Chưng luyện liên tục hỗn hợp rượu metylic - Nước

Trên đây là toàn bộ các tính toán và đề nghị thiết kế hệ thống chưng cất hỗn hợp metylic và nước bằng tháp chóp làm việc liên tục. Ưu ,khuyết điểm của phương pháp chưng đĩa chóp : Ưu điểm:Tách được sản phẩm có độ tinh khiết cao,dễ khống chế quá trình,bề mặt tiếp xúc pha tương đối lớn ,trở lực không cao. Khuyết điểm:Tiếp xúc pha không liên tục, cấu tạo phúc tạp.

doc50 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 27/12/2012 | Lượt xem: 3261 | Lượt tải: 6download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Chưng luyện liên tục hỗn hợp rượu metylic - Nước, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Pháön 1 : MÅÍ ÂÁÖU I.Lyï thuyãút vãö chæng luyãûn Chæng laì phæång phaïp duìng âãø taïch caïc häùn håüp cháút loíng cuîng nhæ caïc häùn håüp khê loíng thaình caïc cáúu tæí riãng biãût dæûa vaìo âäü bay håi khaïc nhau cuía caïc cáúu tæí trong häùn håüp ,nghéa laì khi åí cuìng mäüt nhiãût âäü thç aïp suáút håi cuía caïc cáúu tæí khaïc nhau. Khi chæng ta thu âæåüc nhiãöu saín pháøm vaì thæåìng bao nhiãu cáúu tæí seí coï báúy nhiãu saín pháøm .Âäúi våïi træoìng håüp häùn håüp chæng chè gäöm hai cáúu tæí thç saín pháøm âènh gäöm cáúu tæí coï âäü bay håi låïn vaì mäüt pháön ráút êt cáúu tæí coï âäü bay håi beï coìn saín pháøm âaïy gäöm cáúu tæí coï âäü bay håi beï vaì mäüt pháön ráút êt cáúu tæí coï âäü bay håi låïn. Trong saín xuáút coï ráút nhiãöu phæång phaïp chæng nhæ chæng âån giaín ,chæng bàòng håi næåïc træûc tiãúp ,chæng chán khäng vaì chæng luyãûn .Tuìy thuäüc vaìo âiãöu kiãûn sàôn coï , tênh cháút häùn håüp , yãu cáöu vãö âäü tinh khiãút saín pháøm maì ta choün phæång phaïp chæng cho thêch håüp . Chæng âån giaín duìng âãø taïch caïc häùn håüp gäöm caïc cáúu tæí coï âäü bay håi ráút khaïc nhau .Phæång phaïp naìy thæåìng duìng âãø taïch så bäü vaì laìm saûch cáúu tæí khoíi taûp cháút. Chæng bàòng håi næåïc træûc tiãöp duìng taïch caïc häùn håüp gäöm caïc cháút khoï bay håi vaì taûp cháút khäng bay håi ,thæåìng duìng trong træåìng håüp cháút âæåüc taïch khäng tan vaìo næåïc Chæng chán khäng duìng trong træåìng håüp cáön haû tháúp nhiãût âäü säi cáúu tæí .Vê duû nhæ træåìng håüp caïc cáúu tæí trong häùn håüp dãù bë phán huíy åí nhiãût âäü cao hay træåìng håüp caïc cáúu tæí coï nhiãût âäü säi quaï cao. Chæng luyãûn laì phæång phaïp phäø biãún nháút âãø taïch hoaìn toaìn häùn håüp caïc cáúu tæí dãù bay håi coï tênh cháút hoìa tan mäüt pháön hoàûc hoìa tan hoaìn toaìn vaìo nhau. Chæng luyãûn åí aïp suáút tháúp duìng cho caïc häùn håüp dãù bë phán huíy åí nhiãût âäü cao vaì häùn håüp coï nhiãût âäü säi cao. Chæng luyãûn åí aïp suáút cao duìng cho caïc häùn håüp khäng hoïa loíng åí aïp suïát thæåìng. Chæng luyãûn åí aïp suáút thæåìng (aïp suáút khê quyãøn ) duìng cho häùn håüp khäng thuäüc caïc træåìng håüp trãn. Ngæåìi ta tiãún haình chæng luyãûn häùn håüp cáön chæng trong thaïp chæng luyãûn ,thaïp gäöm nhiãöu âéa ,trãn mäùi âéa xaíy ra quaï trçnh chuyãøn khäúi giæîa pha loíng vaì pha håi. Håi âi tæì dæåïi lãn qua caïc läø cuía âéa ,loíng âi tæì trãn xuäúng theo caïc äúng chaíy chuyãön, näöng âäü caïc cáúu tæí vaì nhiãût âäü säi åí mäùi âéa thay âäøi theo chiãöu cao cuía thaïp .Do âoï mäüt phaìn cáúu tæí dãù bay håi chuyãøn tæì pha loíng vaìo pha håi vaì mäüt pháön êt hån chuyãøn tæì pha håi vaìo pha loíng , làûp laûi nhiãöu láön bäúc håi vaì ngæng tuû nhæ thãú , hay noïi mäüt caïch khaïc ,våïi mäüt säú âéa tæång æïng , cuäúi cuìng åí trãn âènh thaïp ta thu âæåüc cáúu tæí dãù bay håi åí daûng nguyãn cháút vaì åí thaïp ta thu âæåüc cáúu tæí khoï bay håi åí daûng nguyãn cháút . Quaï trçnh chæng luyãûn âæåüc thæûc hiãûn trong thiãút bë loaûi thaïp laìm viãûc liãn tuûc hoàûc giaïn âoaûn. Åí âáy ta seî thiãút kãú hãû thäúng chæng luyãûn thaïp choïp laìm viãûc liãn tuûc våïi häùn håüp chæng laì ræåüu mãtylic vaì næåïc.Khi chæng luyãûn liãn tuûc , häùn håüp âáöu âæåüc âæa vaìo thaïp åí âéa tiãúp liãûu (nàòm åí pháön giæîa thán thaïp ) mäüt caïch liãn tuûc , saín pháøm âènh vaì saín pháøm âaïy cuîng âæåüc láúy ra liãn tuûc. II.Tênh cháút lyï hoïa cuía ræåüu mãtylic 1.Tênh cháút lyï hoüc: Ræåüu mãtylic laì cháút loíng khäng maìu,tan vä haûn trong næåïc coï muìi vë âàûc træng , ráút âäüc , chè mäüüt læåüng nhoí xám nháûp vaìo cå thãø cuîng coï thãø gáy muì loìa ,læåüng låïn gáy tæí vong. -Nhiãût âäü säi åí aïp suáút khê quyãøn t0s = 64,50C - Khäúi læåüng riãng åí 200C ( = 791,7 Kg/m3 -Âäü nhåït åí 200C ( = 0,6.103 N.s/m2 =0,6 cp -Hãû säú dáùn nhiãût åí 200C ( = 0,179kcal/m.h.âäü = 0,2082 W/m.âäü -Nhiãût dung riãng åí 200C CP= 2570 J/kg.âäü -Nhiãût hoïa håi r = 262,79 kcal/kg åí 64,50C -Nhiãût âäü noïng chaíy tnc= -97,80C 2.Tênh cháút hoïa hoüc: Ræåüu mãtylic coï cäng thæïc phán tæí : CH3OH H cäng thæïc cáúu taûo : H - C - O - H H phán tæí læåüng : 32 âvC Trong phán tæí ræåüu mãtylic coï 3 loaûi liãn kãút : C - H , C - O , O - H ,trong âoï hai liãn kãút sau laì liãn kãút cäüng hoïa trë phán cæûc ,âoï laì do âäü ám âiãûn cuía O låïn hån cuía C vaì H nãn trong caí hai liãn kãút âoï càûp electron goïp chung âãöu lãûch vãö phêa O laìm cho nguyãn tæí H tråí nãn linh âäüng hån.Ræåüu mãtylic coï khaí nàng tham gia caïc phaín æïng sau: laìm phaï våî liãn kãút C-OH våïi sæû taïch âi cuía nhoïm -OH laìm phaï våî liãn kãút _-O-H våïi sæû taïch âi cuía -H. bë oxy hoïa thaình fomanâãhit : CH3OH + CuO ( HCHO + Cu Ræåüu mãtylic âæåüc æïng duûng âãø saín xuáút anâãhytfomic laìm nguyãn liãûu cho cäng nghãû cháút deío. III.Tênh cháút lyï hoïa cuía næåïc - Næåïc laì cháút loíng khäng maìu ,khäng muìi ,khäng vë. - Nhiãût âäü säi åí 760mmHg laì 1000C. Hoïa loíng åí 00C. Khäúi læåüng riãng ( = 997,08 kg/m3 åí 250C. Âäü nhåït ( = 0,8937.103N.s/m2 = 893,7 Cp åí 250C Nhiãût dung riãng CP = 0,99892 kcal/kg.âäü åí 250C Nhiãût hoïa håi åí aïp suáút khê quyãøn r = 540 kcal/kg Næåïc coï cäng thæïc phán tæí H2O ,cäng thæïc cáúu taûo H-O-H Næåïc laì håüp cháút phán cæûc maûnh, coï thãø hoìa tan nhiãöu cháút ràõn ,loíng ,khê Næåïc cáön thiãút cho sinh hoaût hàòng ngaìy ,saín xuáút näng nghiãûp ,cäng nghiãûp , xáy dæûng , giao thäng váûn taíi. Næåïc duìng âãø âiãöu chãú oxy. IV.Æu ,khuyãút âiãøm cuía phæång phaïp chæng âéa choïp : Æu âiãøm:Taïch âæåüc saín pháøm coï âäü tinh khiãút cao,dãù khäúng chãú quaï trçnh,bãö màût tiãúp xuïc pha tæång âäúi låïn ,tråí læûc khäng cao. Khuyãút âiãøm:Tiãúp xuïc pha khäng liãn tuûc, cáúu taûo phuïc taûp. V.Dáy chuyãön cäng nghãû: Thiãút kãú nhæ hçnh veî. Häùn håüp âáöu tæì bãø chæïa 1 âæåüc båm 2 båm lãn thuìng cao vë 3räöi theo äúng dáùn qua van âiãöu chènh læu læåüng 5 (âiãöu chènh læåüng häùn håüp âáöu vaìo thaïp) âãún thiãút bë âun säi häùn håüp âáöu 6 .Sæû coï màût cuía thuìng cao vë âaím baío cho læåüng häùn håüp âáöu vaìo thaïp khäng dao âäüng ,trong træåìng håüp cäng suáút båm quaï låïn häùn håüp âáöu seî theo äúng tuáön hoaìn 4 traìn vãö bãø chæïa häùn håüp âáöu .Thiãút bë âun säi 6 laì thiãút bë trao âäøi nhiãût äúng chuìm våïi taïc nhán noïng laì håi næåïc baîo hoìa . Ra khoíi thiãút bë âun säi ,häùn håüp âáöu åí nhiãût âäü säi âi vaìo thaïp 7 åí âéa naûp liãûu . Saín pháøm âènh åí daûng håi âæåüc ngæng tuû hoaìn toaìn khi âi qua thiãút bë ngæng tuû 8 âãún thiãút bë phán taïch häöi læu 9 ,mäüt pháön saín pháøm âènh häöi læu tråí vãö âènh thaïp,pháön coìn laûi âi vaìo thiãút bë laìm nguäüi 10 âæåüc laìm laûnh vaì âi vaìo bãø chæïa saín pháøm âènh 11.Thiãút bë ngæng tuû 8 vaì thiãút bë laìm nguäüi 10 cuîng laì thiãút bë trao âäøi nhiãût äúng chuìm våïi taïc nhán laìm nguäüi laì næåïc laûnh . Saín pháøm âaïy âi ra khoíi thaïp åí âaïy âæåüc dáùn vaìo bãø chæïa saín pháøm âaïy 12 ,âæåüc laìm nguäüi tæû nhiãn .Saín pháøm âaïy åí âáy laì næåïc coï chæïa mäüt êt metylic nãn âæåüc xuí lyï räöi thaíi ra mäi træåìng . 13 laì thaïp chæïa næåïc laìm maït . 14 laì bçnh phán phäúi håi âäút . Pháön 2 : TÊNH CÄNG NGHÃÛ Caïc kyï hiãûu sæí duûng trong quaï trçnh tênh toaïn : GF : læåüng häùn håüp âáöu GP : læåüng saín pháøm âènh GW : læåüng saín pháøm âaïy aF : näöng âäü pháön khäúi læåüng cuía cáúu tæí dãù bay håi trong häùn håüp âáöu aP : näöng âäü pháön khäúi læåüng cuía cáúu tæí dãù bay håi trong saín pháøm âènh aW : näöng âäü pháön khäúi læåüng cuía cáúu tæí dãù bay håi trong saín pháøm âaïy xF : näöng âäü pháön mol cáúu tæí dãù bay håi trong häùn håüp âáöu. xP : näöng âäü pháön mol cáúu tæí dãù bay håi trong trong saín pháøm âènh xW : näöng âäü pháön mol cáúu tæí dãù bay håi trong saín pháøm âaïy Cáúu tæí dãù bay håi A: ræåüu metylic , cáúu tæí khoï bay håi B : næåïc. Chæång I: TÊNH SÄÚ ÂÉA I.Tênh læåüng häùn håüp : 1.Näöng âäü pháön mol: xA =  => xF =  = 0,2564 pháön mol => xP =  = 0,965 pháön mol => xW =  = 0,0113 pháön mol 2.Læu læåüng häùn håüp âáöu vaì saín pháøm âaïy: Phæång trçnh cán bàòng váût liãûu cho toaìn thaïp: F = P + W (1) Viãút cho cáúu tæí dãù bay håi: F.xF = P.xP + W.xW (2) Tæì (1) vaì (2) suy ra:  =  =  Váûy læåüng saín phaím âènh laì: P = F. = 2000. = 514 Kg/h Læåüng saín pháøm âaïy laì: W = F. = 2000. = 1486 Kg/h Goüi  laì phán tæí læåüng trung bçnh cuía häùn håüp âáöu  = xF.MA + (1-xF).MB = 0,2564.32 + 0,7436.18 = 21,5896 (g) Læåüng häùn håüp âáöu tênh theo Kmol/h laì: F =  = 92,637 (Kmol/h) Læåüng saín pháøm âènh tênh theo Kmol/h laì: F = F. = 92,637. = 23,808 (Kmol/h) Læåüng saín pháøm âaïy tênh theo Kmol/h laì: W = F. = 92,637. = 68,829 (Kmol/h) II.Xaïc âënh säú âéa cuía thaïp 1.Âæåìng cong cán bàòng - âäö thë t-x-y theo thæûc nghiãûm: Goüi x,y laì näöng âäü mol pháön cuía thaình pháön loíng vaì håi cuía ræåüu mãtylic (tênh theo pháön mol) t (0C) laì nhiãût âäü säi cuía häùn håüp hai cáúu tæí (åí 760 mmHg). Theo baíng IX.2a-Säø tay QT&TBCN Hoïa hoüc Táûp 2, trang 149 ,ta coï: X  0  5  10  20  30  40  50  60  70  80  90  100   Y  0  26,8  41,8  57,9  66,5  72,9  77,9  82,5  87  91,5  95,8  100   T  100  92,3  87,7  81,7  78  75,3  73,1  71,2  69,3  67,6  66  64,5   Dæûa vaìo baíng säú liãûu naìy ta veî âäö thë âæåìng cong cán bàòng cuía häùn håüp ræåuû metylic vaì næåïc (Hçnh 1) vaì âäö thë biãøu diãùn âæåìng cong säi (Hçnh 2) . Theo âäö thë âæåìng cán bàòng ta xaïc âënh âæåüc y*F = 0,64 pháön mol laì näöng âäü cáúu tæí dãù bay håi trong pha håi cán bàòng våïi pha loíng trong häùn håüp âáöu. Theo âäö thë âæåìng cong säi ta xaïc âënh âæåüc nhiãût âäü säi cuía häùn håüp âáöu tsF =89 0C ,cuía saín pháøm âènh tsP = 65,50C ,cuía saín pháøm âaïy tsW= 970C . Chè säú häöi læu täúi thiãøu âæåüc xaïc âënh bàòng cäng thæïc : Rxmin =  =  = 0,847 Hçnh veî 1,2,3: 2.Xaïc âënh RX thêch håüp : Viãûc xaïc âënh RX thêch håüp ta laìm nhæ sau: Láúy vaìi giaï trë RX > RXmin , våïi mäùi giaï trë RX âaî láúy ta tênh xP/(RX+1) laì giaï trë tung âäü cuía âæåìng näöng âäü laìm viãûc , veî âæåìng laìm viãûc âoaûn chæng vaì âoaûn luyãûn ,tæì âoï xaïc âënh säú âéa lyï thuyãút N æïng våïi mäùi giaï trë RX.Láûp âäö thë våïi truûc tung laì N.(RX+) ,truûc hoaình laì RX (Hçnh 3). Tæì âäö thë ,xaïc âënh âiãøm cæûc tiãøu , tæì âiãøm cæûc tiãøu suy ra RX thêch håüp . RXopt= 1,6 Tæì RX thêch håüp ,veî laûi âæåìng näöng âäü laìm viãûc âoaûn chæng vaì âoaûn luyãûn vaì xaïc âënh âæåüc säú âéa lyï thuyãút. Nlt = 14 (âéa) (4 âéa chæng vaì 10 âéa luyãûn). 3.Phæång trçnh âæåìng näöng âäü laìm viãûc: Âoaûn chæng : x =  Våïi L laì læåüng häön håüp âáöu tênh trãn 1 âån vë saín pháøm âènh, L= => x =  = 0,474.y + 0,0059 Âoaûn luyãûn: x =  =  = 0,615.x + 0,371 4.Xaïc âënh säú âéa thæûc tãú : Säú âéa thæûc tãú âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc : Ntt =  Våïi  laì hiãûu suáút trung bçnh cuía thiãút bë,laì haìm cuía âäü bay håi tæång âäúi ( vaì âäü nhåït ( cuía häùn håüp ( = f((,(). ( = Âäü nhåït: lg(hh=n.lg(1 + (1-n)lg(2 n laì näöng âäü cáúu tæí thæï nháút n -1 laì näöng âäü cáúu tæí thæï hai (1 ,(2 laì âäü nhåït hai cáúu tæí. (= (tb = (1 + (2 + (3 ) Våïi (1 laì hiãûu suáút æïng våïi âéa trãn cuìng (2 laì hiãûu suáút æïng våïi âéa tiãúp liãûu (3 laì hiãûu suáút æïng våïi âéa cuäúi cuìng *ÆÏng våïi âéa tiãúp liãûu : Âäü bay håi: (F =  Âäü nhåït : våïi tSF = 890C lg(F =  = 0,2564.lg0,33 + (1 - 0,2564).lg0,3202 = -0,491 => (F = 0,323 (Cp) Têch (F.(F = 0,323.5,156 = 1,665 .Tra âäö thë hçnh IX.11 trang 171Säø tay QT&TB CN Hoïa hoüc Táûp 2 ta âæåüc hiãûu suáút cuía âéa tiãúp liãûu (2 = 44 %. *ÆÏng våïi âéa trãn cuìng : Âäü bay håi : (P =  Âäü nhåït : våïi tSP = 65,50C lg(P =  = 0,965.lg0,49 + (1 - 0,965).lg0,4324 = -0,3117 => (P = 0,488 (Cp) Têch (F.(F = 0,488.1,777 = 0,88 .Tra âäö thë hçnh IX.11 trang 171Säø tay QT & TB CN Hoïa hoüc Táûp 2 ta âæåüc hiãûu suáút cuía âéa trãn cuìng (1 = 50 %. *ÆÏng våïi âéa cuäúi cuìng: Âäü bay håi: (W =  Âäü nhåït : våïi tSW = 970C lg(W =  = 0,0113.lg0,293 + (1 - 0,0113).lg0,293 = -0,533 => (W = 0,293 (Cp) Têch (F.(F = 0,293.7,608 = 2,23 .Tra âäö thë hçnh IX.11 trang 171 Säø tay QT & TB CN Hoïa hoüc Táûp 2 ta âæåüc hiãûu suáút cuía âéa trãn cuìng (3 = 40 %. Váûy hiãûu suáút trung bçnh: (tb = ((1 + (2 + (3) = (44 + 50 + 40) = 44,667 (%) Säú âéa thæûc tãú laì : Ntt =  Váûy thuûc tãú phaíi choün 31 âéa , trong âoï säú âéa âoaûn chæng laì 9 âéa vaì säú âéa âoaûn luyãûn laì 22 âéa . (yF , yP , yW âæåüc xaïc âënh tæì âäö thë âæåìng cán bàòng hçnh 1) (Âäü nhåït cuía ræåüu mãtylic theo nhiãût âäü âæåüc tra åí Baíng duìng cho toaïn âäö h.I.18 trang 93 Säø tay QT&TB CN Hoïa hoüc Táûp 2. Âäü nhåït cuía næåïc theo nhiãût âäü âæåüc tra åí Baíng I.102 trang 94). Chæång II: TÊNH ÂÆÅÌNG KÊNH THIÃÚT BË Âæåìng kênh thaïp âæåüc xaïc âënh tæì cäng thæïc (IX.89) Säø tay QT&TBCN Hoïa hoüc : D =  , m Hoàûc D = 0,0188. , m Trong âoï : Vtb - læåüng håi trung bçnh âi trong thaïp , m3/h (tb - täúc âäü håi trung bçnh âi trong thaïp , m/s gtb - læåüng håi trung bçnh âi trong thaïp ,kg/h ((y.(y)tb - täúc âäü håi trung bçnh âi trong thaïp , kg/m2.s I.Âæåìng kênh âoaûn luyãûn: 1.Læåüng håi trung bçnh âi trong âoaûn luyãûn gtb coï thãø xem gáön âuïng bàòng trung bçnh cäüng læåüng håi âi ra khoíi âéa trãn cuìng cuía thaïp gâ vaì læåüng håi âi vaìo dæåïi cuìng g1 cuía âoaûn luyãûn : gtb =  , kg/h Trong âoï , gâ = GR +GP = GP(RX+1) cäng thæïc IX .92 trang 181 Säø tay QTTB táûp 2. Våïi GR : læåüng loíng häöi læu , kg/h GP : læåüng saín pháøm âènh, kg/h RX : chè säú häöi læu = > gâ = 514(1,6+1) = 1 336,4 kg/h Læåüng håi âi vaìo âéa âáöu tiãn cuía âoaûn luyãûn âæåüc xaïc âënh theo hãû phæång trçnh cho åí trang 173 Säø tay QTTB táûp 2 :  Trong âoï x1 = aF = 0,38 (pháön khäúi læåüng) xP = aP = 0,98 (pháön khäúi læåüng) G1:læåüng loíng âéa thæï nháút âoaûn luyãûn râ :áøn nhiãût hoïa håi cuía häùn håüp âi ra khoíi âènh thaïp r1 :áøn nhiãût hoïa håi cuía häùn håüp âi vaìo âéa thæï nháút âoaûn luyãûn r1= ra .y1 +(1-y1).rb râ= ra .y1 +(1-yâ).rb ra , rb :áøn nhiãût hoïa håi cuía ræåüu metylic vaì næåïc . yâ = aP = 0,98 pháön khäúi læåüng . *Tênh r1: häùn håüp âáöu vaìo thaïp åí 890C nãn ta phaíi tênh ra , rb åí 890C. Theo baíng I.212 trang 254 Säø tay QTTB táûp 1 ta coï: Åí 600C : ra1 = 265 kcal/kg rb1 =579 kcal/kg ÅÍí 1000C ra2 = 242 kcal/kg rb2 = 539 kcal/kg = >  kcal/kg  kcal/kg  = >  kcal/kg.âäü  kcal/kg.âäü Theo phæång phaïp näüi suy ta tênh ra ,rb åí 890C : ra89 = ra60 +  kcal/kg rb89 = rb60 +  kcal/kg Váûy r1 = ra.y1 +(1-y1).rb = 248,325.y1 + (1-y1).550 = 550 - 301,675.y1 *Tênh râ :håi âi ra khoíi âènh thaïp åí nhiãût âäü 65,50C,tæång tæû nhæ trãn: ra65,5 = ra60 + kcal/kg rb65,5 = rb60 +  kcal/kg Váûy râ = ra.yâ + (1- yâ).rb = 261,84.0,98 +(1-0,98).573,5 = 268,07 kcal/kg Váûy ta coï hãû phæång trçnh : Giaíi hãû ta âæåüc :  -Læåüng håi trung bçnh âi trong âoaûn luyãûn : gtb =  -Læåüng loíng trung bçnh âi trong âoaûn luyãûn : Gtb = -Thaình pháön håi cán bàòng âi trãn âoaûn luyãûn : ytb =  pháön khäúi læåüng =0,73 pháön mol -Phán tæí læåüng trung bçnh cuía häùn håüp håi :  = ytb.MA +(1- ytb).MB = 0,73.32 + (1-0,73).18 = 28,22 âvC 2.Täúc âäü håi trung bçnh âi trong âoaûn luyãûn : ((y(y)tb = 0,065([(]. ,kg/m2.s - Cäng thæïc IX.105 trang 184 Säø tay QTTB táûp 2. (xtb ,(ytb :khäúi læåüng riãng trung bçnh cuía pha loíng vaì pha håi tênh theo nhiãût âäü trung bçnh , kg/m3. h : khoaíng caïch caïc âéa trong thaïp,m,våïi giaï trë h âæåüc choün theo âæåìng kênh thaïp . ([(] : hãû säú tênh âãún sæïc càng bãö màût. *Tênh ([(] åí nhiãût âäü trung bçnh : Nhiãût âäü trung bçnh trong âoaûn luyãûn : ttb =  Theo baíng I.242 trang 300 Säø tay QTTB táûp 1 ta coï sæïc càng bãö màût cuía ræåuû vaì næåïc : Åí 600C : (a1 = 19,3.103 N/m = 19,3 dyn/cm (metylic) (b1 = 66,2 dyn/cm (næåïc) Åí 800c : (a2 = 17,6 dyn/cm (metylic) (b2 = 62,6 dyn/cm (næåïc) = >  dyn/cm  dyn/cm  =>  dyn/cm.âäü  dyn/cm.âäü Bàòng phæång phaïp näüi suy ta tênh âæåüc sæïc càng bãö màût cuía metylic vaì næåïc åí 77,250C : (a77,25 = (a160 + = 19,3 - 0,085(77,25 -60) = 17,83 dyn/cm (b77,25 = (b160 + dyn/cm Sæïc càng bãö màût cuía häùn håüp âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc I.76 trang 299 Säø tay QTTB táûp 1:  = >  dyn/cm Ta tháúy (hh < 20 dyn/cm nãn choün ([(] = 0,8. *Tênh khäúi læåüng riãng trung bçnh : Theo baíng I.2 trang 9 Säø tay QTTB táûp 1 ta coï khäúi læåüng riãng cuía metylic vaì næåïc : -ÅÍ 600C : (a1 = 756 kg/m3 (metylic) (b1 = 983 kg/m3 (næåïc) -ÅÍ 800C : (a2 = 736 kg/m3 (metylic) (b2 = 972 kg/m3 (næåïc) = >  kg/m3  kg/m3  = >  kg/m3.âäü  kg/m3.âäü Theo phæång phaïp näüi suy ,tênh khäúi læåüng riãng cuía metylic vaì næåïc åí 77,250C :  kg/m3  kg/m3 Khäúi læåüng riãng cuía häùn håüp âæåüc tênh theo cäng thæïc I.2 trang 5 Säø tay QTTB táûp 1:  Våïi xa , xb : thaình pháön khäúi læåüng trung bçnh cuía caïc cáúu tæí xa =  pháön khäúi læåûng = > xb = 1-xa = 0,32 pháön khäúi læåüng = >  (hh = 800,6 kg/m3 (xTB = (hh =800,6 kg/m3 Khäúi læåüng riãng cuía pha håi xaïc âënh theo cäng thæïc I. 3 trang 5 Säø tay QTTB táûp 1:  , p = p0 = 1  kg/m3 Váûy täúc âäü trung bçnh cuía håi trong thaïp :  kg/m2.s Âæåìng kênh âoaûn luyãûn : D = 0,0188. Choün h = 0,28 (m) = > D = 0,74 m II.Âæåìng kênh âoaûn chæng: 1.Læåüng håi trung bçnh trong âoaûn chæng g’tb coï thãø xem gáön âuïng bàòng trung bçnh cäüng læåüng håi âi ra khoíi âoaûn chæng g’n vaì læoüng håi âi vaìo âoaûn chæng g’1 : g’tb =  , kg/h - Cäng thæïc IX.96 trang 183 Säø tay QTTB táûp 2. Vç læåüng håi âi ra khoíi âoaûn chæng bàòng læåüng håi âi vaìo âoaûn luyãûn nãn g’n = g1 = 1036,54 kg/h Luåüng håi âi vaìo âoüan chæng g’1 , luåüng loíng G’1 vaì haìm læåüng loíng x’1 âæåüc xaïc âënh theo hãû phæång trçnh cho åí trang 183 Säø tay QTTB táûp 2 :  Trong âoï r’1 :áøn nhiãût hoïa håi cuía häùn håüp håi âi vaìo âéa thæï nháút cuía âoaûn chæng ,âæåüc tênh theo cäng thæïc : r’1= ra.y’1 + (1-y’1).rb våïi y’1 = yW laì thaình pháön cáúu tæí dãù bay håi (metylic) trong pha håi cán bàòng våïi pha loíng trong saín pháøm âaïy .Dæûa vaìo âäö thë âæåìng cán bàòng (H.1) æïng våïi xW= 0,0113 ta coï yW= 0,08 pháön mol æïng våïi pháön khäúi læåüng : y’1= pháön khäúi læåüng. Theo âäö thë âæåìng cong säi (H.2) ta coï saín pháøm âaïy coï nhiãût âäü säi laì 970C, theo caïc säú liãûu  âaî coï åí pháön tênh toaïn âæåìng kênh âoaûn luyãûn ta coï : ra97= ra60 + kcal/kg rb97= rb60 + kcal/kg = > r’1 = ra97.y’1 + (1-y’1).rb97 = 243,75.0,134 + (1-0,134).542 = 502,23 kcal/kg Thay r’1 , g1 , r1 vaìo (3) : g’1.502,03 = 1036,54.345,62 = > g’1= 713,6 kg/h Thay vaìo (1): G’1 = 713,6 + 1486 = 2199,6 kg/h Thay vaìo (2) : 2199,6.x’1= 713,6.0,9887 + 1486.0,0113 = > x’1 = 0,328 pháön khäúi læåüng Váûy læåüng håi trung bçnh âi trong âoaûn chæng : g’tb =  Læåüng loíng trung bçnh âi trong âoaûn chæng : G’tb =  Thaình pháön håi trung bçnh âi trong âoaûn chæng : y’tb =  våïi y’n laì haìm læåüng trãn âéa trãn cuìng âoaûn chæng xem bàòng haìm læåüng håi âéa thæï nháút âoaûn luyãûn y’n = y1 = 0,6775 pháön khäúi læåüng = 0,54 pháön mol  = > y’tb =  pháön mol Phán tæí læåüng trung bçnh cuía häùn håüp håi trong âoaûn chæng : hh = y’tb.MA + (1-y’tb).MB =0,31.32 + 0,69.18 = 22,34 âvC 2.Täúc âäü håi trung bçnh trong âoaûn chæng ((’y(’y)tb=0,065([(]. (’xtb ,(’ytb : khäúi læåüng riãng trung bçnh cuía pha loíng vaì pha håi tênh theo nhiãût âäü trung bçnh , kg/m3 h : khoaíng caïch caïc âéa trong âoaûn chæng ,giaï trë cuía h choün theo âæåìng kênh thaïp . ([(] :hãû säú tênh âãún sæïc càng bãö màût *Tênh ([(] åí nhiãût âäü trung bçnh âoaûn chæng ttb =: Tra sæïc càng bãö màût cuía metylic vaì næåïc åí baíng I.242 trang 300 Säø tay QTTB táûp 1 ,ta coï : (a180 = 17,6 dyn/cm , (a2100 = 15,7 dyn/cm (b180 = 62,6 dyn/cm , (b2100 = 58,9 dyn/cm Tênh tæång tæû nhæ pháön luyãûn :   Sæïc càng bãö màût cuía häùn håüp :  = >  (hh = 12,867 dyn/cm *Tênh khäúi læåüng riãng trung bçnh pha loíng : Tra khäúi læåüng riãng cuía metylic vaì næåïc åí baíng I.2 trang 9 Säø tay QTTB táûp 1, ta âæåüc : (a180 = 736 kg/m3 , (a2100 = 714 kg/m3 (b180 = 972 kg/m3 , (b2100 = 958 kg/m3 Bàòng phæång phaïp näüi suy ta coï :   Khäúi læåüng riãng cuía häùn håüp :  xa ,xb :pháön khäúi læåüng trung bçnh cuía metylic vaì næåïc trong häùn håüp xa =  , xb = 1- xa = 0,8 pháön khäúi luåüng = > (hh = 902,53 kg/m3 = (xt Khäúi læåüng riãng cuía pha håi :  Váûy täúc âäü trung bçnh cuía håi trong âoaûn chæng :  Âæåìng kênh âoaûn chæng : D = 0,0188. D = , m Choün h = 0,28 m = > D = 0,64 m. Váûy âæåìng kênh âoaûn chæng laì 0,64 m , âæåìng kênh âoaûn luyãûn laì 0,72 m nãn ta choün âæåìng kênh chung cho thaïp laì 0,8 m våïi khoaíng caïch caïc âéa laì 0,3 m . Chæång III: CÁN BÀÒNG NHIÃÛT LÆÅÜNG Goüi QD1 laì nhiãût læåüng do håi næoïc cung cáúp âãø âun säi häùn håüp âáöu. Qf laì nhiãût læåüng do häùn håüp âáöu mang vaìo thiãút bë âun säi häùn håüp. QF laì nhiãût læåüng do häùn håüp âáöu mang ra khoíi thiãút bë âun säi häùn håüp âáöu. Qm laì nhiãût læåüng do máút maït . Qy laì nhiãût læåüng do håi mang ra khoíi thaïp chæng QR laì nhiãût læåüng do læåüng häöi læu mang vaìo thaïp . Qh laì nhiãût læåüng do håi mang ra khoíi thiãút bi ngæng tuû häöi læu. QD2 laì nhiãût læåüng do håi âäút âun säi åí âaïy thaïp mang vaìo . I.Cán bàòng nhiãût læåüng cuía thiãút bë âun noïng häùn håüp âáöu : QD1 + Qf = QF + Qm (8) 1.Nhiãût læåüng do håi âäút mang vaìo QD1 : QD1 = D1.r1 - Cäng thæïc IX.150 trang 196 Säø tay QTTB táûp 2 D1 : læåüng håi âäút cáön thiãút âãø âun säi häùn håüp âáöu , kg/h. r1 :áøn nhiãût hoïa håi cuía håi næåïc ,J/kg. Vç nhiãût âäü säi cuía häùn håüp âáöu laì 890C nãn nhiãût âäü cuía håi næoïc phaíi cao ,choün 1330C tæång æïng våïi næåïc säi åí aïp suáút 3 at (baíng I.97 trang 230 Säø tay QTTB táûp 1). Theo toaïn âäö xaïc âënh nhiãût hoïa håi trang 255 Säø tay QTTB táûp 2 ta coï nhiãût hoïa håi cuía næåïc åí 1330C laì r1 = 440 Kcal/kg = 1842,2 KJ/kg. 2.Nhiãût læåüng do häùn håüp âáöu mang vaìo thiãút bë âun säi häùn håüp âáöu Qf : Qf = F.Cf .tf , J/h. -Cäng thæïc I X.151 trang 196 Säø tay QTTB táûp 2. Våïi Cf : nhiãût dung riãng cuía häùn håüp âáöu ,J/kg.