Đồ án Thiết kế xưởng sản xuất cồn tuyệt đối bằng kỹ thuật hấp phụ

hát huy tốt khả năng hợp tác với các xí nghiệp lân cận tình hình các khu công nghiệp tập trung lớn, tận dụng tối đa các cơ sở hạ tầng kỹ thuật, tạo điều kiện tốt cho cơ sở sản xuất công nghiệp phát triển trước mắt cũng như lâu dài và hạn chế được tác nhân ảnh hưởng xấu đến môi trường xung quanh khu công nghiệp. Đây là điều kiện mấu chốt quyết định sự tồn tại phát triển của nhà máy trong quá trình phát triển sản xuất và kinh doanh. Việc làm tốt các lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy đòi hỏi các nhà thiết kế phải tập hợp phân tích ứng dụng được các kến thức về công nghệ sản xuất, kinh tế, xây dựng, kiến trúc, môi trường, pháp lý, văn hoá xã hội và kiến thức xã hội khác. Việc xác định các địa điểm xây dựng nhà máy, xí nghiệp công nghiệp thuộc một trong những nhiệm vụ quan trọng quy hoạch trong giai đoạn chuẩn bị đầu tư. Địa điểm được lựa chọn hợp lý hay không ảnh hưởng rất lớn đến xây dựng, sản xuất, kinh doanh của nhà máy. Ngoài ra còn có tác động rất lớn đến môi trường sống đô thị và khu dân cư lân cận, để làm tốt người ta thường dựa trên các cơ sở sau: I.1. Các cơ sở để xác định địa điểm xây dựng + Dựa vào mục tiêu kinh tế kỹ thuật của chương trình dự án đầu tư. + Dựa vào quy hoạch lãnh thổ, quy hoạch vùng kinh tế, phân bổ sức sản xuất của các cấp có thẩm quyền phê duyệt. + Các tài liệu hiện trên địa bàn dự kiến lựa chọn địa điểm xây dựng như: bản đồ quy hoạch phân khu công nghiệp của tỉnh, thành phố… + Dựa vào tài liệu giới thiệu chung về tình trạng khu đất bao gồm: vị trí, địa hình, đất đai công nghiệp… + Dựa vào khí hậu, độ ẩm… + Tình hình phát triển và khả năng sản xuất công nghiệp trong vùng. 95 + Tình hình cung cấp nguyên liệu, vật liệu, việc tiêu thụ thành phẩm, bán thành phẩm ở địa phương trong nước và nước ngoài. + Tình hình cung cấp và sử lý nước thải, cung cấp nguồn điện, và các nguồn năng lượng khác, cho sản xuất và phục vụ sinh hoạt. + Tình hình dân cư và các tập tục sinh hoạt của địa phương. I.2. Các yêu cầu đối với địa điểm xây dựng Các yêu cầu đối với địa điểm xây dựng của nhà máy được chia làm hai loại sau: I.2.1. Các yêu cầu chung a. Về quy hoạch. Địa điểm xây dựng được chọn phải phù hợp với quy hoạch lãnh thổ, quy hoạch vùng, quy hoạch cụm kinh tế công nghiệp đã được cấp thẩm quyền phê duyệt. Tạo điều kiện phát huy tối đa công suất của nhà máy và khả năng hợp tác sản xuất của nhà máy với các nhà máy lân cận. b. Về điều kiện tổ chức sản xuất. Địa điểm lựa chọn phải thoả mãn các điều kiện sau: Phải gần với nguồn cung cấp nguyên liệu cho sản xuất và gần nơi tiêu thụ sản phẩm của nhà máy. Gần các nguồn cung cấp năng lượng, nhiên liệu như: điện, nước, hơi, khí nén,… Như vậy sẽ hạn chế tối đa các chi phícho vận chuyển, hạ giá thành sản phẩm góp phần thúc đẩy sự phát triển của nhà máy. c. Về điều kiện về hạ tầng kỹ thuật. Địa điểm xây dựng, phải đảm bảo được sự hoạt động liên tục của nhà máy do vậy cần phải chú ý đến các yếu tố sau: + Phù hợp và tận dụng tối đa các hệ thống giao thông quốc gia bao gồm đường, đường sắt, đường sông, đường biển và kể cả đường hàng không. + Phù hợp và tận dụng tối đa các hệ thống mạng lướng cung cấp điện, thông tin liên lạc và các mạng lưới kỹ thuật khác. + Nếu ở địa phương chưa chắc có sẵn các điều kiện hạ tầng kỹ thuật trên thì phải xét đến khả năng xây dựng nó trước mắt cũng như tương lai. Nhiều nhà máy riêng khối lượng vận chuyển chiếm tới 40 ÷ 60% giá thành sản phẩm. d. Về điều kiện xây lắp và vận hành nhà máy. Địa điểm xây dựng được chọn cần lưu ý tới các điều kiện sau: + Khả năng nguồn cung cấp vật liệu, vật tư xây dựng. Để giảm chi phí giá thành đầu tư xây dựng cơ bản của nhà máy, hạn chế tối đa lượng vận chuyển vật tư xây dựng từ nơi xa đến. + Khả năng cung ứng nhân công trong quá trình xây dựng nhà máy cũng như vận hành nhà máy sau này. Do đó, trong quá trình thiết kế cần xác 96 định số công nhân của nhà máy và khả năng cung cấp nhân công ở các địa phương lân cận trong quá trình đô thị hoá. I.2.2. Các yêu cầu về kỹ thuật xây dựng a. Về địa hình. Khu đất phải có kích thước và địa hình thuận lợi cho việc xây dựng trước mắt cũng như việc mở rộng nhà máy trong tương lai. Kích thước, hình dạng và quy mô diện tích của khu đất nếu không hợp lý sẽ gây rất nhiều khó khăn trong quá trình thiết kế bố trí dây truyền công nghệ, cũng như việc bố trí các hạng mục công trình trên mặt khu đất đó. Do vậy khu đất được lựa chọn phải đáp ứng được nhu cầu sau: + Khu đất phải cao ráo tránh ngập lụt trong mùa mưa lũ, có mực nước ngầm thấp tạo điều kiện tốt cho việc thoát nước thải và nước bề mặt dễ dàng. + Khu đất phải tương đối bằng phẳng và độ dốc tự nhiên tốt nhất là I = 0,5÷ 1 % để hạn chế tối đa kinh phí san lấp mặt bằng ( thông thường chi phí này chiếm 10 ÷ 15 % giá thành công trình). b. Về địa chất. Khu đất được lựa chọn phải chú ý đến các yêu cầu sau: + Không được nằm trên vùng mỏ, khoáng sản hoặc địa chất không ổn định (động đất, sói mòn..). + Cường độ xây dựng khu đất là 1,5 ÷ 2,5 KG/cm2. Nên xây dựng trên nền đất sét, sét pha cát, đất đá ong, đất đồi…Để giảm tối đa chi phí gia cố nền móng của các hạng mục công trình nhất là các hạng mục công trình có tải trọng bản thân và tải trọng động lớn. c. Các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp. Khi chọn địa điểm xây dựng cần xét đến các môi liên hệ mật thiết giữa khu dân cư đô thị và khu công nghiệp. Điều đó là không tránh khỏi trong quá trình sản xuất do nhà máy thường thải ra khí thải, khói bụi, tiếng ồn… Để hạn chế tối đa ảnh hưởng xấu của môi môi trường công nghiệp tới khu dân cư, các nhà máy phải có khu cách ly theo tiêu chuẩn. Nếu nhà máy thải nhiều hơi độc, bụi… thì hệ thống thông gió hay ống khói phải chọn khu đất ở phía cuối gió thịnh hành trong năm so với khu dân cư phải có vùng cây xung quanh bảo vệ. Trong thực tế không có địa điểm nào thoả mãn toàn bộ những yêu cầu trên nên phải phân tích cân nhắc xem yêu cầu nào là cơ bản, chủ yếu để chú ý một cách thích đáng, vần đề nào thứ yếu có thể chiếu cố khắc phục được trong quá trình lựa chọn. II. THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG Thiết kế tổng mặt bằng nhà