Phân riêng hệ không đồng nhất dưới tác dụng của trọng lực
TIỂU LUÂÂN Phân riêng hê không đồng dưới tác dụng của trọng lực Đơn vị: Bô Môn Máy và Thiết Bị Công NghiêÂp Hóa Chất ViêÂn Kỹ ThuâÂt Hóa Học Trường Đại Học Bách Khoa Hà NôÂi Tài liệu tham khảo: 1) Hà Thị An, Quá trình và Thiết bị Thủy cơ, NXB ĐHBK Hà nôÂi 1976 2) Nguyễn Bin, Nguyễn Trọng Khuông (Chủ biển), Sổ tay Quá trình và Thiết bị công nghiêÂp hóa chất, tâÂp 1,2, NXB KHKT, Hà nôÂi 2006 3) Coulson and Richardson (2002) Chemical Engieering, Vol 2, 5th Ed Mở đầu 1) Khái niệm hệ khơng đồng 1.1 Hệ khí khơng đồng Pha liên tục là pha khí Pha phân tán là các phần tử rắn lỏng Ví dụ: Hệ khói, Hệ bụi, … 1.2 Hệ lỏng không đồng Pha liên tục là pha lỏng Pha phân tán là các phần tử rắn, lỏng khí Huyền phù thơ: dp ≥ 100 µm Huyền phù mịn: dp = 0,5 – 100 µm Chất lỏng đục: dp = 0,1 – 0,5 µm Nhũ tương: phân tán các phần tử lỏng không tan lẫn pha liên tục Mở đầu 2) Các phương pháp phân riêng hệ không đồng 2.1.Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực Phòng lắng, đường lắng, … (đối với hệ khí) Thiết bị lắng làm việc gián đoạn, bán liên tục, liên tục (đối với hệ lỏng) Mở đầu 2) Các phương pháp phân riêng hệ không đồng Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực Mở đầu 2) Các phương pháp phân riêng hệ không đồng Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực Mở đầu 2) Các phương pháp phân riêng hệ không đồng 2.2 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của lực điện trường Thiết bị lọc điện kiểu (Thiết bị lọc điện khô) Thiết bị lọc điện kiểu ống (Thiết bị lọc điện ướt) Mở đầu 2) Các phương pháp phân riêng hệ không đồng Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của lực điện trường Mở đầu 2) Các phương pháp phân riêng hệ không đồng 2.3 Phân riêng hệ không đồng nhờ vật ngăn Các thiết bị lọc hệ khí bụi Các thiết bị lọc huyền phù lỏng Mở đầu 2) Các phương pháp phân riêng hệ không đồng 2.4 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của lực ly tâm Các thiết bị cyclone tách hỗn hợp khí và lỏng Các thiết bị lọc huyền phù lỏng Các thiết bị lắng ly tâm Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực I.1 Vận tốc lắng của hạt trường trọng lực *) Lắng tự tập hợp hạt đồng nhất, ổn định trình lắng hạt cặn khơng thay đổi hình dạng, kích thước, khơng va chạm vào nhau, vào thành bình *) Để đặc trưng cho lắng hạt cặn trạng thái này, ta nghiên cứu trình rơi hạt cặn hình cầu Trong mơi trường lưu chất tĩnh, thời điểm ban đầu tốc độ rơi hạt không Dưới tác dụng trọng lực hạt rơi xuống với tốc độ tăng dần, đồng thời lúc bắt đầu xuất lực cản môi trường với bề mặt hạt 10 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực I.4 Lắng trọng lực đối với hệ lỏng không đồng Và đó diện tích bề mặt lắng xác định theo: v0 v − v1 F0 = = 3600U t 3600U t v0 = (I-27) F0 h = 3600 F0U t h (I-26) 3600U t 32 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực I.4 Lắng trọng lực đối với hệ lỏng không đồng Nếu không có sự thất thoát và lắng hoàn toàn: Lượng pha rắn huyền phù = Lượng pha rắn bã lắng Vρ1 x0 = V1 ρ1 x2 x0 V1 = V x2 (I-28) x0: Hàm lượng pha rắn huyền phù (kg bã khô/kg pha lỏng) x2 : Hàm lượng