Báo Cáo Thực Hành Môn CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Họ và tên Lớp MSSV Nhóm 04 Ngày thực hành GVHD BÀI 7 QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC 1 1 Mục đích thí nghiệm Vận hành được hệ thống cô đặc gián.
Báo Cáo Thực Hành Mơn: CÁC Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG CƠNG NGHỆ HĨA HỌC Họ tên: Lớp MSSV: Ngày thực hành: GVHD: Nhóm: 04 BÀI 7: QUÁ TRÌNH CƠ ĐẶC 1.1 Mục đích thí nghiệm • Vận hành hệ thống cô đặc gián đoạn, đo đạc thơng số q trình • Tính tốn cân vật chất, cân lượng cho trình đặc gián đoạn • So sánh lượng cung cấp cho trình theo lý thuyết thực tế • Xác định suất hiệu suất trình đặc • Xác định hệ số truyền nhiệt thiết bị ngưng tụ 1.2 Cơ sở lý thuyết Cơ đặc q trình làm tăng nồng độ dung dịch cách tách phần dung môi nhiệt độ sơi Mục đích q trình đặc: • Làm tăng nộng độ chất tan dung dịch • Tách rắn hịa tan dạng kết tinh • Tách dung môi dạng nguyên chất 1.2.1 Nhiệt độ sơi dung dịch Phụ thuộc vào tính chất dung môi chất tan Nhiệt độ sôi dung dịch lớn dung môi nguyên chất áp suất Nhiệt độ sơi cịn phụ thuộc vào độ sâu dung dịch thiết bị, xuống sâu nhiệt độ sôi tăng 1.2.2 Cô đặc nồi làm việc gián đoạn Thường ứng dụng suất nhỏ, nhiệt khơng có giá trị kinh tế, thực theo hai phương pháp • Dung dịch cho vào lần cho bốc hơi, mức dung dịch thiết bị giảm dần nồng dộ đạt yêu cầu • Dung dịch cho vào mức định, cho bốc đồng thời bổ sung dung dịch liên tục để giữ mức chất lỏng không đổi nồng độ đạt yêu cầu Sau tháo sản phẩm tiếp tục mẻ 1.2.2.1 Cân vật chất lượng 1.2.2.1.1 Nồng độ Nồng độ xác định khối lượng chất tan so với khối lượng dung dịch Nồng dộ xác định khối lượng chất tan thể tích dung dịch Mối liên hệ hai cơng thức Pdd: khối lượng riêng dung dịch (kg/m3) 1.2.2.1.2 Cân vật chất Phương trình tổng quát: Lượng chất vào + lượng chất phản ứng = lượng chất + lượng chất tích tụ Đối với q trình đặc • Khơng có lượng tích tụ • Khơng có phản ứng hóa học nên khơng có lượng phản ứng Đối với chất tan Dùng phương trình giúp tính tốn khối lượng dung dịch lại nồi đun sau q trình đặc Đối với hỗn hợp Khối lượng dung dịch ban đầu = khối lượng dung dịch lại + khối lượng thứ Gđ: Khối lượng dung dịch ban đầu nồi đun (kg) : Nồng độ ban đầu chất tan nồi đun (kg/kg) GC: Khối lượng dung dịch lại nồi đun (kg) : Nồng độ cuối chất tan nồi đun (kg/kg) : Khối lượng dung môi bay (kg) • Phương trình dùng để tính tốn khối lượng dung mơi bay q trình đặc 1.2.1.2.3 Cân lượng Phương trình tổng quát Năng lượng mang vào = Năng lượng mang + lượng thất • Đối với giai đoạn đun sơi dung dịch Năng lượng nồi đun cung cấp Năng lượng dung dịch nhận • Đối với giai đoạn bốc dung môi Năng lượng nồi đun cung cấp Năng lượng nước nhận để bốc Cân lượng thiết bị ngưng tụ • Các phương trình cân lượng giúp ta so sánh lý thuyết với thực tế 1.3 Tiến hành thí nghiệm 1.3.1 Chuẩn bị thí nghiệm Bật cơng tắc nguồn Kích hoạt điều khiển Kích hoạt mơ hình thí nghiệm Kiểm tra ống Mở van nguồn Cấp điện hiển nhựa mềm dẫn cấp nước thị số Kiểm tra áp suất Mở van V6 nước Mở van V9 hệ thống 3.2 Kiểm tra mơ hình thiết bị 7.3.2.1 Trước thí nghiệm • • • • Nồi đun thiết bị kết tinh Đóng van nước Thùng chưa dung dịch đặc Đóng van V3, V4 7.3.2.2 Sau thí nghiệm • • • • • • Tắt W1 Khóa van VP1 Đợi dung dịch nồi đun xuống 30oC Khóa van nguồn nước giải nhiệt Tháo hết dung dịch nồi đun Tháo dung môi 7.3.2.3 Chuẩn bị dung dịch • 4l CuSO4 lỗng • Xác định nồng độ khối lượng riêng dung dịch 7.3.3 Kết tính tốn 7.3.3.1 Bảng số liệu thu nhận được: Bảng 3.1 Một số tính chất dung dịch CuSO4 thời điểm Thể tích (mL) Khối lượng Độ hấp thụ Nồng độ (g/L) Khối lượng riêng (g/L) Trước cô đặc 100 97,57 1,831 23,39 975,7 Sau cô đặc 100 97,1 2,073 27,08 971 Bảng 3.2 Bảng đo lưu lượng chất lỏng Thể tích dung dịch ban đầu (lít) Lượng thứ ngưng tụ (lít) 1.5 Lưu lượng nước giải nhiệt (l/h) 275 Bảng 3.3 Bảng giá trị nhiệt độ q trình đặc Q trình Giai đoạn đầu Cơng suất Thời điểm thực thực (W) (s) 2000 Nhiệt độ (0C) Tdung dịch Tvào Tra 31,4 29,8 29,9 Đung sôi dung dịch 1500 1487 91,5 29,9 32,5 Bắt đầu ngưng tụ 1500 1605 93,6 29,9 36,2 Thể tích nước ngưng đạt lít 1500 1718 93,7 29,9 32,2 7.3.3.2 Tính mẫu: Thông số Trước cô đặc Sau cô đặc Nồng độ (g/L) 23,39 27,08 Đối Khối lượng riêng dung dịch ρ dd (g/L) 975,7 971 với 0,02397 0,02789 Nồng độ khối lượng chất tan Dùng phương trình giúp tính tốn khối lượng dung dịch lại nồi đun sau q trình đặc = = Đối với hỗn hợp dd Khối lượng dung dịch ban đầu = khối lượng dung dịch lại + khối lượng thứ Đối với giai đoạn đun sôi dung dịch Năng lượng nồi đun cung cấp = 2000.1487=2974 (kJ) Năng lượng dung dịch nhận = 4,085.(93,7-31,4) = 1489,87 (kJ) = 4.186×(1-0.02397 ) = 4,085 Nếu bỏ qua tổn thất nhiệt : Đối với giai đoạn bốc dung mơi Năng lượng nồi đun cung cấp =1500.1605=2407,5 (kJ) Năng lượng nước nhận để bốc =.(2665,42-4,186.93,7)=1870,43 kJ =2665,42 (kJ/kg) hàm nhiệt thứ 93,7 oC (tra bảng 56: Tính chất nước bão hịa trang 47- bảng tra trình học) Cân lượng thiết bị ngưng tụ =6,25.10-5.0,48284 (33,2-29,9).1718= 0,7162 (kJ) 0,48284 ( kg/m3) 225 l/h = 6,25.10-5 (m3/s ) 7.4 Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Bin – Tính tốn q trình, thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm – NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1999 [2] Phạm Văn Vĩnh – Cơ học chất lỏng ứng dụng – Nhà xuất giáo dục, 2000 [3] Giáo trình hướng dẫn thực hành Quá Trình Thiết bị Hóa học – khoa cơng nghệ hóa – môn máy thiết bị [4] Phạm Xuân Toản – Các q trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm, tập 3: Các trình thiết bị truyền nhiệt, NXB KHKT, 2013 [5] Phạm Văn Bơn – Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm, tập 5: Quá trình thiết bị truyền nhiệt, 1: truyền nhiệt ổn định, NXB Đại học quốc gia TP HCM, 2006 [6] Trần Xoa, Nguyễn Trọng Khuông, Hồ Lê Viên – Sổ tay trình thiết bị cơng nghệ hóa chất, tập 1,2, NXB KHKT, 2013 ... Toản – Các trình thiết bị cơng nghệ hóa chất thực phẩm, tập 3: Các trình thiết bị truyền nhiệt, NXB KHKT, 2013 [5] Phạm Văn Bơn – Q trình thiết bị cơng nghệ hóa học thực phẩm, tập 5: Q trình thiết... hệ hai công thức Pdd: khối lượng riêng dung dịch (kg/m3) 1.2.2.1.2 Cân vật chất Phương trình tổng quát: Lượng chất vào + lượng chất phản ứng = lượng chất + lượng chất tích tụ Đối với trình đặc... Khối lượng dung môi bay (kg) • Phương trình dùng để tính tốn khối lượng dung mơi bay q trình đặc 1.2.1.2.3 Cân lượng Phương trình tổng quát Năng lượng mang vào = Năng lượng mang + lượng thất •