âäü tf : nhiãût âäü âáöu cuía häùn håüp , xeït åí 250C . Ta coï : Cf = aA.CA + (1-aA).CB . aA : näöng âäü pháön khäúi læåüng trong häùn håüp âáöu , aA = 0,38 CA ,CB : nhiãût dung riãng cuía metylic vaì næåïc åí 250C . *Nhiãût dung riãng cuía metylic åí 250C : Tra baíng I.154 trang 172 Säø tay QTTB táûp 1 âæåüc nhiãût dung riãng cuía metylic theo nhiãût âäü : CA20 = 2570 J/kg.âäü , CA40 = 2670 J/kg.däü = > Nhiãût dung riãng cuía metylic åí 250C laì: CA25 = CA20 +  *Nhiãût dung riãng cuía næåïc åí 250C : Tra baíng I.147 trang 165 Säø tay QTTB taûp 1 ta coï nhiãût dung riãng cuía næåïc åí 250C laì CB25 = 0,99892 kcal/kg.âäü = 4182,3 J/kg.âäü Váûy Cf = 0,3.2595 + (1-0,3).4182,3 = 3706,11 J/kg.âäü Qf = 2000.3706,11.25 = 185306 KJ/h 3.Nhiãût læåüng do häùn håüp âáöu mang ra khoíi thiãút bë âun säi QF: QF = F.CF . tF , J/h - Cäng thuïc IX.152 trang 196 Säø tay QTTB táûp 2 . Våïi CF : nhiãût dung riãng häùn håüp âi ra thiãút bë âun säi. tF = 890C . Ta coï : CF = aF.CA + (1-aF).CB CA ,CB :nhiãût dung riãng cuía metylic vaì næåïc åí 890C . Tra baíng nhiãût dung riãng vaì theo phæång phaïp näüi suy ta coï : Nhiãût dung riãng cuía metylic åí 890C : CA89 = CA80 + Nhiãût dung riãng cuía næåïc åí 890C : CB89 = 1,0048 Kcal/kg.âäü = 4206,9 J/kg.âäü = > CF = 0,3.2907,25 + 0,7.4206,9 = 3817 J/kg.âäü Váûy QF = 2000.3817.89 = 679426,89 J/h . 4.Nhiãût læåüng täøn hao ra mäi træåìng xung quanh Qm : Qm = 0,05.QD1 Thay vaìo (*) : QD1 + Qf = QF + 0,05.QD1 = > QD1 =  = > Qm = 0,05.520127,3 = 26006,4kJ/h 5.Læåüng håi âäút cáön duìng âãø âun säi häùn håüp âáöu : QD1 = D1.r1 = > D1 =  II.Cán bàòng nhiãût læåüng cuía thaïp chæng luyãûn : Phæång trçnh cán bàòng nhiãût cuía thaïp chæng luyãûn : QF +QD2 + QR = Qh + QW + Qm (** ) 1.Læåüng nhiãût do læåüng loíng häöi læu mang vaìo thaïp QR : QR = CR.P.RX.tR ,J/h - Cäng thæïc IX.158 Säø tay QTTB táûp 2 Våïi RX: chè säú häöi læu , RX = 1,6 P : læåüng saín pháøm âènh, P = 514 kg/h tR : nhiãût âäü loíng häöi læu ,tR = tF = 65,50C CR: nhiãût dung riãng cuía loíng häöi læu, CR = aP .CA + (1-aP).CB CA,CB :nhiãût dung riãng cuía metylic vaì næåïc åí 65,50C Tra baíng nhiãût dung riãng cuía metylic vaì næåïc åí 600C vaì 800C , theo phæång phaïp näüi suy ta coï : CA65,5 = CA60 +  = CB65,5 =  =4189,8 J/kg.âäü Váûy QR = 2815,546.514.1,6.65,5 =515665,6 KJ/h 2.Nhiãût læåüng do saín pháøm âaïy mang ra QW : QW = GW.CW.tW , J/h - Cäng thæïc I X trang 197 Säø tay QTTB táûp 2 . Våïi GW : læåüng saín pháøm âaïy , GW = 1486 kg/h CW : nhiãût dung riãng cuía saín pháøm âaïy tW : nhiãût âäü saín pháøm âaïy , tW = 970C. Nhiãût dung riãng cuía næåïc åí 970C laì : CB97 = 1,00684 kcal/kg.âäü = 4215,44 J/kg.âäü Do saín pháøm âaïy coï näöng âäü metylic aW = 0,02 < 0,2 nãn nhiãût dung riãng cuía saín pháøm âaïy âæåüc tênh theo cäng thæïc I.43 trang 152 Säø tay QTTB táûp 1 : CW = CB97(1-aW) = 4215,44.(1-0,02) = 4131,13 J/kg.âäü Váûy nhiãût læåüng do saín pháøm âaïy mang ra : QW = 1486.4131,13.97 = 595469,5 kJ/h 3.Nhiãût læåüng do håi mang ra khoíi thaïp chæng Qy : Qy = P.(1+RX).(â , J/h - Cäng thæïc IX.159 Säø tay QTTB táûp 2 Våïi P : læåüng saín pháøm âènh , P = 514 kg/h . (â :nhiãût læåüng riãng cuía håi åí âènh thaïp ,âæåüc tênh : (â = (A.aA + (B.(1-aA) (A ,(B : nhiãût læåüng riãng cuía metylic vaì næåïc åí âènh thaïp aA : pháön khäúi læåüng cáúu tæí dãù bay håi (metylic) trong saín pháøm âènh ,aA = 0,98 . Nnhiãût dung riãng mäüt cáúu tæí âæåüc tênh theo: ( = r + C.t våïi r: áøn nhiãût hoïa håi cuía cáúu tæí âoï.J/kg C :nhiãût dung riãng cuía cáúu tæí åí nhiãût âäü t = tP = 65,50C Nhiãût dung riãng cuía metylic åí 65,50C : CA = 2787,5 J/kg.âäü Nhiãût dung riãng cuía næåïc åí 65,50C : CB = 4189,8 J/Kg.âäü (Âaî tênh åí pháön tênh nhiãût læåüng do læåüng häöi læu). = > (â = (rA + CA.tP).aA + (rB + CB.tP).(1 - aA) = rA.aA + rB.(1-aA) + [CA.aA + CB.(1-aA)].tP = r + [CA.aA + CB.(1-aA)].tP Våïi r = rA.aA + rB.(1-aA) laì áøn nhiãût hoïa håi cuía häùn håüp ,âaî tênh åí pháön tênh âæåìng kênh âoaûn luyãûn : râ = 268,07 kcal/kg = 1122360 J/kg = > (â = 1122360 + (2787,5.0,98 + 4189,8.0.02).65,5 = 1306778 J/kg Váûy nhiãût læåüng do håi mang ra khoíi âènh thaïp : Qy = 514.(1 + 1,6).1306778 = 1 746 378 kJ/h . 4.Nhiãût læåüng do håi âäút mang vaìo âãø âun säi häùn håüp åí âaïy thaïp QD2 : Nhiãût læåüng täøn hao Qm = 0,05.QD2 , thay vaìo (**) ,ta âæåüc :  =  kJ/h Do âoï læåüng håi âäút sæí duûng : D2 =  Læåüng nhiãût täøn hao : Qm = 0,05.QD2 = 79 513 421,5 J/h III.Cán bàòng nhiãût læåüng cuía thiãút bë ngæng tu häöi læu: Ta duìng thiãút bë trao âäøi nhiãût äúng chuìm ngæng tuû hoaìn toaìn saín pháøm âènh . P.(RX+1).r = Gn1.Cn(t2 - t1) -Cäng thæïc IX.164 Säø tay QTTB táûp 2 . Våïi P : læåüng saín pháøm âènh , P = 514 kg/h RX : chè säú häöi læu , RX = 1,16 Gn1:læåüng næåïc cáön duìng cho thiãút bë ngæng tuû häöi læu. t1,t2 :nhiãût âäü cuía næåïc âi vaìo vaì ra khoíi thiãút bë ngæng tuû häöi læu , choün t1 = 250C , t2 = 450C . = > Nhiãût âäü trung bçnh trong thiãút bë ngæng tuû häöi læu : ttb=  Cn :nhiãût dung riãng cuía næåïc åí nhiãût âäü trung bçnh 350C ,theo baíng I.147 trang 165 Säø tay QTTB táûp 1 thç Cn = 0,99859 kcal/kg.âäü , => Cn = 4180,89 J/kg.âäü r : áøn nhiãût hoïa håi cuía håi âi ra khoíi âènh thaïp , âaî tênh trong pháön âæåìng kênh âoaûn luyãûn , r = 268,07 kcal/kg = 1122,36 kJ/kg . Váûy læåüng næåïc laûnh cáön duìng cho thiãút bë ngæng tuû häöi læu : Gn1 =  IV.Cán bàòng nhiãût læåüng cuía thiãút bë laìm laûnh: Duìng thiãút bë trao âäøi nhiãût äúng chuìm . P.CP.(t’1-t’2) = Gn2.Cn(t2-t1) - Cäng thæïc IX.167 trang 198 Säø tay QTTB táûp 2 . Våïi Gn2:læåüng næåïc laûnh duìng cho thiãút bë , kg/h CP : nhiãût dung riãng saín pháøm âènh âaî ngæng tuû ,J/kg.âäü t2’,t1’: nhiãût âäü âáöu vaì cuäúi cuía saín pháøm âènh khi qua thiãút bë laìm laûnh , t2’ = 65,50C , t1’ = 350C . t1,t2 :nhiãût âäü cuía næåïc âi vaìo vaì ra khoíi thiãút bë laìm laûnh , choün t1 = 250C , t2 = 450C . => ttb = 350C. Cn :nhiãût dung riãng cuía næåïc åí 350C , Cn = 4180,89 J/kgâäü CP : nhiãût dung riãng saín pháøm âènh åí ttb =. Tênh nhiãût dung riãng cuía saín pháøm âènh åí 50,250C : CP = aA.CA + (1-aA).CB Tra baíng I.154 trang 172 Säø tay QTTB táûp 1 ta coï nhiãût dung riãng cuía ræåüu metylic theo nhiãût âäü : CA40 = 2670 J/kg.âäü , CA60 = 2760 J/kg.âäü = > CA50,25 = CA40 +  = J/kg.âäü Nhiãût dung riãng cuía næåïc åí nhiãût âäü 50,250C: CB50,25 = 0,99919 kcal/kg.âäü = 4 183,4 J/kg.âäü Váûy CP = 0,98.2716,13 + 0,02.4183,4 =2 745,475 J/kg.âäü Læåüng næåïc laûnh cáön duìng cho thiãút bë laìm laûnh :  kg/h. Chæång IV: TÊNH KÃÚT CÁÚU CUÍA THAÏP CHÆNG LUYÃÛN I.Kãút cáúu déa pháön luyãûn : 1.Tênh toaïn: Caïc cäng thæïc coï gêa trë sau âæåüc tra åí trang 236 Säø tay QTTB táûp 2 : Âæåìng kênh äúng håi cuía choïp dh = 50 mm = 0,05 m Säú choïp phán bäú trãn âéa :  Våïi D : âæåìng kênh trong cuía thaïp , m dh : âæåìng kênh äúng håi cuía choïp , m =>  . Choün n = 26 (choïp ) . - Chiãöu cao choïp phêa trãn äúng dáùn håi : h2 = 0,25.dh = 0,25.0,05 = 0,0125 m = 12,5 mm. - Âæåìng kênh choïp :  Våïi (ch :chiãöu daìy choïp , choün (ch = 2,5 mm Váûy  mm Khoaíng caïch tæì màût déa âãún chán choïp : S = 0 ( 25 mm , choün S = 5 mm. Chiãöu cao mæïc cháút loíng trãn khe choïp : h1 = 15 ( 40 mm , choün h1 = 20 mm - Chiãöu cao khe choïp :  Cäng thæïc trang IX.215 trang 236 Säø tay QTTB táûp 2. Våïi (y =  ; Vy -læu læåüng håi âi trong âoaûn luyãûn ,m3/h ; - hãû säú tråí læûc cuía âéa choïp , choün ( = 2 (x ,(y - khäúi læåüng riãng trung bçnh cuía pha loíng vaì håi ,kg/m3. (x = 800,6 kg/m3 ; (y = 0,982 kg/m3 . *Tênh Vy : Vy = (ytb - khäúi læåüng riãng trung bçnh pha håi trong âoaûn luyãûn , kg/m3 . ( (y = m/s . ( Chiãöu cao cuía khe choïp b =  = 11 mm . Säú læåüng khe håí cuía mäùi choïp :  Våïi gtb - læåüng håi trung bçnh âi trong âoaûn luyãûn , kg/h . Våïi c - khoaíng caïch giæîa caïc khe , choün c = 3 mm ( i =  khe . Âæåìng kênh äúng chaíy chuyãön :  ; Våïi GX - læu læåüng loíng trung bçnh âi trong doaûn luyãûn , kg/h GX = 672,47 kg/h. (X - khäúi læåüng riãng trung bçnh cuía loíng trong âoaûn luyãûn, (X = 800,6 kg/m3 z - säú äúng chaíy chuyãön , choün z = 1. (C - täúc âäü cháút loíng trong äúng chaíy chuyãön , choün (C = 0,15 m/s . Váûy  Khoaíng caïch tæì meïp dæåïi äúng chaíy chuyãön âãún âéa : S1 =0,25.dC = 0,25.0,045 = 0,01125 (m) = 11,25 (mm). Chiãöu cao äúng chaíy chuyãön trãn âéa : hC = (h1 +b +S) - (h . Trong âoï : (h - chiãöu cao mæïc cháút loíng åí bãn trãn äúng chaíy chuyãön : (h =  Våïi V - thãø têch cháút loíng chaíy qua , V =  ( (h = = 9,3 mm hC = (20 + 11 + 5) - 9,3 = 26,7 mm. Bæåïc täúi thiãøu cuía choïp trãn âéa : tmin = dch + 2.(ch + l2 , Våïi l2 = 12,5 + 0,25.dch = 31,08 mm , láúy l2 = 35 mm tmin = 74,33 + 2.2,5 + 35 = 114,33 mm . Khoaíng caïch tæì tám äúng chaíy chuyãön âãún tám choïp gáön nháút : t1 =  Trong âoï (C - bãö daìy äúng chaíy chuyãön , choün (C = 3 mm . l1 - khoaíng caïch nhoí nháút giæîa äúng chaíy chuyãön vaì choïp ,choün l1 = 75 mm . Váûy t1 =  2.Caïc kãút cáúu âéa pháön luyãûn : Âæåìng kênh äúng håi dh = 50 mm Säú choïp n = 26 choïp - Âæåìng kênh choïp dch = 74,33 mm Chiãöu cao choïp trãn äúng dáùn håi h2 = 12,5 mm Khoaíng caïch tæì màût âéa âãún chán choïp S = 5 mm Chiãöu cao mæïc cháút loíng trãn khe choïp h1 = 20 mm Chiãöu cao khe choïp b = 11 mm Khoaíng caïch giæîa caïc khe c =3 mm Säú khe håí cuía mäùi choïp i = 18 khe Âæåìng kênh äúng chaíy chaíy chuyãön dC = 45 mm Chiãöu cao låïp cháút loíng åí trãn äúng chaíy chuyãön (h = 9,3 mm Khoaíng caïch tæì meïp dæåïi äúng chaíy chuyãön âãún âéa S1 = 11,25 mm Chiãöu cao äúng chaíy chuyãön trãn âéa hC = 26,7 mm Bãö daìy äúng chaíy chuyãön (C = 3 mm Bãö daìy choïp (ch = 2,5 mm Khoaíng caïch tæì tám äúng chaíy chuyãön âãún tám choïp gáön nháút t1 = 140,2 mm Koaíng caïch giæîa hai tám choïp tmin = 114,33 mm Khoaíng caïch nhoí nháút giæîa hai choïp l2 = 35 mm Khoaíng caïch nhoí nháút giæîa choïp vaì äúng chaíy chuyãön l1 = 75 mm . II.Kãút cáúu âéa âoaûn chæng : 1.Tênh toaïn: Caïc cäng thæïc coï gêa trë sau âæåüc tra åí trang 236 Säø tay QTTB táûp 2 : Âæåìng kênh äúng håi cuía choïp dh = 50 mm = 0,05 m Säú choïp phán bäú trãn âéa :  Våïi D : âæåìng kênh trong cuía thaïp , m dh : âæåìng kênh äúng håi cuía choïp , m =>  . Choün n = 26 (choïp ) . - Chiãöu cao choïp phêa trãn äúng dáùn håi : h2 = 0,25.dh = 0,25.0,05 = 0,0125 m = 12,5 mm. - Âæåìng kênh choïp :  Våïi (ch :chiãöu daìy choïp , choün (ch = 2,5 mm Váûy  mm Khoaíng caïch tæì màût déa âãún chán choïp : S = 0 ( 25 mm , choün S = 5 mm. Chiãöu cao mæïc cháút loíng trãn khe choïp : h1 = 15 ( 40 mm , choün h1 = 20 mm - Chiãöu cao khe choïp :  Cäng thæïc trang IX.215 trang 236 Säø tay QTTB táûp 2. Våïi (y =  ; Vy -læu læåüng håi âi trong âoaûn chæng ,m3/h ; - hãû säú tråí læûc cuía âéa choïp , choün ( = 2 (x ,(y - khäúi læåüng riãng trung bçnh cuía pha loíng vaì håi ,kg/m3. (x = 902,53 kg/m3 ; (y = 0,744 kg/m3 . *Tênh Vy : Vy = (ytb - khäúi læåüng riãng trung bçnh pha håi trong âoaûn chæng , kg/m3 . ( (y = m/s . ( Chiãöu cao cuía khe choïp b =  = 10 mm . Säú læåüng khe håí cuía mäùi choïp :  Våïi gtb - læåüng håi trung bçnh âi trong âoaûn luyãûn , kg/h . Våïi c - khoaíng caïch giæîa caïc khe , choün c = 3 mm ( i =  khe . Âæåìng kênh äúng chaíy chuyãön :  ; Våïi GX - læu læåüng loíng trung bçnh âi trong âoaûn chæng , kg/h GX = 1361,07 kg/h. (X - khäúi læåüng riãng trung bçnh cuía loíng trong âoaûn chæng, (X = 902,53 kg/m3 z - säú äúng chaíy chuyãön , choün z = 1. (C - täúc âäü cháút loíng trong äúng chaíy chuyãön , choün (C = 0,15 m/s . Váûy  Khoaíng caïch tæì meïp dæåïi äúng chaíy chuyãön âãún âéa : S1 =0,25.dC = 0,25.0,0596 = 0,0149 (m) = 14,9 (mm). Chiãöu cao äúng chaíy chuyãön trãn âéa : hC = (h1 +b +S) - (h . Trong âoï : (h - chiãöu cao mæïc cháút loíng åí bãn trãn äúng chaíy chuyãön : (h =  Våïi V - thãø têch cháút loíng chaíy qua , V =  ( (h = = 11,4 mm hC = (20 + 10 + 5) - 11,4 = 23,6 mm. Bæåïc täúi thiãøu cuía choïp trãn âéa : tmin = dch + 2.(ch + l2 , Våïi l2 = 12,5 + 0,25.dch = 27,4 mm ,laì khoaíng caïch nhoí nháút giæîa caïc choïp , láúy l2 = 35 mm tmin = 74,33 + 2.2,5 + 35 = 114,33 mm . Khoaíng caïch tæì tám äúng chaíy chuyãön âãún tám choïp gáön nháút : t1 =  Trong âoï (C - bãö daìy äúng chaíy chuyãön , choün (C = 3 mm . l1 - khoaíng caïch nhoí nháút giæîa äúng chaíy chuyãön vaì choïp ,choün l1 = 75 mm . Váûy t1 =  2.Caïc kãút cáúu âéa pháön luyãûn : Âæåìng kênh äúng håi dh = 50 mm Säú choïp n = 26 choïp - Âæåìng kênh choïp dch = 74,33 mm Chiãöu cao choïp trãn äúng dáùn håi h2 = 12,5 mm Khoaíng caïch tæì màût âéa âãún chán choïp S = 5 mm Chiãöu cao mæïc cháút loíng trãn khe choïp h1 = 20 mm Chiãöu cao khe choïp b = 10 mm Khoaíng caïch giæîa caïc khe c =3 mm Säú khe håí cuía mäùi choïp i = 14 khe Âæåìng kênh äúng chaíy chaíy chuyãön dC = 59,6 mm Chiãöu cao låïp cháút loíng åí trãn äúng chaíy chuyãön (h = 11,4 mm Khoaíng caïch tæì meïp dæåïi äúng chaíy chuyãön âãún âéa S1 = 14,9 mm Chiãöu cao äúng chaíy chuyãön trãn âéa hC = 23,6 mm Bãö daìy äúng chaíy chuyãön (C = 3 mm Bãö daìy choïp (ch = 2,5 mm Khoaíng caïch tæì tám äúng chaíy chuyãön âãún tám choïp gáön nháút t1 = 147,5 mm Koaíng caïch giæîa hai tám choïp tmin = 114,33 mm Khoaíng caïch nhoí nháút giæîa hai choïp l2 = 35 mm Khoaíng caïch nhoí nháút giæîa choïp vaì äúng chaíy chuyãön l1 = 75 mm . Pháön 3 : TÊNH CÅ KHÊ THIÃÚT BË CHÊNH I.Tênh thán thiãút bë chênh : Thaïp chæng luyãûn åí aïp suïát khê quyãøn P = 760 mmHg = 1,01.105 N/m2 laì aïp suáút tháúp vaì trung bçnh nãn choün thán thaïp hçnh truû haìn (theo Säø tay QTTB táûp 2 trang 360). Chiãöu daìy thán hçnh truû laìm viãûc dæåïi aïp suáút P âæåüc tênh theo cäng thæïc XIII.8 trang 360 Säø tay QTTB táûp 2 :  ,m Trong âoï Dt - âæåìng kênh trong cuía thaïp ,m ( - hãû säú bãön cuía thaình hçnh truû theo phæång doüc C - säú bäø sung do àn moìn ,baìo moìn vaì dung sai vãö chiãöu daìy,m [( ]- uïng suáút cho pheïp cuía váût liãûu Tra baíng XIII.9 trang 364 Säø tay QTTB táûp 2 ta tháúy theïp X18H10T phuì håüp våïi thán hçnh truû haìn âæåüc duìng våïi thiãút bë laìm viãûc åí aïp suáút tháúp vaì trung bçnh (<1,6.106N/m2 ).X18H10T laì loaûi theïp khäng rè ,thaình pháön gäöm C,Ni,Cr,Mo,Ti . Theïp X18H10 T coï khäúi læåüng riãng ( = 7,9.103 kg/m3 , Hãû säú dáùn nhiãût ( = 16,3 W/m.âäü (20 ( 1000C) *Xaïc âënh [(]: ÆÏïng suáút cho pheïp cuía theïp X18H10T theo theo baíng XIII.4 trang 357 Säø tay QTTB táûp 2 âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc XIII.1 vaì XIII.2 trang 355 Säø tay QTTB táûp 2:(Theïp cacbon laìm viãûc åí nhiãût âäü < 4200C)  (1) ,N/m2  (2) , N/m2 Trong âoï ( - hãû säú âiãöu chènh ,tra åí baíng XIII.2 choün ( = 1 . nb ,nC -hãû säú an toaìn theo giåïi haûn bãön ,giåïi haûn chaíy, tra åí baíng XIII.3 âæåüc nb = 2,6 , nc = 1,5 . [( k] -æïng suáút cho pheïp khi keïo . (tk ,(tc -giåïi haûn bãön khi keïo ,giåïi haûn bãön khi chaíy åí t0C. Tra baíng XII.4 trang 310 Säø tay QTTB táûp 2 våïi theïp X18H10T ta coï : (k = 540.106 N/m2 , (c = 220 .106 N/m2 . (1) ( [( k] =  (2) ( [(k] =  Ta choün giaï trë beï nháút âãø tênh tiãúp [(] = 146,7.106 N/m2 . Tra baíng XIII.8 trang 362 Säø tay QTTB táûp 2 våïi kiãøu haìn tay bàòng häö quang âiãûn ,haìn giaïp mäúi hai bãn ta choün hãû säú bãön mäúi haìn (h = 0,95 *Tênh P : trong thaïp laì häùn håüp loíng - khê nãn aïp suáút laìm viãûc bàòng täøng säú aïp suáút Pmt håi vaì aïp suáút thuíy ténh Ptcuía cäüt cháút loíng . Pmt = 760 mmHg = 1,01.105N/m2. Aïp suáút thuíy læûc cuía cäüt cháút loíng âæåüc xaïc âënh theo cäng thæïc XIII.10 trang 360 Säø tay QTTB táûp 2 : Pt = g.(1.H1 , N/m2 . Trong âoï : + (t -khäúi læåüng riãng cuía cháút loíng ,kg/m3 Âãø âaím baío khaí nàng chëu âæûng cuía thaïp khi gàûp træåìng håüp laìm viãûc báút thæåìng ta láúy (t laì khäúi læåüng riãng låïn nháút cuía cháút loíng trong thaïp ,nghéa laì (t = (W . (a180 = 736 kg/m3 , (a2100 = 714 kg/m3 (b180 = 972 kg/m3 , (b2100 = 958 kg/m3 Bàòng phæång phaïp näüi suy ta coï :   Khäúi læåüng riãng cuía häùn håüp :  (hh = (t = 953,64 kg/m3 . + Ht - chiãöu cao cäüt cháút loíng,m (láúy chiãöu cao låïn nháút = chiãöu cao thaïp) Ht = Ntt(h + ( ) + 0,8 , m Våïi Ntt : säú âéa thæûc tãú , Ntt = 31 âéa . h : khoaíng caïch giæîa caïc âéa , h =0,3 m : bãö daìy cuía âéa , choün ( = 0,003 m ( Ht = 31(0,28 + 0,003) + 0,8 = 9,573 m Váûy Pt = 9,81.953,64.9,573 = 89 557,4 N/m2 P = Pmt + Pt = 101 000 + 89 557,4 =190 557,4 N/m2 Våïi váût liãûu bãön , ta coï :  nãn ta boí qua P åí máùu säú khi tênh S . *Tênh C : C = C1 +_ C2 + C3 ,m Trong âoï C1 - bäø sung do àn moìn, xuáút phaït tæì âiãöu kiãûn àn moìn váût liãûu cuía mäi træåìng .ÅÍ âáy ta láúy C1 = 1 mm , tênh cho thåìi gian laìm viãûc tæì 15( 20 nàm ,våïi âäü àn moìn váût liãûu laì 0,05( 0,1 mm/nàm . C2 - âaûi læåüng bäø sung do baìo moìn khi nguyãn liãûu coï haût ràõn chuyãøn âäüng våïi váûn täúc låïn , åí âáy C2 âæåüc boí qua , C3 - âaûi læåüng bäø sung do dung sai cuía chiãöu daìy táúm váût liãûu ,våïi váût liãûu X18H10T thç C3 =0,22 mm (tra baíng XIII.9 Säø tay QTTB táûp 2 ) Váûy C = 1 + 0,22 = 1,22 mm Do âoï S =  *Kiãøm tra æïng suáút theo aïp suáút thæí :Theo cäng thæïc XIII.26 trang 365 Säø tay QTTB táûp 2 :  (  P0 : aïp suáút thæí ,âæåüc tênh : P0 = Pth + P1 Pth :aïp suáút thæí thuíy læûc ,theo baíng XIII.5 trang 358 Säø tay QTTB táûp 2 thç Pth = 1,5.P =1,5.190 557,4 = 285 836,1 N/m2 . Pt :aïp suáút thuíy ténh cuía næåïc , Pt = 89 557,4 N/m2 . ( Po = 258 836,1 + 89 557,4 = 375 393,5 N/m2 Ta coï : VT =  = 484 958,11 N/m2 VP = = 122,25.106 N/m2 > VT Váûy S = 1,77 mm laì thoía maîn , tuy nhiãn âãø chëu âæåüc taíi troüng cuía thaïp vaì tàng tênh bãön væîng cuía thaïp ta choün bãö daìy thaïp laì S = 4 mm . II.Tênh âaïy vaì nàõp thiãút bë: Thäng thæåìng ngæåìi ta duìng âaïy vaì nàõp elip âäê våïi thiãút bë coï thán haìn thàóng âæïng chëu aïp suáút trong låïn hån 7.104 N/m2 .Trong træåìng træåìng håüp thiãút kãú thaïp chæng luyãûn laìm viãûc åí aïp suáút khê quyãøn nãn ta sæí duûng âaïy vaì nàõp coï gåì coï daûng elip coï âæåìng kênh trong laì 0,8m .Choün váût liãûu cuía âaïy vaì nàõp giäúng nhæ váût liãûu cuía thán thaïp. Theo hçnh XIII.11 trang 381 Säø tay QTTB táûp 2 ta coï : Chiãöu cao pháön läöi âaïy : hb = 0,25.Dt = 0,25.0,8 = 0,2 m . Choün chiãöu cao cuía gåì laì 25 mm. Bãö daìy âaïy vaì nàõp thiãút bë âæåüc tênh theo cäng thæïc XIII.47 trang 385 Säø tay QTTB táûp 2 :  ,m . Trong âoï (h - hãû säú bãön cuía mäúi haìn hæåïng tám ,tra baíng XIII.8 trang 362 Säø tay QTTB táûp 2 choün (h = 0,95 k - hãû säú khäng thæï nguyãn ,chon k =1 . C - âaûi læåüng bäø sung C = 0,00122 m. Vç  nãn boí qua P åí máùu säú khi tênh S. Váûy S =m = 1,6 mm Do S-C = 0,48 < 10 nãn thãm 2mm vaìo giaï tri S tênh åí trãn . Váûy S = 3,6 mm ,âãø an toaìn ta choün S = 4 mm . *Kiãøm tra æïng suáút theo aïp suáút thuíy ténh : Âiãöu kiãûn thoía maîn :  (  , N/m2 Cäng thæïc XIII.49 trang 386 Säø tay QTTB táûp 2 . (  59 952 688,77 N/m2  N/m2 > ( Váûy bãö daìy cuía âaïy vaì nàõp thaïp S = 4mm laì thoía maîn . III.Tênh bãö daìy låïp caïch nhiãût : Âãø traïnh täøn tháút nhiãût cho mäi træåìng xung quanh ,âaím baío cho quaï trçnh chæng luyãûn âaût hiãûu suáút cao nháút thç ta phaíi trang bë cho thaïp chæng luyãûn mäüt låïp caïch nhiãût . Choün váût liãûu caïch nhiãût laì bäng thuíy tinh coï hãû säú dáùn nhiãût nhoí : ( = 0,0372 W/m.âäü Ta giaí thiãút nhæ sau : -Nhiãût âäü khäng khê tkk = 250C, -Nhiãût âäü bãn ngoaìi låïp caïch nhiãût : t = 500C , -Xem âáy laì quaï trçnh nhiãût äøn âënh qua vaïch phàóng . -Âãø âaím baío khaí nàng caïch nhiãût cho toaìn thaïp ta choün nhiãût âäü laìm viãûc trong thaïp laì 1000C. Nhiãût taíi riãng ra mäi træåìng xung quanh : q = (t.( ,W/m2 . Trong âoï : (t - hiãûu säú nhiãût âäü giæîa tæåìng bãn ngoaìi cuía thiãút bë våïi mäi træåìng , (t = 50 - 25 = 25 0C . ( - hãû säú cáúp nhiãût tæì bãö màût thiãút bë ra ngoaìi mäi træåìng ,âæåüc tênh theo cäng thæïc V.75 trang 24 Säø tay QTTB táûp 2 : ( =  =  W/m2.âäü . = > q = 25. 4,427 = 110,68 W/m2 Hiãûu säú nhiãût âäü giæîa nhiãût âäü trong thaïp vaì nhiãût âäü màût ngoaìi thaïp : (t1 = 100 - 50 = 500C . Màût khaïc ta coï : (t1 = q. Våïi  laì nhiãût tråí täøng cäüng , m2.âäü/W. Âæåüc tênh : = r1 + r2 + r3 Trong âoï: r1: nhiãût tråí låïp næåïc ngæng ,r1 = 10-3/0,2538 = 3,94.10-3 m2.âäü/W. r2: nhiãût tråí thaình thiãút bë , r2 = 4.10-3/16,3 = 0,2454.10-3 m2.âäü/W. r3: nhiãût tråí låïp caïch nhiãût daìy ( , r3 = (/0,0372 m2.âäü/W Do âoï : = (t1/q = 50/110,68 = 0,4517 m2.âäü/W Suy ra : r3 =  - r1 - r2 = 0,4475 m2.âäü/W = > ( = r3.0,0372 = 0,017 m = 17mm Âãø âaím baío caïch nhiãût täút ta choün låïp caïch nhiãût coï bãö daìy 20 mm. IV.Tênh âæåìng kênh caïc loaûi äúng dáùn : Âæåìng kênh äúng dáùn âæåüc tênh theo cäng thæïc II.36 trang 369 Säø tay QTTB táûp 1 :  , m . Våïi V : læu læåüng thãø têch , m3/h , ( : täúc âäü trung bçnh cuía cháút loíng vaì khê , cho åí baíng II.2 trang 369 Säø tay QTTB táûp 1. 1.Âæåìng kênh äúng dáùn häön håüp âáöu vaìo âéa tiãúp liãûu : Nhiãût âäü säi cuía häùn håüp âáöu vaìo thaïp laì 890C , theo baíng I.2 trang 9 Säø tay QTTB táûp 1 ta coï :     Khäúi læåüng riãng cuía häùn håüp :  (a ,(b : khäúi læåüng riãng cuía metylic vaì næåïc , xA ,xB :näöng âäü pháìn khäúi læåüng cuía metylic vaì næåïc .  (hh = 788,7 kg/m3 . Læu læåüng thãø têch cháút loíng chaíy trong äúng : V =  Häùn håüp tæû chaíy vaìo thaïp nãn choünváûn täúc cháút loíng âi trong äúng laì ( = 0,20 m/s. Váûy âæåìng kênh äúng dáùn laì :  2.Âæåìng kênh äúng dáùn tæì thiãút bë ngæng tuû häöi læu vãö thaïp : Nhiãût âäü cuía loíng häöi læu laì 65,50C ,khäúi læåüng riãng cuía loíng häöi lææ tênh tæång tæû nhæ trãn âæåüc (hh = 755,5 kg/m3 . Læu læåüng thãø têch cháút loíng chaíy trong äúng :  Häùn håüp tæû chaíy vaìo thaïp nãn ta choün ( = 0,25 Váûy âæåìng kênh äúng dáùn laì :  (m) = 40 (mm). 3.Âæåìng kênh äúng dáùn håi ra khoíi âènh thaïp :

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docChưng luyện liên tục hỗn hợp rượu metylic - nước.DOC
Luận văn liên quan