Thiết kế tháp đệm để hấp thu khí brom trong không khí có nồng độ đầu là 8% mol với năng suất 1500m3h, hiệu suất hấp thu là 60%

Đồ án môn học “ Máy và ThiếtBị“ giúp em tổng hợp kiến thức đã được học tập và vận dụng những kiến thức nàytrong việc tính toán thiết kế thông số kỹ thuật của thiết bị sản xuất hóa chất t

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành nhiệm vụ thiết kế được giao cho em xin chân thành cảm ơn thầyTrần Hoài Đức là giáo viên hướng dẫn trực tiếp cũng như các thầy trong bộ mônmáy thiết bị đã tận tình giúp đỡ và cung cấp những kiến thức cơ bản về các quátrình và các thiết bị chủ yếu

Mặc dù em đã cố gắng hoàn thành nhiệm vụ nhưng không tránh khỏi những thiếusót trong quá trình tính toán thiết kế Em mong được các thầy xem xét và chỉ dẫnthêm

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Phần đánh giá: • Ý thức thực hiện:

• Nội dung thực hiện:

• Hình thức trình bày:

• Tổng hợp kết quả:

Điểm bằng số :……….Điểm bằng chữ:………

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013

Giáo viên hướng dẫn

Trần Hoài Đức

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Phần đánh giá: • Ý thức thực hiện:

• Nội dung thực hiện:

• Hình thức trình bày:

• Tổng hợp kết quả:

Điểm bằng số :……….Điểm bằng chữ:………

Giáo viên phản biện

LỜI NÓI ĐẦU

Ngành kỹ thuật nói chung hay ngành Công Nghệ Hóa nói riêng đều có vai trò quantrọng trong cuộc sống hiện nay

Những kiến thức về kỹ thuật, công nghệ này thì được cung cấp trong bộ môn “ QuáTrình Thiết Bị“ Bộ môn này đã giúp chúng em hiểu thêm nhiều kiến thức mới quantrọng và là nền tảng cho công việc sau khi ra trường Đồ án môn học “ Máy và ThiếtBị“ giúp em tổng hợp kiến thức đã được học tập và vận dụng những kiến thức nàytrong việc tính toán thiết kế thông số kỹ thuật của thiết bị sản xuất hóa chất trongthực tế một cách tổng quát

Trên cơ sở kiến thức nắm bắt được qua chương trình giảng dạy và sự hướng dẫn củathầy Nguyễn Hoài Đức, em được phân công tìm hiểu và thực hiện đề tài :“ Thiết kếtháp đệm để hấp thu khí Brom trong không khí có nồng độ đầu là 8% mol với năngsuất 1500m3/h, hiệu suất hấp thu là 60% ”

Trong công nghiệp hóa học nhiều quá trình sản xuất dựa trên sự tiếp xúc trực tiếpgiữa các pha và sự di chuyển vật chất từ pha này sang pha khác Hấp thụ là quátrình xảy ra khi một cấu tử của pha khí khuếch tán vào pha lỏng hoặc rắn do sự tiếpxúc giữa hai pha khí và lỏng (rắn).Quá trình truyền khối đóng vai trò quan trọngtrong công nghiệp hóa học, thực phẩm và các ngành công nghiệp khác để tách cácchất ra khỏi nguyên liệu, thu hồi và làm tinh khiết các sản phẩm chính, giảm thiểucác chất gây ô nhiễm trong dòng nước hoặc khí thải

Bài báo cáo này chỉ dựa trên tra cứu, nghiên cứu tài liệu, sách tham khảo dựa cácmôn học “ Máy & Thiết Bị ” để tính toán, thiết kế chi tiết thiết bị và các phần phụliên quan Vì vậy, trong quá trình hoàn thành đồ án không tránh khỏi những sai sót,

em rất mong ý kiến đóng góp từ quý thầy cô và các bạn để bài làm được hoàn thiệnhơn

Em xin chân thành cảm ơn !

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH ẢNH

đó là monoclorua iot (ICl), nhưng sau khi thất bại trong việc chứng minh điều đóông đã tin rằng mình đã tìm ra một nguyên tố mới và đặt tên nó là muride, có nguồngốc từ tiếng Latinh muria để chỉ nước mặn.

