Microsoft Word Ví d? và BT chuong 1 tt doc Baøi giaûng tóm tắt Quaù trình Hóa học và Hóa lý trong kỹ thuật môi trường DuMyLe Khoa Môi trường, ĐHBK Tp HCM 1 Các Ví dụ và Bài tập (tt) Chöông 1 CÔ SÔÛ QU[.]
Bài giảng tóm tắt Quá trình Hóa học Hóa lý kỹ thuật mơi trường Các Ví dụ Bài tập (tt) Chương CƠ SỞ QUÁ TRÌNH TRUYỀN KHỐI PHÂN RIÊNG Bài tập 7: Cho tháp hấp thụ NH3 nước áp suất khí Nồng độ NH3 ban đầu 0,03 kmol/kmolkhí trơ Hiệu xử lý 90%, nước đầu chứa NH3 với nồng độ 0,02 kmol/kmolH2O Nhiệt độ làm việc tháp không đổi nhờ áp dụng biện pháp gia nhiệt Dữ liệu đường cân cho bảng sau: X (kmolNH3/kmol H2O) 0,005 0,010 0,0125 0,015 0,020 0,023 Y (kmolNH3/kmol khí trơ) 0,0045 0,0102 0,0138 0,0183 0,0273 0,0327 Hãy xác định số đơn vị truyền khối (noy): a) Bằng phương pháp đồ thị b) Bằng phương pháp lấy tích phân đồ thị Giải: Dựng đường cân đường làm việc giản đồ Y - X - Điểm A (Yc, Xđ) Yc = 0,03 (1-0,9) = 0,003; Xđ = - Điểm B (, Xc) = 0,03; Xc = 0,02 a) Phương pháp đồ thị: Từ đồ thị ta xác định tất có 5,5 bậc truyền khối noy = 5,5 bậc => lấy bậc (nếu sử dụng thiết bị đệm) Y A Đường cân Đường làm việc B DuMyLe - Khoa Mơi trường, ĐHBK Tp.HCM X Bài giảng tóm tắt Quá trình Hóa học Hóa lý kỹ thuật mơi trường b) Phương pháp tích phân đồ thị: Lập bảng số liệu sau: X Y* Y Y – Y* 1/(Y – Y*) S 0 0,003 0,003 333 - 0,005 0,0045 0,0097 0,0052 192 S1 0,010 0,0102 0,0165 0,0063 159 S2 0,0125 0,0138 0,0200 0,0062 161 S3 0,015 0,0183 0,0234 0,0051 196 S4 0,02 0,0273 0,0300 0,0027 370 S5 1/(Y-Y*) Y −Y* 1/ΔYd 1/ΔYc ΔY S = no c ΔY Y Yc c Theo định nghóa, số bậc truyền khối: noy = d y YYd d Y Y Yd dY * ∫ Yc Y − Y Tích phân xác định diện tích hình thang cong giới hạn đường cong cân bằng, trục hoành đường = 0,03 Yc = 0,003 Yd dY noy = ∫ = ∑ Si = 5,40 * Y − Y i =1 Yc DuMyLe - Khoa Mơi trường, ĐHBK Tp.HCM (bậc) Bài giảng tóm tắt Quá trình Hóa học Hóa lý kỹ thuật mơi trường Bài tậpï 8: Trong một tháp hấp thu để tách NH3 từ khơng khí bằng nước ở áp suất 1,0 atm và nhiệt độ làm việc là 25oC, người ta đo được nồng độ cấu tử bị hấp thụ trong hai pha ở hai đầu thiết bị như sau: Đầu vào Đầu ra 0,05 0,002 Pha Y (kmol NH3/ kmol kk) 0 0,02 Pha X (kmol NH3/ kmol H2O) Đường cân bằng có dạng Y* = 1,25.X a/ Hãy xác định số bậc truyền khối. b/ Cho biết chiều cao của đơn vị truyền khối trong các pha: hY = 0,4 m và hX = 0,45 m. Hãy xác định chiều cao thiết bị và lượng dung mơi cần thiết để tách 100 kg/h NH3. Bài tập 9: Một dịng khí chứa 3 % SO2 được xử lý qua tháp đệm sử dụng nước. Nhờ hấp thụ, 99% cấu tử này bị loại khỏi dịng khí. Tháp làm việc ở 25oC và 1at. Dịng khí và dịng lỏng sử dụng có lưu lượng lần lượt là 20 mol/h và 100 mol/h. Phương trình đường cân bằng có dạng: y* = 3,1 x ở 25oC. mol mol và β y = 15 Hệ số truyền chất được xác định như sau: β x = 60 m h(Δx = 1) m h(Δy = 1) a/ Tính số bậc truyền khối. b/ Vận tốc tối ưu pha khí tháp là: 3,5 m/s, khối lượng riêng hỗn hợp khí 1,117kg/m3 lưu lượng thể tích pha khí G = 5488 m3/h (điều kiện chuẩn) Phân tử lượng trung bình hỗn hợp khí chọn 28,94 Vận tốc pha khí tháp nhỏ 30% so với vận tốc giới hạn Hãy xác định đường kính tháp c/ Chiều cao tương đương của 1 bậc truyền khối là 1,68m. Hãy xác định chiều cao vùng làm việc của tháp. d/ Xác định hệ số trở lực tổng qt của q trình hấp thụ. Trong đó, trở lực trong pha khí chiếm bao nhiêu phần trăm? Hãy nhận xét q trình trên. DuMyLe - Khoa Mơi trường, ĐHBK Tp.HCM