Banner
Tìm kiếm  
Sản phẩm mới
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

CHIA SẺ KINH NGHIỆM

  • TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHẢN ỨNG

    TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHẢN ỨNG

    Thuyết minh thiết kế áp dụng đối với thiết bị phản ứng thuộc hệ thống xử lý nước thải của phần xử lý môi trường .

    1. Mở đầu

    Thuyết minh thiết kế áp dụng đối với thiết bị phản ứng thuộc hệ thống xử lý nước thải của phần xử lý môi trường .

    Tài liệu giúp người sử dụng hiểu rõ về thiết bị, hỗ trợ cho việc chế tạo, lắp đặt, sử dụng và vận hành thiết bị.

    2. Công dụng và lĩnh vực sử dụng

    Thiết bị phản ứng

    Thiết bị phản ứng thuộc hệ thống xử lý nước thải thực hiện việc nhiệm vụ:

    -         Pha trộn nước thải xi mạ và hóa chất chỉnh pH (H2SO4), hóa chất khử (Na2S2O3), hóa chất chỉnh pH (NaOH), hóa chất polymer (PAM) để tạo phản ứng khử Cr6+ thành Cr3+, sau đó kết tủa Cr3+ và các kim loại nặng khác dưới dạng hydroxit.

    -         Pha trộn nước thải ngâm tẩm gỗ với hóa chất chỉnh pH (NaOH), hóa chất keo tụ (PAC), polymer (PAM) để tạo phản ứng keo tụ, tạo bông cặn.

    Để thiết bị hoạt động ổn định và đảm bảo các chỉ tiêu chất lượng do yêu cầu công nghệ đề ra cần phải đảm bảo duy trì ổn định về nước thải và các loại hóa chất.

    Lĩnh vực hoạt động: được thiết kế cho hệ thống công nghệ xử lý nước thải.

    Điều kiện làm việc: trong môi trường nước thải có chứa hóa chất.

    3. Đặc tính kỹ thuật

    -         Kích thước tổng cộng (D x H): 1200 x 2800 (mm); H thân = 2000 (mm).

    -         Cho phép lắp đặt trực tiếp vào hệ thống.

    -         Môi trường làm việc: nước thải có pH = 3-10, chứa các chứa các ion kim loại nặng như Zn2+, Cr6+, Cr3+, Fe2+, Fe3+, Cu2+ và các chất hoạt động bề mặt.

    -         Áp lực trong: áp lực thủy tĩnh và phụ trợ.

    -         Áp lực ngoài: áp suất khí quyển.

    -         Nhiệt độ làm việc: nhiệt độ môi trường.

    4. Yêu cầu chế tạo

    4.1. Lựa chọn vật liệu:

    Căn cứ vào điều kiện, môi trường làm việc và công nghệ gia công, lựa chọn vật liệu chế tạo thiết bị phản ứng là thép SUS-316 theo tiêu chuẩn JISG 3459:1994.

    4.2. Lựa chọn kết cấu:

    -         Thân hình trụ có ống để lắp ghép hút nước thải sau khi phản ứng ra, cao 2000 (mm).

    -         Đáy: đáy hình nón cụt, nghiêng 15o. Có ống để lắp ghép ống xả đáy.

    -         Nắp: nắp phẳng, có cửa thăm hình viên phân mở 1/3D và các lỗ để đưa ống hóa chất H2SO4, Na2S2O3, NaOH, Polymer, PAC, gắn đầu dò đo pH, gắn ống phao mức nước, gắn ống nước thải xi mạ, gắn ống nước thải ngâm tẩm gỗ vào thiết bị.

    -         Chân hình chữ U cao 480 (mm)

    -         Giá đỡ mô tơ dẫn động cho trục cánh khuấy được thực hiện bởi động cơ điện có công suất tương ứng.

    -         Thang kiểm tra: rộng 0,6 m, cao 2,4 m.