máy là một giai đoạn quan trọng, nhiệm vụ của nó là nghiên cứu, phân tích, tổng hợp mọi giữ liệu của dự án sang các 97 giải pháp bố trí thực tế trên địa hình một khu đất cụ thể đã được lựa chọn làm cơ sở cho việc tổ chức xây dựng nhà máy công nghiệp. II.1. Các nhiệm vụ chính khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy Đánh giá điều kiện tự nhiên, nhân tạo của khu đất xây dựng nhà máy làm cơ sở cho các giải pháp bố trí xắp xếp các hạng mục công trình, các công trình kỹ thuật, biện pháp giải quyết các vấn đề về khí hậu nhà máy và các nhà sản xuất… Sao cho phù hợp tối đa với dây chuyền công nghệ của nhà máy cũng như nhà máy lân cận trong vùng công nghiệp. Xác định cơ cấu mặt bằng, hình khối kiến trúc của các hạng mục công trình, định hướng nhà, tổ chức mạng lưới công trình phục vụ công cộng, trồng cây xanh, hoàn thiện khu đất xây dựng, định hướng phân tích thời kỳ xây dựng, nghiên cứu khả năng mở rộng và phát triển của nhà máy. Giải quyết vấn đề có liên quan đến môi trường qua các giải pháp để đảm bảo yêu cầu vệ sinh công nghiệp, chống ồn, chống ô nhiễm mặt nước và khí quyển, cũng như các vấn đề liên quan đến an toàn sản xuất như hoả hoạn hoặc sự cố đặc biệt khác. Giải quyết các quan hệ về cảnh quan đô thị với môi trường xung quanh tạo khả năng hoà nhập của nhà máy với các nhà máy lân cận, phù hợp hài hoà không gian tự nhiên của vùng. Đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật của phương án thiết kế về các phương diện như hiệu quả sử dụng đất, các chỉ tiêu kỹ thuật chuyên ngành. II.2. Các yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy Để có được phương án tối ưu khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy công nghiệp cần phải thoả mãn các yêu cầu sau: + Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy phải đáp ứng được yêu cầu cao nhất của dây chuyền công nghệ sao cho chiều dài của dây chuyền không trùng lặp lộn xộn, hạn chế tối đa sự giao nhau. Bảo đảm mối quan hệ mật thiết giữa các hạng mục công trình với hệ thống giao thông, các mạng lưới cung cấp kỹ thuật khác bên trong và bên ngoài nhà máy. + Trên khu đất xây dựng nhà máy phải được phân thành các khu vực chức năng theo đặc điểm sản xuất, yêu cầu vệ sinh, đặc điểm sự cố, khối lượng phương tiện vận chuyển, mật độ nhân công… Tạo điều kiện tốt cho việc vận hành của các khu vực chức năng. + Diện tích khu đất được tính thoả mãn mọi yêu cầu đòi hỏi của dây chuyền công nghệ trên cơ sở bố trí hợp lý các hạng mục công trình, tăng cường vận dụng các khả năng hợp khối nâng tầng sử dụng tối đa các diện tích không xây dựng để trồng cây xanh tổ chức môi trường công nghiệp và định hướng phát triển mở rộng nhà máy trong tương lai. 98 + Tổ chức hệ thống giao thông vận chuyển hợp lý phù hợp với dây chuyền công nghệ, đặc tính hàng hoá đáp ứng được mọi yêu cầu sản xuấtvà quản lý, luồng người, luồng hàng phải ngắn nhất không trùng lặp hoặc cắt nhau. Ngoài ra còn phải chú ý khai thác phù hợp với mạng lưới giao thông quốc gia cũng như các cụm nhà máy lân cận. + Thoả mãn các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, hạn chế tối đa các sự cố sản xuất, đảm bảo vệ sinh môi trường bằng các biện pháp phân khu vực chức năng, bố trí hướng nhà hợp lý theo hướng gió chủ đạo của khu đất. Khoảng cách các hạng mục công trình phải tuân theo quy phạm thiết kế, tạo mọi điều kiện cho việc thông thoáng tự nhiên, hạn chế bức xạ nhiệt của mặt trời truyền vào trong nhà. + Khai thác triệt để các đặc điểm địa hình tự nhiên, đặc điểm khí hậu địa phương nhằm giảm có thể chi phí san nền, sử lý nền đất, tiêu huỷ, sử lý các công trình ngầm khi bố trí các hạng mục công trình. + Phải đảm bảo mật thiết mối quan hệ với các nhà máy lân cận trong khu công nghiệp với việc sử dụng chung các công trình đảm bảo kỹ thuật, xử lý chất thải, chống ô nhiễm môi trường cũng như công trình hành chính phục vụ công cộng… Nhằm mang lại hiệu quả kinh tế, hạn chế vốn đầu tư xây dựng. + Phân chia thời kỳ xây dựng hợp lý, tạo điều kiện thi công nhanh, sớm đưa nhà náy vào sản xuất, nhanh chóng hoàn vốn đầu tư. + Bảo đảm yêu các yêu cầu thẩm mỹ của tổng công trình, tổng thể nhà máy. Hoà nhập đóng góp cảnh quan xung quanh tạo thành khung cảnh kiến trúc công nghiệp đô thị. II.3. Nguyên tắc phân vùng trong nhà máy Đây là biện pháp có tính định hướng ban đầu để có thể đi đến giải pháp tổng quy hoạch mặt bằng nhà máy hợp lý. Thực chất của biện pháp này là phân chia các bộ phận chức năng của nhà máy thành các nhóm theo đặc điểm sản xuất, khối lượng và đặc điểm vận chuyển hàng hoá, đặc điểm phân bố nhân lực, đặc điểm về yêu cầu vệ sinh công nghiệp cũng như các đặc thù sự cố của công đoạn sản xuất. Những nhóm chức năng này sẽ được bố trí trên các khu đất của nhà máy công nghiệp trong mối quan hệ của công nghệ sản xuất cũng như các yêu cầu về quy phạm sự cố và vệ sinh công nghiệp. Tuỳ theo đặc thù sản xuất của nhà máy mà người thiết kế sẽ vận dụng nguyên tắc phân vùng cho hợp lý. Trong thực tiễn thiết kế theo biện pháp phân chia khu đất thành các vùng theo đặc điểm sử dụng là phổ biến nhất. Biện pháp này chia diện tích nhà máy thành bốn vùng chính sau: II.3.1. Vùng trước nhà máy Vùng trước nhà máy là nơi bố trí các nhà hành chính, quản lý, phục vụ sinh hoạt, cổng ra vào, gara… Đối với các nhà máy có quy mô nhỏ, vùng 99 trước nhà máy hầu như được dành diện tích cho bãi đỗ xe, cổng bảo vệ, bảng tin và cây xanh cảnh quan. Diện tích tích vùng này tuỳ thuộc vào đặc tính sản xuất, quy mô của nhà máy có diện tích từ 4 ÷ 20% diện tích toàn nhà máy. II.3.2. Vùng sản xuất Vùng này bố trí các nhà và công trình nằm trong dây truyền sản xuất chính của nhà máy, như các phân xưởng sản xuất chính, phụ, sản xuất phụ trợ. Tuỳ theo đặc điểm sản xuất và quy mô của nhà máy diện tích vùng này chiểm từ 22 ÷ 52% diện tích toàn nhà máy. Đây là vùng quan trọng nhất của nhà máy nên khi bố trí cần lưu ý một số đặc điểm sau: + Khu đất được ưu tiên về điều kiện địa hình, địa chất cũng như về hướng. + Các nhà sản xuất chính, phụ, phụ trợ sản xuất có nhiều công nhân nên bố trí gần phía cổng hoặc gần trục giao thông công chính của nhà máy và đặc biệt ưu tiên về hướng. + Các nhà xưởng trong quá trình sản xuất gây ra các