kỹ thuật chưng cất đĩa chóp

Các nội dung chính: Khái niệm Nguyên lý chưng cất Giới thiệu về tháp chưng cất đĩa chóp + sơ đồ công nghệ +nguyên lý hoạt động +ưu và nhược điểm +tính toán thiết kế bài tập tính toán Các nội dung chính: Khái niệm Nguyên lý chưng cất Giới thiệu về tháp chưng cất đĩa chóp + sơ đồ công nghệ +nguyên lý hoạt động +ưu và nhược điểm +tính toán thiết kế bài tập tính toán

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU THIẾT BỊ CHƯNG

CẤT ĐĨA CHÓP

Nhóm thực hiện:

Trần Quang Hùng

Nguyễn Sơn Hải

Nguyễn Thái Sơn

Đỗ Thanh Tâm

Trần Đức Biên

GVHD: Ths Nguyễn Quốc Hải

 Chưng cất là gì?

 Chưng cất là quá trình dùng nhiệt để tách một hỗn hợp lỏng ra thành các cấu tử riêng biệt dựa vào

độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp ở cùng một nhiệt độ

các phương pháp chưng cất

+chưng cất gián đoạn:

+chưng cất liên tục

Các loại tháp dùng trong công nghiệp

 Tháp chưng cất dùng mâm xuyên lỗ hoặc mâm đĩa lưới

 Tháp chưng cất dùng mâm chóp

 Tháp đệm (tháp chưng cất dùng vật chêm )

Tháp mâm chóp là loại tháp hình trụ, phia trong có các mâm chóp, tại đó pha lỏng và pha hơi tiếp xúc với nhau Trên mâm chóp có bố trí các chóp dạng tròn, xupap, chữ s…, có rãnh xung quang cho pha hơi đi qua ống chảy chuyền

 Ưu điểm của tháp mâm chóp:

-Dễ dàng làm vệ sinh thông qua các cửa sửa chữa

-Với cùng chức năng nhưng tổng khối lượng tháp chóp thường nhỏ hơn tháp chêm

-Hiệu suất mâm ổn định

-Có thẻ lắp đặt ống xoắn giải nhiệt trên mâm

-Có thể thiết kế làm việc với số mâm ly thuyết hoặc đơn vị truyền khối lớn.-Tháp có thể giữ một lượng chất lỏng ổn định trên mâm

-Tính ổn định cao

 Ưu, nhược điểm các tháp:

  Tháp chêm Tháp mâm xuyên lo Tháp mâm chóp

- Trở lực tương đối thấp

- Hiệu suất khá cao

- Hiệu suất cao

- Hoạt động ổn định.

- Không làm việc được chất lỏng bẩn

- Kết cấu khá phức tạp.

 -Không làm việc với chất lỏng bẩn

- Cấu tạo phức tạp.

Sơ đồ công nghệ

 Cấu tạo chóp

-Gờ chảy chuyền đảm bảo lưu thông chất lỏng ổn định trên mâm.

-Ông hơi lưu thông dòng hơi từ mâm này sang mâm khác

Nguyên lý hoạt động

 Công thức tính toán:

 Cân bằng vật chất cho toàn tháp : F = D + W

 Cân bằng cấu tử : F.xF = D.xD + W.xW

 Các kí hiệu :

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

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

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

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

 Tỉ số hoàn lưu tối thiểu

 Tìm giá trị tung độ Bi tương ứng và vẽ các đường nồng độ làm việc của đoạn

luyện ứng với các giá trị Bi:

 Tìm điểm a (y = x = xD), b(y = x = xw) và đường x=xF ( song song với trục tung) Cứ mỗi giá trị Bi ta vẽ được đường nồng độ làm việc của đoạn luyện và đoạn chưng

 Vẽ đồ thị quan hệ giũa mx*(Rx +1)_Rx để tìm Rx

 Đồ thị xác định số đơn vị chuyền khối mx

 Đồ thị xác định chỉ số hồi lưu thích hợp

 Phương trình đường làm việc:

 Số mâm lý thuyết và số mâm thực tế:

 Số mâm thực tế tính theo hiệu suất trung bình :

 TÍNH TOÁN –THIẾT KẾ THÁP CHƯNG CẤT

 Lượng hơi trung bình đi trong tháp:

gtb = (gd + gl)/2 (Kg/h)

 gd : lượng hơi ra khỏi đĩa trên cùng

gd = GD ( Rx + 1)

(STTB2/184)

 Chiều cao tháp:

 Tính toán chóp và ống chảy chuyền:

 Số chóp phân bố trên đĩa

 Đường kính ống chảy chuyền:

 Gx lưu lượng lỏng đi trung bình tháp kg/h

 ρx khối lượng riêng của lỏng kg/m3

 ωc tốc độ lỏng trong ống chảy chuyền (0,1÷0,2 m/s)

 z số ống chảy chuyền

Chiều cao lớp chất lỏng trên mâm:

QL lưu lượng pha lỏng trong tháp m3/h

Lw chiều dài gờ chảy tràn = 0.6*D

 Chiêu cao gờ chảy tràn:



 hm chiều cao lớp chất lỏng trên mâm

 how chiều cao mực chất lỏng trên gờ chảy tràn

 ∆ Gadient chiều cao mực chất lỏng trên mâm

VD: Tính toán thiết bị chưng cất aceton-nước,với nồng độ nhập liệu 30% theo khối lượng và sản phẩm đỉnh là 98% theo khối lượng, sản phẩm đáy là 2%, suất lượng sản phẩm đỉnh là 1500 kg/h.

Theo như tính toán:

 Đường kính đoạn cất:

 Lượng hơi đi trung bình đoạn luyện:

 gtb = ( gd + gl)/2 (kg/h)

 Ta có hệ phương trình:

 Tính đường kính phần chưng:

 Tính tương tự như phần cất ta được Dch = 0,8

 Ta chọn đường kính tháp D = 0,8 m