Carl Jacob Löwig đã cô lập brôm từ suối nước khoáng tại quê hương ông ở thịtrấn Bad Kreuznach năm 1825 Löwig sử dụng dung dịch của muối khoáng nàyđược bão hòa bằng clo và tách brôm bằng dietylete Sau khi cho bốc hơi ete thì mộtchất lỏng màu nâu còn đọng lại Với chất lỏng này như một mẫu vật cho công việccủa mình ông đã xin một vị trí tại phòng thí nghiệm của LeopoldGmelin tại Heidelberg Sự công bố các kết quả bị trì hoãn và Balard đã công bố cáckết quả của mình trước

Sau khi các nhà hóa học Pháp là Louis Nicolas Vauquelin, Louis JacquesThénard và Joseph-Louis Gay-Lussac đã xác nhận các thực nghiệm của dược sĩ trẻBalard, các kết quả được thể hiện trong bài thuyết trình của Académie desSciences và công bố trong Annales de Chimie et Physique Trong bài công bố củamình Balard thông báo rằng ông đổi tên từ muride thành brôme theo đề nghị của M.Anglada Các nguồn khác lại cho rằng nhà hóa học và nhà vật lý Pháp Joseph-LouisGay-Lussac đã gợi ý tên gọi brôme do mùi đặc trưng của hơi của chất này Brôm đãkhông được sản xuất ở lượng cần thiết cho tới tận năm 1860

Sử dụng thương mại đầu tiên, ngoài các ứng dụng nhỏ trong y học, là sử dụng brômtrong daguerreotype Năm 1840 người ta phát hiện ra rằng brôm có một số ưu thế sovới hơi iốt được sử dụng trước đó để tạo ra lớp halua bạc nhạy sáng trongdaguerreotype

Bromua kali và bromua natri từng được sử dụng như là thuốc chống co giật và giảmđau vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, cho tới khi chúng dần dần bị thay thếbởi chloral hydrat và sau đó là bằng các barbiturat

 Tính chất hoá lí của Br 2 :

Brom là chất lỏng màu nâu đỏ, dễ bay hơi, thuộc nhóm halogen, có kí hiệu là Br và

số nguyên tử 35 Cả nhóm Halogen thuộc nhóm VIIA trong bảng hệ thống tuầnhoàn, Br có nguyên tử khối là 80

dính vào da gây bỏng, loét Khi có triệu chứng ngộ độc lập tức phải rửa mắt mũi,súc miệng bằng dung dịch natri hidrocacbonat loãng 1%, uống sữa nóng, cà phênóng Rửa chỗ bỏng trên da nhiều lần bằng nước, rồi bằng dung dịch natrihidrocacbonat 2% Khi làm việc với brom phải tiến hành trong tủ hút, đeo kính vàgang tay cao su, nồng độ cho phép của hơi Brom trong không khí là 0,002mg/lkhông khí

- Hầu hết cácbromsản xuất tại HoaKỳ đã đượcsử dụngtrong sản

xuấtethylenedibromide(C2H4Br2), một hóa chất được bổ sung vàoloạixăngpha chìđã ngăn cảnsự tích tụ củacác hợp chất chìtrongđộngcơ.Vớiviệc ngưng sử dụngloại xăngpha chìtrong lợi củaloại xăngkhôngpha chì, nhu cầu về bromđã đượcgiảm đáng kể.Bạcbromua (AgBr), mộthóa chất được sử dụng trongnhiếp ảnh,hiện chiếm tớiviệc sử dụnglớnnhấtcủa brôm Các hợp chất brômkhác được sử dụngtrongthuốc xônghơi, tại các đại lývàtrongmột số hợp chấtđược sử dụng đểlàm sạchnước Tyriantím,mộtthuốc nhuộmmàu tímtốn kém được biếtđếnnền vănminhcổ đại,được sản xuấttừmột hợp chấtbromhữu cơtiết ra từmộtcontraibiểnđược gọi làMurex

