thiết kế tháp chưng cất hệ etanol - nước hoạt động liên tục năng suất sản phẩm đỉnh 1000 lít h, nhập liệu có nồng độ rượu là 300 gl(% thể tích),thu được sản phẩm đỉnh có nồng độ 92%

Ngày nay, các phương pháp được sử dụng để nâng cao độ tinh khiết: trích ly, chưng cất, cô đặc, hấp thu… Tùy theo đặc tính yêu cầu của sản phẩm mà ta có sự lựa chọn phương pháp thích hợp.

III NHIỆT LƯỢNG DÒNG NHẬP LIỆU

IV TÍNH TOÁN THIẾT BỊ NGƯNG TỤ

1 Tỉ số hoàn lưu tối thiểu

2 Tỉ số hoàn lưu thích hợp

3 Nhiệt lượng cần phải lấy ở thiết bị ngưng tụ

4 Lượng hơi nước cần thiết cho thiết bị

5 Năng lượng nồi đun

3 Ống dẫn hơi sản phẩm đỉnh

4 Ống dẫn dòng hoàn lưu

5 Ống dẫn hơi vào đáy tháp

CHƯƠNG V : THIẾT BỊ PHỤ

I THIẾT BỊ GIA NHIỆT DÒNG NHẬP LIỆU

II THIẾT BỊ NGƯNG TỤ SẢN PHẨM ĐỈNH

1 Điều kiện nhiệt độ của quá trình

2 Chọn sơ bộ cấu tạo

3 Chọn thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh

III BỒN CAO VỊ

CHỌN BƠM

CHƯƠNG VI : TÍNH TOÁN CƠ KHÍ THIẾT BỊ CHÍNH

I TÍNH BỀ DÀY THÂN TRỤ CỦA THÁP

1 Điều kiện làm việc của tháp chưng cất

2 Khối lượng ống hơi

3 Khối lượng mâm

VI CHÂN ĐỠ TAI TREO

1 Chân đỡ

2 Tai treo

CHƯƠNG VII : TÍNH BẢO ÔN

CHƯƠNG VIII : GIÁ THÀNH THIẾT BỊ

I TÍNH SƠ BỘ GIÁ THÀNH CỦA THIẾT BỊ

II KẾT LUẬN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

LỜI MỞ ĐẦU

Một trong những ngành có sự đóng góp to lớn đến ngành công nghiệp nước ta nói riêng và thế giới nói chung, đó là ngành công nghiệp hóa học Đặc biệt là ngành hóa chất cơ bản

Hiện nay, trong nhiều ngành sản suất hóa học cũng như sử dụng sản phẩm hóa học, nhu cầu sử dụng nguyên liệu hoặc sản phẩm có độ tinh khiết cao phải phù hợp với quy trình sản suất hoặc nhu cầu sử dụng

Ngày nay, các phương pháp được sử dụng để nâng cao độ tinh khiết: trích ly, chưng cất, cô đặc, hấp thu… Tùy theo đặc tính yêu cầu của sản phẩm mà ta có sự lựa chọn phương pháp thích hợp Đối với hệ Etanol - Nước là 2 cấu tử tan lẫn hoàn toàn, ta phải dùng phương pháp chưng cất để nâng cao độ tinh khiết cho Etanol

Đồ án môn học Quá trình và Thiết bị là một môn học mang tính tổng hợp trong quá trình học tập của các kỹ sư hoá- thự c phẩm tương lai Môn học giúp sinh viên giải quyết nhiệm vụ tính toán cụ thể về: yêu cầu công nghệ, kết cấu, giá thành của một thiết bị trong sản xuất hoá chất - thực phẩm Đây là bước đầu tiên để sinh viên vận dụng những kiến thức đã học của nhiều môn học vào giải quyết những vấn đề kỹ thuật thực tế một cách tổng hợp

Nhiệm vụ của ĐAMH là thiết kế tháp chưng cất hệ Etanol - Nước hoạt động liên tục với nâng suất sản phẩm đỉnh : 1000 lít/h, nhập liệu có nồng độ rượu là 300 GL(% thể tích),thu được sản phẩm đỉnh có nồng độ 92% mol etanol với độ thu hồi etanol là 99%

Em chân thành cảm ơn các quí thầy cô bộ môn Máy & Thiết Bị, các bạn sinh viên đãgiúp em hoàn thành đồ án này Tuy nhiên, trong quá trình hoàn thành đồ án không thể không có sai sót, em rất mong quí thầy cô góp ý, chỉ dẫn

từ pha lỏng vào pha hơi hoặc ngược lại Khác với cô đặc, chưng cất là quá trình trong đó

cả dung môi và chất tan đều bay hơi, còn cô đặc là quá trình trong đó chỉ có dung môi bayhơi

- Khi chưng cất ta thu được nhiều cấu tử và thường thì bao nhiêu cấu tử sẽ thu được bấy nhiêu sản phẩm Nếu xét hệ đơn giản chỉ có 2 hệ cấu tử thì ta thu được 2 sản phẩm: sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm gồm cấu tử có độ bay hơi lớn (nhiệt độ sôi nhỏ ), sản phẩm đáy chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi bé(nhiệt độ sôi lớn) Đối với hệ Etanol - Nước sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm etanol và một ít nước , ngược lại sản phẩm đáy chủ yếu gồm nước và một ít etanol

Các phương pháp chưng cất: được phân loại theo:

 Áp suất làm việc : chưng cất áp suất thấp, áp suất thường và áp suất cao Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào nhiệt độ sôi của các cấu tử, nếu nhiệt độ sôi của các cấu tử quá cao thì ta giảm áp suất làm việc để giảm nhiệt

độ sôi của các cấu tử

 Nguyên lý làm việc: liên tục, gián đoạn(chưng đơn giản) và liên tục

* Chưng cất đơn giản(gián đoạn): phương pháp này đuợc sử dụng trong các trường hợp sau:

+ Khi nhiệt độsôi của các cấu tử khác xa nhau

+ Không đòi hỏi sản phẩm có độ tinh khiết cao

+ Tách hỗn hợp lỏng ra khỏi tạp chất không bay hơi

+ Tách sơ bộ hỗn hợp nhiều cấu tử

* Chưng cất hỗn hợp hai cấu tử (dùng thiết bị hoạt động liên tục) là quá trình được thực hiện liên tục, nghịch dòng, nhều đoạn

 Phương pháp cất nhiệt ở đáy tháp: cấp nhiệt trực tiếp bằng hơi nước: thường được áp dụng trường hợp chất được tách không tan trong nước

Vậy: đối với hệ Etanol – Nước, ta chọn phương pháp chưng cất liên tục cấp nhiệt

gián tiếp bằng nồi đun ở áp suất thường

2 Thiết bị chưng cất:

-Trong sản xuất thường sử dụng rất nhiều loại tháp nhưng chúng đều có một yêu cầu cơ bản là diện tích bề mặt tiếp xúc pha phải lớn ,điều này phụ thuộc vào độ phân tán của lưuchất này vaò lưu chất kia

- Tháp chưng cất rất phong phú về kích cỡ và ứng dụng ,các tháp lớn nhất thường được ứng dụng trong công nghiệp lọc hoá dầu Kích thước của tháp : đường kính tháp và chiều cao tháp tuỳ thuộc suất lượng pha lỏng, pha khí của tháp và độ tinh khiết của sản phẩm

Ta khảo sát 2 loại tháp chưng cất thường dùng là tháp mâm và tháp chêm

tạo khác nhau để chia thân tháp thành những đoạn bằng nhau, trên mâm pha lỏng

và pha hơi đựơc cho tiếp xúc với nhau Tùy theo cấu tạo của đĩa, ta có:

* Tháp mâm chóp : trên mâm bố trí có chép dạng:tròn ,xú bắp ,chữ s…

* Tháp mâm xuyên lỗ: trên mâm bố trí các lỗ có đường kính (3-12) mm

bích hay hàn Vật chêm được cho vào tháp theo một trong hai phương pháp: xếp ngẫu nhiên hay xếp thứ tự

* So sánh ưu và nhược điểm của các loại tháp :

Tháp chêm Tháp mâm xuyên lo Tháp mâm chóp

Ưu điểm: - Đơn giản - Hiệu suất tương đối cao - Hiệu suất cao

- Trở lực thấp - Hoạt động khá ổn định - Hoạt động ổn định

- Làm việc với chất lỏng bẩn

Nhược

điểm: - Hiệu suất thấp - Trở lực khá cao - Cấu tạo phức tạp

- Độ ổn định kém

- Yêu cầu lắp đặt khắt khe -> lắp đĩa thật phẳng - Trở lực lớn

- Thiết bị nặng - Không làm việc với chất lỏng bẩn

Nhận xét: tháp mâm chóp trạng thái cuối của tháp chêm và tháp mâm xuyên

lỗ Nên ta chọn tháp chưng cất là tháp mâm chóp

Vậy: Chưng cất hệ Etanol - Nước ta dùng tháp mâm chóp hoạt động liên tục ở áp

suất thường, cấp nhiệt gián tiếp ở đáy tháp

II GIỚI THIỆU SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU :

Nguyên liệu là hỗn hợp Etanol - Nước

1 Etanol:(Còn gọi là rượu etylic , cồn êtylic hay cồn thực phẩm)

- Etanol có công thức phân tử: CH3-CH2-OH, khối lượng phân tử: 46 đvC Là chất lỏng cómùi đặc trưng, không độc, tan nhiều trong nước

 Một số thông số vật lý và nhiệt động của etanol:

+ Tác dụng với acid tạo ester: Rượu etanol có tính bazơ tương đương với nước Khi rượu tác dụng với acid vô cơ H2SO4, HNO3 và acid hữu cơ đều tạo

ra ester

CH3-CH2-OH + HO-SO3-H CH3-CH2O-SO3-H + H2O

CH3-CH2O-H + HO-CO-CH3 CH3-COO-C2H5 + H2O

* Phản ứng trên nhóm hydroxyl:

+ Tác dụng với HX:

CH3-CH2-OH + HX CH3-CH2-X + H2O+ Tác dụng với Triclo Phốt pho:

CH3-CH2-OH + PCl3 CH3-CH2-Cl + POCl + HCl

L nh ạnh

H +

+ Tác dụng với NH3:

CH3-CH2-OH + NH3 C2H5-NH2 + H2O+ Phản ứng tạo eter và tách loại nước:

+ Dung môi hữu cơ:pha sơn

+ Nguyên liệu.

+ Công nghiệp cao su tổng hợp

+ Động lực.

Sơ đồ tóm tắt vị trí của etanol trong các ngành công nghiệp.

- Phương pháp điều chế: có nhiều phương pháp điều chế etanol: hydrat hoá etylen với xúctác H2SO4; thuỷ phân dẫn xuất halogen và ester của etanol khi đun nóng với nước xúc tác dung dịch bazơ; hydro hoá aldyhyt acêtic; từ các hợp chất cơ kim…

- Trong công nghiệp, điều chế etanol bằng phương pháp lên men từ nguồn tinh bột và rỉ đường Những năm gần đây, ở nước ta công nghệ sản suất etanol chủ yếu là sử dụng chủng nấm men Saccharomyses cerevisiae để lên men tinh bột:

C6H6O6 2C2H5OH + 2CO2 + 28 Kcal

Trong đó: 95% nguyên liệu chuyển thành etanol và CO2

5% nguyên liệu chuyển thành sản phẩm phụ: glyxêrin, acid sucxinic, dầu fusel, metylic và các acid hữu cơ(lactic, butylic…)

2 Nước:

- Trong điều kiện bình thường: nước là chất lỏng không màu, không mùi, không vị nhưng khối nước dày sẽ có màu xanh nhạt

- Khi hóa rắn nó có thể tồn tại ở dạng 5 dạng tinh thể khác nhau:

Khối lượng phân tử: 18 g / molKhối lượng riêng d40 c: 1 g / mlNhiệt độ nóng chảy : 00C

Nấm men Zymaza

+ Thuốc súng không khói.

+ Nhiên liệu hoả tiễn, bom bay.

III CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT HỆ ETANOL – NƯỚC:

-Etanol là một chất lỏng tan vô hạn trong H2O, nhiệt độ sôi là 78,30C ở 760mmHg, nhiệt

độ sôi của nước là 100oC ở 760mmHg : hơi cách biệt khá xa nên phương pháp hiệu quả đểthu etanol có độ tinh khiết cao là phương pháp chưng cất

- Trong trường hợp này, ta không thể sử dụng phương pháp cô đặc vì các cấu tử đều có khả năng bay hơi, và không sử dụng phương pháp trích ly cũng như phương pháp hấp thụ

do phải đưa vào một khoa mới để tách, có thể làm cho quá trình phức tạp hơn hay quá trình tách không được hoàn toàn

* Sơ đồ qui trình công nghệ chưng cất hệ Etanol – nước:

Chú thích các kí hiệu trong qui trình:

1 Bồn chứa nguyên liệu

* Thuyết minh qui trình công nghệ:

tại bình chứa nguyên liệu (1) được bơm (2) bơm lên bồn cao vị (3) Từ đó được đưa đến thiết bị trao đổi nhiệt (4) ( trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy ) Sau đó, hỗn hợp được đun sôi đến nhiệt độ sôi trong thiết bị gia nhiệt(6), hỗn hợp được đưa vào tháp chưng cất (8) ở đĩa nhập liệu

- Trên mâm nhập liệu, chất lỏng được trộn với phần lỏng từ đoạn cất của tháp chảy

xuống Trong tháp hơi, đi từ dưới lên gặp chất lỏng từ trên xuống Ở đây, có sự tiếp xúc

và trao đổi giữa hai pha với nhau Pha lỏng chuyển động trong phần chưng càng xuống dưới càng giảm nồng độ các cấu tử dễ bay hơi vì đã bị pha hơi tạo nên từ nồi đun (11) lôi cuốn cấu tử dễ bay hơi.Nhiệt độ càng lên trên càng thấp, nên khi hơi đi qua các đĩa từ dưới lên thì cấu tử có nhiệt độ sôi cao là nước sẽ ngưng tụ lại, cuối cùng trên đỉnh tháp ta thu được hỗn hợp có cấu tử etanol chiếm nhiều nhất (có nồng độ 92% phân mol) Hơi này

đi vào thiết bị ngưng tụ (9) và được ngưng tụ hoàn toàn Một phần chất lỏng ngưng tụ đi qua thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh (14), được làm nguội đến 350C , rồi được đưa qua bồn chứa sản phẩm đỉnh (15) Phần còn lại của chất lỏng ngưng tụ đựơc hoàn lưu về tháp

ở đĩa trên cùng với tỉ số hoàn lưu tối ưu Một phần cấu tử có nhiệt độ sôi thấp được bốc hơi tại van xã khí (16), còn lại cấu tử có nhiệt độ sôi cao trong chất lỏng ngày càng tăng Cuối cùng, ở đáy tháp ta thu được hỗn hợp lỏng hầu hết là các cấu tử khó bay hơi (nước).Hỗn hợp lỏng ở đáy có nồng độ etanol là 0,11 % phân mol, còn lại là nước Dung dịch lỏng đáy đi ra khỏi tháp vào nồi đun (11) Trong nồi đun dung dịch lỏng một phần sẽ bốc hơi cung cấp lại cho tháp để tiếp tục làm việc, phần còn lại ra khỏi nồi đun được trao đổi nhiệt với dòng nhập liệu trong thiết bị (4) (sau khi qua bồn cao vị)

- Hệ thống làm việc liên tục cho ra sản phẩm đỉnh là etanol, sản phẩm đáy sau khi trao đổinhiệt với nhập liệu có nhiệt độ là 860C được thải bỏ

CHƯƠNG II : CÂN BẰNG VẬT CHẤT

I CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU :

Năng suất nhập liệu : GF = 1000 (l/h)

Nồng độ nhập liệu : xF = 30%mol etanol

Nồng độ sản phẩm đỉnh : xD = 92%mol etanol

Tỷ lệ thu hồi etanol : h= 99%

Khối lượng phân tử của rượu và nước : MR =46 , MN =18

Chọn :

+ Nhiệt độ nhập liệu : t’F =25oC

+ Nhiệt độ sản phẩm đỉnh sau khi làm nguội : t’D =35oC

+ Nhiệt độ sản phẩm đáy sau khi trao đổi nhiệt : t’W = 35oC

+Trạng thái nhập liệu là trạng thái lỏng sôi

Các kí hiệu :

+ GF , F : suất lượng nhập liệu tính theo l/h , Kmol/h

+ GD , D : suất lượng sản phẩm đỉnh tính theo l/h , Kmol/h

+ GW ,W : suất lượng sản phẩm đáy tính theo l/h , Kmol/h

+ xi ,x i : phân mol , phân khối lượng của cấu tử i

II XÁC ĐỊNH SUẤT LƯỢNG SẢN PHẨM ĐỈNH VÀ SẢN PHẨM ĐÁY :

Ta có:

*Ở 790C -klr ethanol: 0,736 -klr nước : 0,972

*Ở 250C -klr ethanol: 0,784 -klr nước: 0,999

GD= lưu lượng. (độ rượu.KLR46e



xF =

0

.46

Suất lượng (kmol/h) phân mol dòng

III NHIỆT LƯỢNG DÒNG NHẬP LIỆU:

Q1=GF.CP.∆t

-Chọn nhiệt độ ban đầu của dòng nhập liệu: tF= 250

-Nhiệt độ lỏng sôi của nguyên liệu: tF’= 860

 Nhiệt độ trung bình: tFTB : 55,50

- Nhiệt độ lỏng sôi của dòng sản phẩm đỉnh: tD= 790

- Nhiệt độ của dòng sản phẩm đáy: tW= 99,90

- Nhiệt độ dung riêng của dung dịch: CP

-r : ẩn nhiệt chuyển pha (J/kg)

Tra ở nhiệt ngưng tụ của hơi nước bảo hòa, chọn nhiệt ngưng tụ là 1200 (hơi nước bảo hòa

ở áp suất 2atm)

r = 2202 kJ/kg

h1 = 290,606 kg/h

IV TÍNH TOÁN THIẾT BỊ NGƯNG TỤ:

1 Tỉ số hoàn lưu tối thiểu:

- Tỉ số hoàn lưu tối thiểu là chế độ làm việc mà tại đó ứng với số mâm lý thuyết là vô cực Do đó ,chi phí cố định là vô cực nhưng chi phí điều hành (nhiên liệu ,nước và

bơm…) là tối thiểu

- Do đồ thị cân bằng của hệ Etanol-Nước có điểm uốn ,nên xác định tỉ số hoàn lưu tối thiểu bằng cách :

+Trên đồ thị cân bằng y-x ,từ điểm (0,77;0,77) ta kẻ một đường thẳng tiếp tuyến với đường cân bằng tại điểm uốn , cắt trục Oy tại điểm có yo = 0,40

+Theo phương trình đường làm việc đoạn cất , khi xo =0 thì

- Tổng chi phí bao gồm : chi phí cố định và chi phí điều hành Tỉ số hoàn lưu thích hợp ứng với tổng chi phí là cực tiểu

- Tuy nhiên ,đôi khi các chi phí điều hành rất phức tạp ,khó kiểm soát nên người ta có thể tính tỉ số hoàn lưu thích hợp từ điều kiện tháp nhỏ nhất Để tính được tỉ số hoàn lưu thích hợp theo điều kiện tháp nhỏ nhất (không tính đến chi phí điều hành),ta cần lập mối quan

hệ giữa tỉ số hoàn lưu và thể tích tháp ,từ đó chọn Rth ứng với thể tích tháp là nhỏ nhất

4 Lượng nước cần thiết cho TBNT:

Chọn nhiệt độ nước vào là 250

CpW (tb) = 4216,977 J/kg.độThay vào (1), (2), (3) ta có:

HD = 10381 kJ/kmol

HF = 7271,25 kJ/kmol

HW = 7599,08 kJ/kmol

 QD = 2329284,33 kJ/h = 647,02 kW

+ Độ bay tương đối của cấu tử dễ bay hơi :

* *

* *

y 1 xα





Với : x*:phân mol của rượu trong pha lỏng

y* : phân mol của rượu trong pha hơi cân bằng với pha lỏng

* Tại vị trí mâm 1:

x*= 0,01

y*=0,04  1= 4,125

* Tại vị trí mâm 2:

x*= 0,02

y*=0,155  2= 8,99

* Tại vị trí mâm 3: (Mâm nhập liệu)

x*= 0,055

y*=0,36  3= 9,665

* Tại vị trí mâm 5:

x*= 0,36

y*=0,595  2= 2,612

* Tại vị trí mâm 7:

x*= 0,605

y*=0,695  7= 1,15

* Tại vị trí mâm 9:

x*= 0,72

y*=0,76  9= 1,23

Xác định độ nhớt tại mâm đỉnh theo T o , T D :

Vậy hiệu xuất tại mỗi mâm:

NTT = 9 17,65

0,51

LT TB

N

Chọn : NTT = 18 mâm

CHƯƠNG III :TÍNH TOÁN –THIẾT KẾ THÁP

CHƯNG CẤT

I ĐƯỜNG KÍNH THÁP :(Dt)

tb y y tb

g

)ω.(0188,0ω.3600

π

4VD

tb

tb t





Vtb :lượng hơi trung bình đi trong tháp , m3/h

tb :tốc độ hơi trung bình đi trong tháp , m/s

gtb : lượng hơi trung bình đi trong tháp ,kg/h

R = 1,91 ( là tỉ số hoàn lưu thích hợp)

Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng và đoạn cất khác nhau.Do đó, đường kính đoạn chưng và đoạn cất cũng khác nhau

1. Đường kính đoạn cất :

a Lượng hơi trung bình đi trong tháp :

Giả sử nhiệt mất không đáng kể

2

1

g g

g d tb



gd : lượng hơi ra khỏi đỉnh tháp kg/h

g1 : lượng hơi đi vào đoạn luyện (được xác định theo PTCB vật liệu và CB nhiệt lượng kg/h

G1 : lưu lượng lỏng rời khỏi mâm cuối cùng của đoạn luyện kg/h.

r1 : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn cất

rd : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi ra ở đỉnh tháp

* Tính r1 :

r1 = ra.y1+(1-y1).rD (4)

* Tính rd :

rd = ra.yd+(1-yd).rD (5)

y1 : nồng độ % ethanol pha hơi tại mâm 1 đoạn cất

yd : nồng độ % ethanol pha hơi tại đỉnh tháp

yd = 92%

ra = r(e) = 861 kJ/kg

rD = r(H2O) =2301 kJ/kgThay vào (4) (5):

r1 = 861.036+(1-0,36).2301 = 1782,6 kJ/kg

rD = 861.092+(1-0,92).2301 = 976,2 kJ/kg

g d tb



 = 1699,9 kg/h

b Khối lương riêng trung bình đi trong tháp :

Phân mol trung bình (ethanol)

T T

T   = 82,5 0CPhương trình đường làm việc phần cất

Ta có:

10,00127

Với  = 1 khi  > 20 dyn/cm

h : khoảng cách giữa các đĩa, chọn h = 300 mm

2. Đường kính đoạn chưng :

a Lượng hơi trung bình đi trong tháp :

2

1 , , , g g

r’1 : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn chưng.r’n : ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa trên cùng của đoạn chưng.

GW = 1963,55 kg/h

xW = 0,35%

y’ = yW = 0,04 Phân mol bằng 9,62%

= 973,9 kg/h

b Khối lượng riêng trung bình trong tháp :

Phần mol trung bình ethanol trong pha lỏng

=> Khối lượng riêng trung bình pha khí ( công thức tính tương tự phần cất)

1'

( )yy tb0.065 h.xtb.ytb

Với  = 1 khi  > 20 dyn/cm

h : khoảng cách giữa các đĩa, chọn h = 300 mm

Kết luận : hai đường kính đoạn cất và đoạn chưng không chênh lệch nhau quá lớn

nên ta chọn đường kính của toàn tháp là : D = 0,7 m

II T ÍNH T RỞ LỰC CỦA THÁP :

P = Ntt Pd N/m2 (IX.135/TL2)Trong đó:

Pd = Pk + Ps + Pt

Pk : trở lực dĩa khô N/m2

Pk

2 0

2



5.1,155.10, 42

f = a.b = 2.18 = 36 mm

 : chu vi khe chóp

 = 2.(a + b) = 40 mm

: Sức căng bề mặt được tính ở nhiệt độ trung bình

Sức căng bề mặt của hổn hợp ở nhiệt độ trung bình

tb = (tf + tD)/2 = 82,5 0CTại nhiệt độ này ta có:

(e) = 17.103 (N/m) = 17 dyn/cm(tra bảng I.242/T301.T1)

 (H2O) = 62,1 103 (N/m) = 62,1 dyn/cm(tra bảng I.243/T303.T1)

3

3 3

133.1017.10 62,1.10

hb : chiều cao lớp bọt trên dĩa

hc : chiều cao đoạn ống chảy chuyền nhô lên trên dĩa

hc = (h1 + b + s) - h = (30 + 18 + 5) – 13 = 40 mm

hc : chiều cao mực chất lỏng trên dĩa

hx = s + 0,5 b = 0,014 m

F : diện tích bề mặt dĩa có gắn chóp

Trở lực dĩa khô:

2 0

2

y K

 (e) = 16,1.103 (N/m) = 16,1 dyn/cm(tra bảng I.242/T301.T1)

(H2O) = 60,2 103 (N/m) = 60,2 dyn/cm(tra bảng I.243/T304.T1)

Vậy trở lực phần chưng là:

Pd = 181 + 12,7 + 361 = 554,7 N/m2

Với: D = 0,7 m Đường kính trong của tháp

dh = 0,05 m Đường kính ống hơi Chọn bề dày ống hơi là 1 mm

- Chiều cao chóp phía trên ống hơi:

h1 = 15 ÷ 40 mm, chọn h1 = 30 mmChiều cao khe chóp:

b =

2