    4.3. Tính toán kết cấu:

    ·        Tính toán kích thước thiết bị

    Thể tích thiết bị:    V1 + V2 + V3 =  2 + 0,1 + 0,23 = 2,33 (m3)

    Trong đó:

    V1 – thể tích làm việc = 2 m3 (h1 = 1,8 m)

    V2 – thể tích đáy chóp = 0,1 m3 (h2 = 0,29 m)

    V3 – thể tích lưu không = 0,23 m3 (h3 = 0,2 m)

    ·        Chiều dày thành thiết bị

    Thân hình trụ làm việc chịu áp suất bằng chiều cao cột nước thải có tỷ trọng ≥ 1.

    Chiều dày S (mm) có thể tính toán theo các công thức sau:

    Khi   0,4        0,2                                       (1)

    Áp dụng công thức:

    S = 0,5 Dt(  - 1) + C   (mm)          (2)

     

    Trong đó

     - hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc

    C - lấy theo công thức  C = C1 + C2 + C3 (mm)             (3)

    Trong đó:

    C1: bổ sung do ăn mòn, xuất phát từ điều kiện ăn mòn vật liệu của môi trường và thời gian làm việc của thiết bị; Với vật liệu rất bền chọn C1 = 0; Với vật liệu bền chọn C1 = 1 (mm).

    C2: chỉ tính khi có vật liệu dạng rắn chuyển động với vận tốc lớn trong thiết bị; Chọn C2 = 0

    C3: phụ thuộc vào chiều dày tấm vật liệu làm thiết bị (tra bảng)

    Pn: áp suất bên ngoài (N/m2).

    Chiều dày của thành thiết bị phải đảm bảo điều kiện:

    1 ≤  ≤ S                                                             (4)

    ( )0,4 ≤ 0,523                                                  (5)

    Ta có thể theo công thức sau đây đề tính chiều dày thiết bị (đối với thiết bị làm bằng vật liệu thép SUS-316 có hệ số Poát xông m » 0,3):

    S = 1,25D ( )0,4 + C         (mm)

    Trong đó:

    D - đường kính thiết bị.

    I - chiều dài tính toán của thân hình trụ.

    E - mô đun đàn hồi ở nhiệt độ của thành.

    Tính trong trường hợp cụ thể của thiết bị:

    Vật liệu thép SUS-304 (C1= 1; C3= 0,35)

    Đường kính D = 1,2 (m); chiều cao H = 2 (m); E = 18,5.106 (N/m2).

    Áp suất bên trong: áp suất thủy tĩnh.

    Áp suất bên ngoài: 1.106 (N/m2)

    Nhiệt độ thành thiết bị t = 30 (oC)

    Thiết bị loại II nhóm 2 h = 1

    Hàn dọc ghép mối hai phía, j = 1

    Áp suất thành thiết bị phải chịu: Pn = Pmn + 3.106 = 1,3.106  (N/m2).

    Kiểm tra theo điều kiện (4)

    1 ≤   =  = 1,67 ≤ 8 ;        

    Và theo điều kiện (5)

    ( )0,4 = (  .1,67) 0,4 = 0,42 ≤ 0,523

    Vì đã thỏa mãn hai điều kiện trên nên ta có thể tính chiều dày S theo công thức sau:

    S = 1,25. 1,2 . 0,42 + C = 0,66 + C

    C = 1 + 0,35 = 1,35

    S = 0,66 + 1,35 = 2,01 (mm)

    Căn cứ thông số kỹ thuật của vật liệu chế tạo và hệ số an toán cần thiết chọn chiều dày thành thiết bị bằng 3 (mm).

    ·        Tính đáy và nắp cho thiết bị

    Nắp và đáy là những bộ phận quan trọng của thiết bị và thường được chế tạo cùng loại vật liệu với thiết bị. Đáy, nắp có thể nối với thân bằng cách hàn, ghép bích hoặc làm liền với thân.

