Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất etanol nước

Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol-nước SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh NH N XÉT ÁNẬ ĐỒ Cán b h ng d n. Nh n xét: ộ ướ ẫ ậ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ i m:Đ ể _________________________Ch ký:__________ữ Cán b ch m hay H i đ ng b o v . Nh n xét:ộ ấ ộ ồ ả ệ ậ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ 1 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol-nước SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ i m:Đ ể _________________________Ch ký:_______________ữ i m t ng k t:Đ ể ổ ế _______________________________________ MỤC LỤC CHƯƠNG I : TỔNG QUAN … 5 1. Tổng quan về sản phẩm ………………………………………………………………7 2. Phương pháp và thiết bị chưng cất………………………………………………… 6 3. Công nghệ chưng cất hệ Etanol-Nước……………………………………………… 9 CHƯƠNG II : TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT - NĂNG LƯỢNG 12 1. Tính cân bằng vật chất 12 2. Tính cân bằng năng lượng 17 CHƯƠNG III :TÍNH TOÁN –THIẾT KẾ THÁP CHƯNG CẤT 20 1. Tính đường kính tháp chưng cất 20 2. Tính chiều cao tháp 26 3. Tính toán chóp và ống chảy chuyền 26 4. Tính trở lực tháp 31 CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN CƠ KHÍ CỦA THÁP 36 1 . Bề dày thân tháp 38 2 . Đáy và nắp thiết bị 38 3 . Bích ghép thân, đáy và nắp 36 4 . Đường kính các ống dẫn – Bích ghép các ống dẫn 40 5 . Tai treo và chân đỡ 45 CHƯƠNG V : TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT- THIẾT BỊ PHỤ 52 1 . Các thiết bị truyền nhiệt 52 2 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol-nước SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh 1.1 Thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh 52 1.2 Thiết bị trao đổi nhiệt giữa nhập liệu và sản phẩm đáy 57 1.3 Thiết gia nhiệt nhập liệu 65 1.4 Nồi đun gia nhiệt sản phẩm đáy 70 1.5 Thiết gia ngưng tụ sản phẩm đỉnh 73 2. Tính toàn bơm nhập liệu 77 2.1 Tính chiều cao bồn cao vị 77 2.2 Chọn bơm 82 CHƯƠNG VI : GIÁ THÀNH THIẾT BỊ 85 CHƯƠNG VII : KẾT LUẬN 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN 1. Tổng quan về sản phẩm Nguyên liệu là hỗn hợp Etanol - Nước. 1.1 Etanol: Etanol có công thức phân tử: CH 3 -CH 2 -OH, khối lượng phân tử: 46 đvC. Là chất lỏng có mùi đặc trưng, không độc, tan nhiều trong nước. Hình 1: Cấu trúc phân tử Etanol 3 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol-nước SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh + Nhiệt độ sôi ở 760 mmHg: 78.3 o C. + Khối lượng riêng: d 4 20 = 810 Kg/m 3 . Ứng dụng: etanol có nhiều ứng dụng, nó đóng một vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó là nguyên liệu dùng để sản suất nhiều mặt hàng khác nhau và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành: công nghiệp nặng, y tế, dược, quốc phòng, giao thông vận tải, dệt, chế biến gỗ và nông nghiệp. 1.2 Nước: -Nước là một hợp chất hóa học của Hydro và Oxy, công thức hóa học là H 2 O. Nước là một chất quan trọng trong công nghiệp và đời sống, chiếm 70% diện tích của trái đất. Hình 2: Cấu tạo phân tử nước -Phân tử nước bao gồm hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy. Về mặt hình học thì phân tử nước có góc liên kết là 104,45°. Do các cặp điện tử tự do chiếm nhiều chỗ nên góc này sai lệch đi so với góc lý tưởng của hình tứ diện. Chiều dài của liên kết O-H là 96,84 picomet. -Nước có tính lưỡng cực, liên kết giữa các phân tử nước là liên kết hidro. +Nhiệt độ sôi của nước :100 o C ( ở 760mmHg) +Nhiệt độ nóng chảy : 0 o C ( ở 760mmHg) 1.3 Hỗn hợp Etanol – Nước: Ta có bảng thành phần lỏng (x) – hơi (y) và nhiệt độ sôi của hỗn hợp Etanol - Nước ở 760 mmHg: 4 x(%phân mol) 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 y(%phân mol) 0 33, 2 44, 2 53, 1 57, 6 61, 4 65, 4 69, 9 75, 3 81, 8 89, 8 100 t( o C) 10 0 90, 5 86, 5 83, 2 81, 7 80, 8 80 79, 4 79 78, 6 78, 4 78, 4 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol-nước SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh Hình 3: Đồ thị cân bằng lỏng-hơi hệ Etanol-Nước 2. Phương pháp và thiết bị chưng cất: 2.1 . Phương pháp chưng cất : Chưng cất là qua trình phân tách hỗn hợp lỏng (hoặc khí lỏng) thành các cấu tử riêng biệt dựa vào sự khác nhau về độ bay hơi của chúng (hay nhiệt độ sôi khác nhau ở cùng áp suất), bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình bay hơi - ngưng tụ, trong đó vật chất đi 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 bay hơi. 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 cấu tử có độ bay hơi lớn (nhiệt độ sôi nhỏ ), sản phẩm đáy chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi nhỏ (nhiệt độ sôi lớn) .Đối với hệ Etanol - Nước sản phẩm đỉnh 5 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol-nước SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh 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 độ sôi 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, nhiều đoạn. • Phương pháp cấp nhiệt ở đáy tháp:  Sử dụng hơi nước để cấp nhiệt trực tiếp cho đáy tháp: khi chưng cất hỗn hợp nhập kiệu thu được nước ở đáy tháp chưng cất, cấu tử còn lại đễ bay hơi thì ta có thể sử dụng hơi nước để cấp nhiệt trực tiếp cho đáy tháp.  Sử dụng nồi đun để cấp nhiệt cho tháp chưng cất: nồi đun cho tháp chưng cất là thiết bị trao đổi nhiệt được đặt ở đáy tháp, để cung cấp nhiệt cho hệ thống. Có các loại nồi đun cho tháp chưng cất: - Thiết bị trao đổi nhiệt loại hai vỏ: dùng cho tháp chưng cất năng suất nhỏ. - Thiết bị trao đổ nhiệt dạng ốm chùm. - Nồi đun đặt ngoài. Chất tải nhiệt nóng đi trong ống, hơi đi vào tháp cân bằng với dòng sản phẩm đáy, do đó nồi đun được xem làm một mâm lý thuyết. Dùng cho tháp chưng cất năng suất cao. 6 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol-nước SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh - Thiết bị trao đổi nhiệt đặt đứng. Chất tải nhiệt đi ngoài ống, bốc hơi hoàn toàn phần lỏng đi vào nồi đun. Do đó, hơi có cùng thành phần với dòng sản phẩm đáy. - Thiết bị trao đổi nhiệt nhận dòng lỏng từ mâm đáy và nó chỉ bốc hơi một phần. Vậy: đối với hệ Etanol – Nước, ta chọn phương pháp chưng cất liên tục cấp nhiệt gián tiếp bằng nồi đun đặt ngoài ở áp suất thường. 2.2 . 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 lưu chất 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. Tháp mâm : thân tháp hình trụ, thẳng đứng phía trong có gắn các mâm có cấu 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.  Tháp chêm(tháp đệm): tháp hình trụ, gồm nhiều đoạn nối với nhau bằng mặt 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 LỖ THÁP MÂM CHÓP Ưu điểm - Đơn giản. - Trở lực thấp. - Hiệu suất tương đối cao. - Làm việc với chất lỏng bẩn. - Hiệu suất cao. Nhược điểm - Hiệu suất thấp. - Độ ổn định kém. - Thiết bị nặng - Trở lực khá cao. - Cấu tạo phức tạp. 7 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol-nước SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh ► Đồ án này sử dụng tháp mâm chóp để chưng cất hỗn hợp Etanol-Nước . 3. Công nghệ chưng cất Etanol-Nước: Etanol là một chất lỏng tan vô hạn trong H 2 O, nhiệt độ sôi là 78,3 0 C ở 760mmHg, nhiệt độ sôi của nước là 100 o C ở 760mmHg : hơi cách biệt khá xa nên phương pháp hiệu quả để thu 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 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. 2 . Thiết bị đun sôi dòng nhập liệu. 3 . Thiết bị trao đổi nhiệt. 4 . Baãy hôi 5 . Tháp chưng cất. 6 . Nồi đun. 7. Thiết bị ngưng tụ. 8 . Bộ phận chỉnh dòng. 9 . Thiết bị làm nguội. 10 . Bồn chứa sản phẩm đỉnh. * Thuyết minh qui trình công nghệ: Hỗn hợp etanol – nước có nồng độ etanol 11,6% ( theo phân mol), nhiệt độ khoảng 28 0 C tại bồn chứa nguyên liệu (1) được bơm bơm vào thiết bị trao đổi nhiệt (3) ( trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy ). Sau đó, hỗn hợp được đun sôi đến nhiệt độ sôi trong thiết bị đun sôi (2), rồi đưa vào tháp chưng cất ở đĩa nhập liệu. Trên đĩa nhập liệu, chất lỏng được trộn với phần lỏng từ đoạn cất của tháp chưng cất (5) chảy xuống. Trong tháp hơi, đi từ dưới lên gặp chất lỏng từ trên xuống. Ở đây, có sự tiếp 8 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol-nước SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh 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 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 78,1% phân mol). Hơi này đi vào thiết bị ngưng tụ (7) và được ngưng tụ hoàn toàn. Bộ phận chỉnh dòng (8) chia chất lỏng này làm hai phần: một phần chất lỏng ngưng tụ đi qua thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh, được làm nguội đến 35 0 C , rồi được đưa qua bồn chứa sản phẩm đỉnh (10); phần còn lại của chất lỏng ngưng tụ đựơc hoàn lưu về tháp chưng cất (5) ở đĩa trên cùng với tỉ số hoàn lưu tối ưu. Một phần cấu tử ethanol có nhiệt độ sôi thấp được bốc hơi, còn lại cấu tử nước 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 0,1367% phân mol, còn lại là nước. Dung dịch sản phẩm đáy đi ra khỏi tháp vào nồi đun (6) . 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 trao đổi nhiệt (3). Sản phẩm đáy sau khi trao đổi nhiệt với nhập liệu có nhiệt độ là 60 0 C được thải bỏ. CHƯƠNG II :TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT NĂNG LƯỢNG 1. Tính cân bằng vật chất 1.1 Các thông số ban đầu : • Năng suất sản phẩm đỉnh: 1000 l/h = 1 m 3 • Nồng độ ethanol nhập liệu: 30% thể tích. • Nồng độ sản phẩm đỉnh 92% thể tích. • Tỷ lệ thu hồi rượu: 99%. Ta có: o Khối lượng phân tử của rượu và nước : M R =46 , M N =18 . o Khối lượng riêng của ethanol nguyên chất ở 25 0 C: ρ ethanol = 784,75 (kg/m 3 ) o Khối lượng riêng của nước cất ở 25 0 C: ρ nước = 997,08 (kg/m 3 ) 9 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol-nước SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh 1.2. Tính toán các dòng:  Tính toán dòng sản phẩm đỉnh: Nồng độ ethanol sản phẩm đỉnh : 92% theo thể tích. → Trong 1 m 3 hỗn hợp ethanol –nước nhập liệu có 0,92 m 3 ethanol + 0,08 m 3 nước.  0,3 m 3 ethanol nguyên chất có khối lượng 721,97 kg.  0,7 m 3 nước nguyên chất có khối lượng 79,77 kg. → Trong 801,74 kg hỗn hợp ethanol – nước nhập liệu có 721,97 kg ethanol +79,77 kg nước. ► Phân khối lượng ethanol trong dòng sản phẩm đỉnh: = = 0,901 ► Phân mol ethanol trong dòng sản phẩm đỉnh: = = = 0,781 ► Khối lượng riêng trung bình của dòng sản phẩm đỉnh: ρ D = . ρ ethanol + (1- ) . ρ nước = 0,901 . 784,75 + (1 – 0,901) . 997,08 = 805,771 (kg/m 3 ) ► Suất lượng sản phẩm đỉnh: 1 m 3 → G D = 805,771 (kg/h) ► Khối lượng phân tử trung bình dòng sản phẩm đỉnh: M D = = = 39,861 (kg/kmol). ► Suất lượng sản phẩm đỉnh tính theo kmol/h: D = = = 20,215 (kmol/h)  Tính toán dòng nhập liệu: Nồng độ ethanol nhập liệu : 30% theo thể tích. → Trong 1 m 3 hỗn hợp ethanol –nước nhập liệu có 0,3 m 3 ethanol + 0,7 m 3 nước.  0,3 m 3 ethanol nguyên chất có khối lượng 235,425 kg.  0,7 m 3 nước nguyên chất có khối lượng 697,956 kg. → Trong 933,381 kg hỗn hợp ethanol – nước nhập liệu có 235,425 kg ethanol + 697,956 kg nước. ► Phân khối lượng ethanol trong dòng nhập liệu: = = 0,252 ► Phân mol ethanol trong dòng nhập liệu: 10 [...]... Loan GVHD: Vũ Bá Minh Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol -nước CHƯƠNG III :TÍNH TOÁN –THIẾT KẾ THÁP CHƯNG CẤT 1 Đường kính tháp (Dt) (m) Vtb :lượng hơi trung bình đi trong tháp (m3/h) ωtb :tốc độ hơi trung bình đi trong tháp (m/s) gtb : lượng hơi trung bình đi trong tháp (Kg/h) 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... cao mức chất lỏng trên khe chóp = 30 (mm)  b : Chiều cao khe chóp = 20 (mm)  S : Khoảng cách từ mặt đĩa đến chân chóp = 12,5 (mm)  Δh : Chiều cao mực chất lỏng ở bên trên óng chảy chuyền Δh = 25 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol -nước SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh V : Thể tích chất lỏng chảy qua (m3/h)  V= + Lưu lượng lỏng trong phần cất của tháp: QL = Mtb -cất = = = 27,731 (kg/kmol)... số mâm lý thuyết : Nlt = 15 mâm Số mâm thực tế tính theo hiệu suất trung bình : 12 SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol -nước trong đó: ηtb : hiệu suất trung bình của đĩa, là một hàm số của độ bay hơi tương đối và độ nhớt của hỗn hợp lỏng : η = f(α,µ) Ntt : số mâm thực tế Nlt : số mâm lý thuyết • Xác định hiệu suất trung bình của tháp η tb : + Độ bay tương... bề mặt của nước : σ’N = 57,7 (dyn/cm) + Sức căng bề mặt của rượu : σ’R = 14,87 (dyn/cm) → = 11,823 (dyn/cm) < 20 (dyn/cm) ► = 0,8 • h : khoảng cách mâm ( m ), chọn h = 0,3 m  ( ρy.ωy )tb = 0,065 = 0,065 0,8 = 0,822 (kg/m2.s) →ωy = 0,773/0,772 = 1,00 (m/s) ► Đường kính đoạn cất : Dchưng= = 0,893 (m) 22 SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol -nước Kết luận :... 0.0125 (m) • Đường kính chóp: dch = δch : chiều dày chóp, chọn bằng 2 (mm) 23 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol -nước ⇒ dch = SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh = 73,6 (mm) ► Chọn dch = 80 (mm) • Khoảng cách từ mặt đĩa đến chân chóp : S = 0 ÷25 ( mm ) ► Chọn S = 12,5 (mm) • Chiều cao mực chất lỏng trên khe chóp : h1 = 15 ÷ 40 (mm) ► Chọn h1 = 30 (mm) • Tiết diện tháp : F = π D2/4 = π =... 1,049.0,569 = 0,5969 Tra hình IX.11- trang 171 [4(tập 2)] : ηD = 0,55 ► Suy ra: hiệu suất trung bình của tháp : ηtb = • Số mâm thực tế của tháp Ntt : = 35,71 mâm Vậy chọn Ntt = 36 mâm , gồm : 22 mâm cất 14 mâm chưng Nhập liệu ở mâm số 14 2 Tính cân bằng năng lượng: Cân bằng nhiệt lượng cho toàn tháp chưng cất: QF + Qđ = Qnt + QW + QD + Qm (IV.1) Trong đó: ►Qnt : nhiệt lượng ngưng tụ do hơi sản phẩm đỉnh... rd Với : G1 : lượng lỏng ở đĩa thứ nhất của đoạn cất 17 SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol -nước 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 : t1 = tF = 86oC , tra bảng 45 [7]-trang 38 → Ẩn nhiệt hoá hơi của nước : rN1 = 2293,61 (kJ/kg) → Ẩn nhiệt hoá hơi của... khe chóp : a = 2 : 7 mm ; chọn a = 4 ( mm ) • Khoảng cách từ tâm ống chảy chuyền đến tâm chóp gần nhất: t1 = 26 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol -nước  SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh dc : Đường kính ống chảy chuyền = 0,0717 (m) : Bầ dày ống chảy chuyền, thường lấy 2 ÷ 4 mm  → Chọn = 3 (mm) = 0,003 (m)  dch : Đường kính chóp = 80 (mm) = 0,08 (m)  l1 : Khoảng cách nhỏ nhất giữa chóp. .. khe chóp (m), hr = b = 20 (mm) = 0,02 (m)  hb : chiều cao lớp bọt trên đĩa (m) hb = 0,0742 (m) = 74,2 (mm) ► ∆Pt = ρ’b g (hb - ) = 461,799 9,81 (0,0742 – ) = 290,836 (N/m2) 30 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol -nước  SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh Tổng trở lực qua một đĩa : ∆Pđ = ∆Pk + ∆Ps +∆Pt = 65,488 + 7,09 + 290,836 = 363,414 (N/m2)  Tổng trở lực phần chưng : ∆Pchưng = Ntt .chưng. .. lực phần chưng : ∆Pchưng = Ntt .chưng ∆Pđ .chưng = 7 363,414 = 2543,898 (N/m2)  Tổng trở lực của tháp ∆P : ∆P = ∆Pcất + ∆Pchưng = 9992,443 + 2543,898 = 12536,671 (N/m2) CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN CƠ KHÍ CỦA THÁP 1 Bề dày thân tháp : Vì tháp chưng cất hoạt động ở áp suất thường nên ta thiết kế thân hình trụ bằng phương pháp hàn giáp mối (phương pháp hồ quang ) Thân tháp được ghép với nhau bằng các mối ghép . kém. - Thiết bị nặng - Trở lực khá cao. - Cấu tạo phức tạp. 7 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol -nước SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh ► Đồ án này sử dụng tháp mâm chóp để chưng cất. 79 78, 6 78, 4 78, 4 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol -nước SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh Hình 3: Đồ thị cân bằng lỏng-hơi hệ Etanol- Nước 2. Phương pháp và thiết bị chưng cất: 2.1 nồi đun được xem làm một mâm lý thuyết. Dùng cho tháp chưng cất năng suất cao. 6 Thiết kế tháp mâm chóp chưng cất ethanol -nước SVTH: Tô Thị Thanh Loan GVHD: Vũ Bá Minh - Thiết bị trao đổi nhiệt