Khái niệm quá trình hấp thu Quá trình hấp thu là quá trình cho một hỗn hợp khí tiếp xúc với dung môi lỏng nhằm mục đích hòa tan chọn lọc một hay nhiều cấu tử của hỗn hợp khí để tạo nên m
Trang 1BÀI 1 THÁP ĐỆM
1 Khái niệm quá trình hấp thu
Quá trình hấp thu là quá trình cho một hỗn hợp khí tiếp xúc với dung môi lỏng nhằm mục đích hòa tan chọn lọc một hay nhiều cấu tử của hỗn hợp khí để tạo nên một dung dịch các cấu tử trong chất lỏng, pha khí sau khi hấp thu gọi là khí sạch, pha lỏng sau khi hấp thu gọi là dung dịch sau hấp thu
Vd: Hấp thu SO2 vào nước thành dung dịch H2SO3
Quá trình hấp thu là quá trình truyền vật chất từ pha khí vào pha lỏng Nếu quá trình xảy ra theo chiều ngược lại, nghĩa là truyền vận cấu tử vật chất từ pha lỏng vào pha khí, ta có quá trình nhả hấp thu
2 Ứng dụng quá trình hấp thu
Công nghiệp thực phẩm
Công nghệ hóa học
Công nghệ sinh học
Kỹ thuật môi trường
Công nghiệp dầu khí
3 Phương pháp lựa chọn dung môi hấp thu
• Độ hòa tan chọn lọc: Là tính chất chủ yếu của dung môi, là tính chất chỉ hòa
tan tốt cấu tử cần tách ra khỏi hỗn hợp mà không hòa tan các cấu tử còn lại hoặc hòa tan không đáng kể
trình hấp thu sẽ bão hòa hơi dung môi do đó dung môi bị mất
chế tạo thiết bị dễ tìm và rẻ tiền
• Chi phí: Dung môi dễ tìm và rẻ tiền để sự thất thoát không tốn kém nhiều.
kiện ngập lụt trong tháp hấp thu, độ giảm áp thấp và truyền nhiệt thấp
khi hoàn nguyên, nhiệt độ đóng rắn thấp để tránh hiện tượng đóng rắn làm tắc thiết bị, không tạo kết tủa, không độc
4 Phương pháp hấp thu
Hấp thu nghịch dòng:
Pha khí là hỗn hợp khí G vào chứa nhiều nhất
Trong đó:
Trang 2o Các chất trơ Gtr (không hấp thu vào dòng)
o Chất hấp thu vào lỏng gọi là cấu tử Pha lỏng:
o Lượng dung môi gọi là L
o Cấu tử A đã có sẵn trong pha lỏng L
o Lượng dung môi trơ là Ltr là lượng dung môi tổng cộng L trừ đi lượng cấu tử A
Hấp thu xuôi dòng:
5 Cân bằng vật chất cho quá trình hấp thu
Ở đây chỉ xét quá trình hấp thu ngược chiều
Một số định nghĩa:
Phần mol của cấu tử i là số mol (suất lượng mol) cảu cấu tử i chia cho tổng số mol hỗn hợp (suất lượng mol hỗn hợp)
Phần khối lượng của cấu tử i là khối lượng (suất lượng khối lượng) của cấu tử i chia cho tổng khối lượng hỗn hợp (suất lượng khối lượng hỗn hợp)
Tỉ số mol của cấu tử i là số mol (suất lượng mol) của cấu tử i chia cho tổng số mol (suất lượng mol) trừ đi số mol (suất lượng mol) của i
Các đơn vị:
Suất lượng mol: mol/h; (kmol/h.m2); (mol/h.m2) Suất lượng khối lượng: kg/h; (kg/h.m2); (g/h.m2)
6 Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất lên quá trình hấp thu
Nhiệt độ và áp suất là những yếu tố có ảnh hưởng quan trọng đến quá trình hấp thu Chúng ảnh hưởng đến trạng thái cân bằng và động lực của quá trình
Nếu nhiệt độ tăng → động lực truyền khối giảm → tốc độ truyền khối giảm
7 Thiết bị hấp thu
Thiết bị hấp thu phải có bề mặt tiếp xúc pha lớn để tăng hiệu suất của quá trình hấp thu Ở đây ta chỉ xét tháp mâm và tháp đệm
II SỐ LIỆU VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU
1 Số liệu
Cột khô: L = 0 (lit/phút)
Trang 3Hàng V(fit 3 /p) Số lớn Số nhỏ
Cột ướt:
L = 4
L = 5
L = 6
L = 7
Trang 4L = 8 4 3,5 45,1 33,6
L = 9
L = 10
∗ : :Ngập lụt
2 Sử lý số liệu
a Các công thức tính toán
• Tính toán cho cột khô
- Đổi cột V ra m3/s
1fit3/phút = 2.83.10-2m3/phút = m3/s
- ck= (Số lớn – số nhỏ).10 = mmH20, (1mmH20 = 9.81 (N/m2)
- Ở 500C có kk= 1.1 kg/m3, ở 300C cư= 1.177 kg/m3, = 2.29.10-5kg/m.s
- G= = (kg/m2.s), S= 0.0045922 m2
- Z = 0.72 m
- Re = , a = 24.656 m2/m3
- fck =
• Tính toán cho cột ướt
Giả sử nhiệt độ vận hành của cột ướt ở 270C
- cư= 1.117 kg/m3, = 1.85.10-5 kh/m.s
- G = = kg/m2.s
- Cư= (Số lớn – số nhỏ).10.9.81 = N/m2
- Tính =
- fcứ = fCk
Trang 5• Tính toán cho cột ngập lụt
- V tính giống cột ướt
- Chuẩn số =[( fck.a.V1.kk )/(3.2g.L)].td0.2
kk= 0.883 kg/m3
L = 1000 kg/m3
= 0.585
g= 9.81 m/s2
= 1000 kg/m3
td= 1
- Chuẩn số =