ĐỒ Án tốt nghiệp tk nhà MÁY ĐƯỜng hiệN ĐẠi rs


Cân bẰng nhiỆt cho hỆ gia nhiỆt



tải về 1.44 Mb.
trang6/13
Chuyển đổi dữ liệu14.07.2016
Kích1.44 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13

4.2 Cân bẰng nhiỆt cho hỆ gia nhiỆt:

Nhiệt lượng cung cấp để đun nóng nước mía từ nhiệt độ td đến tc được tính theo công thức: Qc = β.G.C. (td - tc ­­), Kcal/h, 191, 4

Qc: Nhiệt lượng cung cấp để đun nóng nước mía từ nhiệt độ tđ đến tc

G: Lượng nước mía cần đun nóng, (kg/h)



t = tc – td: Chênh lệch nhiệt độ trước và sau đun nóng, 0C

C : Nhiệt dung riêng của dung dịch (Kcal/kg.0C)



153,8

Với t: là nhiệt độ của dung dịch (0C)

Bx: nồng độ dung dịch (%).

C =

Cd, Cc: Nhiệt dung riêng của dung dịch ở nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối.

β: Hệ số tổn thất nhiệt do bức xạ tỉ lệ với nhiệt độ gia nhiệt, thường tổn thất 3 ÷ 10% so với nhiệt độ dùng 192, 4. Thông thường nhiệt độ hơi thứ hiệu III thấp nên chọn β = 0,03; hiệu II chọn β = 0,05; hiệu I chọn β = 0,1 Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường: Qtt = β.Qc,

Vậy nhiệt lượng cần dùng là: Q = (1 + β).Qc = (1 + β).G.C.t, (Kcal/h)

Lượng hơi dùng để đun nóng được tính theo công thức:

E = Q/ri, (kg/h), 57, 9.

Trong đó: Q: nhiệt lượng cần cung cấp để đun nóng, (kcal/h).

ri: là ẩn nhiệt hơi đốt cấp cho thiết bị gia nhiệt, (Kcal/kg).

Bảng 4.6: Nhiệt lượng và hơi dùng cho các quá trình gia nhiệt.


Hạng mục

Gia nhiệt 1

Gia nhiệt 2

Gia nhiệt 3

Lượng dung dịch, G (Kg/h)

80619,625

82349,958

84131,208

Phạm vi gia nhiệt, (0C)

25 ÷ 60

58 ÷ 104

95 ÷ 115

Nguồn hơi gia nhiệt

Hơi thứ hiệu III

Hơi thứ hiệu II

Hơi thứ hiệu I

Nhiệt dung riêng, C (Kcal/kg0C)

0,924

0,934

0.945

Nhiệt độ hơi gia nhiệt, (0C)

95,9

111,1

122,1

Ẩn nhiệt hơi gia nhiệt, r (Kcal/kg)

541,9

532,4

525,4

Hệ số tổn thất nhiệt do bức xạ, β

1,03

1,05

1,1

Lượng nhiệt cần đun nóng, Q (Kcal/h)

2685455,833

3714987,775

1749087,642

Lượng hơi dùng đun nóng, E (Kg/h)

4955,630

6977,813

3329,059


4.3 cân bẰng nhiỆt cho nẤu ĐưỜng:

- Dùng hơi thứ hiệu I để nấu đường: t0 = 122,10C. Chọn tổn thất nhiệt trên đường ống như ở cô đặc là 1 0C => t0 = 121,10C

Hàm nhiệt ih = 647,4 (Kcal/kg)

Nước ngưng có nhiệt độ 120,10C, nhiệt dung riêng Cn = 1,014 (Kcal/kg0C)

- Dùng hơi thứ hiệu II để nấu giống: t0 = 111,10C. Chọn tổn thất nhiệt độ trên đường ống là 10C => t0 = 110,10C

Hàm nhiệt ih = 643,3 (Kcal/kg)

Nước ngưng có nhiệt độ 109,10C, nhiệt dung riêng Cn = 1,012 (Kcal/kg0C)

Cân bằng nhiệt lượng cho nấu đường.

- Nhiệt vào: + Do hơi đốt mang vào: D.I (Kcal/h)

+ Do nguyên liệu mang vào: Qngl = G.C.t (Kcal/h)

- Nhiệt ra: + Do đường non mang ra: Qnon = Gnon .Cnon .tnon (Kcal/h)

+ Do hơi thứ mang ra: W.iht (Kcal/h)

+ Do nước ngưng mang ra: D.Cn.tn (Kcal/h)

+ Do tổn thất: Qtt = 10% D.I, (Kcal/h)

Phương trình cân bằng nhiệt:

D.I + Qngl = W.i­ht + D.Cn.tn + Qtt (1)

Từ (1) suy ra: D = (2)

Trong đó: tn: Nhiêt độ nướcc ngưng, (0C)

Cn: Nhiêt dung riêng của nước ngưng, (kcal/kg0C)