tác động xấu như: Tiếng ồn, lượng bụi, nhiệt thải ra nhiều hoặc dễ có sự cố cháy nổ nên đặt ở cuối hướng gió và tuân thủ chặt chẽ theo các quy phạm về vệ sinh công nghiệp. II.3.3. Vùng các công trình phụ Nơi đặt các nhà công trình cung cấp năng lượng bao gồm: các công trình cung cấp điện nước, sử lý nước thải và các công trình bảo quản kỹ thuật khác. Tuỳ theo mức độ của công nghệ yêu cầu vùng này có diện tích từ 14 ÷ 28% diện tích toàn nhà máy. Khi bố trí các công trình trên vùng này cần lưu ý một số điểm sau: + Hạn chế tối đa chiều dài của hệ thống cung cấp kỹ thuật bằng cách bố trí hợp lý giữa các nơi cung cấp và nơi tiêu thụ năng lượng. + Tận dụng các khu đất không lợi về hướng hoặc giao thông để bố trí các công trình phụ. + Các công trình có nhiều bụi, khói hoặc chất thải bất lợi đều phải bố trí cuối hướng gió chủ đạo. II.3.4. Vùng kho tàng và khu vực giao thông Trên đó bố trí các hệ thống kho tàng, bến bãi các cầu bốc dỡ hàng, sân ga, nhà máy… Tuỳ theo đặc điểm sản xuất và quy mô của nhà máy vùng này thường chiếm 23 ÷ 37% diện tích toàn nhà máy. Khi bố trí vùng này cần lưu ý một số các đặc điểm sau: + Cho phép bố trí các công trình trên vùng đất không ưu tiên về hướng. Nhưng phải phù hợp với nơi tập kết nguyên liệu và sản phẩm của nhà máy để dễ dàng cho việc nhập và xuất hàng của nhà máy. 100 + Tuy nhiên trong nhiều trường hợp, do đặc điểm và yêu cầu của dây chuyền công nghệ hệ thông kho tàng có thể bố trí gắn liền trực tiếp với bộ phận sản xuất. Vì vậy có thể bố trí một hệ thống kho tàng nằm ngay trong khu vực sản xuất. II.3.5. Ưu nhược điểm của phương pháp phân vùng a. Ưu điểm + Dễ dàng quản lý theo ngành, theo các xưởng, theo các công đoạn của dây truyền sản xuất trong nhà máy. + Thích hợp với những nhà máy có những xưởng, những công đoạn sản xuất có đặc điểm và điều kiện khác nhau. + Đảm bảo được yêu cầu vệ sinh công nghiệp, dễ dàng sử lý các bộ phận phát sinh các điều kiện bất lợi trong quá trình sản xuất như: khí độc, bụi, cháy nổ… + Dễ dàng bố trí hệ thống giao thông bên trong nhà máy. + Thuận lợi trong quá trình mở rộng phát triển nhà máy. + Phù hợp với đặc điểm khí hậu xây dựng ở nước ta. b. Nhược điểm + Dây chuyền sản xuất phải kéo dài. + Hệ thống đường ống kỹ thuật và mạng lưới giao thông tăng. + Hệ thống xây dựng và hệ số sử dụng thấp. II.4. Những căn cứ để sản xuất phân xưởng sản xuất cồn tuyệt đối theo phương pháp hấp phụ Zeolite + Dây chuyền công nghệ: Dây chuyền làm việc gián đoạn, khép kín. Thiết bị chính được bố trí trên cao phù hợp với yêu cầu và đặc điểm sản xuất. + Đặc điểm sản xuất của phân xưởng: Do cồn tuyệt đối là chất lỏng dễ bay hơi và khả năng gây cháy nổ rất cao do đó các đường ống phải kín, phân xưởng sản xuất phải đảm bảo thông gió tự nhiên là chính. + Điều kiện kinh tế kỹ thuật: Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật được ứng dụng ở nước ta hiện nay có thể đảm bảo kỹ thuật đối với một nhà máy hoá chất nói chung và phân xưởng sản xuất cồn tuyệt đối nói chung kể cả về trang bị và công nghệ kỹ thuật. Do kinh phí để xây dựng một phân xưởng sản xuất cồn tuyệt đối không lớn lắm cho nên có thể hoàn toàn xây dựng được nhà máy. II.5. Tính toán và xác định kích thước chính của các công trình trong nhà máy. 101 Dựa vào các yêu cầu và nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật và công nghệ, sửa chữa và thao tác, kích thước và chiều cao thiết bị ta thiết kế phân xưởng sản xuất cồn tuyệt đối theo phương pháp hấp phụ zeolite là nhà một tầng bê tông cốt thép toàn khối. - Kích thước: chiều dài 15m, chiều rộng 9m, chiều cao 5,4m. Trong nhà được bố trí các khu vực như sau: + Khu vực điều khiển: được bố trí cạch của ra vào là phòng có kích thước: 3×4,5 (m). + Khu vực lò hơi: Do lò hơi ta dùng than đốt nên bộ phận lò hơi được bố trí cách ngăn với các khu vực khác bằng tường ngăn cách. Kích thước phòng sinh hơi là:4,5×4,5 (m). + Phòng đựng khí Nitơ nén được đặt cạnh phòng sinh hơi và có tường ngăn cách. Kích thước phòng là: 4,5×4,5 (m). + Các thiết bị khác được bố trí trong nhà theo các yêu cầu sau: Thiết bị calorifier được bố trí ở gần lò hơi. Thiết bị hấp phụ được bố trí gần calorifier. Thiết bị tận dụng nhiệt được bố trí gần thiết bị chính. Thiết bị ngưng tụ và làm mát được bố trí gần bộ phận chứa sản phẩm. II.6. Cấu tạo phân xưởng sản xuất. Do đây là một phân xưởng sản xuất với quy mô nhỏ ta chọn phân xưởng sản xuất nhỏ gọn nhà làm bằng khung thép zamil. II.6.1. Kết cấu móng Móng là kết cấu dưới cột, trực tiếp nhận tải trọng từ cột xuống và chuyền xuống nền móng. Móng cột được chọn là cột BTCT hỗn hợp có cấu tạo như sau 400 200 150 Hình 5.1 Kết cấu móng II.6.2. Cột Cột là kết cấu chịu lực chính của khung, nó chịu tải trọng chính của mái, tường, tải trọng mưa, gió chuyền vào và đưa xuống móng. Chọn cột vát I 300 102 II.6.3. Mái Ta chọn kết cấu mái dầm làm bằng tôn. II.6.4. Cửa sổ Của sổ có kích thước: 1500×1500 (mm). II.6.5. Cửa ra vào phân xưởng Phân xưởng được bố trí với hai cửa ra vào. Cửa mặt tiền là cửa để vận chuyển khí N2 nén, than, nước mềm vào. cửa mặt ngang dùng để vận xuất và nhập hàng. Qua quá trình tính toán và lựa chọn ta thiết kế xưởng sản xuất cồn tuyệt có cấu tạo chi tiết như sau: A 75 0 2 M? T B? NG XU? NG S? N XU? T C? N TUY? T Đ? I THEO PHUONG PHÁP H? P PH? 9 mÆt b»ng 1500 1 2 3 4 5 3000 750 1500 750750 15000 3000 3000 3000 5001500 750 500 1500 1500 750 21 60 D 10 30 00 43 20 6 3000 750 4 14 40 21 60 C 4 7 90 00 30 00 14 40 B 6 4 5 V = 35 00 lí t V = 35 00 lí t 75 0 1 30 00 15 00 3 8 103 1 2 3000 3 4 3000 3000 5 6 3000 3000 12 6 1 0 9 8 8 10 4 7 99 54 00 1 2 3 4 3000 3000 3000 5 6 3000 3000 2,3 4 54 00 M? T C? T D? C XU? NG S? N XU? T C? N TUY? T Đ? I THEO PHUONG PHÁP H? P PH? 104 54 00 54 00 9 9000 A B 4 5 1 1 1 6 3 2 7 8 8 1500150015001500 1500 1500 M? T C? T NGANG XU? NG S? N XU? T C? N TUY? T Đ? I THEO PHUONG PHÁP H? P PH? 105 PHẦN VI: ĐIỆN, NƯỚC I.ĐIỆN Trong phân xưởng sản xuất sử dụng điện vào hai mục đích là chiếu sáng và tạo động lực cho động cơ làm việc. Chi phí điện năng sẽ làm ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm. Do vậy phảI bố trí điện cho hợp lý, vừa tiết kiệm, vừa đảm bảo phục vụ sản xuất. I.1. Tính phụ tải chiếu sáng Xác định loại đèn. Loại đèn sử dụng phụ thuộc vào chiều cao nhà, ở đây tẳ dụng hai loại đèn: đèn dây tóc và đèn neong. + Bố trí đèn: Việc bố trí đèn căn cứ vào các thông số sau: H: Chiều cao đèn tính từ mặt sàn hoàn thiện đến vị trí treo đèn, yêu cầu H> Hmin. ( Hmin = 3  4 (m) đối với đèn thông thường sử dụng công suất nhỏ hơn 200 w ). L: Khoảng cách giữa các đèn. Nếu chiếu sáng đồng đều thì đèn được mắc khắp phòng tạo thành hình chữ nhật, khoảng cách L chọn theo tỷ lệ: L/h có lợi nhất. Trong đó h = H – Ho h : chiều cao tính toán. Ho : chiều cao của thiết bị cao nhất. + Nếu đặt một hàng đèn thì: L/h = 1,8  2 ( m ). + Nếu đặt nhiều hàng đèn thì L/h = 1,8  2,5 (m). Khoảng cách từ đèn ngoàI cùng đến tường là I. + Nếu sát tường có người làm việc I = ( 0,25  0,32).L 106 +Nếu sát tường không có người làm việc I = (0,4  0,5).L Số lượng đèn và công suất tiêu thụ để chiếu sáng cho toàn phân xưởng cho trong bảng sau: TT Tên phòng Công suất đèn, (w ) Số lượng Tổng công suất 1. Toàn bộ mặt bằng sản xuất 100 30 3000 I.2. Tính phụ tải động lực Công suất động lực của dây chuyền được xác định theo bảng sau: TT Tên động cơ Công suất động cơ, (kw) Số lượng Tổng công suất, (kw) 1. Bơm kiểu cánh guồng 2,1 5 10,5 2. Bơm ly tâm 2,1 1 4,8 11. Tổng số 6 9 I.3.Lượng điện tiêu thụ hàng năm của nhà máy I.3.1. Điện năng thắp sáng Điện năng thắp sáng có thể tính theo công thức sau: Acs = Pcs.T.K Trong đó: K - hệ số đồng thời (Lấy K = 0,7). Pcs - công suất chiếu sáng. Pcs = 3 (kw). T - Thời gian chiếu sáng trong một năm T = T1.T2 Với T1 – thời gian chiếu sáng trong một ngày. 107 T1 = 20 h T2 – Thời gian làm việc trong năm T2 = 336 (ngày). Acs - Điện năng dùng chiếu sáng. Acs = 3.20.336.0,7 = 14112 (kwh). I.3.2. Điện năng cho phụ tải động lực Ađl = Kc.Pđl.T Trong đó: Kc – hệ số cần dùng. Kc = 0,5. T - số giờ máy móc làm việc trong năm T = T1.T2 Với T1 – Thời gian làm việc trong ngày, T1 = 20 (h). T2 – Thời gian làm việc trong năm, T2 = 336 (ngày) Acs = 0,5.9.20.336 = 30240 (kw). I.3.3. Điện năng tiêu thụ toàn phân xưởng trong một năm A = Kn. (Acs + Ađl) Trong đó: Kn - hệ số tính đến tổn hao trên mạng điện hạ áp, Kc = 1,01 A = 1,01.( 14112 + 30240) = 44795 (kwh). II. NƯỚC Nước sử dụng trong phân xưởng nhằm hai mục đích: nước sinh hoạt và nước sản xuất. II.1. Nước sinh hoạt Theo tiêu chuẩn nước sinh hoạt của người sản xuất là: 75 lít/người/ngày Số công nhân sản xuất trong một ca: 3 người; Nước sinh hoạt dùng trong một ngày: 3.75 = 225 (lít) = 0,225 (m3); 108 Tiêu tốn nước dùng cho sinh hoạt trong một năm là: Nsh = 0,225.336 = 7,56 (m3); II.2. Nước sản xuất Lượng nước mà chúng ta sử dụng để sản xuất bao gồm nước làm mát và nước mềm dùng trong lò hơi. Lượng nước dùng để làm mát là: 51 kg/h. Lượng nước dùng để sinh hơi là: 3340 kg/h. Do lượng nước dùng cho các quá trình này có hồi lưu lại sử dụng. Do đó lượng nước thực tế sử dụng cho một tháng cũng chính là lượng nước sử dụng trong một ngày. Giả thiết mỗi tháng ta phải thay lượng nước mềm này một lần.  Lượng nước sản xuất trong một năm là: M = (51 + 3340).24.12 = 976608 kg  Thể tích nước cần dùng trong một năm là: V = n M  = 1000 976608 = 976,6 m3 109 PHẦN VII: KINH TẾ I.TÓM LƯỢC DỰ ÁN Dự án kinh tế phản ánh cơ cấu tổ chức sản xuất vốn đầu tư xây dựng, thiết bị máy móc, giá thành sản phẩm và các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Thông qua tính toán kinh tế cho ta biết tính hợp lý của dự án và hiệu quả kinh tế của nó đồng thời quyết định xem xét việc xây dựng phân xưởng sản xuất đó có đúng đắn không. Trên cơ sở tính toán kinh tế thấy được hiệu quả kinh tế của toàn phân xưởng để xây dựng, thiết kế nhằm xác định chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật từ đó cho phép đầu tư các hạng mục trong giá thành sản phẩm. Cồn tuyệt đối là một loại nhiên liệu không được sử dụng nhiều ở Việt Nam nhưng vai trò của nó rất quan trọng trong việc làm tăng trị số octan của xăng, với nồng độ cồn trong xăng 10% thể tích nó làm tăng đáng kể trị số octan của xăng. Hơn nữa, việc nghiên cứu sản xuất cồn tuyệt đối với quy mô công nghiệp là một bước đột phá cho các ngành sản xuất nhiên liệu sạch ở Việt Nam. Sản xuất cồn nhiên liệu với quy mô công nghiệp còn giải quyết được vấn đề lao động cho lượng nhân công dồi dào ở Việt Nam. II. KẾ HOẠCH SẢN XUẤT II.1. Kế hoạch sản xuất Với tình hình giá thành nhiên liệu thế giới gia tăng chóng mặt hiện nay thì việc xây dựng một nhà máy sản xuất cồn ở Việt Nam là hết sức đúng đắn, đáp ứng và khắc phục được những nhu cầu nhiên liệu hiện nay. Với thực lực và kinh nghiệm của nước ta hiện nay chắc chắn phân xưởng sẽ nhanh chóng phát huy được toàn bộ công suất và có khả năng mở rộng nhà máy trong một thời gian ngắn. II.2. Tính toán kinh tế II.2.1. Vốn cố định. 110 Vốn cố định là giá trị các tài sản cố định như: nhà xưởng, máy móc, thiết bị, phương tiện… + Vốn xây dựng: Diện tích của phân xưởng là: 9.15 = 135 m2 Giá thuê đất: 420000 đ/m2.năm Giá xây dựng: 3000000 đ/m2 Giá thành thuê đất trong một năm là: 135 . 420000 = 56000000 đ Giá thành xây dựng phân xưởng là: 135.3000000 = 405000000đ Tổng số vốn đầu tư xây dựng lý thuyết là: 405000000 + 56000000 = 461000000 đ Khấu hao xây dựng XA lấy bằng 3% vốn xây dựng: 461000000.0,03 = 13891000  14000000 đ(đồng). Tổng vốn xây dựng thực tế là: 461000000 + 140000000 = 475000000 + Vốn đầu tư máy móc, thiết bị: TT Tên thiết bị Số lượng Đơn giá Thành tiền 1 Tháp hấp phụ 3 300.000.000 900.000.000 2 Calorifier 1 100.000.000 200.000.000 3 Bơm ly tâm 1 3.400.000 3.400.000 4 Bơm cánh guồng 4 5.000.000 20.000.000 5 Thiết bị ngưng tụ 2 60.000.000 120.000.000 6 Bể chứa nguyên liệu 2 18.000.000 36.000.000 7 Thiết bị chứa nitơ nén 8 5.000.000 40.000.000 8 Quạt gió 5 500.000 30.000.000 111 9 Hệ thống điều khiển 1 10.000.000 10.000.000 10 Máy nén khí Nitơ 1 5.000.000 5.000.000 10 Zeolite 668 (kg) 50.000/kg 34.430.000 10 nồi hơi 1 150.000.000 150.000.000 10 Tổng 1.549.000.000 Bảng 7.1 Vốn thiết bị: Vtb = 1.549.000.000(đồng) + Chi phí lắp đặt, vận chuyển bằng 20% vốn thiết bị. + Chi phí, dụng cụ đo, hệ thống dẫn lấy bằng 10% vốn thiết bị Vậy vốn đầu tư máy móc, thiết bị là: Vthm = 1549000000 + 0,2. 1549000000 + 0,1. 1549000000 Vthm = 2.013.000.000 (đồng) Tổng vốn cố định là: Vcđ = Vxd + Vtbm Vcđ =2013000000 + 475000000 Vcđ = 2.488.000.000 (đồng) II.2.2. Vốn lưu động. IV.2.2.1. Chi phí nguyên liệu. TT Tên nguyên liệu Số lượng (tấn, lít) Đơn giá (đồng /tấn,lít) Chi phí một năm(đồng) 1 Cồn công nghiệp 33600(l) 12.000/l 403.200.000 2 Khí Nitơ 16,6 7.000.000 121.000.000 3 Than đốt 379 3.000.000 1.137.000.000 4 Tổng cộng 1.661.200.000 Bảng 7.2 112 Chi phí nguyên vật liệu ở trên là đã tính cả chi phí cho vận chuyển, bốc rỡ…. IV.2.2.2. Chi phí về điện. Phần điện đã tính được lượng điện dùng trong một năm là: 44795 (kwh). Giá thành: 1500 (đồng/kwh) Chi phí cho nhu cầu về điện là: Vđiện = 1500. 44795 = 67 190 000 (đồng/năm). II.2.3. Chi phí nhu cầu về nước. Phần nước đẫ tính được một năm lượng nước cần là: 3951,32 (m3). Giá nước 6000 (đồng/m3). Vậy giá thành nước sản xuất là: Vnước = 6000.977 =5 862 000 (đồng/năm) II.2.4. Tính nhu cầu lao động + Bố trí nhân công tham gia trực tiếp cho từng thiết bị và từng ca trực như sau: Thiết bị phản ứng: 1 công nhân. Kiểm tra nồng độ hơi cồn: 1 công nhân. Nồi cấp hơi: 1 công nhân. Kỹ sư: 1 kỹ sư Quản đốc 1 người Tổng: 5 người. II.2.4.1. Tính quỹ lương trả cho công nhân trực tiếp + Lương trả cho mỗi công nhân: 3 000 000/tháng Tổng số tiền phải trả lương cho công nhân trong một năm là: 3.3000000.12 = 108 000 000 đồng + Mức lương trả cho một kỹ sư hiện nay: 5000000 đồng/tháng 113 Tổng lương phải trả cho kỹ sư là: 5000000.12 = 60 000 000 đồng + Mức lương trả cho quản đốc: 12 000 000 đồng Tổng lương phải trả cho quản đốc trong một năng là: 12000000.12 = 144 000 000 đồng. Tổng lương chi trả cho lao động trong năm là: 144 000 000 + 60 000 000 + 108 000 000 = 312 000 000 đồng II.2.5. Giá thành sản phẩm. + Khấu hao tài sản hàng năm. + Khấu hao trung bình hàng năm về thiết bị: A1 = 0,1.Vthiết bị = 0,1. 424900000 = 42490000 (đồng). + Khấu hao tài sản cố định bằng khấu hao xây dựng cộng khấu hao máy móc: 28830000 + 42490000 = 71320000 (đồng). Bảng tổng hợp chi phí chủ yếu: TT Khoản mục chi phí chủ yếu Tiền 1 Nguyên liệu 1.661.200.000 2 Điện 67.190.000 3 Nước 5.862.000 4 Lương 312.000.000 6 Khấu hao tài sản cố định 14.000.000 7 Tổng 2.058.000.000 Bảng 7.3 + Giá thành toàn bộ (Gtb). Gtb = phÝ kh¸c chi c¸c % lÖ tû 100 yÕu. chñphÝ chi tæng 100 Trong đó các chi phí khác bao gồm: 114 + Chi phí phân xưởng chiếm 10% giá thành toàn bộ. + Chi phí quản lý nhà máy chiếm 3% giá thành toàn bộ. + Chi phí ngoài sản xuất chiếm 2% giá thành toàn bộ. Do đó ta có: Gtb = 15100 2058000000  .100 = 2417861000 (đồng). + Chi phí phân xưởng: Ppx = 0,1.Gtb Ppx = 0,1. 2417861000 = 241786100 (đồng). +Suy ra giá thành phân xưởng: Gpx = chi phí chủ yếu + Ppx G px = 2417861000 + 241786100 Gpx = 2659647000 (đồng). Bảng ước tính giá thành sản phẩm: TT Khoản mục chi phí Tiền (đồng) 1 Nguyên liệu 1.661.200.000 2 Nước, điện 33.052.000 3 Lương 312.000.000 4 Khấu hao tài sản cố định 14.000.000 5 Chi phí phân xưởng 2659647000 6 Tổng 4.674.829.000 Bảng 7.4 + Giá thành một tấn sản phẩm: Gsp = c¶ n¨m l­îng ns¶ bé toµn thµnh gi¸ (đồng/l). Gsp = 336000 4674829000 = 13.900 (đồng/ l) II.2.6. Lãi và thời gian thu hồi vốn 115 + Thời gian thu hồi vốn: T = LA V  Trong đó: A – khấu hao tài sản cố định hàng năm. L – lãi hàng năm. V – vốn đầu tư xây dựng và thiết bị. Ta chọn chỉ tiêu sau 5 năm thì vốn cố định sẽ được thu hồi.  L = T V - A = 5 1549000000 - 14000000 = 295800000 đ + Lãi hàng năm: L = S.(Gtp - B)  Gtp = S L + B Trong đó: L – lãi hàng năm của nhà máy. S – sản lượng hàng năm của nhà máy. Gtp – giá thành một đơn vị sản phẩm bán ra. B – giá một đơn vị sản phẩm.  Gtp = 336000 2958000000 + 13900 đ = 14.800 đ + Tỷ suất lãi: Tỷ suất lãi = 4674829000 2958000000  G L = 0,06 = 6% 116 117 KẾT LUẬN Sau một thời gian học tập tại trường em đã cố gắng học tập và trau dồi kiến thức. Em đã được giao nhiệm vụ thiết kế xưởng sản xuất cồn tuyệt đối theo phương pháp hấp phụ chọn lọc trên chất hấp phụ zeolite 3A với năng suất 1000l/ngày.Vận dụng những kiến thức đã được học và sự hướng dẫn tận tình của thầy Văn Đình Sơn Thọ em đã hoàn thành được các nhiệm vụ chính sau: - Tổng quan của quá trình sản xuất cồn tuyệt đối. - Tính toán cân bằng vật chất và cân bằng nhiệt lượng. - Tính toán thiết bị phản ứng chính D = 0,8 (m) ; H = 2 (m) - Lựa chọn các thiết bị trao đổi nhiệt phù hợp các quá trình truyền nhiệt trong sơ đồ. - Thiết kế xây dựng: Tổng diện tích 135m2. - Tính toán kinh tế cho toàn phân xưởng. Mặc dù em đã cố gắng rất nhiều song do còn thiếu những kinh nghiệm thực tế nên bản đồ án không tránh khỏi những sai sót nhất định. Em rất mong được sự góp ý chỉ bảo của các thầy cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS. Văn Đình Sơn Thọ và các thầy cô trong toàn khoa và bạn bè đã giúp đỡ em hoàn thành quyển đồ án này. Hà Nội, tháng 5 năm 2008 Sinh viên Lê Văn Trung 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Đinh Thị Ngọ. Hoá học dầu mỏ và khí. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 2006 2.Nguyễn Bin . Tính toán quá trình và thiết bị trong công nghệ hoá chất và thực phẩm . Tập 4 .Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật . 2001 3. Tập thể tác giả. Sổ tay quá trình và thiết bị trong công nghệ hoá chất và thực phẩm. Tập 1. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 2005 4. Tập thể tác giả. Sổ tay quá trình và thiết bị trong công nghệ hoá chất và thực phẩm. Tập 2. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 2005 5. Nguyễn Bin. Các quá trình thiết bị trong công nghệ hoá chất và thực phẩm. Tập 4. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 2002 6. Bùi Hải, Trần Thế Sơn. Kỹ thuật nhiệt. Đại học Bách Khoa Hà Nội - 1990 7.E.Lalik , R.Mirek , J.Rakocry , A.Groszek . Microcalorimetric study of sorption of water and etanol in Zeolites 3A and 5A .Catalysis today 114(2006) 242-247 . 8.John Cambell. Gas conditioning and processing.Cambell petroleum series USA.1984. 9. Nguyễn Hữu Tùng, Nguyễn Văn Cường. Nghiên cứu các phương pháp và chế độ tái sinh Zeolite dùng trong sản xuất cồn cao độ. 2007. 10.Ullmann’s Encyclopedia of industrial chemitry. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KgaA. 2004 . 11.Tập thể tác giả. Sổ tay tóm tắt các đại lượng hoá lý. Tủ sách đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh. 1992. 12. Hoàng Văn Chước. Thiết kế hệ thống thiết bị sấy. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội – 2006. 13.Nguyễn Bin . Các quá trình thiết bị trong công nghệ hoá chất và thực phẩm. Tập 1 . Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 2002 14.Nguyễn Bin . Các quá trình thiết bị trong công nghệ hoá chất và thực phẩm. Tập 2 . Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 2002 15.Nguyễn Bin . Các quá trình thiết bị trong công nghệ hoá chất và thực phẩm. Tập 3 . Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 2002 119 Mục lục PHẦN I: GIỚI THIỆU CHUNG .................................................................. 1 PHẦN II: LÝ THUYẾT CHUNG ................................................................ 4 I. NGUYÊN LIỆU ETANOL ......................................................................................4 I.1. Tính chất của Etanol ..........................................................................................4 I.2. Cơ chế phụ gia của Etanol khi pha vào xăng ......................................................4 I.3. Ứng dụng của Etanol .........................................................................................5 I.4. Tình hình sản xuất Etanol trên thế giới hiện nay ................................................5 II. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỒN CAO ĐỘ ............................................................8 II.1. Phương pháp chưng cất ....................................................................................8 II.1.1. Chưng trích ly: ..........................................................................................8 II.1.2. Chưng phân tử [3]...................................................................................10 II.2. Phương pháp dùng chất hấp phụ chọn lọc – Zeolite ........................................11 II.2.1. Giới thiệu về Zeolite [1]........................................................................11 II.2.2. Quá trình hấp phụ [4- 241].....................................................................13 II.2.3. Phương pháp sản xuất cồn tuyệt đối bằng vật liệu hấp phụ chọn lọc.........15 II.3. Phương pháp dùng các chất hút ẩm.................................................................21 II.4. Phương pháp thẩm thấu qua màng ..................................................................21 II.5. Phương pháp kết hợp bốc hơi thẩm thấu và rây phân tử ..................................23 II.6. Kết hợp chưng cất và thẩm thấu qua màng: ....................................................23 II.7. So sánh đánh giá các phương pháp .................................................................24 III. MỘT SỐ CÁC THỰC NGHIỆM VỀ PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ SẢN XUẤT CỒN BẰNG ZEOLITE 3A .......................................................................................26 III.1 Các tính chất và các đại lượng nhiệt động của quá trình hấp phụ nước: ..........28 III.2 Các tính chất và các đại lượng nhiệt động của quá trình hấp phụ Etanol .........28 III.3 Đường cong biểu diễn quá trình nhiệt và quá trình hấp phụ , nhả hấp phụ nước trên chất hấp phụ [7]: ...............................................Error! Bookmark not defined. PHẦN III: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG .........................................................................................30 A. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT ...............................................................30 I. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ .........................................................30 I.1. Tính vρ và rρ .................................................................................................30 I.2. Tính lưu lượng khối lượng hỗn hợp đầu vào ....................................................30 I. 3. Tính lượng nước bị hấp phụ trong một giờ ......................................................31 I.4. Cân bằng vật chất lượng nước vào và ra khỏi tháp hấp phụ ..............................31 II. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH NHẢ HẤP........................................................34 III. TÍNH LƯỢNG ZEOLITE CẦN THIẾT VÀ TỐC ĐỘ HỖN HỢP ĐẦU VÀO ....35 III.1 Tính lượng Zeolite cần thiết ...........................................................................35 B. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG ........................................................37 I. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ .........................................................38 I.1. Tính nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình hấp phụ ở 107 oC trong một mẻ: ..........38 120 I.2. Tính toán nhiệt độ trung bình của toàn bộ thiết bị trong quá trình thực hiện hấp phụ ........................................................................................................................39 II. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH LÀM NÓNG VẬT LIỆU (2) TỪ 107oC ÷ 350oC ..................................................................................................................................40 II.1. Tính nhiệt cần thiết để nâng nhiệt độ chất hấp phụ: ........................................40 II.2. Nhiệt lượng Q2N để để nâng lượng nước bị hấp phụ từ 107 ÷ 350 oC ..............41 II.3. Nhiệt lượng Q2E để nâng nhiệt của Etanol bị hấp phụ từ 107 ÷ 350 oC............41 III. TÍNH TOÁN CHO QUÁ TRÌNH GIẢI HẤP (3) .................................................41 II.1. Tính nhiệt lượng cần thiết để thực hiện quá trình giải hấp phụ Q3 ...................42 IV. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH LÀM MÁT VẬT LIỆU (4) ......................................42 V. TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH CẤP NHIỆT NHẢ HẤP PHỤ ...................................43 V.1. Tính nhiệt lượng do lượng khí N2 mang vào trong quá trình làm nóng khối vật liệu lên nhiệt độ 350oC...........................................................................................43 V.2. Tính lượng nhiệt do Nitơ mang vào trong quá trình thực hiện quá trình nhả hấp phụ ở 350oC...........................................................................................................43 V.3. Tính toán lượng N2 cần thiết cho quá trình nâng nhiệt độ của khối vật liệu từ nhiệt độ 107 ÷ 350oC .............................................................................................44 V.4. Tính lượng N2 cần thiết để thực hiện quá trình nhả hấp phụ............................45 V.5. Tính tốc độ khí N2 trong quá trình nhả hấp phụ và làm nóng khối vật liệu ......46 VI. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN LƯỢNG N2 ĐỂ LÀM MÁT KHỐI VẬT LIỆU TRONG QUÁ TRÌNH (4) .........................................................................................47 VI.1. Lựa chọn tốc độ dòng khí để thực hiện quá trình làm mát khối vật liệu .........47 VI.2. Tính toán nhiệt độ trung bình của dòng khí N2 sau khi ra khỏi tháp trong quá trình làm mát khối vật liệu .....................................................................................47 VI.2.1. Tính Lượng khí N2 truyền qua thiết bị trong 8h ......................................48 VI.2.2. Tính lượng nhiệt thực tế mà khối vật liệu truyền cho khối khí trong 8h ..48 VI.2.3. Tính nhiệt độ dòng khí N2 sau khi ra khỏi thiết bị T4r .............................48 VI.3. Tính toán nhiệt độ trung bình của dòng khí sau khi qua thiết bị trao đổi nhiệt dòng khí nhả hấp phụ.............................................................................................49 VI.3.1. Tính nhiệt lượng dòng hơi nhả hấp truyền cho thiết bị trao đổi nhiệt trong giai đoạn (2).......................................................................................................50 VI.3.2. Tính lượng nhiệt dòng hơi nhả hấp truyền cho thiết bị trao đổi nhiệt trong giai đoạn (3).......................................................................................................50 VI.3.3. Tính nhiệt độ của dòng khí N2 tận dụng nhiệt sau khi đi ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt......................................................................................................51 VII. TÍNH TOÁN LƯỢNG NƯỚC LÀM MÁT ........................................................52 VII.1.Tính nhiệt toả ra do hỗn hợp khí nhả toả ra sau khi làm lạnh.........................52 VII.2. Tính toán tốc độ dòng nước làm mát............................................................52 VII.3. Tính nồng độ của rượu ngưng tụ lấy ra từ thiết bị làm lạnh ..........................53 VIII. TÍNH TOÁN NHIỆT LƯỢNG CALORIFIER CẦN CẤP ................................54 Hình 3.6.............................................................................................................54 VIII.1. Tính toán lượng nhiệt cần thiết để đưa dòng khí N2 từ 115oC ÷ 350 oC.......54 VII.2.Tính toán lưu lượng dòng hơi nước quá nhiệt đi trong calorifier ...................55 IX. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT LƯỢNG NỒI HƠI CUNG CẤP ...................57 IX.1. Tính lượng nước cần thiết để đun trong nồi hơi.............................................57 IX.2. Tính toán nhiệt lượng cần thiết nồi hơi cung cấp cho hơi nước ......................57 121 IX.2.1. Tính toán nhiệt lượng cần thiết đưa nước trong nồi hơi lên 600oC ..........57 IX.2.2. Tính nhiệt lượng cần thiết mà nồi hơi cần bù lại cho hơi nước khi trao đổi nhiệt qua calorifier .............................................................................................58 IX.3. Tính lượng than cần cung cấp để đốt nồi hơi .................................................59 PHẦN IV: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ...............................................................59 I. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH............................................................................59 I.1. Chọn kích thước thiết bị ..................................................................................59 I.1.1. Tính vận tốc cho phép của dòng khí ..........................................................60 I.1.2. Tính toán chiều cao của tháp .....................................................................60 I.1.3. Tính tổn thấp áp suất qua lớp hạt...............................................................63 I.2. Tính chiều dày thân tháp..................................................................................65 66 I.3. Tính đường kính ống dẫn hơi vào tháp.............................................................66 ....................................................................................................................... II. TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ PHỤ....................................................70 II.1. Thiết bị trao đổi nhiệt .....................................................................................70 II.1.1. Thiết bị truyền nhiệt loại vỏ bọc ngoài [4-113] ......................................70 II.1.2. Thiết bị truyền nhiệt loại ống ...................................................................71 II.1.4. Thiết bị truyền nhiệt loại xoắn ốc.............................................................76 II.1.5. Thiết bị truyền nhiệt loại ống có gân ........................................................77 II.1.6. So sánh và lựa chọn thiết bị trao nhiệt......................................................77 II.2. Calorifier cấp nhiệt .........................................................................................78 II.2.3. Calorifier khói – khí ................................................................................82 II.2.4. Lựa chọn calorifier cấp nhiệt ...................................................................83 II.3. Nồi hơi ...........................................................................................................84 II.4. Thiết bị ngưng tụ ............................................................................................85 II.4.1. Ngưng tụ gián tiếp ...................................................................................86 