đồ án hóa công tháp chưng luyện

Đồ án Hóa công là 1 trong những học phần gây khó khăn nhất cho những sinh viên chuyên ngành Hóa-Sinh học-Môi trường. Tài liệu "Đồ án Hóa công - tháp chưng luyện" với cách trình bày kĩ lưỡng, khoa học, các công thức rõ ràng, có trích dẫn sẽ giúp sinh viên vượt qua Đồ án với kết quả tốt nhất

Đồ áN Trờng đại học bách khoa hà nội Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập Tự do Hạnh phúc Nhiệm vụ thiết kế đồ án môn học Họ và tên sinh viên: Lớp: I. Đầu đề thiết kế: Thiết kế hệ thống tháp chng luyện trong sản xuất sạch. II. Các số liệu ban đầu: Hỗn hợp cần tách: Etylic nớc. Lu lợng hỗn hợp đầu vào tháp( hKg ): F = 2400 hKg . Nồng độ hỗn hợp đầu (phần khối lợng): 30% Nồng độ sản phẩm đỉnh (phần khối lợng): 95% Nồng độ sản phẩm đáy (phần khối lợng): 0,4% Chỉ số hồi lu: Mô phỏng theo một số điều kiện. Thiết bị chng luyện: Tháp chóp. Nhiệt độ: t = C 0 20 III. Nội dung các phần thuyết minh tính toán: 1. Mở đầu. 2. Tính toán thiết kế tháp chng luyện (mô phỏng theo một số điều kiện). Đờng kính. Chiều cao. Trở lực của tháp. Các chi tiết tháp. 3. Tính toán thiết bị truyền nhiệt đun sôi hỗn hợp đầu. 4. Tính toán hệ thống bơm hỗn hợp đầu. 5. Tính chọn cơ khí . 6. Kết luận. IV. Các bản vẽ và đồ thị. - Bản vẽ sơ đồ dây chuyền. - Bản vẽ hệ thống tháp. V. Giáo viên hớng dẫn: VI. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: VII. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày 08 tháng 11 năm 2004 Chủ nhiệm khoa Cán bộ hớng dẫn (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) Ngày tháng năm 2004 Đánh giá kết qủa: Cán bộ bảo vệ ĐIểm thiết kế: (Họ tên và chữ ký) Điểm bảo vệ: Điểm tổng hợp: mục lục Phần mở đầu 2 Vẽ và thuyết minh dây chuyền 2 Tính toán thiết bị chính 6 I.Tính cân bằng vật liệu 6 1 Đồ áN II.Đờng kính tháp 8 III.Số đĩa thực tế và chiều cao tháp 14 IV. Tính toán cơ khí 21 V. Trở lực 36 Cân bằng nhiệt 41 I. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 41 II.Tháp chng luyên 42 III. Thiết bị ngng tụ 45 IV.Thiết bị làm lạnh 45 Tính và chọn thiết bị phụ 46 I. Tính và chon thiết bị gi nhiệt 47 II.Tính bơm 43 Kết lụân 62 Tài liệu tham khảo 63 Phụ lục 64 Phần mở đầu Trong công nghiệp, việc phân tách các cấu tử từ hỗn hợp ban đầu là rất cần thiết nhằm mục đích hoàn thiện, khai thác, chế biến Có rất nhiều phơng pháp phân tách các cấu tử trong công nghiệp, trong đó có phơng pháp chng luyện là một trong những phơng pháp hay đợc sử dụng. Chng là phơng pháp tách các cấu tử từ hỗn hợp ban đầu dựa vào độ bay hơi khác nhau của chúng trong hỗn hợp. Hỗn hợp này có thể là chất lỏng hoặc chất khí, thờng khi chng một hỗn hợp có bao nhiêu cấu tử ta sẽ thu đợc bấy nhiêu sản phẩm. Với hỗn hợp có hai cấu tử ta sẽ thu đợc hai sản phẩm là sản phẩm đỉnh gồm phần lớn là cấu