    Đáy, nắp có nhiều dạng: elip, bán cầu, nón, phẳng…Chọn hình dạng đáy tùy tùy thuộc vào kích thước thiết bị và áp suất trong thiết bị đồng thời chú ý cả đến các các yêu cầu công nghệ.

    Đối với thiết bị phản ứng, theo yêu cầu của công nghệ chọn loại đáy hình nón, nghiêng 15o.

    ·        Tính chiều dày đáy hình nón:

    Đối với đáy mỏng khi làm việc chịu áp suất trong có thể xảy ra hiện tượng biến dạng đáy.

    Chiều dày đáy làm việc được xác định bằng công thức, trong đó lấy kết quả của công thức nào có giá trị lớn hơn.

    S =  + C   (mm)                                             (7)

    S =  + C   (mm)                     (8)

    Trong đó:

    k1 là hệ số, đối với đáy có lỗ không tăng cứng k1= 0,64.

    Tính toán các tham số còn lại với đáy chịu áp suất trong.

    Sau khi tính toán chiều dày, kiểm tra ứng suất thành theo áp suất thử thủy lực bằng một trong hai công thức sau. Nếu S tính theo công thức (7), thì kiểm tra theo công thức (9); Nếu S tính theo công thức (8), thì kiểm tra theo công thức (10):

    ọ =    (N/m2)                                                                           (9)

    ọ =              (N /m2)           (10)

    Kết quả tính toán kiểm tra chọn vật liệu và chiều dày đáy và nắp thiết bị cùng vật liệu và chiều dày thân thiết bị là 3 (mm).


    5. Tổ chức công việc khi sử dụng sản phẩm

    5.1. Vận chuyển, lắp đặt:

    Thiết bị sau khi đã nghiệm thu tại đơn vị sản xuất được vận chuyển về CT. Chú ý khi vận chuyển bảo vệ các chi tiết chế tạo trên thiết bị.

    Lắp thiết bị vào dây chuyền công nghệ xử lý nước thải theo mặt bằng công nghệ.

    5.2. Vận hành:

    -         Dẫn nước thải vào thiết bị theo các đường ống công nghệ;

    -         Bật máy khuấy;

    -         Cấp hóa chất vào thiết bị theo các đường ống công nghệ và kiểm tra các thông số công nghệ như lượng hóa chất, pH…;

    -         Chờ cho phản ứng xảy ra và kiểm tra;

    -         Tắt máy khuấy;

    -         Bật bơm nước thải bơm đi các công đoạn xử lý kế tiếp.

    6. Các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật:

    Thiết bị phản ứng thuộc hệ thống xử lý nước thải của phần xử lý môi trường là thiết bị được chế tạo theo thiết kế mới, đơn chiếc, không qua chế thử, cùng với các yêu cầu nghiêm về thiết kế cũng như công nghệ chế tạo. Do đó khi tính toán giá thành áp dụng cơ chế tính toán đặc biệt.

    7. Mức tiêu chuẩn hóa

    Toàn bộ thiết kế dựa trên vật tư dễ khai thác tại thị trường trong nước. Mức độ tiêu huẩn hóa, thống nhất hóa của các vật tư, linh kiện cao vì vậy dễ dàng thay thế khi sửa chữa hoặc nâng cấp thiết bị.

    8. Phụ lục

    Tài liệu tham khảo

    [1] Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hóa học (tập 1;2); Đỗ Văn Đài, Nguyễn Trọng Khuông, Trần Quang Thảo, Võ Thị Ngọc Tươi, Trần Xoa – Nhà xuất bản đại học và trung học chuyên nghiệp (HN-1972)

    [2] Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất (tập 1;2); Pts Trần Xoa, Pts Nguyễn Trọng Khuông, Ks Hồ Lê Viên – Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật (HN-1972)

     

     

     

     

     

CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG THẠCH BÀN

Thiết kế & Phát triển bởi ICT Group