pha rắn bã (kg bã khô/kg pha lỏng) ρ1: Khối lượng riêng của pha lỏng (kg/m ) 33 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực I.4 Lắng trọng lực đối với hệ lỏng không đồng Từ (I-27) và (I-28): v0 v − v1 F0 = = 3600U t 3600U t Suy ra: (I-27) x0 V1 = V x2 x0 V −V x2 − x0 x2 F0 = =V 3600U tτ s 3600U t x2τ s (I-28) (I-29) 34 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực I.4 Lắng trọng lực đối với hệ lỏng không đồng Nếu tính cho quá trình lắng liên tục và kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đồng của pha rắn pha lỏng: v0 v − v1 F0 = = 3600U t 3600U t Suy ra: (I-27) x0 V −V x2 − x0 x2 F0 = =V 3600U tτ s 3600U t x2τ s x2 − x0 F0 = 1,33v 3600U t x2 (I-29) (I-30) 35 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực h1 I.5 Tính toán thiết bị lắng làm việc liên tục h3 h3 H V0 V1 36 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực I.5 Tính toán thiết bị lắng làm việc liên tục Nếu tính cho quá trình lắng liên tục và kể đến ảnh hưởng của sự phân bố không đồng của pha rắn pha lỏng: x2 − x0 F0 = 1,33v 3600U t x2 Đường kính thiết bị: 4F0 D= π Hoặc có thể xác định theo: (I-30) F0 h v0 = = 3600 F0U t h 3600U t (I-26) (I-32) 37 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực I.5 Tính toán thiết bị lắng làm việc liên tục Chiều cao vùng lắng tự (h1): K2:Hệ số phụ thuộc hình dáng đáy thiết bị -Đáy nón: K2 = 0,131tgα -Đáy (I-33) phẳng: K2 = -Đáy V0 − K D h1 = F0 cầu: K2 = 0,071 Kinh nghiệm: h1 = 0,45 – 0,75 m 38 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực I.5 Tính toán thiết bị lắng làm việc liên tục Chiều cao vùng lắng nén (làm đặc), h2: G0: Lượng bã ẩm, kg/hr τd: Thời gian làm đặc, hr G0τ d h2 = F0 ρ b (I-56) Kinh nghiệm: ρb: Khối lượng riêng bã ẩm, kg/m Vận tốc khuấy: 2,5 – 3,0 vòng/hr 0,5 – 1,5 kW Kinh nghiệm: τd = 0,7 – 1,5 hr Kinh nghiệm: h3 = 0,0075D Độ ẩm bã: 50 – 90% 39 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực I.5 Tính toán thiết bị lắng làm việc liên tục Ví dụ 3: 40 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực I.5 Tính toán thiết bị lắng làm việc liên tục 41 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực I.5 Tính toán thiết bị lắng làm việc liên tục 42 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực I.5 Tính toán thiết bị lắng làm việc liên tục Ví dụ 4: 43 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực I.5 Tính toán thiết bị lắng làm việc liên tục Vận tốc lắng: 44 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực I.5 Tính toán thiết bị lắng làm việc liên tục 45 CHÂN THÀNH CẢM ƠN! 46 ... pháp phân riêng hệ không đồng Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực Mở đầu 2) Các phương pháp phân riêng hệ không đồng Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng. .. phương pháp phân riêng hệ không đồng Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của lực điện trường Mở đầu 2) Các phương pháp phân riêng hệ không đồng 2.3 Phân riêng hệ không đồng nhờ vật... I Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của trọng lực I.3 Năng suất lắng của số thiết bị lắng Thiết bị lắng cào làm việc liên tục 28 Phân riêng hệ không đồng dưới tác dụng của