TRUYE À N KHO Á I GIÖÕA HAI PHA ÕA HAI PHA 2.1 Ñònh nghóa vaø phaân loaïi 2.2 Caân baèng pha 2.3 Caân baèng vaät chaát 2.4 Ñoäng löïc quaù trình truyeàn khoái 2.5 Toác ñoä quaù trình truyeàn khoáiTRUYE À N KHO Á I GIÖÕA HAI PHA ÕA HAI PHA 2.1 Ñònh nghóa vaø phaân loaïi 2.2 Caân baèng pha 2.3 Caân baèng vaät chaát 2.4 Ñoäng löïc quaù trình truyeàn khoái 2.5 Toác ñoä quaù trình truyeàn khoáiTRUYE À N KHO Á I GIÖÕA HAI PHA ÕA HAI PHA 2.1 Ñònh nghóa vaø phaân loaïi 2.2 Caân baèng pha 2.3 Caân baèng vaät chaát 2.4 Ñoäng löïc quaù trình truyeàn khoái 2.5 Toác ñoä quaù trình truyeàn khoái
Trang 122.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 1
BỘ MÔN: QT & TB CNHH KHOA: KỸ THUẬT HOÁ HỌC TRƯỜNG: ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM
NGƯỜI SOẠN: PGS.TS Trịnh Văn Dũng
QT & TB TRUYỀN KHỐI
MMH: 605067
Trang 2CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.1 Định nghĩa và phân loại
2.2 Cân bằng pha
2.3 Cân bằng vật chất
2.4 Động lực quá trình truyền khối
2.5 Tốc độ quá trình truyền khối
Trang 322.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 3
CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.1 Định nghĩa và phân loại
Truyền khối giữa hai pha là gì?
Được chia thành mấy loại?
•Quá trình: di chuyển vật chất từ pha này sang pha khác
• khi hai pha tiếp xúc nhau
•Cấu tử di chuyển gọi là cấu tử khuếch tán
Trang 4CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.1 Định nghĩa và phân loại
No Tên gọi Chiều di
1 Hấp thụ K(H) L Quá trình hút khí (hơi) bằng chất lỏng Hút CO2, H2S từ khí thải; nạp CO2
vào bia …
2 Nhả hấp thụ L K Tách chất đã bị hấp thụ ra khỏi dung
môi Nhả CO2 ra khỏi dung dịch bia …
3 Chưng cất L H Tách hỗn hợp lỏng thành các cấu tử
riêng biệt nhờ độ bay hơi khác nhau
Tách rượu ra khỏi nước, tách các cẩu tử ra khỏi hỗn hợp dầu thô …
Trang 522.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 5
CHƯƠNG 1 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.1 Định nghĩa và phân loại
No Tên gọi Chiều di
5 Sấy R K Tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cấp
nhiệt cho ẩm bay hơi
Sấy gỗ, hoa quả, bột giặt, cafe tan
bột nêm knor …
6 Hấp phụ Hút các chất từ khí (hơi) hay lỏng bằng
chất rắn xốp
ướp trà bằng hương sen, tách mùi, mầu từ dung dịch bằng than hoạt
tính …
7 Trao đổi ion Hấp phụ giữa dung dịch điện ly và nhựa
trao đổi (ionit)
Làm mền nước, sản xuất NaOH từ dung dịch nước không điện
phân …
Trích ly
K(H) hay L
R 4
Trang 6CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.1 Định nghĩa và phân loại
No Tên gọi Chiều di
chuyển Ý nghĩa Ví dụ
8 Thăng hoa R K Bốc hơi trực tiếp từ pha rắn Sấy sản phẩm thực và dược phẩm
ở nhiệt độ thấp …
9 Hòa tan R L Phân bố các cấu tử của pha rắn vào
dung dịch Hòa tan muối, đường vào nước …
10 Kết tinh L R Tách các chất tan từ dung dịch nước,
hay kết khối dung dịch nóng chảy Kết tinh đường, muối, bột ngọt …
11 Màng bán thấm K - M - K hay
L - M - L
Tách các chất từ hỗn hợp khí hay lỏng
bằng màng bán thấm
Siêu, vi lọc, điện thẩm tích … trong
lọc nước
Trang 722.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 7
CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.2 Cân bằng pha
Cân bằng pha là gì?
Xây dựng đường cân bằng: y* = f(x) như thế nào?
Xây dựng y* = f(x) để làm gì?
Trang 8CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.2 Cân bằng pha
Xây dựng đường cân bằng: y* = f(x)
a) Hệ lý tưởng: dùng các định luật nhiệt động học
định luật Henry định luật Raoult định luật phân bố phương trình Lang Muyr b) Hệ thực: dùng thực nghiệm
Trang 922.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 9
CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.3 Cân bằng vật chất
Mục đích:
- Tính năng suất
- Xây dựng đường làm việc
Đường làm việc là gì?
Trang 10CHƯƠNG 1 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.3 Cân bằng vật chất
Nguyên lý chung:
lượng vào + lượng có sẵn = lượng ra + lượng còn lại
Lập cân bằng cho:
- Quá trình một bậc
- Quá trình tiếp xác pha liên tục xuôi chiều
- Quá trình tiếp xúc pha liên tục ngược chiều
Trang 1122.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 11
CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.4 Động lực quá trình truyền khối:
Động lực quá trình TK là gì?
Xác định như thế nào?
Động lực là hiệu số dương giữa nồng độ làm việc
cân bằng
Trang 12CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.4 Động lực quá trình truyền khối:
Động lực quá trình TK là gì?
Xác định như thế nào?
Động lực QTTK: hiệu số dương của nồng độ làm việc
nồng độ cân bằng
Trang 1322.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 13
CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.4 Động lực quá trình truyền khối:
Động lực quá trình TK là gì?
Xác định như thế nào?
y
y *
y
x x
Trang 14CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.4 Động lực quá trình truyền khối:
2 1
2 1
ln
y y
y 2
x 2
y * 2
H
y *
Trang 1522.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 15
CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
Tính toán thiết bị truyền khối nhằm:
Xác định điều kiện hoạt động tối ưu của thiết bị;
Xác định các kích thước chính: đường kính,
chiều cao hay chiều dài Cuối cùng tính toán kết cấu: kiểm tra độ bền
bề dày, bu lông bích nối …
Trang 16CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
2.5.1 Tính đường kính kính:
w
G
785 ,
Trang 1722.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 17
CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
2.5.2 Tính chiều cao:
Có nhiều phương pháp để xác định chiều cao:
2) Tính theo số đơn vị và chiều cao của đơn vị truyền khối;
1) Tính theo phương trình và hệ số truyền khối;
3) Tính theo số đĩa lý thuyết và chiều cao của đĩa lý thuyết;
4) Tính theo số đĩa thực và khoảng cách giữa hai đĩa;
Trang 18CHƯƠNG 1 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
1) Tính theo phương trình và hệ số truyền khối;
TB xV
TB yV
TB x
TB
x x
L y
S K
y y
G x
aS K
x x
L y
aS K
y y
G H
Trang 1922.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 19
CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
1) Tính theo phương trình và hệ số truyền khối;
Khí dễ hồ tan
y y
x y
x y
x x
y x
y x
x y
y x
y x
1
Khí khĩ hồ tan
Trang 20CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
2) Tính theo số đơn vị và chiều cao của đơn vị truyền khối;
G h
L h
x
0
Trang 2122.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 21
CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
2) Tính theo số đơn vị và chiều cao của đơn vị truyền khối;
*
2
1 0
x
x TB
ox
y
y TB
y
x x
dx x
x
x n
y y
dy y
y
y n
Phương pháp xác định số đơn vị truyền khối
Trang 22CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
3) Tính theo số đĩa lý thuyết và chiều cao của đĩa lý thuyết;
Đĩa lý thuyết (bậc thay đổi nồng độ) là gì?
x n-1
y n
y
Trang 2322.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 23
CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
3) Tính theo số đĩa lý thuyết và chiều cao của đĩa lý thuyết;
Đĩa lý thuyết (bậc thay đổi nồng độ) là gì?
H
G mL mG L L
G d
h
K td
2 , 5
2 , 0 35
,
0 2
,
0
Trang 24CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
4) Tính theo số đĩa thực và khoảng cách giữa hai đĩa;
x
AC
AB y
y
y
y E
n n
n n
n
n My
y
y n
C B E
F
Trang 2522.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 25
CHƯƠNG 2 TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
4) Tính theo số đĩa thực và khoảng cách giữa hai đĩa;
h n