Tính các thông số cơ bản của thiết bị (tháp đệm) chuyển khối làm việc ở áp suất khí quyển (760 mm Hg) để chưng luyện hỗn hợp hai cấu tử Axeton Nước; đảm bảo các yêu cầu về năng suất tính theo hỗn hợp đầu và thành phần nguyên liệu, đỉnh và đáy. Các yêu cầu cụ thể như sau: GF=2450kgh, aF=20% , aw= 2% , ap=97% 1 Xác định nồng độ phần mol và lưu lượng (kmol h) của nguyên liệu, sản phẩm đỉnh và sản phẩm đáy. 2 Vẽ đường cân bằng trên đồ thị x – y. 3 Xác định chỉ số hồi lưu thích hợp, đường làm việc và số đĩa lý thuyết của tháp. 4 Xác định đường kính, số đĩa thực tế và chiều cao cơ bản của tháp. 5 Xác định nhiệt độ đỉnh, đáy và vị trí đĩa tiếp liệu ứng với trường hợp nguyên liệu vào tháp ở trạng thái sôi.
Trang 1Phần II: Quỏ trỡnh và thiết bị truyền khối.
Tớnh cỏc thụng số cơ bản của thiết bị (thỏp đệm) chuyển khối làm việc ở ỏp suất khớ quyển (760 mm Hg) để chưng luyện hỗn hợp hai cấu tử Axeton- Nước; đảm bảo cỏc yờu cầu về năng suất tớnh theo hỗn hợp đầu và thành phần nguyờn liệu, đỉnh và đỏy Cỏc yờu cầu cụ thể như sau:
GF=2450kg/h, aF=20% , aw= 2% , ap=97%
1- Xỏc định nồng độ phần mol và lưu lượng (kmol/ h) của nguyờn liệu, sản phẩm đỉnh và sản phẩm đỏy
2- Vẽ đường cõn bằng trờn đồ thị x – y
3- Xỏc định chỉ số hồi lưu thớch hợp, đường làm việc và số đĩa lý thuyết của thỏp 4- Xỏc định đường kớnh, số đĩa thực tế và chiều cao cơ bản của thỏp
5- Xỏc định nhiệt độ đỉnh, đỏy và vị trớ đĩa tiếp liệu ứng với trường hợp nguyờn liệu vào thỏp ở trạng thỏi sụi
Tính toán thiết bị chính
I Tính cân bằng vật liệu:
1 Tính toán cân bằng vật liệu:
- Phơng trình cân bằng vật liệu chung cho toàn tháp
- Đối với cấu tử dễ bay hơi
- Lợng sản phẩm đỉnh là:
w p
w F a a
a a F P
−
−
=
Trong đó:
F: năng suất tính theo hỗn hợp đầu, kg/s hoặc kg/h
aF, ap, aw: lần lợt là nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong hỗn hợp đầu, sản phẩm
đỉnh, sản phẩm đáy, phần khối lợng
Đầu bài cho F = 2450kg/h
Vậy ta có lợng sản phẩm đỉnh là:
Trang 221 , 464 02 , 0 97 , 0
02 , 0 20 , 0 2450
−
−
=
−
−
=
w p
w F a a
a a F P
kg/h
- Lợng sản phẩm đáy là:
W = F - P = 2450–464,21 =1985,79 kg/h
2 Đổi nồng độ phần khối l ợng sang nồng độ phần mol của a F , a p , a w :
áp dụng công thức
B
B A A A A
M
a M a M
a x
+
=
[II – 126]
Trong đó:
aA, aB: nồng độ phần khối lợng của axeton và nước
Ma, MB: khối lợng mol phân tử của axeton và nước
