TÍNH TOÁN THIẾT BỊ HẤP THỤ HƠI ACETON BẰNG THAN HOẠT TÍNH
1.Thông số đầu vào trong tính toán thiết bị hấp phụ hơi aceton bằng than hoạt tính:
Tính toán thiết bị hấp thụ hơi Aceton bằng than hoạt tính
– Lưu lượng khí thải: Gd =1100 m3/h
– Nồng độ Aceton ban đầu: yd = 0.7 (%) theo thể tích.
– Nồng độ ra khỏi tháp nhỏ hơn tiêu chuẩn 0.5%
– Nồng độ Aceton trong dòng khí thải sau khi xử lý ( theo tiêu chuẩn cho phép ): Cc = 610 mg/m3.
– Áp suất: P = 1 atm
– Nhiệt độ: t = 26oC
– Các thông số của chất hấp phụ (sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất – tập 2):
– Khối lượng riêng xốp: dx= 500kg/m3
– Đường kính trung bình của hạt: d =5 mm.
– Độ xốp của lớp chất hấp phụ: e =37%
– Chọn vận tốc khí đầu vào: (sách truyền khối tập 3, khoảng giao động của vận tốc dựa vào nhiệt độ và áp suất: (0,3-2m/s), vận tốc khí được chọn vk= 1,2 m/s.
2.Tính cân bằng vật chất trong tính toán thiết bị hấp phụ hơi aceton bằng than hoạt tính
2.1.Các thông số cân bằng
– Tỷ số khối lượng khí ban đầu:
– Khối lượng riêng của hỗn hợp khí đầu vào
Gđ = Vđ x đ = 1100 x 1,19 = 1309 (kg/h) = 0,364 (kg/s)
– Lưu lượng khối lượng của hơi Axetone trong hỗn hợp khí đầu vào:
1309 x 0,0138 = 18,0642 (kg/h) = 0,005 (kg/s)
2.2. Nồng độ đầu vào của Axeton
2.3. Nồng độ đầu ra của Axeton:
2.4. Hiệu suất hấp phụ
- Đường cong đẳng nhiệt hấp phụ:
| g Axetone bị hấp phụ/ g than | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,35 | 0,4 |
| Áp suất riêng phần của Axetone, mmHg | 0 | 2 | 10 | 40 | 80 |
Vẽ đường cong của hấp của hơi Acetone trên than hoạt tính ở nhiệt độ 260C
2.5. Tính đường kính thiết bị:
2.6. Đường kính tháp:
Chiều cao tháp hấp phụ: H = ( 2 – 2,5 )D, chọn H = 2D = 2 x 0,5 = 1m.
Tính trở lực của dòng khí qua lớp hấp phụ
3. Tính cân bằng năng lượng trong tính toán thiết bị hấp phụ hơi aceton bằng than hoạt tính:
Độ gia tăng nhiệt trong khoảng thời gian hấp phụ.
Quá trình hấp phụ có toả ra một lượng nhiệt. Lượng nhiệt này làm nóng lớp than, làm nóng hỗn hợp khí và thiết bị, làm ảnh hưởng đến quá trình hấp phụ. Đường cân bằng đẳng nhiệt hấp phụ sẽ không còn đúng nếu lượng nhiệt tăng quá cao (độ tăng nhiệt dòng khí sau khi hấp phụ > 15 độ). Giả sử lượng nhiệt trên chỉ làm nóng hỗn hợp hơi khí có nhiệt dung và khối lượng riêng. Ta có:
Cp : nhiệt dung riêng. Cp = 1.0032 KJ/kg.độ = 1.166 kg.độ
Gkk: khối lượng riêng không khí đi qua tháp hấp phụ trong thời gian hấp phụ:
Như vậy độ gia tăng nhiệt trong khoảng thời gian hấp phụ (giả sử nhiệt chỉ truyền vào hơi và không truyền qua lớp than) tăng lên không đáng kể, bên cạnh đó dòng khí chuyển động liên tục qua thiết bị nên có thể xem như là quá trình đẳng nhiệt.
4. Tính toán cơ khí trong tính toán thiết bị hấp phụ hơi aceton bằng than hoạt tính:
4.1. Bề dày thân trong tính toán thiết bị hấp phụ hơi aceton bằng than hoạt tính
- Chọn vật liệu:
Thiết bị làm việc ở môi trường ăn mòn, áp suất khí quyển, pkq = 1atm = 0,1 N/mm2. Vì vậy, ta chọn vật liệu để chế tạo thiết bị là thép không rỉ
Ký hiệu thép không rỉ: X18H10T.