I: Hàm nhiệt của hơi đốt, (kcal/kg)

W: Lượng nước bốc hơi (Kg/h)

Iht: Hàm nhiệt hơi thứ (Kcal/kg)

D: Lượng hơi đốt vào nấu đường (Kg/h)

C: Nhiệt dung riêng nguyên liệu nấu đường (Kcal/kg0C)



4.3.1 Cân bằng nhiệt cho nấu đường non A:

Khi nấu đường, độ chân không nấu A thường từ 640 ÷ 670 mmHg. Chọn độ chân không buồng bốc là 630 mmHg, tương ứng với áp suất hơi thứ là 0,14 at và nhiệt độ 52,10C

Hàm nhiệt hơi thứ: iht = 618,9 (Kcal/kg), ẩn nhiệt hơi thứ: rht =566,8 (Kcal/kg)

- Nhiệt độ sôi đường non A:

Tổn thất do tăng nhiệt độ sôi (∆’):

Từ nhiệt độ hơi thứ và nồng độ Bx = 93%. Áp dụng công thức:

= 0,003872.a.T2/r, 197, 4.

Trong đó:  a: Độ tăng nhiệt độ sôi ở áp lực thường.



a = 27 0C, 196, 4.

T = 52,1 + 273 = 325,10K .

r = 2372,852 J/kg, [314, 8].

=>= 0,003872 . 27 . = 4,7 (0C)

Tổn thất áp suất thủy tĩnh (∆”):

∆P = ρ.h 10-4/2 (at)

Bx = 93% => ρ = 1503,87 (Kg/m3)

Chọn h = 1,4m => P = 10-4 x 1503,87 x 1,4/2 = 0,105 (at)

=> Áp suất giữa ống là: P = 0,14 + 0,105 = 0,245 (at)

=> t = 63,80C (nhiệt độ sôi của dung dịch ứng với P = 0,245 at)

Tổn thất nhiệt độ do tĩnh áp là: ∆” = 63,8 – 52,1 = 11,7 (0C)

Vậy nhiệt độ sôi của đường non A là: tSA = tht +  +  = 52,1 + 4,7 + 11,7 = 68,50C

Nguyên liệu đưa vào nấu đường phải có nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ trong nồi từ 3 ÷ 50C. Chọn nhiệt độ các nguyên liệu nấu non A và nước chỉnh lý là 720C.

Nhiệt lượng của nguyên liệu mang vào và đường non mang ra được tính toán và trình bày như sau:



Bảng 4.7 Chế độ dung hơi nấu non A

TT

Nguyên liệu nấu non A

Bx

(%)


Khối lượng

(kg/h)


T

(0C)



C

(kcal/kg0C)



Q

(Kcal/h)


1

Mật chè

60,234

17139

72

0,717

884783,736

2

Mật loãng A

80

1318,208

72

0,624

59224,449

3

Hồi dung C

65

4622,708

72

0,695

231320,308

4

Hồ B

85

3054,875

72

0,601

132190,551

5

Nước chỉnh lý 5%




954,479

72

1

68722,488

6

Non A

93

19089,583

68,5

0,557

728353,495

Lượng nước bốc hơi trong quá trình nấu non A:

W = Gngl + Gncl – GnonA = 7999,687 (kg/h)

- Nhiệt vào:

Tổng nhiệt lượng do nguyên liệu mang vào:

Qvào = q1 + q2 +q3 + q4 + q5 = 1376241,532 (Kcal/h)

- Nhiệt ra:

+ Nhiệt do hơi thứ mang ra:

Qht = WA x Iht = 7999,687 x 618,9 = 4951006,284 (Kcal/h)

+ Nhiệt do đường non A mang ra: Qnon = G.C.t = 728353,495 (Kcal/h) Do đó lượng hơi cần dùng là:

= 9336,772 (kcal/h)

Để đảm bảo nấu đường ổn định, lượng hơi thứ dùng nấu đường chiếm 60%, còn lại sử dụng hơi đốt, 215, 4.

- Lượng hơi thứ hiệu I dùng cho nấu non A là: RA = DA x 60% = 5602,063 (Kg/h)

- Lượng hơi sống dùng cho nấu non A là: DA = DA - RA = 3734,709 (Kg/h)



4.3.2 Cân bằng nhiệt nấu đường non B:

Chọn chế độ chân không buồng bốc là 618 mmHg tương ứng áp suất P = 0,16 at và nhiệt độ 54,80C

Hàm nhiệt hơi thứ: iht = 620,1 (Kcal/kg), ẩn nhiệt hơi thứ: rht = 565,3 (Kcal/kg)

Tính tương tự như ở non A được nhiệt độ sôi non B tSB = 71,60C, do đó chọn nhiệt độ của các nguyên liệu và nước chỉnh lý vào nấu là 750C.



