ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI ÔN THI tốt NGHIỆP PHẦN 2 QUÁ TRÌNH và THIẾT bị TRUYỀN KHỐI
Trang 1PHẦN 2: Quá trình & thiết bị truyền khối
ÔN THI TỐT NGHIỆP
Trang 2Nội dung chương trình
Chương 1: Kiến thức cơ bản
Trang 3CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CƠ BẢN
Trang 4Biểu diễn thành phần pha.
Thành phần mol (phần mol): tỷ số giữamol cấu tử A trên tổng mol hỗn hợp
Ký hiệu: xA (kmolA/kmol hỗn hợp)
Thành phần phần khối lượng: tỷ số khốilượng cấu tử A trên tổng khối lượng củahỗn hợp
Ký hiệu:
Trang 5Biểu diễn thành phần pha.
Thành phần tỷ số mol: tỷ số giữa mol cấu
tử A trên số mol cấu tử B
Ký hiệu: XA (kmolA/kmolB)
Thành phần tỷ số khối lượng: tỷ số giữa
khối lượng cấu tử A trên khối lượng cấu tửB
Ký hiệu:
Trang 6Biểu diễn thành phần pha.
Nồng độ mol: tỷ số giữa mol cấu tử A trêntổng thể tích của hỗn hợp
Ký hiệu: CA (kmolA/m3 hỗn hợp)
Nồng độ khối lượng: tỷ số giữa khối
lượng cấu tử A trên tổng thể tích hỗn hợp
Ký hiệu:
Trang 7Biểu diễn thành phần pha.
Ngoài ra đối với hỗn hợp khí, trên cơ sởđịnh luật Clapeyron và Dalton, phần mol bằng phần thể tích, hoặc phần áp suất
Nghĩa là:
Trang 8Biểu diễn thành phần pha.
L,G: suất lượng mol pha lỏng, hơi (kmol/h)
: suất lượng khối lượng pha lỏng, hơi
Trang 9Biểu diễn thành phần pha.
Pha lỏng Pha hơi (khí)
Trang 10Biểu diễn thành phần pha.
Pha lỏng Pha hơi (khí)
Trang 11Biểu diễn thành phần pha.
Trang 12Động lực quá trình truyền khối
Động lực QTTK giữa hai pha là hiệu sốgiữa nồng độ làm việc (hiện tại) và nồng
độ cân bằng ở trong cùng một pha
Nếu y > y* → Δy = y – y*
↔ Δx = x* – x
Vật chất di chuyển từ pha y sang pha x,hay vật chất di chuyển từ pha khí sang phalỏng
Trang 13Động lực quá trình truyền khối
Khi đó: đường làm việc nằm trên đườngcân bằng
Δx
Đường làm việc
Đường cân bằngy* = f(x)
Trang 14Động lực quá trình truyền khối
Nếu y < y* → Δy = y* – y
↔ Δx = x – x*
Vật chất di chuyển từ pha x sang pha y,hay vật chất di chuyển từ pha lỏng sangpha hơi
Trang 15Động lực quá trình truyền khối
Khi đó: đường làm việc nằm dưới đườngcân bằng
yy*
ΔyΔ
x
Đường làm việcĐường cân bằng
y* = f(x)
Trang 16Động lực quá trình truyền khối
Nếu y = y* → Δy = y* – y = 0
→ x = x* → Δx = x – x* = 0
Lúc này quá trình đạt cân bằng
Trang 17Động lực trung bình logarit
Động lực trung bình tính cho pha y
Động lực trung bình tính cho pha x
Trang 18TÍNH ĐƯỜNG KÍNH THIẾT BỊ
Tính đường kính thiết bị truyền khối
Trong đó:
V: lưu lượng dòng hơi (khí), m3/s
ω0: vận tốc dòng hơi (khí) đi quatoàn bộ tiết diện thiết bị, m/s
Trang 19TÍNH CHIỀU CAO THIẾT BỊ
Tính chiều cao thiết bị theo phươngtrình truyền chất:
Tính chiều cao thiết bị theo số bậcthay đổi nồng độ
Tính chiều cao thiết bị theo số đơn vịtruyền chất
Tính chiều cao thiết bị theo cách vẽđường cong động học
Trang 20Tính chiều cao thiết bị theo phương trình truyền chất
• Áp dụng phương trình truyền chất:
𝐹 = 𝑘 𝐺
𝑦 𝛥𝑦𝑡𝑏 hay 𝐹 = 𝑘 𝐺
𝑥 𝛥𝑥𝑡𝑏 → tính chiều cao thiết bị H
• Đối vơi tháp đệm:
Mặt khác: F = H.f , m 2
Trong đó: : bề mặt riêng của đệm, m 2 /m 3
f : tiết diện ngang của thiết bị, m 2
Trang 21Tính chiều cao thiết bị theo số
bậc thay đổi nồng độ
Số bậc thay đổi nồng độ (đĩa lý thuyết): là khoảng thể tích nào đó của thiết bị, trong đó quá trình truyền chất xảy ra sao cho nồng độ cấu tử phân bố khi ra khỏi thể tích đo (yn-1) bằng nồng độ cân bằng đi vào thể tích này (yn).
