Tải bản đầy đủ
TÍNH TOÁN CỤ THỂ

TÍNH TOÁN CỤ THỂ

Tải bản đầy đủ

Đường làm việc của đoạn cất (phụ lục 1):
y = 0.7359x + 0.2573
Mặt khác, ta có đường làm việc ứng với đoạn cất có dạng:

Nên ta có hệ phương trình:

Giải hệ phương trình, ta tìm được các giá trị:
R = 2,786 và xD = 0,9742
Suy ra: Lưu lượng theo pha lỏng và pha khí đi trong đoạn cất là:
G = (R+1)D = (2,786+1).57,692 = 218,422 (kmol/h).
L = Lo = RD = 2,786.57,692 = 160,73 (kmol/h).

2. Tính vận tốc pha khí trong tháp

Đối với tháp đệm, ta sử dụng phương trình:
= (-0,125) ,75

(1)

Chọn loại đệm bằng sứ 50 x 50 x 5 có các thông số sau (sổ tay tập 2):
ε = 0,79 (m3/m3) và a = 95 (m2/m3).

Tra sổ tay tập 1, với các số liệu lấy ở nhiệt độ 80 0C và coi không đổi với giá trị
độ nhớt và khối lượng riêng của dòng lỏng,

6

Dòng lỏng đi trong đoạn cất có hàm lượng 98% benzen, ta có thể coi khối
lượng riêng và độ nhớt của dòng lỏng đi vào đoạn cất là khối lượng riêng và độ nhớt
của benzen: ρL = 815 (kg/m3) và µL = 0,316 (cP).

Khối lượng riêng của dòng khí ở 800C và áp suất 760 mmHg theo công thức:
(kg/m3)
Thay các giá trị đã có vào phương trình (1), ta có
ws = 1,5 (m/s)
Chọn w = 0,8ws = 0,8.1,5 = 1,2 (m/s).
3. Tính đường kính tháp đệm chưng cất

Đường kính của tháp đệm được tính theo công thức:
Ø

4. Tính số đơn vị truyền khối của tháp đệm chưng cất

Tra sổ tay tập 2, ta có bảng số liệu cân bằng lỏng - hơi của hệ benzen - axit
axetic như sau:
x

0

0.05

0.1

0.2

y

0

0.26 0.42 0.59

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.666 0.75 0.79 0.83 0.88

0.8
0.92
5

0.9

1

0.97

1

Vẽ đường cân bằng và đường làm việc trên cùng hệ tọa độ (phụ lục 2).
Phương trình đường cân bằng như sau:
y* = -23.06x6 + 78.009x5 - 105.44x4 + 73.293x3 - 28.173x2 + 6.3705x + 0.0012

7

Sử dụng phương pháp tích phân đồ thị, ta chia đoạn từ x F đến xD thành nhiều
điểm và lập được bảng sau:
x

0.2993

y

0.478

y*

0.674

5.093

0.35

0.4

0.45

0.5

0.55

0.6

0.65

0.7

0.51

0.55

0.58

0.62

0.66

0.69

0.73

0.77

5

2

8

5

2

9

6

2

0.70

0.73

0.76

0.79

0.81

0.83

0.85

0.87

7

8

6

2

6

8

7

7

5.20

5.37

5.63

5.98

6.49

7.20

8.20

0

9

2

6

1

8

7

0.974

0.75

0.8

0.85

0.9

0.809

0.846

0.883

0.920

0.974

0.898

0.922

0.948

0.974

1.001

9.55

11.25

13.22

15.38

18.23

37.17

2

3

7

9

9

0

2

Vẽ đồ thị = f(y), ta có phương trình hàm số tương ứng (phụ lục 3):
= 99379y6 - 412018y5 + 704488y4 - 635600y3 + 319087y2 - 84508y + 9229.6

Suy ra, số đơn vị truyền khối:
noy =
=

noy = 5,428

5. Tính chiều cao đơn vị truyền khối và chiều cao phần cất tháp đệm

Chiều cao đơn vị truyền khối được tính theo công thức:
hoy = = hy +

với A =

* Tìm hệ số góc đường cân bằng m
Chia đoạn cong trên đường cân bằng y* = f(x) từ điểm (0,3; 0,666) đến điểm
(1; 1) thành các đoạn nhỏ và coi các đường nối các điểm trong đoạn này là đường
thẳng theo số liệu cho ở bảng sau:
x

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1
8

y*

0.666

0.75

0.79

0.83

0.88

0.925

0.97

1

Xây dựng phương trình đường thẳng và hệ số góc cho mỗi đoạn (phụ lục 4).
Hệ số góc đường cân bằng được tính theo hệ số góc trung bình như sau:

Thừa số truyền khối A được tính:
A=
Chiều cao đơn vị truyền khối được tính:
hoy = hy + (m)
Chiều cao phần cất của tháp đệm với các điều kiện đã chọn như trên là:
H = hoy.noy = 0,612.5.428 = 3,322 (m).

9

Phần III
KẾT LUẬN

Với các điều kiện cho trước tính toán đối với đoạn cất, đường kính và chiều cao
đoạn cất tháp đệm chưng cất là:
Đường kính Ø
Và chiều cao H = 3,3 (m)

10

PHỤ LỤC

Phụ lục 1. Đồ thị đường làm việc của đoạn cất

Phụ lục 2. Đồ thị đường làm việc và đường cân bằng

Phụ lục 3. Đồ thị = f(y)

Phụ lục 4. Phương trình đường thẳng và hệ số góc tương ứng để xác định hệ số
góc m
x

0.3

0.4

0.4

0.5

0.5

0.6

y*

0.666

0.75

0.75

0.79

0.79

0.83

11

Đường
thẳng
Hệ số góc
m

y = 0.84x + 0.414

y = 0.4x + 0.59

y = 0.4x + 0.59

0.84

0.4

0.4

x

0.6

0.7

0.7

0.8

0.8

0.9

0.9

1

y*

0.83

0.88

0.88

0.925

0.925

0.97

0.97

1

Đường
thẳng
Hệ số góc
mi

y = 0.5x + 0.53

y = 0.45x +
0.565

y = 0.45x +
0.565

y = 0.3x + 0.7

0.5

0.45

0.45

0.3

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Trịnh Văn Dũng, Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học và thực phẩm (Bài tập
truyền khối), NXB ĐHQG TPHCM, 2012.
2. Nguyễn Bin, Các quá trình và thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm (Tập
4: Phân riêng dưới tác dụng của nhiệt), NXB Khoa học và Kỹ thuật.
3. Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hóa chất, Tập 1 và 2, NXB Khoa học và Kỹ
thuật.

12