Với Ma= MC3H6O=58 kg/kmol
Mb= MH20=18kg/kmol
Thay số liệu vào ta có:
B
F A
F A F F
M
a M
a M
a x
− +
=
18
20 , 0 1 58
20 ,
20 , 0
=
− +
=
phần mol
B
P A
P A P P
M
a M
a M
a x
− +
=
18
97 , 0 1 58
97 ,
97 , 0
=
− +
=
phần mol
B
w A
w A w w
M
a M
a M
a x
− +
=
18
02 , 0 1 58
02 ,
02 , 0
=
− +
=
phần mol
3 Tính khối l ợng phân tử trung bình của hỗn hợp đầu, sản phẩm đỉnh, sản phẩm đáy:
Theo công thức: M = x.MA + (1 - x)MB
Trong đó:
Trang 3M: Khối lợng phân tử trung bình, kg/kmol
x: Nồng độ phần mol
- Khối lợng phân tử trung bình của sản phẩm đỉnh:
Mp = xp.MA + (1 - xp)MB
Mp = 0,909.58 +(1- 0,909).18
Mp = 54,36 kg/kmol
- Khối lợng phân tử trung bình của hỗn hợp đầu:
MF = xF.MA + (1 - xF)MB
MF = 0,072.58 +(1- 0,072).18
MF = 20,88 kg/kmol
- Khối lợng phân tử trung bình của sản phẩm đáy:
Mw = xw.MA + (1 - xw)MB
Mw = 0,006.58 +(1- 0,006).18
Mw = 18,24 kg/kmol
4 Đổi đơn vị của F, P, W từ kg/h sang kmol/h:
M
h kg F F
F
/ 34 , 117 88 , 20
2450
=
M
h kg P P
p
/ 54 , 8 36 , 54
21 , 464 /
=
=
=
M
h kg W W
w
/ 87 , 108 24
, 18
79 , 1985 /
=
=
=
5 L ợng hỗn hợp đầu trên một đơn vị sản phẩm đỉnh :
74 , 13 54 , 8
34 ,
=
=
P
F f
II Xác định số bậc thay đổi nồng độ:
1 Xác định R min dựa trên đồ thị y x– :
Dựng đờng cân bằng theo số liệu đờng cân bằng tra trong bảng phần cân bằng lỏng hơi và nhiệt độ sôi của hai cấu tử ở 760mmHg (phần trăm số mol) của axeton
và axit axetic ta có bảng sau: [II – 145]
Trang 4x 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y 0 60,3 72 80,3 82,7 84,2 85,5 86,9 88,2 90,4 94,3 100
toC 100 77,9 69,6 64,5 62,6 61,6 60,7 59,8 59 58,2 57,5 56,9
Bảng 1
- Từ số liệu trong bảng trên ta vẽ đồ thị đờng cân bằng lỏng (x) – hơi (y)
( cú thể k vẽ đồ thị và viết là xem phần phụ lục, để in đồ thị rồi ghộp vào)
(hình 1), với giá trị của xF = 0,072 ta dóng lên đờng cân bằng và tìm đợc giá trị
y* = 0,654
- Rmin: lợng hồi lu tối thiểu đợc tính theo công thức
F F
F p x
x y
y x R
−
−
= *
*
mi n
[II – 158]
y* : nồng độ cấu tử dễ bay hơi trong pha hơi cân bằng với nồng độ trong pha lỏng xF của hỗn hợp
=>
438 , 0 072 , 0 654 , 0
654 , 0 909 , 0
*
*
−
−
=
−
−
=
F F
F p x
x y
y x R
2 Tính chỉ số hồi l u thích hợp :
- Chỉ số hồi lưu làm việc thường được xỏc định qua chỉ số hồi lưu tối thiểu theo cụng thức (IX.25 – [4]): Rth = b.Rmin trong đú b là hệ số dư,
Từ đó ta có bảng số liệu sau
N lt (R th + 1) 13,549 12,758 12,695 12,757 12,962 13,332
