Đồ án tốt nghiệp Tính toán thiết kế hệ thống chưng cất ethanol với công suất 100000 m3/năm trong công nghệ sản xuất Bio─Ethanol từ sắn Đồ án tốt nghiệp Mục lục MỤC LỤC Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 2 Đồ án tốt nghiệp Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Đặng Bình Thành, người đã trực tiếp hướng dẫn em hết sức tận tình, chu đáo về mặt chuyên môn, động viên em về mặt tinh thần để em hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này Em xin gửi lời cảm ơn tới tất cả thầy cô giáo trong bộ môn Máy và Thiết bị Công nghiệp Hóa Chất, Viện Kỹ thuật Hóa học, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình dạy dỗ, chỉ bảo em trong suốt thời gian năm năm học tập và rèn luyện tại trường Em xin chân thành cảm ơn các anh chị phòng Kỹ Thuật cùng toàn thể Công ty Cổ phần Nhiên liệu Sinh học Miền trung đã cho phép em thực tập tại Quý Công ty, từ đó tạo tiền đề cho em có thể hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp này Sau cùng em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, người thân và bạn bè đã luôn động viên giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội cũng như trong thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp Hà Nội, Ngày 02 Tháng 06 Năm 2012 Sinh viên Hồ Sỹ Chính Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 3 Đồ án tốt nghiệp Mở đầu MỞ ĐẦU Thế giới hiện nay đang phải đương đầu với hai cuộc khủng hoảng lớn – sự ấm lên toàn cầu và giá cả tăng cao của các loại nhiên liệu không tái tạo Tuy nhiên, cả hai vấn đề này đều có một giải pháp thông thường – một nhiên liệu thay thế nguồn năng lượng tái tạo và hạn chế các loại khí thải gây hiện tương nóng lên toàn cầu Trên phương hướng đó, các nhà nghiên cứu và các nhà khoa học trên thế giới đã tìm ra một nguồn nhiêu liệu tốt hơn và thân thiện với môi trường – Ethanol sinh học Là một trong những nguồn nhiên liệu thay thế với những lợi ích tuyệt vời của nó, đồng thời được đánh giá là nguồn nhiên liệu tiềm năng với nhiều nước trên thế giới Mặc dù có nhiều thuận lợi và khó khăn khi sản xuất ethanol sinh học nhưng hiện nay ethanol sinh học đã được sử dụng như là một nhiên liệu phụ ở một số nước Trong nhiều năm qua, công nghệ sản xuất ethanol sinh học đã được phát triển, đổi mới vượt bậc, đem lại hiệu quả cao Công nghệ được chú trọng nhất trong dây chuyền là việc chưng cất ethanol từ giấm chín sau khi lên men Vì vậy vấn đề tính toán, thiết kế cải tiến công đoạn chưng cất cũng như toàn quá trình nói chung là điều tất yếu Bản đồ án của em với đề tài là: “Tính toán thiết kế hệ thống chưng cất ethanol với công suất 100000 m 3/năm trong công nghệ sản xuất Bio─Ethanol từ sắn” Trong đó gồm các phần chính sau: + Chương 1: Tổng quan về Bio─Ethanol và công nghệ sản xuất Bio─Ethanol trong công nghiệp + Chương 2: Tổng quan về quá trình chưng luyện + Chương 3: Tính toán công nghệ tháp chưng luyện Ethanol + Chương 4: Tính toán kết cấu cho tháp chưng luyện Ethanol + Chương 5: Tính toán các thiết bị phụ trợ Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 4 Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan về Bio-Ethanol CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIO─ETHANOL VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIO─ETHANOL TRONG CÔNG NGHIỆP 1.1 Tổng quan về Bio─Ethanol 1.1.1 Khái niệm về Bio─Ethanol Bio─Ethanol (ethanol sinh học) là ethanol được sản xuất từ các loại nguyên liệu thực vật chứa đường bằng phương pháp lên men vi sinh hoặc từ các loại nguyên liệu chứa tinh bột và cellulose thông qua các phản ứng trung gian thủy phân thành đường Hiện này trên thế giới, nguyên liệu chứa đường và tinh bột được sử dụng phổ biết hơn do chi phí sản xuất thấp Xăng sinh học là hỗn hợp được pha trộn theo tỷ lệ xác định giữa ethanol và xăng Một số loại xăng sinh học đang được sử dụng trên thế giới như E5, E10, E85… Ở Việt nam, chỉ mới đưa ra thị trường loại xăng E5 do Cty PV oil cung cấp [1] 1.1.2 Lịch sử phát triển và ứng dụng của Bio─Ethanol Từ những năm 1973 trở về trước, Bio─Ethanol không được phát triển nhiều, vì đương thời, công nghệ Hóa dầu rất phát triển, trữ lượng xăng dầu còn lớn, nên giá thành thấp Sau những năm 1973, cuộc khủng hoảng dầu mỏ trên toàn thế giới xảy ra [2], khiến giá thành xăng dầu lên cao, nên các nước phát triển như Mỹ, Braxin và một số nước châu Âu bắt đầu khởi động lại các nghiên cứu về Bio─Ethanol Sau đó, Bio─Ethanol được phát triển mạnh, đưa vào sự dụng thực tế ở một số nước như Mỹ, Braxin, Nhật Bản… Đầu thế kỉ 21, xăng sinh học đã trở thành nhiên liệu được ưu tiên hàng đầu trong xây dựng chiến lược về năng lượng tại Mỹ, Tây Âu, Nhật, Braxin… Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 5 Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan về Bio-Ethanol Ưu điểm của xăng sinh học là xăng cháy triệt để hơn, loại bỏ phụ gia chống kích nổ chứa chì, giảm phát thải CO2 ra không khí đáng kể so với xăng thường Nhược điểm lớn nhất của xăng sinh học là do nồng độ cao Bio─Ethanol sẽ làm hỏng các chi tiết lăng bằng cao su, nhưa trong động cơ Những loại xăng sinh học đã được sử dụng trên thế giới [3]: + E5, E10: Bio─Ethanol pha 5%, 10% thể tích vào xăng, được sử dụng thông dụng, không ảnh hưởng đến động cơ xe + E25: Bio─Ethanol pha 25% thể tích vào xăng, động cơ xe cần phải cải tiến một số chi tiết, điề chỉnh thời gian phun nhiên liệu Braxin là quốc gia sử dụng nhiều nhất loại xăng này +E85: Bio─Ethanol pha 85% thể tích vào xăng, chỉ sử dụng cho các động cơ được chế tạo riêng Tiêu biểu là dòng xe Ford focus sản xuất ở Mỹ Thực tế, người ta sẽ không pha Bio─Ethanol với xăng theo tỷ lệ trung bình 40 đến 60% vì ở tỷ lệ này, xăng sau khi pha sẽ bị phân lớp rất nhanh trong quá trình lưu trữ Hiệu quả khi dùng xăng sinh học thay thế: + Xăng pha 5% Bio─Ethanol sẽ tiết kiêm được 5% nhiên liệu so với xăng thường + Công suất của động được cải thiện hơn + Khi thải CO và Hidrocacbon giảm hơn 10% + Khả năng tăng tốc của đông cơ được tốt hơn 1.2 Tổng quan về Công nghệ sản xuất Bio─Ethanol 1.2.1 Các phương pháp sản xuất Ethanol Ethanol có thể sản xuất bằng nhiều phương pháp khác nhau , trong đó có hai phương pháp sau là phổ biến và cơ bản