LOI MỞ ĐẦU Trong thời đại phát triển hiện nay, thì các ngành công nghiệp hóa chất cũng như nhu cân sử dụng hóa chất-nguyên vật liệu có độ tỉnh khiết của Việt Nam ta nói riêng và thế giới
Trang 1LIILILLTTI LLUTTI LUTLT] LTTTLTLILILL]
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
BỘ MÔN : QT & TB TRONG CNHH-SH-TP
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ
Thiết kế tháp chưng cất hỗn hợp Benzen-Toluen
Giáo viên HD: Tiê`n Tiêến Nam
Tên SV: Tr ương Phúc Diêễm Oanh MSSV: 2004120208
Trang 2MUC LUC:
MUC LUG tiececccccccccccccseeceeteeeeecescestrsesseatereesseesteesettreatuatereeneesiens 2 LỜI MỞ ĐẦU : 0012 H11 TS 1 TH TH E21 1111k nen ra 4 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 00 9n ST HT HS HS KĐT KT KT vn 5
1 Khái niệm : c QQQQ ng n n ng TH ĐH Kế kh ke hệ 5
2 Phương pháp chưng cất : Ăn nh ren 5
CHƯƠNG II: SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ
VÀ THUYẾT MINH CHI TIẾT SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ll
CHUONG III: CAN BANG VAT CHAT
VA CAN BẰNG NĂNG LƯỢNG 0 0121112211112 10111 xe 15
1 Cân bằng vật chất : c1 21H12 HY SE nh key 15
2 Cân bằng năng lượng : c1 22221122111 su 20
CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH: 30
1 Tính đường kinh tháp : ch nh, 30
2 Chi âI cao thân tháp : nh ve 39
3 Tính trở lực của tháp : ch nh khe 39
4 Tính thân tháp chưng cất : LH nhe, 52
5 Đáy và nắp thiết bị : cọ 20122122122 nh kh se 55
6 Chi tiết Ống dẫn : nọ SH SH n SH nnn nh kh hà, 57
7 Chọn bích và vòng đệm : 2Q ke, G1
Trang 31 Thiét bi lam ngung tu: oo cece eee ence crete nh nha 64
2 Thiết bị làm nguội sản phẩm đáy : 71
3 Thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh : 73
4 Thiết bịn Ổ đun : TQ HS HH nh khe kh khe kh ta 75
5 Thiết bị đun sôi dòng nhập liệu : 80
GO BOM 2 occ EE EEE EE SE Ene 86
TÀI LIỆU THAM KHẢO : c1 ng 88
Trang 4LOI MỞ ĐẦU
Trong thời đại phát triển hiện nay, thì các ngành công nghiệp hóa chất cũng như nhu cân
sử dụng hóa chất-nguyên vật liệu có độ tỉnh khiết của Việt Nam ta nói riêng và thế giới nói chung ngày càng cao, và “Chưng cất” là một trong những phương pháp để tách cũng như nâng cao n ông độ của cấu tử.Và sau khi được học xong các môn v`êquá trình và thiết
bị, em được th Tí Tién Nam giao cho D Gan: “Chung cất hỗn hợp benzen-toluen bằng tháp mâm chóp”, cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của th`w, em đã thực hiện hoàn tấc đán được giao
Mặc dù đã nổ lực hết mình nhưng do là lần đầu tiên thực hiện Ð Ôán, cũng như kiến thức,
kĩ năng vẫn còn hạn chế nên gặp nhi`ân thiếu sót khi thực hiện Ð ôán này, kính mong các thầ% cô xem xét và chỉ bảo
Nhân đây em cũng xin gửi lời cảm ơn đến th Nam trong thời qua đã hướng dẫn em hòa thiện D Gan cia minh, va th ¥ cô đã bỏ thời gian để xem xét cũng như chỉ bảo những sai sót cũng như hạn chế của mình trong Ð ôán này
Trang 5CHUONG I: TONG QUAN
( Lý thuyết v`êchưng cất)
1 Khái niệm :
-_ Chưng cất là quá trình dùng để tách các cấu tử của hỗn hợp lỏng cũng như hỗn
hợp khí lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp (nghĩa là khi ở cùng nhiệt độ, áp suất hơi bão hoà của các cấu tử khác nhau)
-_ Thay vì đưa vào trong hỗn hợp một pha mới để tạo nên sự tiếp xúc giữa hai pha như trong quá trình hấp thu hoặc nhả khí, trong quá trình chưng cất pha mới được tạo nên bằng sự bốc hơi hoặc ngưng tụ
-_ Chưng cất và cô đặc khá giống nhau, tuy nhiên sự khác nhau căn bản nhất của 2 quá trình này là trong quá trình chưng cất dung môi và chất tan đ ân bay hơi (nghĩa là các cấu tử đầâi hiện diện trong cả hai pha nhưng với tỷ lệ khác nhau), còn trong quá trình cô đặc thì chỉ có dung môi bay hơi còn chất tan không bay hơi
-_ Khi chưng cất ta thu được nhi`âi cấu tử và thưởng thì bao nhiêu cấu tử sẽ thu được bấy nhiêu sản phẩm Nếu xét hệ đơn giản chỉ có 2 cấu tử thì ta sẽ thu được 2 sản phẩm :
[1 Sản phẩm đỉnh chủ yếu g ôn cấu tử có độ bay hơi lớn (nhiệt độ sôi nhỏ)
O Sản phẩm đỉnh chủ yếu g ôn cấu tử có độ bay hơi nhỏ (nhiệt độ sôi lớn) -_ Đối với hệ Benzen — Toluen
H Sản phẩm đỉnh chủ yếu g Gm benzen và một ít toluen
H Sản phẩm đáy chủ yếu là toluen và một ít benzen
Trang 61 Cấp nhiệt gián tiếp
Vậy : Đối với hệ Benzen — Toluen, ta chon phương pháp chưng cất liên tục ở áp suất thưởng
a Thiết bị chưng cất :
Trong sản xuất, người ta thưởng dùng nhí "âu loại thiết bị khác nhau để tiến hành chưng cất Tuy nhiên, yêu cân cơ bản chung của các thiết bị vẫn giống nhau nghĩa là diện tích tiếp xúc pha phải lớn Đi âi này phụ thuộc vào mức
độ phân tán của một lưu chất này vào lưu chất kia Nếu pha khí phân tán vào pha lỏng ta có các loại tháp mâm, nếu pha lỏng phân tán vào pha khí ta
có tháp chêm, tháp phun, .Ở đây ta khảo sát 2 loại thưởng dùng là tháp mâm và tháp chêm
Trang 7Tháp mâm xuyên lễ : trên mâm có nhi ân lễ hay rãnh
Tháp chêm (tháp đệm) : tháp hình trụ, ø ôm nhi `â bậc nối với nhau bằng mặt bích hay hàn Vật chêm được cho vào tháp theo một trong hai phương pháp sau : xếp ngẫu nhiên hay xếp thứ tự
So sánh ưu nhược điểm của các loại tháp :
Tháp chêm Tháp mâm xuyên lễ Tháp chóp
- Do có hiệu ứng thành L]1 | - Khêng làm việc được | - Có trở lực lớn
hiệu suất truy ân khối thấp với chất lỏng bẩn ¬
- Tiêu tốn nhi ân
- Độ ổn định không cao, khó | - Kết cấu khá phức tạp | vật tư, kết cấu vận hành phức tạp Nhược
benzen-toluen
ta sử dụng mâm chóp để chưng cất hỗn hợp
b Giới thiệu v`ênguyên liệu : Benzen & Toluen :
Trang 8Benzen: là một hợp chất mạch vòng, ở dạng lỏng không màu và có mùi thơm nhẹ.Công thức phận tử là CH‹s Benzen không phân cực,vì vậy tan tốt trong các dung môi hữu cơ không phân cực và tan rất ít trong nước Trước đây người ta thưởng sử dụng benzen làm dung môi Tuy nhiên sau đó người
ta phát hiện ra rằng n Šng độ benzen trong không khí chỉ cn thấp khoảng 1ppm cũng có khả năng gây ra bệnh bạch cân, nên ngày nay benzen được
o_ Khối lượng phân tử : Ø2,13
o_ Tỉ trọng (20°C) : 0,866
o_ Nhiệt độ sôi : 111°C
o_ Nhiệt độ nóng chảy : -95°C
c Các phương thức đi âi chế :
Đi từ ngu Ân thiên nhiên
Thông thưởng các hidrocacbon ít được đi 'âi chế trong phòng thí nghiệm, vì
Trang 9Các ankane có thể tham gia đóng vòng và dehidro hóa tạo thành hidro
cacbon thom ở nhiệt độ cao và có mặt xúc tác như Cr;O›, hay các lim loại chuyển tiếp nhu Pd, Pt
CH;(CH2)sCHs CeHe
—_ Dehidro hóa các cycloankane
Các cycloankane có thể bị dehidro hóa ở nhiệt độ cao với sự có mặt của các xúc tác kim - loại chuyển tiếp tạo thành benzen hay các dẫn xuất cảu
CoeHe + CH:- Cl C,H:-CH;
d Hỗn hợp benzen — toluen :
Ta có bảng thành ph3n lỏng (x) — hơi (y) và nhiệt độ sôi của hỗn hợp
Benzen- Toluen ở 760 mmHg.(Tham khảo ST2)
y (% phan
0 118 |214 | 38 51,1 | 619 | 712 )79 |854|91 | 95.9 | 100 mol)
tec) 110,6 | 10843 |106,1 | 1022 | 98,6 | 95,2 | 92,1 | 894 | 868 | S44 | 82.3 | 802
Trang 10
CHUONG II: SO DO NGUYEN LY
VA THUYET MINH CHI TIET SO DO NGUYEN LY
Hỗn hợp đi tử thùng chứa nguyên liệu được bơm (1) bom lién tuc 1én bf cao vi (2) Mức chất lỏng cao nhất ở thùng cao vị được khống chế nhờ ống chảy tràn Từ bồn cao vị, hễn hợp đi qua thiết bị đun sôi dòng nhập liệu (3) Tại đây, dung dịch được gia nhiệt bằng hơi nước bão hòa đến nhiệt độ sôi Sau đó,dung dịch được đưa vào tháp chưng luyện (5) qua đĩa tiếp liệu
Tháp chưng luyện g ôn 2 ph %: ph %h tr dia tiếp liệu trở lên trên là đoạn luyện, còn
từ đĩa tiếp liệu trở xuống là đoạn chưng
Như vậy, ở trong tháp,pha lỏng đi từ trên xuống tiếp xúc với pha hơi đi từ dưới lên Hơi bốc từ đĩa dưới lên qua các lễ đĩa trên và tiếp xúc với pha lỏng của dia trên, ngưng tụ một phhn, vì thế n Šng độ cấu tử dễ bay hơi trong pha lỏng tăng dần theo chỉ `âi cao của tháp Vì n ông độ cấu tử dễ bay hơi trong lỏng tăng nên n ông độ của nó trong hơi do lỏng bốc lên cũng tăng Cấu tử dễ bay hơi có nhiệt độ sôi thấp hơn cấu tử khó bay hơi nên khi nông độ của nó tăng nên thì nhiệt độ sôi của dung dịch giảm
Tóm lại, theo chiên cao tháp n ng độ cấu tử dễ bay hơi (cả pha lỏng và pha hơi) tăng dần, nồng độ cấu tử khó bay hơi (cả pha lỏng và pha hơi) giảm d8 và nhiệt
độ giảm dần Cuối cùng ở đỉnh tháp ta sẽ thu được hỗn hợp hơi có thành phần hân hết là cấu tử dễ bay hơi còn ở đáy tháp ta sẽ thu được hỗn hợp lỏng có thành ph`n cấu tử khó bay hơi chiếm tỉ lệ lớn Để duy trì pha lỏng trong các đĩa trong đoạn luyện, ta bổ sung bằng dòng hổ lưu được ngưng tụ từ hơi đỉnh tháp Hơi đỉnh tháp
Trang 11tháp ,sau đó một phn được đun sôi bằng n 6 dun day thap (10) va h’G hu va day tháp, phẦn chất lỏng còn lại được đưa vào thiết bị làm nguội sản phẩm đáy (16).r đưa vào b ôn chứa sản phẩm đáy (15) Nước ngưng của các thiết bị gia nhiệt đước tháo qua thiết bị tháo nước ngưng-bẫy hơi (12)
Như vậy, thiết bị làm việc liên tục (hỗn hợp đầi đưa vào liên tục và sản phẩm cũng được lấy ra liên tục)
CHUONG III:
Trang 12CAN BANG VAT CHAT VA CAN BANG NANG LUONG
Hỗn hợp đầi đi vào tháp ở nhiệt độ sôi
Chất lỏng ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ có thành phần bằng thành phẦn của hơi đi ra ở đỉnh tháp
Cấp nhiệt ở đáy tháp băng hơi đốt gián tiếp
O Yêu câi thiết bị:
Thiết bị làm việc ở áp suất thưởng P= 1 atm Loại tháp: Đĩa chóp tròn
O Cac théng so’ ban da
Hỗn hợp ban đầi:
o Benzen: Ca¿Hs,t; = 81,1°C
o Toluen: CsHsCHs, t; = 110°C Suất lượng nhập liệu:
N &g độ hỗn hợp đu:
Nềầng độ sản phẩm đỉnh:
Nhng đệ hỗn hợp đáy:
1 Cân bằng vật chất :
Trang 14y (% phan
118 |214 | 38 51,1 | 619 | 712 )79 |854|91 | 95.9 | 100 mol)
Trang 15O Số mâm lý thuyết :
Để xác định số mâm lý thuyết ta phải xác định ba đường g ôn :
o_ Vẽ đường làm việc ph3n cất theo phương trình:
(6 mâm phì luyện: từ mâm I đến mâm 6,
6 mâm ph n chưng: tử mâm 7 đến mâm 12 )
Trang 16
§0
_— Tra các nềng độ ph3n mol của cấu tử dễ bay hơi trong pha hơi và pha lỏng ứng với mỗi số mâm lý thuyết dựa vào “Hình D ôthị mâm lý thuyết” trên
— Nội suy độ nhớt của benzene và toluene từ( ST1-bảng L1.101/91), ứng với
từng nhiệt độ nội suy được từ (ST2: bảng LIX.2a/146) , rổ tính độ nhớt của
hễn hợp theo công thức :
(
Dựa vào tích số ( tra đ`êthi để tìm hiệu suất trung bình (ST2:Hình
LX.1/171).Ta được bảng số liệu sau :
Ya
x y
Trang 17
| 011| 0.165 6 | 0.23997 | 0.25065 1| 1.5988] 0399| 0616
105.1 0.2610302 | 1.7834 10| 0.14] 0.225 3 | 0.25289 | 0.26238 6 1| 0466| 0.6
103.9 0.2634512 | 1.9845 9| 017| 0.289 2| 0.25583 | 0.26504 3 3| 0.523 | 0.575
0.2655490 | 2.0393 8| 0.191| 0325| 1029| 0.2583] 0.26729 6 6| 0.542| 0.558
101.4 0.2683908 | 1.9661 7| 0243| 037 8| 0.26174| 0.27041 1 8| 0.528] 0.567
101.2 0.2682546 | 1.7602
6 0.3| 0.43 7 | 0.26225 | 0.27087 7 3| 0472| 0.6
0.2728009 | 1.1275 5| 048| 0.51| 98.63| 0.26866| 0.27668 5 5| 0.308] 0.677
0.2816418 | 1.3652 4| 0.555| 0463| 9457| 0.2785] 0.28561 3 3| 0.385] 0.623
0.2911259 | 1.2863 3| 0771| 0759| 9009| 0.28937| 0.29547 2 7| 0374| 063
0.2742951 | 1.1700 2| 0.84] 0.86} 96.8} 0.27309| 0.28071 5 7| 0.321] 0.658
0.3060290 | 1.0827
Trang 18
=0.617
H Vậy số mâm thực tế của ta là :19
Số mâm ph luyện:
O Vậy số mâm thực tế phần luyện của ta là : 9
H Vậy số mâm thực tế phần chưng của ta là : 10
L1 Mâm nhập liệu là mâm số I0
2 Cân bằng năng lượng :
a Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị đun nóng dòng nhập liệu:
Phương trình cân bằng nhiệt lượng :
Q›s;¡ : Nhiệt lượng hơi đốt mang vào (J/h)
Q:: Nhiệt lượng do hỗn hợp đi mang vào (J/h)
Q: :Nhiệt lượng do hỗn hợp đi mang ra (J/h)
Quer : Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra (J/h)
Q.¿¡ : Nhiệt lượng mất mát (J/h)
Trang 19o Chon nhiét d6 ban di cia hén hop :
oO
o_ Nội suy từ ( ST2: bảng: I.153/171), với, ta có :
Nhiệt lượng do hỗn hợp nhập liệu mang ra:
o_ Nhiệt độ của hỗn hợp ra khỏi thiết bị: nội suy từ (ST2: bang IX.2a),
ta CÓ :
oO
o_ Nội suy từ (ST2: bảng: I.153/171), với, ta có :
Nhiệt lượng do hơi đốt mang vào :
Trang 20(J/kg)
D, : Luong hơi đốt (Kg/h)
Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra:
Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh lấy bằng 5% nhiệt do hơi đốt mang vào :
Lượng hơi đốt ( lượng hơi nước) c3n thiết để đun nóng hỗn hợp nhập liệu đến
©o_ Nội suy từ (ST2:bảng I.148/166) ở ta có:
(kcal/kg°C) (J/kg°C)
Trang 21b Can bang nhiét luong ca thap chung cat :
Tổng lượng nhiệt mang vào tháp bằng tổng lượng nhiệt mang ra:
Q›s; : Nhiệt lượng hơi đốt mang vào (J/h)
Q¿ : Nhiệt lượng do lỏng hổ lưu mang vào tháp (J/h)
Q: :Nhiệt lượng do hỗn hợp đi mang vào tháp (J/h)
Q; :Nhiệt lượng do hơi mang ra ở đỉnh tháp (J/h)
Q„ :Nhiệt lượng do sản phẩm đáy mang ra (J/h)
Qnee : Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra (J/h)
Trang 22o_ Để thuận tiện cho quá trình tính toán, ta chọn bằng với nhiệt độ hơi ra ngoài đỉnh tháp: Nhiệt độ của hỗn hợp khí ra khỏi thiết bị: nội suy từ (ST2: bảng IX.2a/146),
ta có:
oO
o Ndi suy tw (ST2: bang: 1.153/171), voi ta cé:
Nhiệt lượng do hơi mang ra ở đỉnh tháp:
oO
O
o_ Nội suy từ (ST2: bảng I.212/254) ở ,fa được :
Trang 23©_ Nội suy từ (ŠT2: bảng: I.153/171), ở ta có :
Nhiệt lượng do sản phẩm đáy mang ra:
o_ Nội suy tử (ST2: bang IX.2a/146), ta có:
Oo
o Ndi suy tw (ST2: bang: 1.153/171), voi ta cé:
Trang 24—_ Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra:
Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường xung quanh lấy bằng 5% nhiệt do hơi đốt mang vào :
_—_ Lượng hơi đốt ( lượng hơi nước) c3n thiết để đun sôi hỗn hợp ở đáy tháp là :
o Chon hơi đốt là hơi nước bão hòa: p=2at,
Trang 25c Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị ngưng tụ:
Ta chọn trưởng hợp nhưng tụ hoàn toàn thì:
Rút ra lượng nước lạnh tiêu tốn:
©o_ Nội suy từ (ST2: bảng I.212/234) ở ,fa được :
o Chon nhiệt độ vào của nước lạnh là: 30
o Chon nhiệt độ ra của nước lạnh là: 40
o_ Nhiệt dung riêng của nước làm lạnh ở nhiệt độ trung bình:
Nội suy (ST2:bảngI.149/168) ở 35, ta được:
d Cân bằng nhiệt cho thiết bị làm nguội :
Vì dòng sản phẩm đỉnh đã ngưng tụ hoàn toàn trong thiết bị ngưng tụ nên ta có công thức:
Trang 26Nhiệt độ sản phẩm đỉnh vào thiết bị làm lạnh bằng nhiệt độ sản phẩm đỉnh
ra khỏi thiết bị ngưng tụ, mà như ta đã chọn như ở trên là:
Chọn nhiệt đệ ra của sản phẩm đỉnh ra khỏi thiết bị làm lạnh là: 40 Nhiệt dung riêng của dòng nóng ở nhiệt độ trung bình:
Nội suy từ (ST2: bảng: I.153/171), ở ta có :
Chọn nhiệt độ vào của nước lạnh là: 30
Chọn nhiệt độ ra của nước lạnh là: 40
Nhiệt dung riêng của ước làm lạnh ở nhiệt độ trung bình:
Nội suy (ST2:bảngI.149/168) ở 35, ta được:
Trang 27CHUONG IV: TINH TOAN THIET BI CHINH
1 Tính đường kính tháp:
Đường kính được xác định theo công thức:
Tính lưu lượng trung bình các dòng pha di trong tháp
Tính khối lượng riêng trung bình của các dòng pha đi trong tháp Tính tốc độ hơi đi trong tháp
a Đương kính đoạn luyện:
H Lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện:
Có thể tính g`n đúng bằng trung bình cộng của lượng hơi đi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp (ga) và lượng hơi đi vào đĩa dưới cùng của đoạn luyện (g;)
(kg/h) (IX.91/181)
Ta có lượng hơi trung bình đi ra khỏi đỉnh tháp:
Trang 28liệu và cân bằng nhiệt lượng như sau:
o_ Với: rị- ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi vào đĩa thứ nhất
ra- ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp di ra khỏi đỉnh tháp g¡- lượng hơi đi vào đĩa cuối cùng của đoạn luyện
o Tac6é
o NG@i suy tr (ST2: bang I.212/254) & ,ta duoc :
o NG@i suy tr (ST2: bang I.212/254) & ,ta duoc :
Trang 29o N wg d6 ph& mol trung binh trong đoạn luyện là:
* Khối lượng riêng trung bình :
Đối với pha hơi:
Đối với pha lỏng:
Trang 30o NG@i suy theo (ST 1:bang 1.2/9) ở °C,ta được:
O Téc dé hoi di trong thap chop :
o_ h: khoảng cách giữa các đĩa (m): Giá trị h chọn theo đường kính tháp: Chọn h=0,25 (m)
o_ hệ số tính đến sức căng b €mat:
Khi đyn/cm thì Khi dyn/cm thì
O Ndi suy theo (ST2:bang I.242/300) & °C :
Trang 31H Chọn đường kính tiêu chuẩn :
Vận tốc khi đi qua đoạn luyện :
b Tính đường kính đoạn chưng :
Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng:
Có thểtính g3n đúng bằng trung bình cộng của lượng hơi đi ra khỏi đoạn chưng và lượng hơi đi vào đoạn chưng :
o_ Nội suy từ (ST2: bảng [IX.2a/146) ta có: =
o_: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào trong đĩa thứ nhất của đoạn chưng:
[1 Nội suy từ (ST2: bảng I.212/254 ở ,fa được :
Trang 32o N wg d6 ph& mol trung binh trong đoạn luyện là:
Trang 33Đối với pha hơi:
Đối với pha lỏng:
oO
©o_ Nội suy theo (ST1:bảng I.2/9) ở °C,fa được:
H1 Tốc độ hơi đi trong tháp chóp :
o_ h: khoảng cách giữa các đĩa (m): Giá trị h chọn theo đường kính tháp: Chọn h=0,25 (m)
o_ hệ số tính đến sức căng b €mat:
Khi đyn/cm thì Khi dyn/cm thì
H Nội suy theo (ST2:bảng I.242/399) ở °C :
Trang 34Odo dyn/cm nén
Ta có
H Chọn đường kính tiêu chuẩn :
Vận tốc khi đi qua đoạn chưng :
2 Chi ôi cao của thân tháp :
Theo (ST2: bang [X.5/170),dua vào đường kính fa có:
o SO đĩa giữa hai mặt bích : 2
o_ Khoảng cách giữa hai mặt nối bích : 0.5 (m)
oO
Trang 35Hay chi‘& cao cia than thép duoc tinh nhu sau:
O Chon chi & cao thân tháp : là 5.8 (m)
3 Tính trở lực của tháp:
Trở lực của tháp chóp bao g ôm: tổn thất áp suất khi dòng khí đi qua đĩa khô, tổn thất do sức căng b`êmặt, tổn thất thất do lớp chất lỏng trên đĩa và bỏ qua sự biến đổi chỉ âi cao lớp chất lỏng trên đĩa
Trở lực của tháp chóp được xác định theo công thức:
: số đĩa thực tế của tháp;
: tổng trở lực của một đĩa, (N/
: trở lực đĩa khô, (N/
: trở lực đĩa do sức căng b`êmặt, (N/
: Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa, (N/
a Trở lực của đĩa khô
: hệ số trở lực, thưởng chọn (ở đây ta chọn )
khối lượng riêng của pha hơi,( kg/m’)
: tốc độ khí qua rãnh chép, (m/s )
Trang 36: lưu lượng hơi đi trong tháp ( m”/h)
: lượng hơi trung bình đi trong tháp
Chọn đường kính ống hơi:
Chọn chi lâi dày chóp:
Chi `âi cao chóp phía trên ống dẫn hơi: ta dùng chóp tròn
Đường kính chóp:
Chia cao khe chóp:
Khoảng cách giữa các khe :
Chọn _ Chi âi rộng khe chóp :
Chọn _ Khoảng cách tử đĩa đến mâm chóp: :
Trang 37O Doan chung:
Số chóp phân phối trên đĩa:
Vậy số chóp phân bố trên đĩa là:
o (kg/h)
O
b Trở lực của đĩa do sức căng b €mat:
: sức căng b`êmặt đường kính tương đương của khe chóp o_ Khi rãnh chóp mở hoàn toàn:
: diện tích tiết diện tử do của khe chóp:
: chu vi rãnh
Trang 38c Trở lực của chất lỏng trên đĩa:
o Chi G cao khe chop:
o_ Khối lượng riêng của bọt, thưởng ,
Chọn o_: Gia tốc trọng trưởng:
o_ Chi âi cao lớp bọt trên đĩa: (m)
o F: ph% bềmặt có gắn chóp (m?)
o_: tổng diện tích các chóp trên đĩa (m”)
Trang 39o : Chi Gi cao chóp (m)
o_ Chi *âi cao ống chảy chuy ân lên trên đĩa: (m)
O Chi âi cao mức chất lỏng trên khe chóp:
Chọn
L Chiâi cao khe chóp
[1 Chi âi cao mức chất lỏng bên trên ống chảy chuy :: (m)
HH YV: thểtích chất lỏng chảy qua (m?/h)
[1 : đường kính ống chảy chuyâ (m)
Chi‘ cao mirc chất lỏng bên trên ống chảy chuy ân: (m)
o_ đương kính ống chảy chuy Ân:
Lưu lượng lỏng trung bình đi trong tháp:
Khối lượng riêng của chất lỏng:
Tốc độ chất lỏng trong ống chảy cruy `,