tử dễ bay hơi và sản phẩm đáy chứa phần lớn là cấu tử khó bay hơi. Trong thực tế có thể gặp rất nhiều kiểu chng khác nhau nh : chng bằng hơi nớc trực tiếp, chng đơn giản, chng luyện Chng luyện là phơng pháp chng phổ biến nhất dùng để tách hỗn hợp các cấu tử dễ bay hơi có tính chất hoà tan hoàn toàn hoặc một phần vào nhau. vẽ và thuyết minh dây chuyền sản xuất I. Thuyết minh dây chuyền sản xuất : 2 Đồ áN Hỗn hợp đầu từ thùng chứa 1 đợc bơm 2 bơm liên tục lên thùng cao vị 3. Mức chất lỏng cao nhất ở thùng cao vị đợc khống chế nhờ ống chảy tràn. Từ thùng cao vị, hỗn hợp đầu (đợc điều chỉnh nhờ van và lu lợng kế) qua thiết bị đun nóng dung dịch 4. Tại đây, dung dịch đợc gia nhiệt bằng hơi nớc bão hoà đến nhiệt độ sôi. Sau đó, dung dịch đợc đa vào tháp chng luyện qua đĩa tiếp liệu. Tháp chng luyện gồm hai phần : phần từ đĩa tiếp liệu trở lên trên là đoạn luyện, còn từ đĩa tiếp liệu trở xuống là đoạn chng. Nh vậy, ở trong tháp, pha lỏng đi từ trên xuống tiếp xúc với pha hơi đi từ dới lên. Hơi bốc từ đĩa dới lên qua các lỗ đĩa trên và tiếp xúc với pha lỏng của đĩa trên, ngng tụ một phần, vì thế nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong pha lỏng tăng dần theo chiều cao tháp. Vì nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong lỏng tăng nên nồng độ của nó trong hơi do lỏng bốc lên cũng tăng. Cấu tử dễ bay hơi có nhiệt độ sôi thấp hơn cấu tử khó bay hơi nên khi nồng độ của nó tăng thì nhiệt độ sôi của dung dịch giảm. Tóm lại, theo chiều cao tháp nồng độ cấu tử dễ bay hơi (cả pha lỏng và pha hơi) tăng dần, nồng độ cấu tử khó bay hơi (cả pha lỏng và pha hơi) giảm dần, và nhiệt độ giảm dần. Cuối cùng, ở đỉnh tháp ta sẽ thu đợc hỗn hợp hơi có thành phần hầu hết là cấu tử dễ bay hơi còn ở đáy tháp ta sẽ thu đợc hỗn hợp lỏng có thành phần cấu tử khó bay hơi chiếm tỷ lệ lớn. Để duy trì pha lỏng trong các đĩa trong đoạn luyện, ta bổ xung bằng dòng hồi lu đợc ngng tụ từ hơi đỉnh tháp. Hơi đỉnh tháp đợc ngng tụ nhờ thiết bị ngng tụ hoàn toàn 6, dung dịch lỏng thu đợc sau khi ngng tụ một phần đợc dẫn hồi lu trở lại đĩa luyện trên cùng để duy trì pha lỏng trong các đĩa đoạn luyện, phần còn lại đợc đa qua thiết bị làm lạnh 7 để đi vào bể chứa sản phẩm đỉnh 8. Chất lỏng ở đáy tháp đợc tháo ra ở đáy tháp, sau đó một phần đợc đun sôi bằng thiết bị gia nhiệt đáy tháp 9 và hồi lu về đĩa đáy tháp, phần chất lỏng còn lại đa vào bể chứa sản phẩm đáy 10. Nớc ngng của các thiết bị gia nhiệt đợc tháo qua thiết bị tháo nớc ngng 11. Nh vậy, thiết bị làm việc liên tục (hỗn hợp đầu đa vào liên tục và sản phẩm cũng đợc lấy ra liên tục). 3 Đồ áN II. Sơ đồ dây chuyền : Hơi đốt N ớc ng ng 1 2 3 4 5 10 6 7 8 9 Hơi đốt N ớc lạnh N ớc N ớc ng ng 11 11 N ớc lạnh N ớc Chú thích : 1- Thùng chứa hỗn hợp đầu 2- Bơm 3- Thùng cao vị 4- Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 5- Tháp chng luyện 6- Thiết bị ngng tụ hồi lu 7- Thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh 8- Thùng chứa sản phẩm đỉnh 9- Thiết bị gia nhiệt đáy tháp 10- Thùng chứa sản phẩm đáy 11- Thiết bị tháo nớc ngng 4 Đồ áN tính toán kỹ thuật thiết bị chính - Giả thiết : - Số mol pha hơi đi từ dới lên là bằng nhau trong tất cả mọi tiết diện của tháp. - Số mol chất lỏng không thay đổi theo chiều cao đoạn chng và đoạn luyện. - Hỗn hợp đầu đi vào tháp ở nhiệt độ sôi. - Chất lỏng ngng tụ trong thiết bị ngng tụ có thành phần bằng thành phần của hơi đi ra ở đỉnh tháp. - Cấp nhiệt ở đáy tháp bằng hơi đốt gián tiếp. - Yêu cầu thiết bị : F : Năng suất thiết bị tính theo lợng hỗn hợp đầu = 2400 = 0,6667(kg/h). Thiết bị làm việc ở áp suất thờng, P = 1 at Tháp loại : Tháp chóp - Điều kiện : F a : Nồng độ Etylic trong hỗn hợp đầu = 30% khối lợng. P a : Nồng độ Etylic trong sản phẩm đỉnh = 95% khối lợng. W a : Nồng độ Etylic trong sản phẩm đáy = 0,4 % khối lợng. 1 M : Khối lợng phân tử của rợu Etylic = 46 kg/kmol. 2 M : Khối lợng phân tử của H 2 O =18 kg/kmol. I. Tính cân bằng vật liệu : 1/ Tính cân bằng vật liệu : Theo phơng trình cân bằng vật liệu cho toàn tháp : F = P + W Và phơng trình cân bằng vật liệu cho riêng cấu tử dễ bay hơi (Etylic): WPF a.Wa.Pa.F += Lợng sản phẩm đáy là : (kg/s) 458,0 4,095 )3095( . ,66670)( = = = WP FP aa aaF W Lợng sản phẩm đỉnh là : P = F W = 06667 0,458 = 0,2087 (kg/s) Tính lợng hỗn hợp đầu F, lợng sản phẩm đỉnh P, lợng sản phẩm đáy W theo kmol/s : )/( 0302,06667,0. 18 7,0 46 30,0 . 1 ' 21 skmolF M a M a F FF = += += )/( 10.889,42087,0. 18 05,0 46 95,0 . 1 ' 3 21 skmolP M a M a P PP = += += )/( 0253,010.889,40302,0''' 3 skmolPFW === 2/ Tính chỉ số hồi lu thích hợp, số đĩa lý thuyết : 5 Đồ áN Đổi nồng độ từ phần khối lợng sang phần mol : 14360,0 18/7046/30 46/30 /)100(/ / 21 1 = + = + = MaMa Ma x FF F F 8814,0 18/546/95 46/95 /)100(/ / 21 1 = + = + = MaMa Ma x PP P P 3 21 1 10.569,1 18/9846/4,0 46/4,0 /)100(/ / = + = + = MaMa Ma x WW W W Dựa vào đờng cân bằng lỏng-hơi (nội suy), ta có : 278092,0 * = F y a/ Chỉ số hồi lu tối thiểu : 4584,4 1436,0278092,0 278092,08814,0 * * min = = = FF FP xy yx R b/ Chỉ số hồi lu thích hợp : Cho R biến thiên (R >R min ), với mỗi giá trị của R ta xác định đợc số đĩa lý thuyết t- ơng ứng : 1,2 1,25 1,5 1,75 2,0 2,25 2,5 R 5,3832 5,6075 6,729 7,8505 8,972 10,0935 11,215 N 28 27 23 22 21 20 19 N(R+1) 178,7296 178,4025 177,764 194,711 209,412 221,87 232,685 Hệ số hiệu chỉnh : min R R = Từ bảng số liệu, ta xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ R N(R+1). Dựa vào đồ thị , ta xác định đợc R th = 6,729 c/ Phơng trình đờng nồng độ làm việc : - Đờng nồng độ làm việc đoạn chng : Lợng hỗn hợp đầu tính theo 1 kmol sản phẩm đỉnh : 1771,6 10.889,4 302,0 ' ' 3 === P F f 6 Đồ áN Phơng trình : 001569,0. 1729,6 11771,6 1729,6 1771,6729,6 1 1 1 + + + = + + + = xx R f x R fR y W 001051,06698,1 = xy - Đờng nồng độ làm việc đoạn luyện : Phơng trình : 1729,6 8814,0 1729,6 729,6 11 + + + = + + + = x R x x R R y P 114,08706,0 += xy d/ Số đĩa lý thuyết : Với R th = 6,729 dựa vào đờng cân bằng và đờng làm việc, ta xác định đợc số đĩa lý thuyết. N LT =23 Trong đó : số đĩa đoạn chng :2 số đĩa đoạn luyện : 21 II. Đờng kính của tháp : 1/ Lu lợng trung bình các dòng pha đi trong tháp : a/ Trong đoạn luyện : Số liệu : G P : Lợng sản phẩm đỉnh (P) = 4,889.10 -3 (kmol/s). R : Hệ số hồi lu thích hợp = 6,729 G R : Lợng hồi lu = G P . R (kmol/s) Lợng hơi ra khỏi đỉnh tháp g đ : g đ = G R + G P = G P . (R + 1) = 4,889.10 -3 . (6,729+ 1) = 0,0952 (kmol/h) Lợng hơi đi vào đoạn luyện g 1 , nồng độ hơi y 1 , lợng lỏng G 1 đối với đĩa thứ nhất của đoạn luyện, nồng độ lỏng x 1 : Coi x 1 = x F = 0,1740 Phơng trình cân bằng vật liệu : g 1 = G 1 + G P (1) Phơng trình cân bằng vật liệu với cấu tử dễ bay hơi (etylic) : g 1 y 1 = G 1 x 1 + G P x P (2) Phơng trình cân bằng nhiệt lợng : g 1 r 1 = g đ r đ (3) r 1 : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa luyện thứ nhất (kcal/kmol) r đ : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi ra khỏi đỉnh tháp (kcal/kmol) Gọi : r A : ẩn nhiệt hóa hơi của Etylic r B : ẩn nhiệt hoá hơi của H 2 O. Từ đồ thị (t,x,y) ta có : - Nhiệt độ sôi của hỗn hợp đỉnh (x = x P = 0,8814): t P = 78,1272 0 C Nội suy theo bảng r t o (I-301) với t o = 78,1272C : === === )(kcal/kmol 9126)(kcal/kmolM.508 (kcal/kg) 508 r )(kcal/kmol 9108)(kcal/kmol198.M (kcal/kg) 198 r BB AA 7 Đồ áN r đ = r A . y đ + r B (1 - y đ ) = 9108 . 0,8814 + 9126 .(1- 0,8814) = 9110,1348 (kcal/kmol) - Nhiệt độ sôi của hỗn hợp đầu (x = x F = 0,1436): t F = 84,6028C Nội suy theo bảng r t o (I-301) với t o = 84,6028C : === === )(kcal/kmol 8028)(kcal/kmol446.M (kcal/kg) 446 r )(kcal/kmol 8878)(kcal/kmol193.M (kcal/kg) 193 r BB AA r l = r A . y l + r B (1 y l ) = 8878 . y l 8028 . (1 y l ) Thay r l vào (3) và giải hệ 3 phơng trình trên (ẩn y l , g l , G l ), ta đợc : = = = 1776,0 (kmol/s) 106,0 (kmol/s) 1011,0 1 1 1 y g G Lợng hơi trung bình đi trong đoạn luyện : (kmol/s) 1006,0 2 106,00952,0 2 1 = + = + = gg g d tbL Lợng lỏng trung bình đi trong đoạn luyện : (kmol/s) 0956,0 2 1011,010.889,4).1729,6( 2 3 1 = ++ = + = GG G R tbL b/ Trong đoạn chng : Số liệu : G W : Lợng sản phẩm đáy (W) = 0,0253 (kmol/s) Lợng hơi đi vào đoạn chng , 1 g , nồng độ hơi , 1 y , lợng lỏng ' 1 G đối với đĩa thứ nhất của đoạn chng, nồng độ lỏng , 1 x , lợng hơi ra khỏi đoạn chng chính là lợng hơi đi vào đoạn luyện g 1 : Ta có * W , 1 yy = là nồng độ cân bằng ứng với x W , nội suy theo bảng số liệu đ- ờng cân bằng (II-145) : 001856,0 *, 1 == W yy Phơng trình cân bằng vật liệu : W ' 1 ' 1 GgG += (1) Phơng trình cân bằng vật liệu với cấu tử dễ bay hơi (etylic) : WW ' 1 ' 1 ' 1 ' 1 xGygxG += (2) Phơng trình cân bằng nhiệt lợng : 11 ' 1 ' 1 rgrg = (3) r l : ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi ra khỏi đoạn chng. r l = r A . y l + r B (1 y l ) = 8878 . 0,1776 + 8028 . (1 0,1776) = 8660,64 (kcal/kmol) r 1 : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa chng thứ nhất. Từ bảng số liệu x t o sôi dd (II-145), nội suy ta có: 8 Đồ áN Nhiệt độ sôi hỗn hợp đáy (x = x W = 0,001569): t W = 99,6007C Nội suy theo bảng r t o (I-301) với t o = 99,6007C : === === )(kcal/kmol 9054)(kcal/kmol503.M (kcal/kg) 503 r )(kcal/kmol 8786)(kcal/kmol191.M (kcal/kg) 191 r BB AA ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa chng thứ nhất : r l = r A . y l + r B (1 y l ) = 8786.0,001569 + 9054 . (1 0,001569) = 9050,596 (kcal/kmol) (kmol/s)1014,0 596,9050 64,8660 .106,0)'3( ' 1 1 1 ' 1 === r r gg (kmol/s) 1267,00253,01014,0)'1( ' 1 ' 1 =+=+= W GgG Lợng hơi trung bình đi trong đoạn chng : (kmol/s) 1037,0 2 1014,0106,0 2 ' 11 = + = + = gg g tbC Lợng lỏng trung bình đi trong đoạn chng : (kmol/s)129,0 2 1267,0)0301,01011,0( 2 )( ' 11 = ++ = ++ = GGG G F tbC 2/ Vận tốc hơi đi trong tháp : Tốc độ khí đi trong tháp chóp xác định theo: ( Y . Y ) tb =0,065. . [ ] . ytbxtb h (Kg/m 2 .s) [II.184] xtb : Khối lợng riêng trung bình pha lỏng (kg/ m 3 ) ytb : Khối lợng riêng trung bình pha hơi (kg/ m 3 ) h : Khoảng cách giữa các đĩa (m) a/ Khối lợng riêng trung bình pha lỏng : 2xtb 1tb 1xtb 1tb xtb a1a1 + = [II.184] Trong đó : xtb : Khối lợng riêng trung bình pha lỏng (kg/ m 3 ) 1xtb : Khối lợng riêng trung bình cấu tử 1 (kg/ m 3 ) 2xtb : Khối lợng riêng trung bình cấu tử 2 (kg/ m 3 ) 1tb a : Nồng độ khối lợng trung bình cấu tử 1 (kg/ kg) - Đoạn luyện : Nồng độ trung bình pha lỏng đoạn luyện : 5125,0 2 8814,01436,0 2 = + = + = PF tbL xx x Nội suy với x tbL theo bảng số liệu nồng độ t o sôi dung dịch (II-145) : 9 Đồ áN Nhiệt độ trung bình đoạn luyện : t tbL = 79,9144C Khối lợng riêng của Etylic và Nớc theo t = t tbL : xL1 = 737,5 (kg/m 3 ) xL2 = 974,8376 (kg/m 3 ) [I.7] Nồng độ khối lợng trung bình của Etylic đoạn luyện : 625,0 2 95,030,0 2 = + = + = PF tbL aa a 598,811 8376,974 625,01 5,737 625,0 1 1 1 21 = += += xL tbL xL tbL xL aa (kg/m 3 ) - Đoạn chng : Nồng độ trung bình pha lỏng đoạn chng : 0725,0 2 1436,0001569,0 2 = + = + = FW tbC xx x Nội suy với x tbC theo bảng số liệu nồng độ t o sôi dung dịch (II-145) : Nhiệt độ trung bình đoạn chng : t tbC = 88,344C Khối lợng riêng của Etylic và Nớc theo t = t tbC : 727 1 = xC (kg/m 3 ) 5537,967 2 = xC (kg/m 3 ) [ I.10] Nồng độ khối lợng trung bình của Etylic đoạn luyện : 17,0 2 30,0004,0 2 = + = + = FW tbC aa a 0267,916 5537,967 17,01 727 17,0 1 1 1 21 = += += xC tbC xC tbC xC aa (kg/m 3 ) b/ Khối lợng riêng trung bình pha hơi : - Đoạn luyện : Nồng độ pha hơi đầu đoạn luyện là : y đL = y 1 = 0,1776 Nồng độ pha hơi cuối đoạn luyện là : y cL = y P = x P = 0,8814 Nồng độ trung bình pha hơi đoạn luyện : 5295,0 2 8814,01776,0 2 = + = + = cLdL tbL yy y Khối lợng mol trung bình hơi đoạn luyện : yL M = y tbL .M 1 +(1- y tbL ).M 2 = 0,5295 . 46 + (1- 0,5295).18 = 32,826 (kg/kmol) Khối lợng riêng trung bình pha hơi đoạn luyện : 1796,1 )9144,79273.(4,22 273 . 826,23 ).(4,22 . = + = + = tbLO O yL yL tT TM (kg/m 3 ) - Đoạn chng : Nồng độ pha hơi đầu đoạn chng là : 01856,0 ' 1 == yy dC Nồng độ pha hơi cuối đoạn chng là : y cC = y 1 = 0,1776 Nồng độ trung bình pha hơi đoạn luyện : 10 [...]... trong tháp (m/s) y : Khối lợng riêng trung bình của hơi đi trong tháp (kg/m3) Đờng kính đoạn luyện : DL = 0,0188 g tb 11888,2641 = 0,0188 = 1,78 (m) yL wL 1,3225 Đờng kính đoạn chng : g tb 16972,0231 DC = 0,0188 = 0,0188 = 1,9 (m) yC wC 1,6341 Vì đờng kính hai đoạn chng và luyện sai khác nhau không đáng kể, chuẩn hóa ta chọn đờng kính cho cả tháp : D = 2 (m) III Số đĩa thực tế và chiều cao tháp. .. thực tế của tháp NTT = 72 Trong đó : Số đĩa đoạn chng : 14 Số đĩa đoạn luyện : 58 4/ Hiệu suất tháp chiều cao tháp : Hiệu suất tháp : = N LT 23 = = 31,94% N TT 72 Theo các thông số của đĩa đã chọn : - Khoảng cách giữa các đĩa lỗ là : Hđ = 450 mm - Chiều dày mỗi đĩa lỗ là : = 2 mm Chiều cao tháp (Theo công thức II-169): H = NTT (Hđ + ) + 0,8 = 72 (0,4 + 0,002) + 0,8 = 33 (m) IV trở lực tháp : P =... thân tháp : Theo các thông số đĩa đã chọn : Dt = 2 (m) - Chiều dày thân tháp : S = 7 (mm) - Chiều cao thân tháp : H = 33 (m) Khối lợng thân tháp là : [( Dt + S ) 2 Dt2 ] GT = H T 4 3,14.[(2 + 7.10 3 ) 2 2 2 ] = 33.7,9.10 3 = 5743,1254 (kg) 4 b/ Khối lợng nắp và đáy tháp : Theo các thông số của nắp và đáy tháp đã chọn : - Bề mặt trong của nắp, đáy tháp : F = 4,48 (m2) - Chiều dày của nắp, đáy tháp. .. 312,365 (kg/h) 0,95.2201,4.103 II tháp chng luyện : Phơng trình cân bằng nhiệt lợng của tháp chng luyện : Q F + Q D 2 + Q R = Q y + Q w + Q xq 2 + Q ng 2 (J/h) [II.197] Trong đó : QF : Nhiệt lợng do hỗn hợp đầu mang vào tháp (J/h) QD2 : Nhiệt lợng do hơi đốt mang vào tháp (J/h) QR : Nhiệt lợng do lợng lỏng hồi lu mang vào (J/h) Q y : Nhiệt lợng do hơi mang ra ở đỉnh tháp (J/h) Qw : Nhiệt lợng do sản... = 0,27 (m/s) 0,785.d 2 0,785.0,06 2 b/ ống dẫn hơi đỉnh tháp : Lợng hơi đỉnh tháp là gđ = 0,0952 (kmol/s) Nhiệt độ của hơi đỉnh tháp tP = 78,1272 oC Lu lợng thể tích của hơi đỉnh tháp là : g 22,4.(273 + t P ) 0,0952.22,4.(273 + 78,1272) V = d = = 2,742 (m3/s) 273 273 Chọn tốc độ hơi đỉnh tháp là : w = 20 (m/s) Đờng kính của ống dẫn hơi đỉnh tháp là : 2,742 d= = 0,417 (m) 0,785.20 Quy chuẩn : d =... (m/s) 0,785.d 2 0,785.0,452 5/ Khối lợng tháp : G = GT + GN-Đ + GB + Gbl + GĐ + GÔ + GL Trong đó : GT : Khối lợng thân tháp trụ (kg) GN-Đ : Khối lợng nắp và đáy tháp (kg) GB : Khối lợng bích (kg) Gbl : Khối lợng bu lông nối bích (kg) GĐ : Khối lợng đĩa lỗ trong tháp (kg) GÔ : Khối lợng ống chảy chuyền (kg) GL : Khối lợng chất lỏng điền đầy tháp (kg) a/ Khối lợng thân tháp trụ : - Khối lợng riêng của thép... đó : x : Nồng độ phần mol của Etylic trong hỗn hợp : - Đoạn chng : x = xtbC = 0,0725 - Đoạn luyện : x = xtbL = 0,5125 à1, à2 : Độ nhớt động lực của Etylic và Nớc : - Đoạn chng : t = ttbC = 88,344C theo bảng và toán đồ (I-102): à1 = 0,37 (cP) à2 = 0,295 (cP) - Đoạn luyện : t = ttbL = 79,9144C theo bảng và toán đồ (I-102): à1 = 0,435 (cP) à2 = 0,34 (cP) Độ nhớt hỗn hợp lỏng đoạn chng : lg(àhh) = 0,0725... hơi trong tháp (N/m2) Tháp làm việc ở áp suất thờng nên Pmt = 1 (at) = 105 (N/m2) Pl : áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng trong tháp (N/m2) l : Khối lợng riêng của chất lỏng trong tháp (kg/m3) Ta lấy theo khối lợng riêng lớn nhất là khối lợng riêng trung bình pha lỏng đoạn chng : l = xC = 916,0267 (kg/m3) Hl : Chiều cao cột chất lỏng trong tháp (m) Ta lấy chiều cao lớn nhất là chiều cao tháp : Hl... 87.405,799.630 + ( 87 39).405,799.630 = 95,82( mm) 1964.405,799 Trở lực thủy tĩnh đoạn chng là : 21 Đồ áN 36 Ptc = 458,013.9,81. 91,82 .10 3 = 331,681 2 (N/m2) Trở lực thuỷ tĩnh đoạn luyện: 40 Ptc = 405,799.9,81. 95,82 .10 3 = 301,83 (N/m2) 2 4/ Trở lực của tháp : Tổng trở lực của một đĩa đoạn luyện là : PdL = PkL + PsL + PtL = 389,869 + 5,922 + 331,681 = 727,472 (N/m2) Tổng trở lực của một... (kg/m3) - Đoạn luyện : x = xL = 811,598 (kg/m3) D x : Hệ số khuếch tán trung bình trong pha lỏng (m2/s) à x : Độ nhớt trung bình của lỏng (Ns/m2) Chuẩn số Pran đối với pha lỏng đoạn chng là : 2,9988.10 4 Prx = = 678,9 916,0207 4,822.10 10 Chuẩn số Pran đối với pha lỏng đoạn luyện là : 3,8756.10 4 Prx = = 1061,19 811,598 4,479.10 10 e/ Hệ số cấp khối trong pha hơi : Theo công thức tính cho tháp chóp: . đoạn chng và luyện sai khác nhau không đáng kể, chuẩn hóa ta chọn đờng kính cho cả tháp : D = 2 (m) III. Số đĩa thực tế và chiều cao tháp : 1/ Hệ số khuếch tán : a/ Hệ số khuếch tán trong pha. vật liệu 6 1 Đồ áN II.Đờng kính tháp 8 III.Số đĩa thực tế và chiều cao tháp 14 IV. Tính toán cơ khí 21 V. Trở lực 36 Cân bằng nhiệt 41 I. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 41 II .Tháp chng luyên. đa vào tháp chng luyện qua đĩa tiếp liệu. Tháp chng luyện gồm hai phần : phần từ đĩa tiếp liệu trở lên trên là đoạn luyện, còn từ đĩa tiếp liệu trở xuống là đoạn chng. Nh vậy, ở trong tháp, pha