Đang tải... (xem toàn văn)
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 10 CHƯNG CẤT 1 Mục đích thí nghiệm Khảo sát và đánh giá sự ảnh hưởng của các.
Báo Cáo Thực Hành Mơn: CÁC Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG CƠNG NGHỆ HĨA HỌC Họ tên: Lớp: MSSV: Nhóm: 04 Ngày thực hành: GVHD: Bài 10: CHƯNG CẤT Mục đích thí nghiệm Khảo sát đánh giá ảnh hưởng thông số: số hồi lưu, nhiệt độ (trạng thái) vị trí mâm nhập liệu đến số mâm lí thuyết, hiệu suất trình chưng cất lượng nhiệt cần sử dụng Cơ sở lí thuyết a) Phương trình cân vật chất: F= D+W ( 10.1 trang 95 [3]) F.xF = D.xD + W.xW ( 10.2 trang 95 [3]) Trong đó: F: Suất lượng nhập liệu D: Suất lượng sản phẩm đỉnh W: Suất lượng sản phẩm đáy xF: Nồng độ nhập liệu (của cấu tử dễ bay hơi) xD: Nồng độ sản phẩm đỉnh (của cấu tử dễ bay hơi) xW: Nồng độ sản phẩm đáy(của cấu tử dễ bay hơi) F: Suất lượng nhập liệu D: Suất lượng sản phẩm đỉnh W: Suất lượng sản phẩm đáy xF: Nồng độ nhập liệu (của cấu tử dễ bay hơi) xD: Nồng độ sản phẩm đỉnh (của cấu tử dễ bay hơi) xW: Nồng độ sản phẩm đáy(của cấu tử dễ bay hơi) b) Chỉ số hoàn lưu Chỉ số hồi lưu tỉ số lưu lượng hòan lưu (L 0) lưu lượng dòng sản phẩm đỉnh (P) Chỉ số hồi lưu thích hợp (R) xác định thông qua số hồi lưu tối thiểu (Rmin) xác định theo công thức: R = b.R c) Phương trình đường làm việc Phương trình đường làm việc đoạn cất: Phương trình đường làm việc đoạn chưng: : tỉ lệ lưu lượng hỗn hợp nhập liệu so với lưu lượng sản phẩm đỉnh d) Xác định số mâm lí thuyết Hình 10.1: Xác định số mâm lý thuyết Cân lượng Cân nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu Trong đó: : nhiệt lượng cần cung cấp để gia nhiệt nhập liệu (kW) : lưu lượng khối lượng hỗn hợp nhập liệu : nhiệt dung riêng hỗn hợp nhập liệu : nhiệt độ nhập liệu vào khỏi thiết bị : nhiệt mát thiết bị gia nhiệt nhập liệu (kW) Cân nhiệt lượng cho thiết bị ngưng tụ 1.1.1.1 Nếu q trình ngưng tụ khơng làm lạnh: Nếu q trình ngưng tụ có làm lạnh: Trong đó: : lưu lượng khối lượng hỗn hợp sản phẩm đỉnh : nhiệt hóa sản phẩm đỉnh : nhiệt dung riêng hỗn hợp sản phẩm đỉnh , : nhiệt độ vào nước (oC) : lưu lượng dòng giải nhiệt C: nhiệt dung riêng dịng giải nhiệt : nhiệt độ sơi hỗn hợp sản phẩm đỉnh (oC) : nhiệt độ sản phẩm đỉnh sau làm lạnh (oC) : nhiệt mát thiết bị ngưng tụ (kW) Cân nhiệt lượng cho thiết bị làm lạnh Làm lạnh sản phẩm đỉnh: (10.9 trang 96 [3]) Làm lạnh sản phẩm đáy:(10.10 trang 96 [3]) Trong đó: : lưu lượng sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy , : nhiệt dung riêng sản phẩm đỉnh sản phẩm đáy : nhiệt độ sản phẩm đỉnh vào khỏi thiết bị ( oC) : nhiệt độ sản phẩm đáy vào khỏi thiết bị ( oC) : nhiệt độ vào nước thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh ( C) o : nhiệt độ vào nước thiết bị làm lạnh sản phẩm đáy ( oC) : lưu lượng dòng giải nhiệt thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh : lưu lượng dòng giải nhiệt thiết bị làm lạnh sản phẩm đáy : nhiệt dung riêng dòng giải nhiệt thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh : nhiệt dung riêng dòng giải nhiệt thiết bị làm lạnh sản phẩm đáy : nhiệt mát thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh (kW) : nhiệt mát thiết bị làm lạnh sản phẩm đáy (kW) Cân nhiệt tồn tháp Trong đó: : nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun (kW) : nhiệt lượng mát môi trường xung quanh thường lấy gần