- Bromlàmột chất tẩy trắngvà khử trùngtuyệt vời và, nhưmột chất lỏng,

được sử dụnglàm thuốc thửcho các mục đíchphân tích vàtổnghợp.Bromuaxêzitinh khiếtđểthu đượcđã được sử dụngtrongsản xuấtlăngkínhquang họcđược đánh giá caotrong suốt đối vớibức xạ hồng ngoại.Cácbromuacủacác nguyên tố kiềmthổ vàkiềmtìm cách sửdụngtrongdược phẩmvìhoạt độngan thầncủa họ, trongnhiếp ảnhđểchuẩn bịnhũ tươngbạcbromide, vàtrongcông nghiệp sấy khôkhôngkhínhưchất làm khô

- Việc sử dụngchính chomethyl bromidenằm trongtiêu diệtcôn

trùngvàđộng vật gặm nhấmsâu

2NaBr + Cl2 → 2Nacl+ Br2Sau đó, chưng cấtdung dịch, brom sẽ bay hơi rồi ngưng tụ lại.

1.1.2 Nước

Nước là một hợp chất hóa học của oxy và hidro, có công thức hóa học là H2O Vớicác tính chất lí hóa đặc biệt (ví dụ như tính lưỡng cực, liên kết hiđrô và tính bấtthường của khối lượng riêng) nước là một chất rất quan trọng trong nhiều ngànhkhoa học và trong đời sống 70% diện tích của Trái Đất được nước che phủ nhưngchỉ 0,3% tổng lượng nước trên Trái Đất nằm trong các nguồn có thể khai thác dùnglàm nước uống

Bên cạnh nước "thông thường" còn có nước nặng và nước siêu nặng Ở các loạinước này, các nguyên tửhiđrô bình thường được thay thế bởi các đồng

vịđơteri và triti Nước nặng có tính chất vật lý (điểm nóng chảy cao hơn, nhiệt độsôi cao hơn, khối lượng riêng cao hơn) và hóa học khác với nước thường

Tính lưỡng cực

Ôxy có độ âm điện cao hơn hiđrô Việc cấu tạo thành hình ba góc và việc tích điệntừng phần khác nhau của các nguyên tử đã dẫn đến cực tính dương ở các nguyên tửhiđrô và cực tính âm ở nguyên tử ôxy, gây ra sự lưỡng cực Dựa trên hai cặp điện tử

đơn độc của nguyên tử ôxy, lý thuyết VSEPR đã giải thích sự sắp xếp thành góc củahai nguyên tử hiđrô, việc tạo thành moment lưỡng cực và vì vậy mà nước có cáctính chất đặc biệt

• Liên kết hiđrô

Các phân tử nước tương tác lẫn nhau thông qua liên kết hiđrô và nhờ vậy có lực hútphân tử lớn Đây không phải là một liên kết bền vững Liên kết của các phân tửnước thông qua liên kết hiđrô chỉ tồn tại trong một phần nhỏ của một giây, sau đócác phân tử nước tách ra khỏi liên kết này và liên kết với các phân tử nước khác.70% diện tích của Trái Đất được nước che phủ nhưng chỉ 0,3% tổng lượng nướctrên Trái Đất nằm trong các nguồn có thể khai thác dùng làm nước uống

Nước là một dung môi tốt nhờ vào tính lưỡng cực Các hợp chất phân cực hoặc cótính ion như axít, rượu và muối đều dễ tan trong nước Tính hòa tan của nước đóngvai trò rất quan trọng trong sinh học vì nhiều phản ứng hóa sinh chỉ xảy ra trongdung dịch nước

Lựa chọn dung môi là nước :

− Rẻ tiền, thỏa mãn điều kiện kinh tế

− Độ hòa tan của etanol rất tốt ở áp suất thường, bởi vì etanol tan vô h n ạtrong nước nên h p thu th c hi n t t, năng su t thu đấ ự ệ ố ấ ược cao

1.2.Hấp thu và thiết bị hấp thu

Trong công nghiệp hóa chất và thực phẩm, quá trình hấp thụ dùng để:

Thu hồi các cấu tử quý trong pha khí

Làm sạch pha khí

Tách hỗn hợp tạo thành các cấu tử riêng biệt

Tạo thành một dung dịch(hỗn hợp) sản phẩm

Hấp thụ vật lý: về thực chất chỉ là sự hòa tan các chất bị hấp thụ vào trong dung

môi hấp thụ, chất khí hòa tan không tạo ra hợp chất hóa học với dung môi, nó chỉthay đổi trạng thái vật lý từ thể khí biến thành dung dịch lỏng (quá trình hòa tan đơnthuần của chất khí trong chất lỏng)

Hấp thụ hóa học: trong quá trình này chất bị hấp thụ sẽ tham gia vào một số phản

ứng hóa học với dung môi hấp thụ Chất khí độc hại sẽ biến đổi về bản chất hóa học

và trở thành chất khác

Cơ cấu của quá trình này có thể chia thành ba bước:

Khuếch tán các phân tử chất ô nhiễm thể khí trong khối khí thải đến bề mặt của chấtlỏng hấp thụ

Thâm nhập và hòa tan chất khí vào bề mặt của chất hấp thụ

Khuếch tán chất khí đã hoà tan trên bề mặt ngăn cách vào sâu trong lòng khối chấtlỏng hấp thụ

Quá trình hấp thụ mạnh hay yếu là tùy thuộc vào bản chất hóa học của dung môi vàcác chất ô nhiễm trong khí thải Như vậy để hấp thụ được một số chất nào đó ta phảidựa vào độ hòa tan chọn lọc của chất khí trong dung môi để chọn lọc dung môi chothích hợp hoặc chọn dung dịch thích hợp (trong trường hợp hấp thụ hóa học) Quátrình hấp thụ được thực hiện tốt hay xấu phần lớn là do tính chất dung môi quyếtđịnh

Việc lựa chọn dung môi phụ thuộc và các yếu tố sau :

Độ hòa tan tốt: có tính chọn lọc có nghĩa là chỉ hòa tan cấu tử cần tách và khônghòa tan không đáng kể các cấu tử còn lại Đây là điều kiện quan trọng nhất

Độ nhớt của dung môi càng bé thì trở lực thuỷ học càng nhỏ và và có lợi cho quátrình chuyển khối

Nhiệt dung riêng bé sẽ tốn ít nhiệt khi hoàn nguyên dung môi

Nhiệt độ sôi khác xa với nhiệt dộ sôi của chất hoà tan để dể tách các cấu tử ra khỏidung môi

Nhiệt độ đóng rắn thấp để tránh tắc thiết bị và thu hồi các cấu tử hòa tan dễ dànghơn

Ít bay hơi, rẻ tiền, dễ kiếm và không độc hại với người và không ăn mòn kim loại

 Các y u t nh h ế ố ả ưở ng đ n hi u qu h p thu ế ệ ả ấ

− Ảnh hưởng của nhiệt độ

Khi các điều kiện khác không đổi mà nhiệt độ tháp tăng thì hệ số Henry sẽ tăng Kếtquả là ảnh hưởng đường cân bằng dịch chuyển về phía trục tung Nếu các đừơng

làm việc AB không đổi thì động lực trung bình sẽ giảm, số đĩa lý thuyêt sẽ tăng và chiều cao của thiết bị sẽ tăng.Thậm chí có khi tháp không làm việc được vì nhiệt độ tăng quá so với yêu cầu kỹ thuật Nhưng nhiệt độ tăng cũng có lợi là làm cho độ nhớt cả hai pha khí và lỏng tăng.

− Ảnh hưởng của áp suất

+ Nếu các điều kiện khác giữ nguyên mà chỉ tăng áp suất trong tháp thì

hệ số cân bằng sẽ tăng và cân bằng sẽ dịch chuyển về phía trục hoành + Khi đường làm việc AB không đổi thì động lực trung bình sẽ tăngquátrình chuyển khối sẽ tốt hơn và số đĩa lý thuyết sẽ giảm làm chiềucao của tháp sẽ thấp hơn

+ Tuy nhiên, việc tăng áp suất thường kèmtheo sự tăng nhiệt độ Mặtkhác, sự tăng áp suất cũng gây khó khăn trong việc chế tạo và vận hànhcủa tháp hấp thụ hơn

Có thể sử dụng kết hợp khi cần rửa khí làm sạch bụi, khi trong khí thải cóchứa cả bụi lẫn các khí độc hại mà các chất khí có khả năng hòa tan tốt trong nướcrửa

− Nhược điểm:

Hiệu suất làm sạch không cao, hệ số làm sạch giảm khi nhiệt độ dòng khí caonên không thể dùng xử lí các dòng khí thải có nhiệt độ cao, quá trình hấp thụ là quátrình tỏa nhiệt nên khi thiết kế, xây dựng và vận hành hệ thống thiết bị hấp thụ xử líkhí thải nhiều trường hợp ta phải lắp đặt thêm thiết bị trao đổi nhiệt trong tháp hấp

thụ để làm nguội thiết bị, tăng hiệu quả của quá trình xử lí Như vậy, thiết bị sẽ trởnên cồng kềnh, vận hành phức tạp.

Khi làm việc, hiện tượng “sặc” rất dễ xảy ra khi ta khống chế, điều chỉnhmật độ tưới của pha lỏng không tốt, đặc biệt khi dòng khí thải có hàm lượng bụilớn

Việc lựa chọn dung môi thích hợp sẽ rất khó khăn, khi chất khí cần xử líkhông có khả năng hòa tan trong nước Lựa chọn dung môi hữu cơ sẽ nảy sinh vấnđề: các dung môi này có độc hại cho người sử dụng và môi trường hay không? Việclựa chọn dung môi thích hợp là bài toán hóc búa mang tính kinh tế và kĩ thuật, giáthành dung môi quyết định lớn đến giá thành xử lý và hiệu quả xử lý

Phải tái sinh dung môi (dòng chất thải thứ cấp) khi xử dụng dung môi đắttiền Chất thải gây ô nhiễm nguồn nước hệ thống càng trở nên cồng kềnh phức tạp

1.2.2 Thiết bị hấp thụ

Thiết bị được sử dụng để tiến hành quá trình hấp thu được gọi là thiết bị hấp thu hoặc cột hấp thu Thiết bị hấp thu có thể làm việc gián đoạn hoặc liên tục và được chia thành 4 nhóm sau:

− Thiết bị hấp thu bề mặt: được dùng khi hấp thu một lượng nhỏ có tính hòa tan tốt

− Thiết bị hấp thu loại đệm: được sử dụng phổ biến nhất khi chất lỏng và chất khí tinh khiết và có mât độ phun lớn

− Thiết bị hấp thu loại sủi bọt: được dùng khi tháp có năng suất cao và cần thoát ra một luợng nhệt lớn

− Thiết bị hấp thu loại phun: thành tia và thiết bị hấp thu cơ khí

Các loại tháp thường gặp :

Bề mặt tiếp xúc pha là bề mặt chất lỏng chảy thành màng theo bề mặt vật rắn

thường là thẳng đứng Bề mặt vật rắn có thể là ống, tấm song song hoặc đệm tấm

− Tháp màng dạng ống :

Có cấu tạo tương tự thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống chùm gồm có ống tạo màng được giữ bằng hai vĩ ống ở hai đầu khoảng không giữa ống và vỏ thiết bị tách khi cần thiết Chất lỏng chảy thành màng theo thành ống từ trên xuống, chất khí (hơi) đitheo khoảng không gian trong màng chất lỏng từ dưới lên

Hình 1.2 Hình tháp màng

−Tháp màng dạng tấm phẳng:

Các tấm đệm đặt ở dạng thẳng đứng được làm từ những vật liệu khác nhau (kim loại, nhựa, vải căng treo trên khung …) đặt trong thân hình trụ Để đảm bảo thấm ướt đều chất lỏng từ cả 2 phía tấm đệm ta dùng dụng cụ phân phối đặc biệt có cấu tạo răng cưa

− Tháp màng dạng ống khi lỏng và khí đi cùng chiều:

Cũng có cấu tạo từ các ống cố định trên 2 vỉ, khí đi qua thân gồm các ống phân phối tương ứng đặt đồng trục với ống tạo màng Chất lỏng đi vào ống tạo màng qua khe giữa 2 ống.Khi đó tốc độ khí lớn kéo theo chất lỏng từ dưới lên chuyển động dưới dạng màng theo thành ống Khi cần tách nhiệt có thể cho tác nhân lạnh đi vào khoảng không gian giữa vỏ và ống.Để nâng cao hiệu suất người ta dùng thiết bị nhiều bậc khác nhau

Thủy động lực trong thiết bị dạng màng: khi có dòng khí chuyển động ngược chiều

sẽ ảnh hưởng đến chế độ chảy của màng Khi đó, do lực ma sát giữa khí và lỏng sẽ

có cản trở mạnh của dòng khí làm bề dày màng tăng lên, trở lực dòng khí tăng Tiếptục tăng vận tốc dòng khí sẽ dẫn đến cân bằng giữa trọng lực của màng lọc và lực

• Năng suất theo pha lỏng nhỏ

• Cấu tạo phức tạp, khi vận hành dễ bị sặc

+ Ứng dụng:

• Trong phòng thí nghiệm

• Trong trường hợp có năng suất thấp

• Trong những hệ thống cần trở lực thấp (hệ thống hút chânkhông, )

* Ví dụ: Hệ thống chưng dầu vỏ hạt điều, tái sinh dầu nhờn, chưng cất tinh dầu, cô

đặc nước trái cây,

− Cấu tạo gồm: thân tháp rỗng bên trong đổ đầy đệm làm từ vật liệu khácnhau (gỗ nhựa, kim loại, gôm, …) với những hình dạng khá nhau (trụ,cầu, tấm, yên ngựa, lò xo…), lưới đỡ đệm, ống dẫn khí và lỏng ra vào

− Để phân phối đều chất lỏng lên khối đệm chứa trong tháp, người tadùng bộ phận phân phối dạng: lưới phân phối (lỏng đi trong ống – khíngoài ống, lỏng và khí trong cùng ống), màng phân phối, vòi phun hoasen (dạng trụ, bán cầu, khe…), bánh xe quay (ống có lỗ, phun quay, ổđỡ…)

− Các phần tử đệm được đặc trưng bằng đường kính d, chiều cao h, bềdày δ Khối đệm được đặc trưng bằng các kích thước: bề mặt riêng a,thể tích tự do, đường kính tương đương, tiết diện tự do S.

− Khi chọn đệm cần lưu ý: thấm ướt tốt chất lỏng, trở lực nhỏ, thể tích tự

do và tiết diện ngang lớn, có thể làm việc với tải trọng lớn của lỏng vàkhí, khối lượng riêng nhỏ, phân phối đều chất lỏng, có tính chịu ăn mòncao, rẻ tiền, dễ kiếm…

− Nguyên lý hoạt động:Chất lỏng chảy trong tháp theo đệm dưới dạngmáng nên bề mặt tiếp xúc pha là bề mặt thấm ướt của đệm

− Ưu – nhược điểm - ứng dụng:

+ Ưu: cấu tạo đơn giản; trở lực theo pha khí (hoạt động ở chế độmàng/quá độ) nhỏ

+ Nhược: hoạt động kém ổn định, hiệu suất thấp, dễ bị sặc, khótách nhiệt, khó thấm ướt

+ Tháp đĩathường cấutạo gồm thânhình trụthẳng đứng,bên trong cóđặt các tấmngăn(đĩa)

cách nhau 1 khoảng nhất định Trên mỗi đĩa 2 pha chuyển động ngượchoặc chéo chiều: lỏng từ trên xuống (hoặc đi ngang), khí đi từ dưới lênhoặc xuyên qua chất lỏng chảy ngang, ở đây tiếp xúc pha xảy ra theotừng bậc là đĩa

+ Tháp đĩa có ống chảy chuyền: bao gồm tháp đĩa, chóp, lỗ, xupap, lưới,

…Trên đĩa có cấu tạo đặc biệt để chất lỏng đi từ đĩa trên xuống đĩadưới theo đường riêng gọi là ống chảy chuyền

+ Tháp đĩa không có ống chảy chuyền, khi có khí (hơi hay lỏng) và lỏng

đi qua cùng 1 lỗ trên đĩa

− Ưu – nhược điểm và ứng dụng:

+ Tháp đĩa lỗ: ưu điểm là kết cấu khá đơn giản, trở lực tương đối thấp,hiệu suất khá cao Tuy nhiên không làm việc được với chất lỏng bẩn,khoảng làm việc hẹp hơn tháp chóp (về lưu lượng khí)

+ Tháp chóp: có thể làm việc với tỉ trọng của khí, lỏng thay đổi mạnh,khá ổn định Song có trở lực lớn, tiêu tốn nhiều vật tư kim loại chếtạo, kết cấu phức tạp Nói chung tháp chóp có hiệu suất cao hơn thápđĩa lỗ

+ Tháp xupap: dùng trong chưng cất dầu mỏ

Hình 1.4 Tháp đĩa lưới không có ống chảy chuyền

CHƯƠNG 2 : QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Hình 2.1 Sơ đồ qui trình công nghệ

1 Tháp hấp thu

3 Bơm dung môi

4 Bồn chứa dung môi

Thuyết minh sơ đồ quy trình công nghệ:

bồn cao vị (5), dung môi từ bồn cao vị được duy trì

hấp thu qua các van (6) điều chỉnh và lưu lượng

kế ( rotamet) (7) để kiểm soát lưu lượng đưa vàotháp (1)

(2) đưa vào tháp, cũng qua hệ thống van và lưu lượng

kế khí (8) để đảm bảo độ ổn định

Trong tháp hấp thu, dòng lỏng được đưa từ trên

khi đi từ đỉnh tháp xuống đáy tháp, nồng độ pha khí thì ngược lại, bị giảm dần từđáy tháp lên đỉnh tháp

1 Bơm dung môi

2 Bồn chứa dung môi

3 Van 1 chiều

4 Bồn cao vị

5 Lưu lượng kế(rotamet)

6 Tháp hấp thụ

7 Lưu lượng kế khí

9 Bồn chứa

X _ nồng độ phần mol tương đối cuối của cấu tử hấp thụ trong dung.

kmol Brom /kmol dung môi

d

Y _ nồng độ phần mol tương đối ban đầu của cấu tử cần hấp thụ trong hh

kmol Brom /kmol hh

c

Y _ nồng độ phần mol tương đối cuối của cấu tử cần hấp thụ trong

kmol Brom /kmol hh

Ld _lượng hỗn hợp lỏng đi vào thiết bị hấp thụ , kmol/h

Lc _lượng hỗn hợp lỏng đi ra thiết bị hấp thụ, kmol/h

Gd_ lượng hỗn hợp khí đi vào thiết bị hấp thụ , kmol/h

Gc_ lượng hỗn hợp khí đi vào thiết bị hấp thụ , kmol/h

tr

G _lượng khí trơ đi vào thiết bị hấp thụ , kmol/h

Ltr _lượng dung môi tinh khiết cần sử dụng, kmol/h

3.2 Phương trình cân bằng và phương trình đường nồng độ làm việc

Theo đề bài hỗn hợp đầu vào là hỗn hợp khí nên nồng độ phần thể tích chính lànồng độ phần mol

Theo phương trình trạng thái:

Trong đó:

p: áp suất khí quyển, p=1atm

Vđ: năng suất hỗn hợp khí, Vđ=1500 m3/h

R: hằng số khí bằng 0,082 m3atm/kmol.K

Gđ: lưu lượng của pha khí đi vào tháp, kmol/h

T: nhiệt độ của pha khí, T= 25+273 oK

− Lưu lượng của hỗn hợp khí đi vào tháp là:

kmol/h

− Lượng khí trơ là:

kmol/h

− Nồng độ pha khí vào và ra tháp theo tỷ số mol:

kmol Brom/kmol khí trơ

kmol Brom/kmol khí trơ

− Nồng độ mol trung bình:

kmol Brom/kmol khí trơ

kmol Brom/kmol kk

Nồng độ đầu của Brom:

Nồng độ pha lỏng (nước tinh khiết) đi vào tháp:

Áp suất hơi riêng phần của Brom:

Dựa vào định luật Henry và bảng số liệu tra được H = 0,056.106 mmHg.Nồng độ phần mol pha lỏng cân bằng:

− Lượng dung môi tối thiểu sử dụng là: