thiết bị chưng cất sử dụng hơi nước

LÝ THUYẾT CHƯNG CẤT:• Chưng cất: là quá trình phân tách hỗn hợp lỏng hoặc khí lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào sự khác nhau về mức độ bay hơi của chúng hay nhiệt độ bay hơi ở cù

Danh sách nhóm

I LÝ THUYẾT CHƯNG CẤT:

• Chưng cất: là quá trình phân tách hỗn hợp lỏng (hoặc khí lỏng) thành các cấu tử riêng biệt

dựa vào sự khác nhau về mức độ bay hơi của chúng (hay nhiệt độ bay hơi ở cùng áp suất), bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình bay hơi – ngưng tụ, trong đó vật chất đi từ pha lỏng vào pha hơi hoặc ngược lại.

• Nguyên tắc: dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử.

• Sản phẩm:

– Đỉnh: cấu tử có độ bay hơi lớn – nhiệt độ sôi thấp

– Đáy: cấu tử có độ bay hơi kém – nhiệt độ sôi cao

II BẢN CHẤT, MỤC ĐÍCH CÔNG NGHỆ VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG.

• Bản chất:

Chưng cất là phương pháp tách hỗn hợp chất lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa

vào sự khác nhau về độ bay hơi của chúng bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình bay hơi và ngưng tụ

• Mục đích công nghệ và phạm vi sử dụng:

-Mục đích chuẩn bị: thô chế, làm sạch các tạp chất thô, ví dụ: các chất keo, nhựa, bẩn…trong quy trình sản xuất rượu hoặc thô chế tinh dầu.

-Mục đích khai thác thu nhận sản phẩm như cất cồn, cất rượu, cất các loại tinh dầu.

-Mục đích nâng cao chất lượng sản phẩm, đó là quá trình tinh chế, ví dụ tinh chế cồn, tinh chế các loại tinh dầu có giá trị kinh tế cao….

II BẢN CHẤT, MỤC ĐÍCH CÔNG NGHỆ VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG.

III PHÂN LOẠI

Theo nguyên lý làm việc:

• Chưng cất đơn giản (gián đoạn): thường được sử dụng trong các trường hợp sau:

- Khi nhiệt độ sôi của các cấu tử khác xa nhau.

- Không đòi hỏi sản phẩm có độ tinh khiết cao.

- Tách hỗn hợp lỏng ra khỏi tạp chất không bay hơi.

- Tách sơ bộ hỗn hợp nhiếu cấu tử.

• Chưng cất bằng hơi nước trực tiếp: dùng để tách các hỗn hợp gồm các chất khó bay hơi và tạp chất không bay hơi, thường được ứng dụng trong trường hợp chất được tách không hòa tan vào nước.

• Chưng chân không: dùng trong trường hợp cần hạ thấp nhiệt độ sôi của cấu tử Đối với cấu tử có nhiệt độ sôi quá cao hay trường hợp các cấu tử trong hỗn hợp dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao.

Theo áp suất làm việc:

Theo phương pháp cấp nhiệt ở đáy tháp:

• Cấp nhiệt trực tiếp: thường là đối với hệ nước-acid acetic.

III PHÂN LOẠI

• Cấp nhiệt gián tiếp: thường được áp dụng trường hợp chất được tách không tan

trong nước

III PHÂN LOẠI

IV Các phương pháp chưng cất hơi nước

• Trong công nghiệp, người ta chia các phương pháp chưng cất hơi nước

ra làm 3 loại:

– Chưng cất bằng nước.

– Chưng cất bằng nước và hơi nước.

– Chưng cất bằng hơi nước.

1. Chưng cất bằng nước.

Trong trường hợp này, nước phải kín nguyên liệu, nhưng phải chừa một khoảng không gian tương đối lớn phía trên lớp nước, để tránh khi nước sôi mạnh làm văng chất nạp qua hệ thống hoàn lưu Nhiệt cung cấp có thể đun trực tiếp bằng củi lửa hoặc đun bằng hơi nước dẫn từ nồi hơi vào (sử dụng bình có hai lớp đáy).

Trong trường hợp chất nạp quá mịn lắng chặt xuống đáy nồi gây hiện tượng cháy khét nguyên liệu ở mặt tiếp xúc với đáy nồi, lúc đó nồi phải trang bị những cánh khuấy trộn đều bên trong trong suốt thời gian chưng cất

IV Các phương pháp chưng cất hơi nước.

2 Chưng cất bằng nước và hơi nước.

Trong phương pháp này, nguyên liệu được xếp trên một vỉ đục lỗ và nồi cất được đổ nước sao cho nước không chạm đến vỉ.

Nhiệt cung cấp có thể là ngọn lửa đốt trực tiếp hoặc dùng hơi nước từ nồi hơi dẫn vào lớp bao chung quanh phần đáy nồi

IV Các phương pháp chưng cất hơi nước.

3 Chưng cất bằng hơi nước:

Hơi nước tạo ra từ nồi hơi, thường có áp suất cao hơn không khí, được đưa thẳng vào bình chưng cất Trong kỹ nghệ ngày nay phương pháp này thường dùng để chưng cất tinh dầu xả… hoặc chưng cất các phần tử nặng trong chế biến dầu mỏ.

IV Các phương pháp chưng cất hơi nước.

V THIẾT BỊ CHƯNG CẤT:

• Trong sản xuất thường sử dụng rất nhiều loại tháp chưng cất, nhưng chúng đều

có một yêu cầu cơ bản là diện tích bề mặt tiếp xúc pha phải lớn, điều này phụ thuộc vào độ phân tán của lưu chất này vào lưu chất kia

• 2 loại thường dùng là tháp mâm và tháp chêm (tháp đệm)

I. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của thiết bị chưng cất.

1.1 THÁP MÂM:

• Thân tháp hình trụ, thẳng đứng phía trong có gắn các mâm có cấu tạo khác nhau để chia thân tháp thành các đoạn bằng nhau, trên mâm pha lỏng và pha hơi được tiếp xúc với nhau Tùy theo cấu tạo của đĩa ta có:

 Tháp mâm chóp: trên mâm có chóp dạng tròn hay một dạng khác, có rãnh xung quanh để pha khí

đi qua và ống chảy chuyền có hình tròn.

 Tháp mâm xuyên lỗ: trên mâm bố trí các lỗ có đường kính 0,8-8mm được bố trí trên các đỉnh tam giác đều, chiều dày của đĩa lấy bằng 0,5-0,8mm đường kính của lỗ.

www.themegallery.com

1 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của thiết bị chưng cất.

1.3 Tháp mâm chóp.

• Nguyên lí hoạt động:

-Tương tự như mâm xuyên lỗ, khác ở chổ hơi đi từ dưới lên qua chóp và tiếp xúc với dòng lỏng làm bốc hơi cấu tử nhẹ

• Hỗn hợp nhập liệu được đưa qua hệ thống gia nhiệt nguyên liệu (3) và đưa vào tháp qua ống nhập liệu trong tháp chưng cất(2) pha lỏng và pha hơi tiếp xúc với nhau trên mâm dẫn đến cấu tử nhẹ bị lôi cuốn lên trên đỉnh còn cấu tử nặng thì chảy xuống đáy theo ống chảy chuyền.

• Tại đáy tháp, hỗn hợp lỏng được tháo ra, một phần được lấy làm sản phẩm đáy, phần còn lại qua nồi đun bốc hơi, hóa hơi và quay lại tháp chưng cất qua ống hơi vào

• Khi hơi đi ra từ đỉnh tháp, pha hơi đã có nồng độ chất dễ bay hơi như ý muốn, nó được đưa qua thiết bị ngưng tụ hồi lưu(4) làm mát bằng nước.một phần pha hơi được biến thành pha lỏng có nồng độ xem như của pha hơi, từ thiết bị ngưng tụ hồi lưu(4) chảy về đỉnh tháp (chảy vào đĩa trên cùng) Phần hơi còn lại sẽ được ngưng tụ hết ở thiết bị

ngưng tụ làm lạnh(5),làm mát bằng nước sản phẩm lỏng chảy qua thiết bị đo nồng độ rồi xuống thùng chứa

• Dòng lỏng hồi lưu có nồng độ cao ở đỉnh tháp, giảm dần khi xuống đáy tháp theo dòng chảy trong tháp.Theo thời gian làm việc thì nồng độ thành phần dễ bay hơi trong nồi nấu và trong pha hơi bay lên, liên tục giảm xuống.Đến khi nào pha lỏng còn lại trong nồi có nồng độ chất dễ bay hơi theo như tính toán thì dừng quá trình chưng cất(ngừng cấp hơi đốt).Tháo cặn bã ra khỏi nồi nấu qua thiết bị làm nguội sản phẩm đáy(6).Nếu cặn bã còn giá trị kinh tế thì được gọi là sản phẩm đáy.Khi cặn bã không có giá trị kinh tế thì xử lí như chất thải rồi trả về môi trường thiên nhiên.

2 THÁP CHÊM (THÁP ĐỆM):

Nguyên lý hoạt động: tương tự như

tháp mâm, khác quá trình truyền khối xảy ra trên bề mặt vật liệu chêm.

VI SO SÁNH ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA CÁC LOẠI THÁP:

THÁP CHÊM THÁP MÂM XUYÊN LỖ THÁP MÂM CHÓP

VII Ứng dụng của chưng cất trong cuộc sống và công nghiệp.

• Quá trình chưng cất đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp hóa học, thực phẩm, sinh học… và trong đời sống.

• Trong công nghiệp lọc hóa dầu: quá trình chưng cất được ứng dụng để tách tinh chế các sản phẩm dầu mỏ.

• Trong nhiều trường hợp quá trình chưng cất là quá trình đơn giản nhất, kinh tế nhất để tách, làm sạch tinh khiết sản phẩm.

• Quá trình chưng cất có mặt ở hầu hết các quá trình công nghiệp.

VIII.Tài liệu tham khảo

Thank you!!!