Các thông số chính của thép:
Giới hạn bền: N/m2
Giới hạn chảy: N/m2
Chiều dày tấm thép: 4-25 mm
Độ dãn tương đối: 38%
Độ nhớt va đập: ak = 2 106 J/m2
Hệ số dẫn nhiệt: 16,3 W/m.độ
Khối lượng riêng: 7850 Kg/m3
Hệ số an toàn bền: nk = 2,6 ; nc = 1,5 ; nbl = 1,5
Hệ số hiệu chỉnh: h = 1
Hệ số bền mối hàn: h = 0.95
Chọn công nghệ gia công: hàn tay bằng hồ quang điện, hàn giáp mối hai bên
Bề dày của thân thiết bị:
S = S’ + C
Trong đó: C = C0 + C1 + C2 + C3
- C0: hệ số bổ sung để quy tròn kích thước,C0 = 3 mm
- C1: hệ số bổ sung do bào mòn hao học, C1 = 0 mm
- C2: hệ số bổ sung do ăn mòn. Đối với vật liệu là thép X18H10T có độ bền 0,05 – 0,1 mm/năm, lấy C2 = 0,1 mm
- C3: hệ số bổ sung do sai lệch khi chế tạo, lắp ráp, C3 = 0,7 mm
Vậy bề dày thực thi của thân thiết bị: S = 0,2 + 3 + 0,1 + 0,7 = 4 m
Kiểm tra ứng suất thành thiết bị theo áp suất thử tính toán:
Áp suất thử P0 = 1,5P = 1,5 1,30709 105 = 1,96063 105 N/m2
Ứng suất theo áp suất thử tính toán:
Vậy S = 4mm là thỏa mãn.
Khối lượng của thân tháp:
4.2.Chiều dày đáy và nắp thiết bị trong tính toán thiết bị hấp phụ hơi aceton bằng than hoạt tính:
– Nắp và đáy được chế tạo cùng loại với vật liệu với thân thiết bị.
– Chọn nắp và đáy elip tiêu chuẩn có gờ làm bằng thép không gỉ X18H10T.
– Chiều cao gờ h = 25mm
– Chiều cao phần lồi của đáy hb = 125 mm
– Bề mặt trong F = 0,31 m2
Chọn S = 5 mm
Kiểm tra ứng suất cho phép theo áp suất thử P0
Vậy S = 5mm là thỏa mãn.
Khối lượng nắp và đáy: Mnắp = Mđáy = 8,3 kg (tra bảng XIII-11 sổ tay 2-384)
4.3. Mặt bích trong tính toán thiết bị hấp phụ hơi aceton bằng than hoạt tính:
– Bích nối đáy tháp với thân, chọn bích liền bằng thép CT3 để nối thiết bị.
– Với đường kính của tháp Dt = 500mm và áp suất tính toán p = 1,30709*105N/m2, tra bảng XIII.27 sổ tay quá trình và thiết bị, ta có các thông số của bích như sau:
– Đường kính trong: Dt = 500mm
– Đường kính ngoài: D0 = 511mm
– Đường kính ngoài của bích: D = 630mm
– Đường kính tâm bulong: Db = 580mm
– Đường kính mép vát: DI = 550mm
– Đường kính bulong: db = M20
– Số bulong: z = 20 cái
– Chiều cao bích: h = 22mm
– Khối lượng của bích:
Khối lượng tất cả bích: 18,53 * 4 =74,12 (kg)
4.4.Chân đỡ, tai treo trong tính toán thiết bị hấp phụ hơi aceton bằng than hoạt tính:
– Chọn chân đỡ tháp làm bằng ống thép tròn.
– Vật liệu làm chân là thép CT3
Công ty Hòa Bình Xanh chuyên thiết kế hệ thống xử lý khí thải cùng với đội ngũ thạc sĩ, kỹ sư có nhiều năm kinh nghiệm. Công ty Hòa Bình Xanh sẽ tư vấn các phương án thi công tối ưu nhất cho công trình của quý khách cũng như báo giá dịch vụ thi công.Chúng tôi xin đảm bảo sẽ là hài lòng quý khách khi đến với dịch vụ của công ty chúng tôi. Mọi thắc mắc xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua Hotline 0943.466.579
Công ty xử lý khí thải Hòa Bình Xanh của chúng tôi rất mong được phục vụ quý khách.
Công ty TNHH công nghệ môi trường Hòa Bình Xanh