nhất Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 6 Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan về Bio-Ethanol + Công nghệ sản xuất ethanol tổng hợp: Tổng hợp ethanol có nghĩa là sản xuất ethanol bằng phương pháp hoá học, trên thế giới người ta sản xuất ethanol bằng nhiều phương pháp khác nhau Trong công nghệ tổng hợp hoá dầu ethanol được sản xuất bằng dây chuyền công nghệ hydrat hoá đối với khí etylen hoặc công nghệ cacbonyl hoá với methanol Hydrat hoá: CH2=CH2 + H2O C2H5OH Cacbonyl: C2H5OH + H2O CH3OH + CO + 2 H2 + Công nghệ sản xuất ethanol sinh học: Công nghệ này dựa trên quá trình lên men các nguồn hydratcacbon có trong tự nhiên như: nước đường ép, ngô, sắn, mùn, gỗ (C6H10O5)n + n H2O nC6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + Q Trong quá trình sản xuất ethanol sinh học có thể phân thành 2 công đoạn là công đoạn lên men nhằm sản xuất Bio─Ethanol có nồng độ thấp và công đoạn chưng cất làm khan để sản xuất ethanol có nồng độ cao để phối trộn vào xăng Hiện nay sản xuất cồn chủ yếu và phổ biến là sản xuất theo phương pháp sinh học 1.2.2 Các nguồn nguyên liệu sản xuất Bio─Ethanol Nguồn nguyên liệu để sản xuất Bio─Ethanol chủ yếu từ: + Các loại nguyên liệu chứa đường: mía, củ cải đường, thốt nốt … + Các loại nguyên liệu chứa tinh bột: sắn, ngô, gạo, lúa mạch, lúa mì… + Các loại nguyên liệu chứa cellulose Tuy nhiên, tùy theo lợi thế về nguồn nguyên liệu của mỗi quốc gia, người ta chọn loại nguyên liệu có lợi thế nhất để sản xuất Bio─Ethanol nhiên liệu Ở Việt Nam, các nguồn nguyên liệu thích hợp có thể sản xuất Bio─Ethanol là mía, sắn, gạo, ngô và rỉ đường Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 7 Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan về Bio-Ethanol 1.2.3 Sự khác nhau giữa công nghệ sản xuất cồn thực phẩm và Bio─Ethanol 1.2.3.1 Mục đích sử dụng + Cồn thực phẩm: Người ta sản xuất cồn thực phẩm là để pha chế thành rượu và các loại đồ uống có cồn Các loại đồ uống này được dùng trực tiếp cho con người nên trong thành phẩm của cồn thực phẩm chỉ bao gồm chủ yếu là etanol Các loại cồn đầu, dầu fusel, andehyt, axit, este… có hại cho sức khoẻ phải càng ít càng tốt và không được vượt quá ngưỡng qui định Ngoài ra, do phải pha loãng khi pha chế, nên không bắt buộc phải sản xuất ra cồn có nồng độ rất cao + Cồn nhiên liệu: Cồn nhiên liệu được sản xuất để dùng làm chất đốt Khi sản xuất cồn nhiên liệu người ta không cần phải tách bỏ cồn tạp vì bản thân chúng khi cháy cũng tạo ra năng lượng Trái với cồn thực phẩm, cồn nhiên liệu bắt buộc phải tách nước triệt để, vì nếu hàm lượng nước có trong cồn càng cao thì làm giảm hiệu quả của quá trình cháy và ảnh hưởng đến động cơ thiết bị, đồng thời khi pha cồn vào xăng sẽ dẫn đến sự phân tách pha Cũng chính vì vậy mà khi sản xuất còn nhiên liệu, người ta phải chọn giải pháp công nghệ thích hợp để loại bỏ nước trong cồn, tạo ra cồn có nồng độ rất cao 1.2.3.2 Sự khác nhau trong công nghệ sản xuất ethanol thực phẩm và ethanol nhiên liệu Sự khác nhau trong công nghệ sản xuất ethanol thực phẩm và ethanol nhiên liệu chủ yếu xảy ra ở công đoạn cuối: chưng cất, tách nước [4]: Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 8 Đồ án tốt nghiệp Công đoạn Chương 1: Tổng quan về Bio-Ethanol Ethanol thực phẩm Ethanol nhiên liệu Phức tạp hơn do cần tách triệt để các Chưng cất chất có hại cho sức khỏe con người: Không cần loại bỏ cồn tạp cồn đầu, dầu fusel, adehyt… Tách nước Không cần phải tách nước nâng Phải tách nước nâng nồng nồng độ ethanol độ ethanol lên 99.8% Ngoài ra, để tránh sử dụng ethanol nhiên liệu cho các mục đích khác, cồn nhiên liệu sau khi tách nước được biến tính bằng cách thêm vào 1,96 – 5%v/v chất biến tính Khi đó ethanol dùng làm nhiên liệu được gọi là ethanol biến tính Chất biến tính có thể dùng là xăng không chì, naphta… 1.3 Công nghệ sản xuất Bio─Ethanol từ tinh bột 1.3.1 Giới thiệu về nguyên liệu tinh bột sử dụng chủ yếu ở Việt Nam Có nhiều nguyên liệu chứa tinh bột như sắn, ngô, gạo….Thành phần hoá học của một số nguyên liệu chứa tinh bột được thể hiện ở bảng sau Tính theo % trung bình: Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 9 Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan về Bio-Ethanol • Sắn: - Hiện nay, diện tích trồng sắn ở nước ta khoảng gần 500.000 ha và được phân bố chủ yếu ở Tây Nguyên và Đông Nam bộ Năng suất thu hoạch sắn tại nước ta trung bình là 15-20 tấn/ha và tăng đều qua các năm.[5] - Hàm lượng tinh bột trong sắn tươi ở nước ta khoảng 25-35% Cứ 2,3 kg sắn tươi thì có thể thu được 1kg sắn lát.[5] - Với giá cả hiện nay thì việc sử dụng sắn để sản xuất xăng sinh học là khả thi nhất • Ngô: - Năng suất ngô của nước ta thấp, chỉ đạt ở mức 3.7 – 3.8 tấn/ha Để sản xuất 1 lít Bio─Ethanol, chúng ta cần 2,4 đến 2,6 kg ngô và giá ngô hiện nay là 4.100 đồng/kg, đồng thời hàng năm Việt Nam phải nhập khẩu khoảng 400 – 500 nghìn tấn ngô Chính vì vậy, việc sản xuất Bio─Ethanol từ ngô trong giai đoạn hiện nay là không khả thi vì giá ngô quá cao so với sắn lát, mặc dù hàm lượng tinh bột thấp hơn (65%) [6] Vì vậy, nguồn nguyên liệu được chọn lựa cho công nghệ sản xuất Bio─Ethanol là sắn 1.3.2 Giới thiệu về nguyên liệu sắn - Về cơ bản củ sắn gồm 3 phần chính: vỏ, thịt củ và lõi (ngoài ra còn có cuống và rễ củ) - Vỏ sắn gồm có 2 phần là vỏ gỗ và vỏ cùi: + Vỏ gỗ có tác dụng bảo vệ củ và chống mất nước của củ, tuy nhiên vỏ gỗ dễ bị mất khi thu hoạch và vận chuyển + Vỏ cùi là một lớp tế bào cứng phủ bên ngoài, thành phần chủ yếu là xenluloza ngoài ra còn có chứa polyphenol, enzim, và linamarin + Phần thịt củ có chứa nhiều tinh bột, protein và các chất dầu, một ít polyphenol, độc tố và enzim Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 10 Đồ án tốt nghiệp Chương 5: Tính toán các thiết bị phụ trợ t = 10 (mm) 5.4.5.3 Vòng chịu tải ở đáy trụ đỡ và các bu lông đinh vị Chọn gần đúng đường kính vòng tròn tâm các lỗ lắp bu lông: Db = Dt + 2(t + 50.10− 3 ) = 0,9 + 2.(10.10− 3 + 50.10− 3 ) = 1,02 (m) Chu vi của đường tròn tâm các lỗ lắp bu lông: Cb = π Db = 3,14.1,02 = 3,2028 (m) Chọn bước bu lông: Pb = 0,3 (m) Nb = Số bu lông cần thiết để định vị: C 3,2028 = = 10,676 Pb 0,3 Chọn số bu lông là bội số chung gần nhất của 4: Nb = 12 Chọn vật liệu chế tạo bu lông là thép cácbon, tra bảng 8.2- tr475- 13, ứng suất thiết kế là: fb = 135 (N/mm2) Diện tích tiết diện ngang của bu lông được tính theo công thức 8.50- tr 491- 13: Ab = Ab =  1  4.M s − G÷  N b fb  Db  1  4.93456 3  1,02 − 113,46.10 ÷ = 156,2 12.135   (mm2) Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 119 Đồ án tốt nghiệp Chương 5: Tính toán các thiết bị phụ trợ Chọn bu lông M24 có diện tích Ab = 353 (mm2) (Kích thước bu lông tối thiểu để định vị trụ đỡ thiết bị) Tải trọng nén tổng cộng tác dụng lên vòng đáy của trụ đỡ ( tính theo một đơn vị chiều dài) tính theo công thức 8.51- tr 492- 13: Fb = 4.M s G + π Db2 π Db (4.36) 4.93456 113,46.103 Fb = + = 114465 3,14.1,022 3,14.1,02 (N/m) f c = 5 (N/mm2) Chọn áp suất đỡ tối đa tác dụng lên nền móng bê tông: Chiều rộng vòng đáy trụ tính theo công thức 8.52- tr 493- 13: Lb = Fb 114465 = = 22,89.10− 3 6 f c 5.10 (m) (4.37) Chọn các kích thước thiết kế trụ đỡ theo bảng 8.20- tr 494- 13: Bu lông M24 Tiết diện 353 A 45 B 76 C 64 D 13 E 19 F 30 G 36 Chiều rộng thực tế của vòng đáy trụ: Lb = B + t + 50 = 76 + 10 + 50 = 136 (mm) Áp suất thực tế tác dụng lên móng bê tông: f c' = Fb 114465 = = 0,84 3 Lb 10 136.103 (N/mm2) Chiều dày nhỏ nhất của vòng đáy trụ tính theo công thức 8.53- tr 493- 13: Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 120 Đồ án tốt nghiệp Chương 5: Tính toán các thiết bị phụ trợ 3 f c' 3.0,84 tb = B = 76 = 10,83 fb 124 (mm) tb = 12 (mm) Chọn: 5.4.6 Cửa nối ống dẫn với thiết bị và bích nối tương ứng 5.4.6.1 Ống lỏng đi vào đáy thiết bị gia nhiệt đáy tháp Thiết bị gia nhiệt chỉ đun sôi lại 50% để gia nhiệt đáy tháp nên lưu lượng dòng GB = 50%.11847,25 = 5924 thực tế là: Chọn loại ống nối cắm sâu vào thiết bị ρ B = 927,51 (kg/m3) Khối lượng riêng hỗn hợp lỏng: Chọn vận tốc chất lỏng chảy trong ống nối là: vB = 1 (m/s) Đường kính trong của ống nối: D= 4.GB 4.5924 = = 0,048 3600.ρ B π vB 3600.927,51.3,14.1 (m) D = 0,05 (m) = 50 (mm) Chọn: Chọn bích liền bằng kim loại đen, kiểu 1 tra bảng XIII.26- tr 409- 11: DB 50 Dn 57 D 140 Dt 110 D1 90 h 12 Bu lông db M12 Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 z 4 121 Đồ án tốt nghiệp Chương 5: Tính toán các thiết bị phụ trợ 5.4.6.2 Ống hơi đi ra đỉnh thiết bị gia nhiệt Lưu lượng hơi bốc hơi trong thiết bị gia nhiệt đáy tháp: GVB = 50%.11847,25 = 5924 (kg/h) Chọn loại ống nối cắm sâu vào thiết bị ρ V = 1,79 Khối lượng riêng hỗn hợp hơi: (kg/m3) Chọn vận tốc chất hơi chảy trong ống nối là: vVB = 25 (m/s) Đường kính trong của ống nối: DVB = 4.GVB 4.5924 = = 0,216 3600.ρ V π vVB 3600.1,79.3,14.25 (m) DD = 0,25 (m) = 250 (mm) Chọn: Chọn bích liền bằng kim loại đen kiểu 1, tra bảng XIII.26- tr 409- 11: DVB 250 Dn 273 D 370 Dt 350 D1 312 h 22 Bu lông db M16 z 12 5.4.5.3 Ống hơi bão hòa đi vào thiết bị Lưu lượng của hơi bão hòa: Q 3,79.106 GH = = = 1,8425 rn 2057.103 (kg/s) Chọn loại ống nối cắm sâu vào thiết bị Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 122 Đồ án tốt nghiệp Chương 5: Tính toán các thiết bị phụ trợ Khối lượng riêng của hơi nước bão hòa tại áp suất 8bar: Chọn vận tốc chất lỏng chảy trong ống nối là: ρ Vn = 4,075 (kg/m3) vVn = 20 (m/s) Đường kính trong của ống nối: D= 4.GH 4.1,8425 = = 0,169 ρ Vn π vVn 4,075.3,14.20 (m) D = 0,2 (m) = 200 (mm) Chọn: Chọn bích liền bằng kim loại đen, kiểu 1 tra bảng XIII.26- tr 409- 11: DF 200 Dn 219 D 310 Dt 270 D1 h 242 Bu lông db 24 M20 z 8 5.4.5.4 Ống nước ngưng đi ra thiết bị Lưu lượng của nước ngưng: Q 3,79.106 GH = = = 1,8425 rn 2057.103 (kg/s) Chọn loại ống nối cắm sâu vào thiết bị Khối lượng riêng của nước ngưng tại áp suất 8bar: Chọn vận tốc chất lỏng chảy trong ống nối là: ρ Ln = 927,56 (kg/m3) vLn = 1 (m/s) Đường kính trong của ống nối: Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 123 Đồ án tốt nghiệp Chương 5: Tính toán các thiết bị phụ trợ D= 4.GH 4.1,8425 = = 0,50 ρ Ln π vLn 927,56.3,14.1 (m) D = 0,05 (m) = 50 (mm) Chọn: Chọn bích liền bằng kim loại đen, kiểu 1 tra bảng XIII.26- tr 409- 11: DF 50 Dn 57 D 160 Dt 125 D1 102 h 18 Bu lông db M16 Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 z 4 124 Đồ án tốt nghiệp hành Chương 6: Quy trình chế tạo, lắp ráp và vận CHƯƠNG 6: QUY TRÌNH CHẾ TẠO, LẮP RÁP VÀ VẬN HÀNH THÁP CHƯNG LUYỆN 6.1 Quy trình chế tạo một số chi tiết của thiết bị 6.1.1 Quy trình chế tạo thân tháp chưng cất Phương pháp chế tạo: hàn từ thép tấm Vật liệu chế tạo: thép không gỉ SUS304 Kích thước thép tấm đặt mua: 7000x3000x10 (mm) • Chế tạo thân trụ bằng cách hàn cần chú ý những điểm sau: - Tổng chiều dài các mối hàn là bé nhất, vì vậy cần chọn thép tấm có kích thước hợp lý: Chiều dài phù hợp với chu vi thiết bị (6,91 m), chiều rộng lớn nhất có thể đặt mua (3 m) - Thân được cuốn theo chiều ngang của tấm thép - Mối hàn dọc hoặc mối hàn ngang cần phải là hàn giáp mối, hàn tự động, được kiểm tra bằng siêu âm (mức độ siêu âm 100%) Quy trình các bước chế tạo thân tháp chưng cất STT Nguyên công chế tạo Phương tiện gia công 1 Thép tấm 7000x3000x10 Đặt mua 2 Cắt thành kích thước 6910x3000x10 Máy cắt chuyên dụng 3 Làm sạch tấm thép Máy phun hơi áp suất cao 4 Hàn kín các tấm thép theo bề dài tấm thép với nhau Hàn tự động 5 Cuộn tấm thép thành trụ tròn Máy cuộn chuyên dụng Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 125 Đồ án tốt nghiệp hành Chương 6: Quy trình chế tạo, lắp ráp và vận 6 Hàn dọc thân thiết bị Hàn tự động 7 Khoan cắt cửa người, lỗ hoàn lưu đỉnh tháp và hơi đi vào đáy tháp, lỗ nhập liệu Máy khoan cắt chuyên dụng 8 Hàn bích hai đầu thân thiết bị Hàn tự động 9 Hàn bích cho cửa người và các lỗ Hàn tự động 10 Hàn vành đỡ đĩa vào trong thân thiết bị Hàn tay 11 Làm sạch thân thiết bị Máy phun hơi áp suất cao 12 Kiểm tra mối hàn Siêu âm 6.1.2 Quy trình chế tạo đáy và nắp thiết bị hình elip Phương pháp chế tạo: hàn từ thép tấm Vật liệu chế tạo: thép không gỉ SUS304 Kích thước thép tấm đặt mua: 3000x3000x10 (mm) Quy trình các bước chế tạo đáy và nắp tháp chưng cất STT Nguyên công chế tạo Phương tiện gia công 1 Thép tấm 3000x3000x10 Đặt mua 2 Cắt thành kích thước 2670x2670x10 Máy cắt chuyên dụng 3 Làm sạch tấm thép Máy phun hơi áp suất cao 4 Dập, vê đáy và nắp thiết bị Máy vê chỏm cầu 5 Cắt viền Máy cắt 6 Làm sạch Máy phun hơi áp suất cao Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 126 Đồ án tốt nghiệp hành Chương 6: Quy trình chế tạo, lắp ráp và vận 7 Khoan cắt lỗ hơi ra đỉnh tháp và lỗ lỏng đi ra đáy tháp Máy khoan cắt chuyên dụng 8 Hàn bích cho đáy và nắp thiết bị Hàn tự động 9 Hàn bích cho các lỗ Hàn tự động 10 Làm sạch thiết bị Máy phun hơi áp suất cao 11 Kiểm tra mối hàn Siêu âm 6.1.3 Quy trình chế tạo đĩa van chuyển động Vật liệu chế tạo: thép không gỉ SUS304 Kích thước thép tấm đặt mua: 7000x3000x10 (mm) Phương pháp chế tạo: phân đĩa thành 8 phần và kênh chảy chuyền như hình 6.1 Hình 6.1: Mô hình chế tạo đĩa van Quy trình chế tạo đĩa van cho tháp chưng luyện Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 127 Đồ án tốt nghiệp hành Chương 6: Quy trình chế tạo, lắp ráp và vận STT Nguyên công chế tạo Phương tiện gia công 1 Thép tấm 7000x3000x10 Đặt mua 2 Cắt thành kích thước phù hợp với từng phần Máy cắt chuyên dụng 3 Làm sạch tấm thép Máy phun hơi áp suất cao 4 Đục các lỗ van (hình 6.3) theo vị trí định sẵn Máy chuyên dụng 5 Khoan các lỗ bắt bu lông cố đinh các tấm với nhau Máy khoan 6 Làm sạch Máy phun hơi áp suất cao 7 Chế tạo van bằng phương pháp đúc (hình 6.2) Đúc theo khuôn 8 Ghép van vào các lỗ van Ghép bằng tay 10 Làm sạch thiết bị Máy phun hơi áp suất cao 9 Kiểm tra vấn đề ghép van Kiêm tra bằng tay Hình 6.2: Van di động hình chữ nhật Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 128 Đồ án tốt nghiệp hành Chương 6: Quy trình chế tạo, lắp ráp và vận Hình 6.3: Mô hình các lỗ van theo vị trí định sẵn 6.2 Quy trình lắp ráp tháp chưng cất 6.2.1 Quy trình lắp đặt thiết bị Thiết bị gồm ba phần lớn: nắp thiết bị, thân thiết bị, đáy thiết bị kèm theo trụ đỡ đã được hàn liền được lắp đặt theo các bước trình tự sau: • Đặt thiết bị nằm trên mặt bằng thi công, ghép thân vào đáy tháp bằng mặt bích, ghép nắp vào thân tháp bằng mặt bích Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 129 Đồ án tốt nghiệp hành Chương 6: Quy trình chế tạo, lắp ráp và vận • Đổ bê tông móng cho tháp, đo đạc chính xác, cắm bu lông nền vào bê tông móng trong khi đổ bê tông • Sử dụng 2 cần cẩu, một trên một dưới, đưa tháp vào vị trí bê tông móng, lắp ghép chính xác với bu lông móng Sau khi đặt đúng vị trí, kiếm tra lại vị trí , góc đặt Khi đã hoàn chỉnh, bắt đầu xiết bu lông móng, giữ tháp (hình 6.4) Hình 6.4: Phương pháp đặt thiết bị vào móng bê tông Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 130 Đồ án tốt nghiệp hành Chương 6: Quy trình chế tạo, lắp ráp và vận 6.2.2 Quy trình lắp đặt đĩa van vào thân thiết bị Đĩa van được lắp vào thiết bị theo hướng từ dưới lên trên, mỗi đĩa gồm 8 phần và kênh chảy chuyền Đĩa van được cố định vào thiết bị bằng cách sử dụng các dạng bu lông, đai ốc, đệm lót, liên kết giữa các tấm với nhau và liên kết với vành đỡ (đã hàn vào thân thiết bị) Thứ tự lắp ráp lần lượt các phần của đĩa sẽ là 1, kênh chảy chuyền, 2 và 7, 3 và 6, 4 và 5, 8 Phương pháp lắp