Trang 22Tính chiều cao thiết bị theo số
bậc thay đổi nồng độ
thuyết → được xác định bằng phương pháp đồ thị
Trang 23Tính chiều cao thiết bị theo số
bậc thay đổi nồng độ
Trang 24CHƯƠNG 2: CHƯNG CẤT
Trang 25QUÁ TRÌNH CHƯNG.
Chưng là phương pháp dùng để tách
các hỗn hợp chất lỏng (hỗn hợp khílỏng) thành các cấu tử riêng biệt dựavào độ bay hơi khác nhau của các cấu
tử trong hỗn hợp
Với hỗn hợp 2 cấu tử:
Sản phẩm đỉnh
Sản phẩm đáy
Trang 26ĐỒ THỊ X-P
Dung dịch lý tưởng
0
1
Trang 27ĐỒ THỊ X-P
Trang 28Giản đồ t-x,y
Trang 29Giản đồ t-x,y
Trang 31ĐỒ THỊ X-Y
Trang 32CHƯNG ĐƠN GIẢN
Trang 33CHƯNG ĐƠN GIẢN
Trang 34CHƯNG ĐƠN GIẢN
Cân bằng vật chất cho toàn bộ quá trình
𝑭 = 𝑾 + 𝑫
Ha
y
Trang 35CHƯNG LIÊN TỤC – CHƯNG CẤT
Trang 36CHƯNG LIÊN TỤC – CHƯNG CẤT
cải tiến:
dưới lên nhờ áp suất dư của quá trình sôi ở nồi đun.
Trang 37CHƯNG LIÊN TỤC – CHƯNG CẤT
lỏng) - ở nhiệt độ sôi.
đỉnh tháp phân bố đều theo tiết diện ngang của tháp
đổi.
Trang 38CHƯNG LIÊN TỤC – CHƯNG CẤT
Tính toán chưng cất hệ 2 cấu tử
Cân bằng vật chất cho toàn tháp
F = W + DF.xF = W.xW + D.xD
Trong đó:
F,W,D – kmol/h
xF,xW,xD – phần mol cấu tử dễ bayhơi
Trang 39CHƯNG LIÊN TỤC – CHƯNG CẤT
Tính toán chưng cất hệ 2 cấu tử
Trang 40CHƯNG LIÊN TỤC – CHƯNG CẤT
Trang 41CHƯNG LIÊN TỤC – CHƯNG CẤT
Trang 42CHƯNG LIÊN TỤC – CHƯNG CẤT
Tính toán chưng cất hệ 2 cấu tử
Xác định chỉ số hồi lưu - R
R = b.Rmin
Rmin: Chỉ số hồi lưu ứng với trạngthái cân bằng (chỉ số hồi lưu tối thiểu)
Trang 43CHƯNG LIÊN TỤC – CHƯNG CẤT
Tính toán chưng cất hệ 2 cấu tử
Xác định y*F
xF
y*F
Đường cân bằng
Trang 44Biểu diễn đường làm việc
Trang 45XÁC ĐỊNH SỐ ĐĨA LÝ THUYẾT
Trang 46 Tính toán chưng cất hệ hai cấu tử
Nhiệt vào = nhiệt ra
CHƯNG LIÊN TỤC – CHƯNG CẤT
Trang 47 Tính toán chưng cất hệ hai cấu tử
Trang 48 Tính toán chưng cất hệ 2 cấu tử
Trang 49 Tính toán chưng cất hệ 2 cấu tử
Trang 50 Tính toán chưng cất hệ 2 cấu tử
Trang 51BÀI TẬP 1
Một tháp chưng luyện liên tục ở áp suất khí quyển để phân tách hỗn hợp 2 hai cấu tử lỏng sôi gồm cloroform (CHCl3) và Cacbon tetraclorua (CCl4) Năng suất chưng luyện tính theo nguyên liệu đầu là F=5000 kg/h Thành phần cấu tử dễ bay hơi (CHCl3) trong nguyên liệu đầu xF =0,50 phần mol, trong sản phẩm đỉnh là xD=0,98 phần mol và trong sản phẩn đáy là xw=0,014 phần mol
Trang 52BÀI TẬP 2
Tính toán một tháp chưng cất liên tục kiểu đĩa để phân tách ở áp suất thường 10 tấn/h hỗn hợp lỏng sôi gồm 40% khối lượng (KL) benzen
và 60% KL toluen Nồng độ benzen trong sản phẩm đỉnh là 96% KL
và trong sản phẩm đáy là 2% KL Chỉ số hồi lưu thực tế R=3,48; vận tốc hơi đi qua trong tháp w=0,45 m/s; thể tích hơi đi qua trong tháp (đo ở điều kiện chuẩn) vo = 4048 m3/h Nhiệt độ trung bình trong
tháp chưng nhận bằng 96 o C Số bậc thay đổi nồng độ lý thuyết là
no=11 Hệ số tác dụng hữu ích của đĩa là η=0,6 Khoảng cách giữa hai đĩa là h=0,25m Chiều cao của phần đĩnh tháp là