khoảng 5% đến 10% lượng nhiệt cần cung cấp : nhiệt lượng dòng nhập liệu mang vào (kW) : nhiệt lượng dòng sản phẩm đỉnh mang (kW) : nhiệt lượng dòng sản phẩm đáy mang (kW) : nhiệt lượng trao đổi thiết bị ngưng tụ (kW) : nhiệt lượng dịng hồn lưu mang vào (kW) Mơ hình thí nghiệm Cách tiến hành Buổi Buổi Kết thúc thí nghiệm Số liệu Buổi Mục đích - Tiến hành chưng cất gián đoạn hệ etanol-nước - Đo nồng độ nhập liệu, sản phẩm đỉnh đáy xác định hệ số hoàn lưu tối thiểu - Xác định số hồi lưu tối thiểu hệ hệ etanol-nước (khảo sát trình chưng cất gián đoạn) Số liệu xử lí số liệu Nhập liệu Độ rượu 27o 34,8oC 95oC 994,02 Sản phẩm đỉnh Độ rượu t 96o 88,4oC 974 739,84 950,85 Với ứng với Ta có: R = b.Rmin với b= 1,1 – 1,5 b 1,1 1,3 1,5 R 1,298 1,534 1,77 Khảo sát R = 1,77 R= 2,2 Buổi Mục đích - Khảo sát đánh giá ảnh hưởng mâm nhập liệu đến số đĩa lý thuyết, hiệu suất, trình chưng số mâm nhập liệu Số liệu xử lí số liệu Tại R = 1,77 o Nhập liệu vị trí đầu Phương trình đường làm việc phần chưng: y= với f = = = 8,71 y= Phương trình đường làm việc phần cất: y = y = = 0,64x + 0,317 Số đĩa lí thuyết 10 Cân nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu: Nhiệt dung riêng hỗn hợp nhập liệu: Nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu: Làm phẩm đáy: Độ rượu t 92 84,7 C o lạnh sản o 968,71 Nhiệt dung riêng hỗn hợp: Nhiệt lượng làm lạnh sản phẩm đỉnh: Cân nhiệt lượng cho tháp chưng: Nhiệt lượng dòng nhập liệu mang vào: Nhiệt lượng dòng sản phẩm đỉnh mang ra: Nhiệt lượng dòng sản phẩm đáy mang ra: Nhiệt lượng trao đổi thiết bị ngưng tụ: Nhiệt lượng dịng hồn lưu mang vào: Nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun: Nhập liệu vị trí cuối 755,81 Ta có: Phương trình nhập liệu phần chưng: Phương trình nhập liệu phần cất: Số đĩa lí thuyết Cân nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu: Nhiệt dung riêng hỗn hợp nhập liệu: Nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu: Cân nhiệt lượng thiết bị ngưng tụ: Ẩn nhiệt hóa sản phẩm đỉnh: Nhiệt lượng thiết bị ngưng tụ, cho Cân nhiệt lượng thiết bị làm lạnh: Làm lạnh sản phẩm đỉnh: Nhiệt dung riêng hỗn hợp: Nhiệt lượng làm lạnh sản phẩm đỉnh: Làm lạnh sản phẩm đáy: Nhiệt dung riêng hỗn hợp: Nhiệt lượng làm lạnh sản phẩm đỉnh: Cân nhiệt lượng cho tháp chưng: Nhiệt lượng dòng nhập liệu mang vào: Nhiệt lượng dòng sản phẩm đỉnh mang ra: Nhiệt lượng dòng sản phẩm đáy mang ra: Nhiệt lượng trao đổi thiết bị ngưng tụ: Nhiệt lượng dịng hồn lưu mang vào: Nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun: Tại R= 2,2 Nhập liệu vị trí đầu Độ rượu t 95o 77,5oC 973,5 752,76 Phương trình đường làm việc phần chưng: Phương trình đường làm việc phần cất: Số đĩa lí thuyết Cân nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu: Nhiệt dung riêng hỗn hợp nhập liệu: Nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu: Cân nhiệt lượng thiết bị ngưng tụ: Ẩn nhiệt hóa sản phẩm đỉnh: Nhiệt lượng thiết bị ngưng tụ, cho Cân nhiệt lượng thiết bị làm lạnh: Làm lạnh sản phẩm đỉnh: Nhiệt dung riêng hỗn hợp: Nhiệt lượng làm lạnh sản phẩm đỉnh: Làm lạnh sản phẩm đáy: Nhiệt dung riêng hỗn hợp: Nhiệt lượng làm lạnh sản phẩm đỉnh: Cân nhiệt lượng cho tháp chưng: Nhiệt lượng dòng nhập liệu mang vào: Nhiệt lượng dòng sản phẩm đỉnh mang ra: Nhiệt lượng dòng sản phẩm đáy mang ra: Nhiệt lượng trao đổi thiết bị ngưng tụ: Nhiệt lượng dịng hồn lưu mang vào: Nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun: Nhập liệu vị trí Độ rượu t 94o 77,3oC 973,5 759,03 Phương trình đường làm việc phần chưng: Phương trình đường làm việc phần cất: Số đĩa lí thuyết Cân nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu: Nhiệt dung riêng hỗn hợp nhập liệu: Nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu: Cân nhiệt lượng thiết bị ngưng tụ: Ẩn nhiệt hóa sản phẩm đỉnh: Nhiệt lượng thiết bị ngưng tụ, cho Cân nhiệt lượng thiết bị làm lạnh: Làm lạnh sản phẩm đỉnh: Nhiệt dung riêng hỗn hợp: Nhiệt lượng làm lạnh sản phẩm đỉnh: Làm lạnh sản phẩm đáy: Nhiệt dung riêng hỗn hợp: Nhiệt lượng làm lạnh sản phẩm đỉnh: Cân nhiệt lượng cho tháp chưng: Nhiệt lượng dòng nhập liệu mang vào: Nhiệt lượng dòng sản phẩm đỉnh mang ra: Nhiệt lượng dòng sản phẩm đáy mang ra: Nhiệt lượng trao đổi thiết bị ngưng tụ: Nhiệt lượng dịng hồn lưu mang vào: Nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun: Nhập liệu vị trí cuối Độ rượu t 93o 81,4oC 971,02 755,5 Phương trình đường làm việc phần chưng: Phương trình đường làm việc phần cất: Số đĩa lí thuyết 12,5 Cân nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu: Nhiệt dung riêng hỗn hợp nhập liệu: Nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu: Cân nhiệt lượng thiết bị ngưng tụ: Ẩn nhiệt hóa sản phẩm đỉnh: Nhiệt lượng thiết bị ngưng tụ, cho Cân nhiệt lượng thiết bị làm lạnh: Làm lạnh sản phẩm đỉnh: Nhiệt dung riêng hỗn hợp: Nhiệt lượng làm lạnh sản phẩm đỉnh: Làm lạnh sản phẩm đáy: Nhiệt dung riêng hỗn hợp: Nhiệt lượng làm lạnh sản phẩm đỉnh: Cân nhiệt lượng cho tháp chưng: Nhiệt lượng dòng nhập liệu mang vào: Nhiệt lượng dòng sản phẩm đỉnh mang ra: Nhiệt lượng dòng sản phẩm đáy mang ra: Nhiệt lượng trao đổi thiết bị ngưng tụ: Nhiệt lượng dòng hoàn lưu mang vào: Nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun: Kết luận Qua thực nghiệm, ta thấy nhiệt độ nhập liệu, số hồi lưu R mâm trên, mâm mâm nồng độ sản phẩm đỉnh giảm Khi khảo sát vị trí mâm (đầu, giữa, dưới), R tăng nồng độ sản phẩm đỉnh tăng Nhập liệu mâm xem tối ưu thời gian lưu dòng lưu lượng nhập liệu chảy xuống nồi đun thấp nhiều, quãng đường ngắn nên nồng độ sản phẩm đỉnh cao với nhập liệu mâm mâm đỉnh (minh chứng qua số mâm lý thuyết) Nguyên nhân gây sai số trình thực nghiệm: ảnh hưởng điều kiện môi trường xung quanh tới thiết bị; q trình tính tốn, xử lý số liệu có làm trịn số TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Các trình thiết bị học [2] Sổ tay Qúa trình thiết bị Cơng Nghệ Hóa Chất Tập [3] Tài liệu hướng dẫn thực hành CÁC Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG CƠNG NGHỆ HĨA HỌC [4] Bảng tra cứu trình học Truyền nhiệt - Truyền Khối ... nhiệt độ sản phẩm đỉnh vào khỏi thiết bị ( oC) : nhiệt độ sản phẩm đáy vào khỏi thiết bị ( oC) : nhiệt độ vào nước thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh ( C) o : nhiệt độ vào nước thiết bị làm lạnh sản... số trình thực nghiệm: ảnh hưởng điều kiện môi trường xung quanh tới thiết bị; q trình tính tốn, xử lý số liệu có làm trịn số TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Các trình thiết bị học [2] Sổ tay Qúa trình thiết. .. trình thiết bị Cơng Nghệ Hóa Chất Tập [3] Tài liệu hướng dẫn thực hành CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRONG CƠNG NGHỆ HĨA HỌC [4] Bảng tra cứu trình học Truyền nhiệt - Truyền Khối