Bảng 4.8 Kết quả bảng thông số nấu non B


TT

Nguyên liệu nấu non B

Bx

(%)


Khối lượng

(kg/h)


T

(0C)



C

(kcal/kg.0C)



Q

(kcal/h)


1

Giống B

88

1218,125

75

0,591

53993,391

2

Loãng A

80

2703,792

75

0,628

127348,603

3

Nguyên A

79

2442,5

75

0,633

115957,688

4

Nước chỉnh lý 7%




312,661

75

1

23449,561

5

Non B

96

4466,583

71,6

0,548

175254,424


Lượng nước bốc hơi trong quá trình nấu B:

WB =Gngl - GnonB = 2210,495 (kg/h).

+ Tổng nhiệt lượng do nguyên liệu mang vào: Qnglv = 320749,243 (kcal/h)

+ Nhiệt do non B mang ra = 175254,424 (kcal/h).

+ Nhiệt do hỏi thứ mang ra:

Qht = WB x iht = 2210,495 x 620,1 = 1370727,9 (kcal/h).

- Sử dụng hơi thứ hiệu I để làm hơi đốt .

(kg/h).

Để ổn định cho quá trình nấu, ta dung 60% hơi thứ.

RB = 60%.DB = 1595,084 (kg/h).

Lượng hơi sống nấu B: DB = DB - RB = 1063,389 (kg/h).

4.3.3 Cân bằng nhiệt nấu đường non C:

Chọn chế độ nấu đường non C tương tự nấu non B

Nhiệt độ sôi của non C là:tTC = 71,90C, do đó chọn nhiệt độ của các nguyên liệu và nước chỉnh lý vào nấu là 750C.

Bảng 4.9. Kết quả bảng thông số nấu non C.


TT

Nguyên liệu nấu non C

Bx

( %)


Khối lượng (kg/h)

t

(0C)



C

(kcal/kg0C)



Q

(kcal/h)


1

Giống C

88

1424,75

75

0,591

63152,044

2

Nguyên A

79

3800,583

75

0,633

180432,678

3

Mật B

84

2355,958

75

0,61

107785,079

4

Nước chỉnh lý 10%




575,633

75

1

43172,475

5

Non C

99

5756,333

71,9

0,54

223495,385

Lượng nước bốc ra trong quá trình nấu C: WC = Gngl - Gnon = 2400,591 (kg/h).

- Tổng nhiệt lượng do nguyên liệu mang vào: Qngl = 394542,275 (kcal/h).

- Nhiệt do hơi thứ mang ra:

Qht = WC.iht = 2400,591 x 620,1 = 1488606,479 (kcal/h).

- Nhiệt do non C mang ra: QnonC = 223459,385 (kcal/h).

- Hơi đốt dùng lò hỏi hiệu I, ta có:



(kg/h).

Để ổn định trong quá trình nấu ta sử dụng 60% hơi thứ.

RC =60%DC = 60% x 2854,671 = 1715,233 (kg/h).

Lượng hơi sống nấu C: DC = DC -RC = 1143,489 (kg/h).



4.3.4 Cân bằng nhiệt nấu giống.

Chọn chế độ nấu giống tương tự nấu non B. Tính toán tương tự như ở non B được nhiệt độ sôi của giống: tsg = 69,60C, do đó chọn nhiệt độ của các nguyên liệu và nước chỉnh lý 730C => Lượng hơi cần dùng: Dg = 979,370 (kg/h)



Bảng 4.10: Tổng kết nhiệt trong quá trình nấu

TT

Hạng mục

Nấu A

Nấu B

Nấu C

Nấu giống

Tổng

1

Hơi sống(kg/h)

3734,709

1063,389

1143,489




5941,587

2

Hơi thứ,R1 (kg/h)

5602,063

1595,084

1715,233




8912,38

3

Hơi thứ, R2 (kg/h)










979,37

979,37

4.4 cân bẰng nhiỆt cho hỆ cô đẶc:

4.4.1 Tính lượng hơi nước bốc hơi:

Lượng nước bốc hơi của hệ cô đặc: W = 64874,977(kg/h).


R1

E1

R2



E2

Theo phương pháp đơn giản: Phương pháp này dựa trên giả thuyết rằng 1kg hơi đốt làm bốc hơi 1 kg hơi nước. Ngoài ra phương pháp này không kể đến quá trình tự bay hơi và nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh.


D0





Thiết bị

ngưng tụ


E3






Ta có hệ phương trình:



=

= + E3

= + E3 + E2 + R2

D0= + E3 + E2 + E1 +R1

W = 4 + 3E3 + 2(E2 + R2) + E1 +R1 (*)

Bảng 4.11: Các thông số


E1 (kg/h)

E2 (kg/h)

E­­3 (kg/h)

R1 (kg/h)

R2 (kg/h)

W (kg/h)

3329,059

6977,813

4955,630

8912,38

979,37

64874,977

Từ phương trình (*) ta có:

= = 5463,071 (kg/h)

= 5463,071 (kg/h)

= 10418,701 (kg/h)

= 18375,884 (kg/h)

D0= 30617,313 (kg/h)


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   13


Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2019
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương