đồ án quá trình thiết bị thiết kế tháp hấp phụ gián đoạn hỗn hợp không khí-dietyl ete bằng than hoạt tính

LỜI MỞ ĐẦU 6 TỔNG QUAN 7 I. GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU 7 I.1 Đietyl ete 7 I.2 Than hoạt tính 9 II. LÍ THUYẾT VỀ HẤP PHỤ 10 II.1 CÁC ĐỊNH NGHĨA HẤP PHỤ 10 II.2 Nhiệt hấp phụ 10 II.3 Tính chất của các điểm hấp phụ 11 II.4 Động học của quá trình hấp phụ 12 II.5 CHẤT HẤP PHỤ 13 III. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 13 III.1 Thuyết minh sơ đồ công nghệ 13 III.2 Sơ đồ công nghệ 13 Chương I: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ 14 I. TÍNH CÂN BẰNG HẤP PHỤ 14 I.1 Thiết lập đường hấp phụ đẳng nhiệt dietyl ete. 14 I.2 Tính cân bằng vật chất 17 Chương II. TÍNH HỆ SỐ TRUYỀN KHỐI, THỜI GIAN PHẢN ỨNG, ĐƯỜNG KÍNH THÁP, LƯỢNG THAN HOẠT TÍNH 20 II.1 TÍNH HỆ SỐ TRUYỀN KHỐI KY 20 II.2 THỜI GIAN CỦA QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ 21 II.3 ĐƯỜNG KÍNH THÁP HẤP PHỤ 22 CHƯƠNG III.TÍNH LƯỢNG NHIỆT HẤP PHỤ, TÍNH NHẢ HẤP PHỤ 24 III.1 LƯỢNG NHIỆT HẤP PHỤ CHO MỘT MẺ 24 III.2 TÍNH TOÁN NHẢ HẤP PHỤ 25 Chương IV: TÁI SINH THAN HOẠT TÍNH 28 CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 29 V.1 TÍNH CHIỀU DÀY, THÂN, ĐÁY NẮP 29 V.2 TÍNH CÁC THIẾT BỊ HẤP PHỤ CỦA THÁP 32 V.2.1 Đường ống 32 V.3 Tính lưỡi đỡ vật liệu 33 V.3.1 Lưới chắn than 33 V.4 Tính bích 34 V.4.1 Bích nối đáy, nắp với thân tháp: 34 V.4.2 Bích nối ống với thiết bị 35 V.5 TÍNH CHÂN ĐỠ 38 CHƯƠNG VI: CÁC THIẾT BỊ PHỤ 40 VI.1 Quạt 40 VI.2 Tính năng suất caloriphe 42 KẾT LUẬN CHUNG 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RẠI VŨNG TÀU

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc



NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN MÔN HỌC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CNHH VÀ THỰC PHẨM

Họ và tên sinh viên: Lê Văn Nhuế

Nguyễn Sapha

Võ Minh Nhật

Ngành: Công nghệ hóa học, chuyên ngành hóa dầu

I ĐỀ TÀI: thiết kế tháp hấp phụ gián đoạn hỗn hợp không khí-dietyl ete bằng than hoạt tính

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

Hỗn hợp không khí-dietyl ete ở nhiệt độ 200C, áp suất khí quyển

Nồng độ dietyl ete ban đầu: C´0=0,006 kg /m3

Nồng độ cuối là: C=3∗10´ −5kg /m3

III NGÀY GIAO ĐỒ ÁN: ngày 02 tháng 05 năm 2013

IV NGÀY HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN: ngày 30 tháng 04 năm 2013

V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.s Nguyễn Văn Toàn

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(ký và ghi rõ họ tên)

Vũng Tàu ngày… tháng….năm SINH VIÊN THỰC HIỆN (ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỞNG BỘ MÔN (ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỞNG KHOA (ký và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT ĐỒ ÁN

Cán bộ hướng dẫn Nhận xét:

Cán bộ chấm và hội đồng bảo vệ Nhận xét:

Thành phần hội đồng bảo vệ:

Điểm: bằng chữ…… bằng số………

Vũng Tàu Ngày….tháng… năm……

LỜI CẢM ƠN

Qua gần ba tháng thực hiện đồ án với sự nổ lực của cả nhóm,chúng tôi đã nhậnđược sự giúp đỡ quý báu của quý thầy cô và bạn bè Nhân đây, chúng tôi xin chân

thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc Thạc sĩ Nguyễn Văn Toàn, người mà trực tiếp

hướng dẫn chúng tôi làm đồ án này

Chúng tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn đến quý thầy cô đã giảng dạy và truyềnthụnhững kiến thức quý báu để chúng tôi có thể thực hiện tốt đồ án này

Vì thời gian có hạn, kiến thức chuyên môn còn nhiều hạn chế nên trong quá trìnhviết bài báo cáo không tránh khỏi sai sót, chúng tôi rất mong sự đóng góp ý kiến củaquý thầy cô để chúng tôi củng cố lại kiến thức và bài báo cáo được hoàn thiện hơn.Xin chân thành cảm ơn

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 6

TỔNG QUAN 7

I GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU 7

I.1 Đietyl ete 7

I.2 Than hoạt tính 9

II LÍ THUYẾT VỀ HẤP PHỤ 10

II.1 CÁC ĐỊNH NGHĨA HẤP PHỤ 10

II.2 Nhiệt hấp phụ 10

II.3 Tính chất của các điểm hấp phụ 11

II.4 Động học của quá trình hấp phụ 12

II.5 CHẤT HẤP PHỤ 13

III QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 13

III.1 Thuyết minh sơ đồ công nghệ 13

III.2 Sơ đồ công nghệ 13

Chương I: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ 14

I TÍNH CÂN BẰNG HẤP PHỤ 14

I.1 Thiết lập đường hấp phụ đẳng nhiệt dietyl ete 14

I.2 Tính cân bằng vật chất 17

Chương II TÍNH HỆ SỐ TRUYỀN KHỐI, THỜI GIAN PHẢN ỨNG, ĐƯỜNG KÍNH THÁP, LƯỢNG THAN HOẠT TÍNH 20

II.1 TÍNH HỆ SỐ TRUYỀN KHỐI K Y 20

II.2 THỜI GIAN CỦA QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ 21

II.3 ĐƯỜNG KÍNH THÁP HẤP PHỤ 22

CHƯƠNG III.TÍNH LƯỢNG NHIỆT HẤP PHỤ, TÍNH NHẢ HẤP PHỤ 24

III.1 LƯỢNG NHIỆT HẤP PHỤ CHO MỘT MẺ 24

III.2 TÍNH TOÁN NHẢ HẤP PHỤ 25

Chương IV: TÁI SINH THAN HOẠT TÍNH 28

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CƠ KHÍ 29

V.1 TÍNH CHIỀU DÀY, THÂN, ĐÁY NẮP 29

V.2 TÍNH CÁC THIẾT BỊ HẤP PHỤ CỦA THÁP 32

V.2.1 Đường ống 32

V.3 Tính lưỡi đỡ vật liệu 33

V.3.1 Lưới chắn than 33

V.4 Tính bích 34

V.4.1 Bích nối đáy, nắp với thân tháp: 34

V.4.2 Bích nối ống với thiết bị 35

V.5 TÍNH CHÂN ĐỠ 38

CHƯƠNG VI: CÁC THIẾT BỊ PHỤ 40

VI.1 Quạt 40

VI.2 Tính năng suất caloriphe 42

KẾT LUẬN CHUNG 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

LỜI MỞ ĐẦU

Dietyl ete có công thức CH3CH2OCH2CH3, được phân loại theo nghị đinh104/2009NĐ-CP :nhóm 3 là các chất dễ gây cháy Hơi này nặng hơn không khí có thểbay là là dưới mặt đất, có khả năng bắt cháy từ xa Do tác dộng của dòng chảy daođộng, có thể hình thành điện tích tĩnh điện.

Khi tiếp xúc hoặc hít vào có thể gây:

 Đường mắt: đỏ và đau mắt

 Đường thở: trạng thái mê man, là thuốc gây mê

 Đường da: gây dị ứng với da, lâu dài gây viêm da không tiếp xúc trực tiếp

 Đường tiêu hóa: gây hôn mê, co giật, nôn mửa có thể gây tử vong

 Làm ô nhiễm môi trường, làm hại sinh vật

Bên cạnh những tác hai nêu trên, dietyl ete là thành phần quan trọng trong việc điềuchế thuốc gây mê

Vì vậy để đảm bảo sản xuất và bảo vệ môi trường việc thu hồi khí dietyl ete là nhiệm

vụ đặt lên hàng đầu trong quá trình sản xuất, một trong những biện pháp xử lý và thuhồi đó là hấp phụ Yêu cầu đặt ra là phải làm sao thiết kế được thiết bị hấp phụ phùhợp và hiệu quả nhất

Đồ án môn học Quá trình và Thiết bị là môn học mang tính tổng hợp trong quátrình học tập của các kỹ sư hóa trong tương lai Môn học giúp sinh viên giải quyếtnhiệm vụ tính toán cụ thể về yêu cầu công nghệ, kết cấu, điều kiện vận hành, giá thànhcủa một thiết bị trong sản xuất hóa chất thực phẩm

Với đề tài :” thiết kế tháp hấp phụ hỗn hơp không khí - dietyl ete bằng than hoạt tính”

là một đề tài thiết thực, nó giúp cho chúng em hiểu rõ hơn về nguyên lý hấp phụ vàthiết bị hấp phụ trong sản xuất Nó cung cấp cho chúng em những kiến thức cơ bản vềthiết kế một hệ thống công nghẹ nói chung và công nghệ hấp phụ nóiriêng

TỔNG QUAN

I GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU

I.1 Đietyl ete

I.1.a Các tính chất của đietyl ete

Diethyl ether, còn được gọi là ête ethyl,ether đơn giản, hoặc ethoxyethane, là một hợpchất hữu cơ trong ether lớp học với công thức (C 2 H 5) 2 O Nó là một chất không màu,rất dễ bay hơi chất lỏng dễ cháy với một mùi đặc trưng

Các thông số của ete ethyl:

 Khối lượng phân tử: 74,12 g/mol

 Khối lượng riêng: 0.71 g/m3

Diethyl ether là một phòng thí nghiệm thông thường dung môi Nó có hạn chế khảnăng hòa tan trong nước (6,05 g/100 ml ở 25 ° C.) và tan 1,5 g/100 ml nước ở 25 ° C

Do đó, nó thường được sử dụng để chiết lỏng-lỏng Khi được sử dụng với một dungdịch nước, lớp hữu cơ là trên đầu trang như diethyl ether có mật độ thấp hơn so vớinước Nó cũng là một dung môi phổ biến cho các phản ứng Grignard ngoài phản ứngkhác liên quan đến các chất phản ứng cơ kim

I.1.e Y tế sử dụng

Nó đã từng được sử dụng trong dược phẩm.Một hỗn hợp của rượu và ether đã đượcbiết đến như là "Thần Khí của ête" hoặc Hoffman Drops Tại Hoa Kỳ, nó đã được gỡ

bỏ từ Pharmacopeia trước tháng 6 năm 1917

I.1.f Sản xuất

Diethyl ether nhất được sản xuất như là một sản phẩm phụ của hydrat hóa pha hơi củaethylene để làm cho ethanol Quá trình này sử dụng axit photphoric chất xúc tác rắn hỗtrợ và có thể được điều chỉnh để làm cho ether hơn nếu cần.mất nước Vapor phaethanol trên một số alumina chất xúc tác có thể cho năng suất diethyl ether lên đến95%

Diethyl ether có thể được chuẩn bị trong phòng thí nghiệm và quy mô công nghiệptổng hợp ether axit Ethanol được pha trộn với một acid mạnh, điển hình là acidsulfuric ,H2SO4 Các acid phân ly trong môi trường dung dịch nước sản xuất ionhydronium ,H3O+ ¿¿

Một ion hydro protonates âm điện nguyên tử oxy của ethanol ,đưa ra các phân tử ethanol một điện tích dương:

Một phản ứng khác có thể được sử dụng cho việc chuẩn bị ete là ether Williamsontổng hợp , trong đó một alkoxit (sản xuất bằng cách hòa tan một kim loại kiềm trongrượu sẽ được sử dụng) thực hiện một thay thế nucleophin khi một alkyl halogenua

I.2 Than hoạt tính

Than hoạt tính là một chất gồm chủ yếu là nguyên tố carbon ở dạng vô định hình (bột),một phần nữa có dạng tinh thể vụn grafit Ngoài carbon thì phần còn lại thường là tàntro, mà chủ yếu là các kim loại kiềm và vụn cát) Than hoạt tính có diện tích bề mặtngoài rất lớn nên được ứng dụng như một chất lý tưởng để lọc hút nhiều loại hóa chất.II.2.a Cấu tạo

Diện tích bề mặt của than hoạt tính nếu tính ra đơn vị khối lượng thì là từ 500 đến

2500 m2/g (lấy một ví dụ cụ thể để so sánh thì một sân quần vợt có diện tích rộngkhoảng chừng 260 m2) Bề mặt riêng rất lớn này là hệ quả của cấu trúc xơ rỗng mà chủyếu là do thừa hưởng từ nguyên liệu hữu cơ xuất xứ, qua quá trình chưng khô (sấy) ởnhiệt độ cao trong điều kiện yếm khí Phần lớn các vết rỗng - nứt vi mạch, đều có tínhhấp thụ rất mạnh và chúng đóng vai trò các rãnh chuyển tải (kẽ nối) Than hoạt tínhthường được tự nâng cấp (ví dụ, tự rửa tro hoặc các hóa chất tráng mặt), để lưu giữ lạiđược những thuộc tính lọc hút, để có thể thấm hút được các thành phần đặc biệt nhưkim loại nặng

II LÍ THUYẾT VỀ HẤP PHỤ

II.1 CÁC ĐỊNH NGHĨA HẤP PHỤ

 Hấp phụ, trong hóa học là quá trình xảy ra khi một chất khí hay chât lỏng bị húttrên bề mặt một chất rắn xốp Chất khí hay hơi được gọi là chất bị hấp phụ(adsorbent), chất rắn xốp dùng để hút khí hay hơi gọi là chất hấp phụ(adsorbate) và những khí không bị hấp phụ gọi là khí trơ Quá trình ngược lạicủa hấp phụ gọi là quá trình giải hấp phụ hay nhả hấp phụ.

 Trong quá trình hấp phụ có toả ra một nhiệt lượng, gọi là nhiệt hấp phụ Bề mặtcàng lớn tức độ xốp của chất hấp phụ càng cao thì nhiệt hấp phụ toả ra cànglớn

 Có 2 quá trình hấp phụ: hấp phụ vật lý và hấp phụ hóa học

 Hấp phụ vật lí là quá trình hấp phụ gây ra bởi lực hấp phụ có bản chất vật lí vàkhông hình thành liên kết hóa học, được thể hiện bởi các lực liên kết yếu nhưliên kết Van Đơ Van, lực tương tác tĩnh điện hoặc lực phân tán London Hấpphụ vật lý xảy ra ở nhiệt độ thấp, nhiệt hấp phụ thường nhỏ hơn so với hấp phụhóa Sự hấp phụ vật lí đặc trưng nhất là hấp phụ hơi nước trên bề mặt silicagen

 Hấp phụ hóa học là quá trình hấp phụ gây ra bởi lực có bản chất hóa học Hấpphụ hóa học thường xảy ra ở nhiệt độ cao với tốc độ hấp phụ chậm Nhiệt hấpphụ hóa học khoảng 80-400 kJ/mol, tương đương với lực liên kết hoá học Hấpphụ hóa học thường kèm theo sự hoạt hoá phân tử bị hấp phụ nên còn được gọi

là hấp phụ hoạt hoá Hấp phụ hóa học là giai đoạn đầu của phản ứng xúc tác dịthể

II.2 Nhiệt hấp phụ

• Nhiệt hấp phụ hóa học khá lớn, từ 40 ÷ 800 kJ/mol, nhiều khi gần bằng nhiệt củaphản ứng hóa học Vì vậy nó tạo thành mối nối hấp phụ khá bền và muốn đẩy chất bịhấp phụ ra khỏi bề mặt xúc tác rắn cần nhiệt độ khá cao

• Nhiệt hấp phụ lý học thường không lớn, gần bằng nhiệt hóa lỏng hay bay hơi củachất bị hấp phụ ở điều kiện hấp phụ và thường nhỏ hơn 20 kJ/mol

 Lượng chất bị hấp phụ

• Hấp phụ hóa học xảy ra rất ít, không hơn một lớp trên bề mặt xúc tác (đơn lớp)

• Hấp phụ lý học có thể tạo thành nhiều lớp (đa lớp)

 Sự chọn lọc hấp phụ

• Hấp phụ hóa học có tính chất chọn lọc cao, phụ thuộc vào tính chất bề mặt chất rắn

và tính chất của chất bị hấp phụ

• Hấp phụ lý học không có sự chọn lọc, tất cả các bề mặt chất rắn đều có tính chất hấpphụ lý học

 Sự phụ thuộc của nhiệt độ

• Hấp phụ lý học thường xảy ra ở nhiệt độ thấp, khi nhiệt độ tăng thì lượng chất hấpphụ giảm

• Hấp phụ hóa học thường tiến hành ở nhiệt độ cao hơn hấp phụ lý học, ở nhiệt độ thấpthì lượng chất hấp phụ hóa học giảm và khi nhiệt độ lớn hơn nhiệt độ tối ưu thì lượngchất hấp phụ hóa học cũng giảm

II.3 Tính chất của các điểm hấp phụ

• Hấp phụ hóa học tạo thành mối nối bền vững và tính chất gần giống như mối nối hóahọc Chúng có thể là mối nối hóa trị, ion, đồng hóa trị Trong quá trình tạo thành mốinối có sự di chuyển điện tử giữa chất bị hấp phụ và chất hấp phụ, tức là có tác dụngđiện tử phần tử hấp phụ và bề mặt chất rắn

• Hấp phụ lý học không hình thành mối nối Sự tương tác giữa phân tử bị hấp phụ vớicác electron của chất rắn rất yếu.Giữa chất rắn và phân tử bị hấp phụ được coi như là 2

hệ thống, không phải là một hợp chất thống nhất

 Năng lượng hoạt hóa hấp phụ

• Hấp phụ hóa học tiến hành chậm và có năng lượng hoạt hóa khá lớn gần bằng nănglượng hoạt hóa của phản ứng hóa học, phụ thuộc bởi khoảng cách giữa các nguyên tửtrong chất bị hấp phụ và các trung tâm trên bề mặt chất rắn

• Hấp phụ lý học tiến hành rất nhanh và năng lượng hoạt hóa bằng không

 Tính thuận nghịch của hấp phụ

• Hấp phụ lý học bao giờ cũng là thuận nghịch, nói cách khác quá trình ở trạng tháicân bằng động: hấp phụ ⇔ nhả hấp phụ

• Hấp phụ hóa học không phải bao giờ cũng là quá trình thuận nghịch Tuỳ theo đặctính mối nối liên kết hóa học mà tính chất thuận nghịch ở quá trình hấp phụ khác nhau

Có những quá trình hóa học khá bền vững, tạo thành các hợp chất hóa học, ví dụ như

sự hấp phụ Oxy lên kim loại tạo Oxyt kim loại, hoặc khi hấp phụ lên than cho CO2,CO

II.4 Động học của quá trình hấp phụ

Quá trình hấp phụ từ pha lỏng hoặc pha khí lên bề mặt xốp của chất hấp phụ gồm 3giai đoạn:

+ Chuyển chất từ lòng pha lỏng đến bề mặt ngoài của hạt chất hấp phụ

+ Khuyếch tán vào các mao quản của hạt

+ Hấp phụ: Quá trình hấp phụ làm bão hòa dần từng phần không gian hấp phụ,đồng thời làm giảm độ tự do của các phân tử bị hấp phụ, kèm theo sự tỏa nhiệt

 Yêu cầu của các vật liệu hấp phụ:

+ Có bề mặt riêng lớn

+ Có các mao quản đủ lớn để các phân tử hấp phụ lên bề mặt, nhưng cũng cần đủ nhỏ

để loại các phân tử xâm nhập, có tính chọn lọc

+ Có thể hoàn nguyên dễ dàng

+ Bền năng lực hấp phụ, nghĩa là kéo dài thời gian làm việc

+ Đủ bền cơ để chịu được rung động và va đập

II.5 CHẤT HẤP PHỤ

Các chất hấp phụ được sử dung nhiều nhất là than hoạt tính, silicagel, đất sét hoạt tính.

Từ các vất liệu là một số loại gỗ phù hợp, than bun, cốc động vật,,và chất hưu cơ đưavào nung trong môi trường đặc biệt đến 9000C sẽ thu được than hoạt tính Than hoạttính có bề mặt riêng rất lớn, từ (600-1700) m2 trên 1gam, nhưng dễ cháy, dễ bị ăn mòntrong quá trình sử dụng vì vậy than hoạt tính không được dùng trong các trường hợphấp phụ trên 2000C nếu để quá lâu thì than hoạt tính sẽ suy giảm chất lượng

Silicagel được điều chế từ acid silic với acid muối.cũng có thể thu được silicagel từsilicat natri tác dụng với acid muối tuy bề mặt riêng củ nó nhỏ, nhưng nó chụi đượcnhiệt độ lớn hơn 2000C

III QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

III.1 Thuyết minh sơ đồ công nghệ

Hỗn hợp không khí- dietyl ete được đưa vào từ đỉnh tháp và đi vào tháp hấp phụ (1)rồi đi qua lớp than hoạt tính.Trong khí tháp hấp phụ (1) đang thực quá trình nhả hấpthì tháp hấp thụ (2) thực hiện quá trình hấp phụ Chất bị hấp phụ bị giữ lại trên bề mặtchất hấp phụ, còn khí trơ theo cửa đi ra ngoài Khi quá rình nhả, hơi nước nóng đượccung cấp vào phía dưới, đi xuyên qua lớp hấp phụ và lôi chất bị hấp phụ đi ra và đi vàothiết bị ngưng tụ (3) Chất hấp phụ và hơi nước cùng ngưng tụ, nhưng do chúng khônghòa tan vào nhau nên dễ dàng phân ly (4) Nước ngưng tụ ở giai đoạn đầu của quátrình nhả được đưa ra cưa đáy của mỗi thiết bị

Để sấy khô chất hấp phụ sau khi nhả ta dùng quạt hút không khí (6) đẩy qua caloriphe(7) để gia nhiệt, sau đó xuyên qua lớp hấp phụ, rồi ra ngoài.Nếu ta rừng cấp nhiệtcaloriphe thì đó là quá trình làm mát chất hấp phụ Sau khi làm mát thì chất hấp phụhoàn toàn được tái sinh, nó trở lại nồng độ ban đầu sẵn sàng cho quá trình hấp phụ tiếptheo

III.2 Sơ đồ công nghệ

Chương I: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ

I TÍNH CÂN BẰNG HẤP PHỤ

I.1 Thiết lập đường hấp phụ đẳng nhiệt dietyl ete

Dựa vào đường đẳng nhiệt hấp phụ của benzene ta xây dung đường hấp phụ của dietyl etetheo công thức:

Đường đẳng nhiệt hấp phụ của benzene (hình 7.1,trang 119) [I]

a1*, a2* : nồng đọ của benzene và ete bị hấp phụ, kg/kg

v1, v2 : thể tích mol benzene và ete ở dạng lỏng, m3/kmol

p1,p2 : áp suất rieng phần của hơi benzene và ete, atm

ps.1 và ps.2: áp suất hơi bão hòa của hơi benzene và ete ở 20o C, atm

T1, T2 : nhiệt độ của benzene và ete khi hấp phụ ( trong trường hợp đã cho ở đây thì T1=T2 =2930K)

V1 là thể tích mol của benzen

M1 là khối lượng nguyên tử của benzene

ρ1khối lượng riêng ( trang 9) [III]

V2=M2

ρ2

V2 = 71474 = 0.1036 m3/kmolVới

V2 là thể tích mol của dietyl ete

M2 là khối lượng mol của dietyl ete

ρ2là khối lượng riêng

hệ số ái lực β :

β= V2

V1β=0.1036

0.0887 = 1.17Chúng ta lấy một số điểm trên đường đẳng nhiệt benzene (hình 4.2 sách bài tậpqua trình thiết bị và công nghệ hóa học trang 119) Điểm thứ nhất ta lấy là a1=0.25 kg/kg và P1= 8 mmHg Chúng ta tính tọa điểm tướng ứng trên đường đẳngnhiệt của dietyl ete:

Từ đường đẳng nhiệt ta tìm được hoạt tính tĩnh học của than đối với dietyl ete ở nồng độ của hỗn hợp hơi không khí Co=0,006 kg/m3 Đầu tiên ta tính áp suất riêng phần tương ứng với Co bằng công thức :

P0 = Co *R*T ( công thức 4.1, trang 109 ) [II]

R : là hằng số khí J/kg.K

P0 = 0,006*84874 * 10330760 * 293 = 1,84 * 10−3 atmDựa vào biểu đồ đường đẳng nhiệt của dietyl ete , ta có P0 = 1,84 * 10−3 atm , ta tính được hoạt tĩnh học của than đối với dietyl ete ở nồng độ 0,006 kg/m3 tìm được

Gd.e : khối lượng dietyl ete trong một mẻ khí đầu vào, kg

Gkk: khối lượng không khí trong một mẻ đầu vào, kg

M: khối lượng than bị than hoạt tính hấp phụ, kg

Gc: hỗn hợp khí đầu ra gồm Gd.e.thoat + Gkk

khối khối lượng của dietyl ete trong một mẻ hỗn hợp khí đầu vào:

G d e=Q∗C d=2500∗0 , 006=15 (kg )khối lượng của không khí trong một mẻ hỗn hợp khí đầu vào:

G kk=Q.(1−C d)=2500∗(1−0, 006)=2485(kg)

Trong hỗn hợp khí đầu ra của thiết bị:

Khối lượng hơi dietyl ete bị hấp phụ trong một mẻ bởi than hoạt tính:

M=Q∗( ¯ C d− ¯C c)=2500∗(0 , 006−3∗10−5)=14 , 925(kg )khối lượng của hơi dietyl ete trong hỗn hợp khí thoát ra:

khối lương của hỗn hợp khí đầu ra:

Chương II TÍNH HỆ SỐ TRUYỀN KHỐI, THỜI GIAN PHẢN ỨNG,

ĐƯỜNG KÍNH THÁP, LƯỢNG THAN HOẠT TÍNH

II.1TÍNH HỆ SỐ TRUYỀN KHỐI K Y

d- đương kính trung bình của hạt hấp phụ, m

D –hệ số khuếch tán của chất hấp phụ trong khí ở nhiệt độ của quá trình

ω – vận tốc của dòng hơi khí tính theo tiết diện ngang tự do của thiết bị, m/s

II.2THỜI GIAN CỦA QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ

Vì điểm đẳng nhiệt tương ứng với nồng độ đầu của hỗn hợp hơi không khí

C o: nồng đọ ban đầu của chất bị hấp phụ trong lưu chất hơi khí, kg/m3

b: được xác định tương ứng với một dãy các trị số của C/´ C´o từ bảng (4.3 sbt) từ bảng ta tra được b= 1,84 vì C/´ C´o = 3*10-5/0,006=0,005