đặt được mô hình hóa chi tiết trong hình 6.5 Hình 6.5: Mô hình lắp đặt đĩa van Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 131 Đồ án tốt nghiệp hành Chương 6: Quy trình chế tạo, lắp ráp và vận Các chi tiết như bu lông, đai ốc, đệm lót… sẽ được đặt mua với lượng dư là 5% cho mỗi đĩa 6.3 Quy trình vận hành thiết bị 6.3.1 Công tác chuẩn bị 1 Kiểm tra kỹ các hạng mục của hệ thống, xác định toàn bộ công việc đã hoàn tất 2 Kiểm tra toàn bộ các thiết bị động đã ở trang thái dự phòng, vị trí công tác của các van trong hệ thống phải chính xác Các đồng hồ đo có đủ điều kiện mở máy và ở trạng thái sẵn sang vận hành 3 Phòng phân tích, điều khiển chuẩn bị đủ điều kiện để khởi động hệ thống 4 Kiểm tra các van đóng và van mở đúng quy định 6.3.2 Công tác vận hành Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 132 Đồ án tốt nghiệp hành Chương 6: Quy trình chế tạo, lắp ráp và vận 1 Khởi động hệ thống chưng cất, chạy với 50% công suất 2 Khởi động bơm, bơm dịch beer vào hai tháp thô C-4101 và C-4102 3 Mở các van giữa bơm và thiết bị gia nhiệt rồi khởi động bơm PC-4101 và PC-4102 tạo động lực cho thiết bị gia nhiệt đáy E-4101 và E-4102 hoạt động 4 Khởi động hệ thống tạo chân không (gồm hai bơm chân không ) tạo áp suất làm việc cho hai tháp thô 5 Mở dòng lỏng từ đáy tháp tinh C-4201 vào thiết bị gia nhiệt đáy bằng hơi nước bão hòa E-4201 6 Mở dòng hơi từ đinh tháp tinh C-4201 về gia nhiệt cho thiết bị gia nhiệt đáy cho tháp thô C-4101 là E-4201 7 Mở dòng hơi từ đỉnh tháp thô C-4101 về gia nhiệt cho thiết bị gia nhiệt đáy tháp thô C-4102 là E-4102 8 Mở dòng đỉnh của hai tháp thô sang thiết bị ngưng tụ rồi đưa sang tháp tinh C-4201 9 Đo nồng độ tại đáy các tháp thô và tinh, khi đạt nồng độ yêu cầu Khởi động bơm PC-4105, PC-4106 bơm bã hèm quay về thùng chứa dịch sau lên men Khởi động bơm PC-4201 sản phẩm đáy tháp tinh về khu vực nước ngưng 10 Đô nồng độ đỉnh tháp tinh C-4201, khi đạt nồng độ yêu cầu, mở dòng hơi đưa qua thiết bị ngưng tụ rồi sau đó đưa sang khu vực tách nước bằng xúc tác 11 Kiểm tra độ ổn định các thông số kĩ thuật của các dòng, đạt yêu cầu thì bắt đầu nâng công suất lên dần, tới khi đạt 100% công suất 6.3.3 Ngừng hệ thống khi gặp sự cố 1 Ngừng cấp beer từ thùng chứa dịch beer sang hai tháp thô 2 Ngừng các bơm PC-4105, PC-4106,PC-4201 3 Ngắt dòng từ đỉnh 2 tháp thô đưa sang tháp tinh Hồ Sỹ Chính – Máy và TB CN HC K52 133 ... hệ thống chưng cất ethanol với công suất 100000 m 3/năm công nghệ sản xuất Bio? ?Ethanol từ sắn? ?? Trong gồm phần sau: + Chương 1: Tổng quan Bio? ?Ethanol công nghệ sản xuất Bio? ?Ethanol công nghiệp +... Đồ án tốt nghiệp Chương 1: Tổng quan Bio -Ethanol CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BIO? ?ETHANOL VÀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BIO? ?ETHANOL TRONG CÔNG NGHIỆP 1.1 Tổng quan Bio? ?Ethanol 1.1.1 Khái niệm Bio? ?Ethanol Bio? ?Ethanol. .. (lên men gián đoạn thùng) Công đoạn chưng cất – tách nước Sử dụng công nghệ chưng cất đa áp suất, hệ thống chưng cất hệ thống chưng cất sử dụng nhiệt tối ưu giảm lượng tiêu thụ Hệ thống tháp