Xây dựng đồ thị quan hệ giữa Rx – Nlt(Rx+1) ( cú thể k vẽ đồ thị và viết là xem phần phụ lục, để in đồ thị rồi ghộp vào)
Trang 5Qua đồ thị ta thấy, với Rx = 0,788 thỡ Nlt(Rx + 1) là nhỏ nhất hay thể tớch thỏp nhỏ nhất Vậy ta cỳ Rth = 0.788 , Nlt= 7,1 đoạn chưng 3,4 đĩa, đoạn luyện 3,7 đĩa
3 Phương trỡnh đường nồng độ làm việc của đoạn luyện:
1
+
=
x
P x
x R
X x R
R y
[II – 148]
Trong đú:
y: là nồng độ phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong pha hơi đi từ dưới lờn x: là nồng độ phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong pha lỏng chảy từ đĩa xuống
Rx : chỉ số hồi lưu
Thay số liệu vào ta cỳ
1 788 0
909 , 0 1 788 0
788 0 1
+
R
X x R
R y
x
P
x
x L
yL= 0,441x + 0.508
4 Phương trỡnh đường nồng độ làm việc của đoạn chưng:
w x x
R
f x R
f R y
1
1
−
− +
+
=
[II.158]
Trong đú:
74 , 13 54 , 8
34 ,
=
=
P
F f
: lượng hỗn hợp đầu tớnh cho 1kmol sản phẩm đỉnh Thay số liệu vào ta cỳ
006 , 0 1 788 0
1 74 , 13 1
788 , 0
74 , 13 788 0 1
1
−
− +
+
= +
−
− +
+
R
f x R
f R
x x
x C
yc = 8,125x – 0,0428
III Tính đ ờng kính tháp ch ng luyện :
Đờng kính tháp đợc xác định theo công thức
Trang 6( y y)tb
tb g D
ω
ρ 0188 , 0
=
Trong đó:
gtb: lợng hơi trung bình đi trong tháp, kg/h
(y.y)tb: tốc độ hơi trung bình đi trong tháp, kg/m2.s
Vì lợng hơi và lợng lỏng thay đổi theo chiều cao của tháp và khác nhau trong mỗi đoạn nên ta phải tính lợng hơi trung bình cho từng đoạn
1 Đ ờng kính đoạn luyện :
a Xác định lợng hơi trung bình đi trong đoạn luyện:
Lợng hơi trung bình đi trong đoạn luyện tính gần đúng bằng trung bình cộng của lợng hơi đi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp và lợng hơi đi vào đĩa dới cùng của
đoạn luyện
2
1
g g
tb
+
=
Trong đó:
gtb: lợng hơi trung bình đi trong đoạn luyện, kg/h
gđ: lợng hơi đi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp, kg/h
gl: lợng hơi đi vào đĩa dới cùng của tháp, kg/h
* Lợng hơi ra khỏi đỉnh tháp:
gđ = GR + Gp = Gp(Rx+1) [II – 181]
gđ = 464,21(0,788 + 1)
gđ = 830,01 kg/h
* Lợng hơi đi vào đoạn luyện:
Lợng hơi g1, hàm lợng hơi y1 và lợng lỏng G1 đối với đĩa thứ nhất của đoạn luyện đợc xác định theo hệ phơng trình
g1 = G1 + Gp (1)
g1.y1 = G1.x1 + Gp.xp (2) [II - 182]
g1.r1 = gđ.rđ (3) Trong đó:
y1: hàm lợng hơi đi vào đĩa 1 của đoạn luyện, phần khối lợng
Trang 7G1: lợng lỏng đối với đĩa thứ nhất của đoạn luyện.
r1: ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa
rđ: ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi ra khỏi đỉnh tháp
x1 = xF = 0,072 phõ̀n mol tương ứng với 0,2 phõ̀n khụ́i lượng
r1 = ra.y1 + (1-y1).rb [II - 182] Với ra, rb: ẩn nhiệt hoá hơi của các cấu tử nguyên chất là Axeton và Nước ở t0
1
Từ x1= xF = 0,072 tra đô thị trờn ta đợc t0 = tf = 74,20C
Với t0 = 74,20 C nội suy theo bảng I.212 trong [I – 254] ta đợc;
81 , 502
6
= C H O
a r
70 , 2364
2 =
= H O
b r
r1 = 502,81.y1 + (1 - y1).2364,70
r1 = -1861,89y1 + 2364,70 kJ/kg
rđ = ra.yđ + (1 – yđ).rb [II - 182] Với ra, rb: ẩn nhiệt hoá hơi của các cấu tử nguyên chất là Axeton và Nướcở t0
2
= tp Từ xp = 0,909 tra đồ thị lỏng hơi trờn ta đợc tp = 57,4
yđ: hàm lợng hơi đi ra khỏi đỉnh tháp, phần khối lợng
yđ = yp = 0,948phần mol.(ngoại suy đường cõn bằng xp=0,909 phần mol) đổi ra phần khối lượng:
983 , 0 18 )
948 , 0 1 ( 58 948 , 0
58 948 , 0
=
− +
=
= p
d y
y
Với t0 = tP = 57,40C nội suy theo bảng I.212 trong [I – 254] ta đợc:
51 , 521
6
= C H O
a r
52 , 2425
2 =
= H O
b r
rđ = 521,51.0,983 + (1 - 0,983).2425,52
rđ = 553,88kJ/kg
Thay các giá trị đã tính đợc vào hệ phơng trình trên ta đợc
g1 = G1 + 464,21
g1.y1 = 0,2G1 + 464,21.0,97
Trang 8g1 (-1861,89y1 + 2364,70) = 830,01.553,88=459724,42 Giải hệ phơng trình ta đợc:
g1 =564,79 kg/h
G1 = 100,58 kg/h
y1 = 0,833 phần khối lợng
Thay y1 = 0,833 vào r1 ta đợc:
r1 = -1861,89.0,833 + 2364,70 = 813,98 kJ/kg
Vậy lợng hơi trung bình đi trong đoạn luyện là:
4 , 697 2
79 , 564 01 , 830 2
+
L
tb
kg/h
b Tính khối lợng riêng trung bình
* Khối lợng riêng trung bình đối với pha hơi đợc tính theo
273
4 , 22
)
1 (
1
T
M y M
y tb A tb B
y tb
− +
=
ρ
, kg/m3 [II - 183] Trong đó:
MA MB: khối lợng phần mol của cấu tử Axeton và Nước
T: nhiệt độ làm việc trung bình của tháp, 0K
ytb1: nồng độ phần mol của cấu tử 1 lấy theo giá trị trung bình
2
1 1 1
c d tb
y y
=
[II - 183] Với y d1,y c1: nồng độ làm việc tại 2 đầu mỗi đoạn tháp, phần mol
1
d
y = yp = 0,948 phần mol
1
c
y = y1 = 0,833 phần khối lợng
Đổi sang phần mol ta có:
608 , 0 18
833 , 0 1 58
833 ,
833 , 0
+
=
c
y
phần mol
778 , 0 2
608 , 0 948 , 0 2
1 1
tb
y y y
phần mol
Trang 9Nhiệt độ trung bỡnh đoạn luyện.
T= (TF + TP)/2 = (74,2 + 57,4)/2 = 65,8 0C = 338,8 K
Vậy khối lợng riêng trung bình của pha hơi đối với đoạn luyện là:
273
4 , 22
)
1 (
1
T
M y M
y tb L
− +
=
ρ
767 , 1 273 8
, 338 4 , 22
18 )
778 , 0 1 ( 58 778 ,
=
L
tb
y
ρ
kg/m3
* Khối lợng riêng trung bình đối với pha lỏng
2 1
1
1
tb tb
tb x
tb x
a a
ρ ρ
ρ
− +
=
Trong đó:
tb
x
ρ : khối lợng riêng trung bình của lỏng, kg/m3
2
1, tb
tb x
x ρ
ρ
: khối lợng riêng trung bình của cấu tử 1 và 2 của pha lỏng lấy theo nhiệt độ trung bình, kg/m3
1
tb
a : phần khối lợng trung bình của cấu tử 1 trong pha lỏng
585 , 0 2
97 , 0 20 , 0 2
tb
a a a
phần khối lợng
o
tb
t : nhiệt độ trung bình của đoạn luyện theo pha lỏng
ứng với t0 = 65,80C Nội suy theo bảng I.2 trong [I-9] ta đợc:
17 , 738
1 =
tb
x
ρ
kg/m3 81
, 979
2 =
tb
x
ρ
kg/m3 Vậy khối lợng riêng trung bình của lỏng trong đoạn luyện là:
=
− +
=
2 1
1
1
tb tb
tb x
tb x
a a
ρ ρ
ρ 7380,585,17+1979−0,,58581
33 , 822
=
⇒ ρx tb kg/m3
Tớnh ωytb Chọn thỏp đĩa lưới, làm việc đều đặn (đường kớnh lỗ 2,5mm, chiều cao ống chảy chuyền trờn đĩa 10 – 12 mm, thiết diện tự do của đĩa
Trang 1012,8%) Thường lấy tốc độ làm việc ω ytb khoảng 80 – 90% tốc độ giới
hạn ω gh: (IX.111 – [4])
ytb
xtb
ρ
ω = 0 , 05
[m/s]
trong đú ρ ytb , ρ xtb là khối lượng riờng trung bỡnh của pha hơi và pha lỏng của đoạn luyện
Vậy,
[m/s]
08 , 1 767 , 1
33 , 822
05 , 0
05 ,
=
ytb
xtb
ρ ω
Tốc độ làm việc ω ytb được lấy bằng 0,9.ω gh, nờn:
ω ytb = 0,9.1,08= 0,971 [m/s]
Từ cỏc thụng số g tb , ω ytb , ρ ytbtớnh được, ta cú đường kớnh đoạn luyện bằng:
971 , 0 767 , 1
4 , 697
0188 , 0
0188 ,
=
tb y y
tb O
g D
ω ρ
Quy chuẩn đường kớnh Do = 0,38 m
2 Đờng kính đoạn chng:
a Lợng hơi trung bình đi trong tháp
2
1 ' '
g tb = n +
[II - 182]
Trong đó:
g’
n: lợng hơi đi ra khỏi đoạn chng, kg/h
g’
1: lợng hơi đi vào đoạn chng, kg/h
Vì lợng hơi đi ra khỏi đoạn chng bằng lợng hơi đi vào đoạn luyện (g’
n= g1) nên
ta có thể viết:
2
1 ' 1
g tb = +
[II - 182]
Trang 11Lợng hơi đi vào đoạn chng g’
l, lợng lỏng G1’ và hàm lợng lỏng x’
l đợc xác định theo hệ phơng trình cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lợng sau:
G’
1 = g’
1 + Gw
G’
1.x’
1 = g’
1.yw + Gw.xw [II - 182]
g’
1.r’
1 = g1.r1
Trong đó:
r’
1: ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn chng
xw: thành phần cấu tử dễ bay hơi trong sản phẩm đáy
r1: ẩn nhiệt hoá hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa trên cùng của đoạn chng
Ta có:
Gw = W = 1985,79 kg/h
xw = 0,006 phần mol tơng ứng với 0,02 phần khối lợng
y’
1 = yw xác định theo đờng cân bằng ứng với xw = 0,006 phần mol
yw = 0,0724 phần mol
Đổi y’
1 = yw = 0,0724 phần mol ra phần khối lợng ta có:
201 , 0 18 )
0724 , 0 1 ( 58 0724 , 0
58 0724 , 0
1
− +
=
= y w
y
phần khối lợng
r’
1 = ra y’
1 + (1- y’
Với ra, rb: ẩn nhiệt hoá hơi của các cấu tử nguyên chất ở t0 = tw Với xw = 0,006 tra đồ thị hình 9 ta đợc tw = 97,30C Từ t0 =tw =97,30C nội suy theo bảng I.212 trong [I – 254] ta đợc
22 , 476
=
a
99 , 2267
=
b
=>r’
1 = 476,22.0,201 + (1 - 0,201).2267,99
r’
1 = 1907,84 kJ/kg
Thay vào hệ phơng trình trên ta đợc:
G’
1 = g’
1 + 1985,79
G’
1.x’
1 = g’
1.0,201 + 1985,79.0,02
g’
1.1907,84 = 564,79.813,98 Giải hệ phơng trình trên ta đợc:
g’
1 = 240,97 kg/h
Trang 121 = 2226,76 kg/h
x’
1 = 0,0396 phần khối lợng Vậy lợng hơi trung bình đi trong đoạn chng là:
88 , 402 2
97 , 240 79 , 564 2
1 ' 1
g tb C
kg/h
b Tính khối lợng riêng trung bình:
* Khối lợng riêng trung bình đối với pha hơi đợc tính theo:
273
4 , 22
)
1 (
1 1
T
M y M
y tb A tb B
y tb
− +
=
ρ
, kg/m3 [II - 183]
Trong đó:
MA MB: khối lợng phần mol của cấu tử Axeton va ̀Nước
T: nhiệt độ làm việc trung bình của tháp, 0K
ytbc: nồng độ phần mol của cấu tử 1 lấy theo giá trị trung bình
2
1
d tb
y y
=
[II - 183] Với y d1 ,y c1: nồng độ làm việc tại 2 đầu mỗi đoạn tháp, phần mol
1
d
y = y’1 = yw = 0,0724 phần mol
1
c
y = y1 = 0,608 phần mol
3402 , 0 2
608 , 0 0724 , 0 2
1
=
tb
y y
y C
phần mol
nhiệt độ trung bỡnh đoạn chưng
T =(TF + TW)/2 = (74,2 + 97,3)/2 = 85,80C = 358,8 K
Vậy khối lợng riêng trung bình của pha hơi đối với đoạn chng là:
273
4 , 22
)
1 (
1 1
T
M y M
y tb C
− +
=
ρ
074 , 1 273 8
, 358 4 , 22
18 )
3402 , 0 1 ( 58 3402 ,
=
C
tb
y
ρ
kg/m3
* Khối lợng riêng trung bình đối với pha lỏng
Trang 132 1
1
1
tb tb
tb x
tb x
a a
ρ ρ
ρ
− +
=
Trong đó:
tb
x
ρ : khối lợng riêng trung bình của lỏng, kg/m3
2
1,
tb
tb x
x ρ
ρ
: khối lợng riêng trung bình của cấu tử 1 và 2 của pha lỏng lấy theo nhiệt độ trung bình, kg/m3
1
tb
a : phần khối lợng trung bình của cấu tử 1 trong pha lỏng
2
' 1 1
a a
tb
+
= Với a’1: nồng độ phần khối lợng của pha lỏng ở đĩa dới cùng của đoạn chng
Ta có: a’1 = x’1 = 0,0396 phần khối lợng
1198 , 0 2
0396 , 0 20 , 0 2
' 1
tb
phần khối lợng
o
tb
t : nhiệt độ trung bình của đoạn chng theo pha lỏng
ứng với t0 = 85,80C Nội suy theo bảng I.2 trong [I-9] ta đợc:
46 , 711
1 =
tb
x
ρ
kg/m3 94
, 967
2 =
tb
x
Vậy khối lợng riêng trung bình của lỏng trong đoạn chng là:
=
− +
=
2 1
1
1
tb tb
tb x
tb x
a a
ρ ρ
ρ 7110,1198,46+1967−0,1198,94
87 , 927
=
⇒ρx tb kg/m3
Vậy,
[m/s]
1,469 074
, 1
87 , 927
05 , 0
05 ,
′
′
=
′
ytb
xtb
ρ ω
Tốc độ làm việc ω’ ytb được lấy bằng 0,9.ω’ gh, nờn:
Trang 14ω’ ytb= 0,9.1,469= 1,323 [m/s]
Từ các thông số g’ tb , ω’ ytb , ρ’ ytbtính được, ta có đường kính đoạn chưng bằng:
322 , 1 074 , 1
88 , 402
0188 , 0
0188 ,
′
′
′
=
tb y y
tb U
g D
ω ρ
Quy chuẩn đường kính : DU= 0,32 m
b Số ngăn thực tế N tt :
Số ngăn thực tế được tính theo công thức: (IX.59 – [4])
tb
lt tt
N N
η
=
trong đó:
N lt – số bậc thay đổi nồng độ hay số đĩa lý thuyết
η tb – hiệu suất trung bình của thiết bị:
( α µ )
η η η
P F W
tb = + + =
(IX.60 – [4])
- α là độ bay hơi tương đối của hỗn hợp:
x
x y
−
* 1
*
α
(IX.61 – [4])
- µ hh độ nhớt của hỗn hợp lỏng [N.s/m2]:
( ) B A
µ A – độ nhớt của cấu tử A phụ thuộc nhiệt độ xét
µ B – độ nhớt của cấu tử B phụ thuộc nhiệt độ xét
Tại đỉnh tháp:
x P = 0,909 [phần mol]; y P * = 0,948[phần mol]; t P = 57,4 [oC];
suy ra: α = 1,825
µ A = 0,23416 10-3 Ns/m2 (nội suy bảng I.101 – [3])
µ B = 0,4898 10-3 Ns/m2 (nội suy bảng I.101 – [3])
( )
2 3
- / 24767.10 ,
0
606 , 3 lg
lg 1
lg lg
m Ns
x x
hh
hh
B P
A P
hh
=
→
−
=
→
− +
= µ
µ
µ µ
µ
Vậy, ta có:
α.µ = 0,45 → η P=60% (đồ thị hình IX.11 – [4])
Tại vị trí tiếp liệu:
Trang 15x F = 0,072 [phần mol]; y F * = 0,654 [phần mol]; t F = 74,2 [oC];
suy ra: α = 24,36
µ A = 0,2087 [10-3 Ns/m2] (ngoại suy bảng I.110 – [3])
µ B = 0,38948 [10-3 Ns/m2] (ngoại suy bảng I.101 – [3])
] / [10 3724 , 0
lg 1
lg lg
2 3
- Ns m
x x
hh
B F
A F
hh
=
→
− +
=
µ
µ µ
µ
Vậy, ta có:
α.µ = 9,1 → η F = 30% (ngoại suy đồ thị hình IX.11 – [4])
Tại đáy tháp:
x W = 0,006 [phần mol]; y W * = 0,0724 [phần mol]; t W = 97,3 [oC];
suy ra:
α = 12,48
µ A = 0,17405[10-3 Ns/m2] (ngoại suy bảng I.110 – [3])
µ B = 0,293855 [10-3 Ns/m2] (ngoại suy bảng I.101 – [3])
] / [10 2929 , 0
lg 1
lg lg
2 3
- Ns m
x x
hh
B F
A F
hh
=
→
− +
=
µ
µ µ
µ
Vậy, ta có:
α.µ =3,7 → η W = 35% (ngoại suy đồ thị hình IX.11 – [4])
Từ các giá trị η P , η F , η W tìm được, η tbbằng:
% 67 , 41 3
35 30 60
= + +
=
tb
η
Suy ra số ngăn thực tế của tháp :
[mâm]
17 4167 , 0
1 ,
=
=
tb
lt
tt
N
N
η
Số đĩa đoạn luyện : 3,7/0,4167 =9 [mâm]
Số đĩa đoạn chưng : 3.4/0,4167 = 8 [mâm]
III Chiều cao cơ bản của tháp:
= N tt H d δ
trong đó Hd – khoảng cách giữa các mâm
δ – chiều dày của mâm, chọn δ = 4 [mm] = 0,004 [m]
Hd = 200 [mm] – chọn theo bảng IX.4a – [4] ứng với đường kính đoạn luyện
DO = 380[mm] và DU = 320 [mm]
Vậy,