II.5. Lựa chọn thiết bị lọc bụi.................................................................................87 II.5.1. Thiết bị đường lắng .................................................................................87 II.5.2. Thiết bị buồng lắng..................................................................................88 II.5.3 Xyclon lọc bụi ..........................................................................................89 II.5.4. Thiết bị lọc tay áo ....................................................................................89 II.5.4. Thiết bị lọc kiểu vách ngăn ......................................................................90 II.5.5 Một số thiết bị khác ..................................................................................91 II.6. Lựa chọn bơm ................................................................................................92 II.6.1 Bơm vận chuyển chất lỏng........................................................................92 II.6.2. Bơm vận chuyển chất khí ........................................................................92 PHẦN V – XÂY DỰNG ............................................................................94 I. XÁC ĐỊNH ĐỊA ĐIỂM XÂY DỰNG NHÀ MÁY.................................................94 I.1. Các cơ sở để xác định địa điểm xây dựng ........................................................94 I.2. Các yêu cầu đối với địa điểm xây dựng............................................................95 I.2.1. Các yêu cầu chung ....................................................................................95 I.2.2. Các yêu cầu về kỹ thuật xây dựng .............................................................96 II. THIẾT KẾ TỔNG MẶT BẰNG ...........................................................................96 II.1. Các nhiệm vụ chính khi thiết kế tổng mặt bằng nhà máy ................................97 II.2. Các yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy ..................................................97 122 II.3. Nguyên tắc phân vùng trong nhà máy.............................................................98 II.3.1. Vùng trước nhà máy ................................................................................98 II.3.2. Vùng sản xuất..........................................................................................99 II.3.3. Vùng các công trình phụ ..........................................................................99 II.3.4. Vùng kho tàng và khu vực giao thông.....................................................99 II.3.5. Ưu nhược điểm của phương pháp phân vùng ......................................... 100 II.4. Những căn cứ để sản xuất phân xưởng sản xuất cồn tuyệt đối theo phương pháp hấp phụ Zeolite ....................................................................................................100 II.5. Tính toán và xác định kích thước chính của các công trình trong nhà máy. ...100 II.6. Cấu tạo phân xưởng sản xuất. ....................................................................... 101 II.6.1. Kết cấu móng ........................................................................................ 101 II.6.2. Cột ........................................................................................................ 101 II.6.3. Mái........................................................................................................ 102 II.6.4. Cửa sổ ...................................................................................................102 II.6.5. Cửa ra vào phân xưởng .......................................................................... 102 PHẦN VI: ĐIỆN, NƯỚC .........................................................................105 I.ĐIỆN .................................................................................................................... 105 I.1. Tính phụ tải chiếu sáng .................................................................................. 105 I.2. Tính phụ tải động lực..................................................................................... 106 I.3.Lượng điện tiêu thụ hàng năm của nhà máy .................................................... 106 I.3.1. Điện năng thắp sáng................................................................................ 106 I.3.2. Điện năng cho phụ tải động lực ............................................................... 107 I.3.3. Điện năng tiêu thụ toàn phân xưởng trong một năm ................................ 107 II. NƯỚC ................................................................................................................ 107 II.1. Nước sinh hoạt ............................................................................................. 107 II.2. Nước sản xuất .............................................................................................. 108 PHẦN VII: KINH TẾ ...............................................................................109 I.TÓM LƯỢC DỰ ÁN ............................................................................................ 109 II. KẾ HOẠCH SẢN XUẤT ................................................................................... 109 II.1. Kế hoạch sản xuất ........................................................................................ 109 II.2. Tính toán kinh tế .......................................................................................... 109 II.2.1. Vốn cố định. .......................................................................................... 109 II.2.2. Vốn lưu động......................................................................................... 111 II.2.3. Chi phí nhu cầu về nước. ....................................................................... 112 II.2.4. Tính nhu cầu lao động ........................................................................... 112 II.2.5. Giá thành sản phẩm. .............................................................................. 113 II.2.6. Lãi và thời gian thu hồi vốn ...................................................................114