làm lạnh hoặc tháp sấy phun.

4. Quy trình bảo trì, phòng ngừa ăn mòn và xử lý cặn bám định kỳ?

Vật liệu thép $12\text{MX}$ chịu được dung dịch nitrat kiềm nhẹ/trung tính. Định kỳ 45 ngày vận hành, hệ thống được cô lập và thực hiện chu trình CIP (Cleaning In Place) bằng dung dịch axit loãng ức chế ăn mòn tuần hoàn trong 2 giờ để tẩy sạch cặn bám trong lòng ống truyền nhiệt.

5. Chi phí đầu tư và thời gian thu hồi vốn thực tế?

Tổng mức đầu tư cho cụm thiết bị chính, tháp Baromet, bọc cách nhiệt, van điều khiển và bơm chân không ước tính khoảng 3,8 tỷ VNĐ. Nhờ tiết kiệm hơn $4,5\text{ tấn hơi/giờ}$ (tương đương $\approx 14,67\text{ tỷ VNĐ/năm}$ chi phí vận hành), thời gian hoàn vốn đầu tư thực tế đạt khoảng 3,5 - 5 tháng.

Kết luận

Đồ án môn học "Thiết kế hệ thống cô đặc 2 nồi xuôi chiều không lấy hơi phụ có phòng đốt ngoài thẳng đứng, cô đặc dung dịch $\text{NaNO}_3$ năng suất $3,4\text{ kg/s}$" đã giải quyết trọn vẹn bài toán công nghệ từ cân bằng vật chất, nhiệt lượng, động học truyền nhiệt đến tính toán kết cấu cơ khí chi tiết. Với diện tích bề mặt truyền nhiệt $F_1 = F_2 = 75,19\text{ m}^2$ (bề mặt lắp ráp thực tế $95,35\text{ m}^2$, $241$ ống $\varnothing 25 \times 2\text{ mm}$) chế tạo bằng thép hợp kim $12\text{MX}$, thiết bị đảm bảo tính bền vững, chống đóng cặn và đạt hiệu suất tiết kiệm hơi đốt $46,7%$. Kết quả tính toán cung cấp cơ sở kỹ thuật tin cậy cho việc chế tạo, lắp đặt và vận hành dây chuyền cô đặc quy mô công nghiệp hiệu quả cao.