TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BỘ MÔN MÁY – THIẾT BỊ …… BÁO CÁO THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ BÀI 5: QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶCKẾT TINH GVHD: TRƯƠNG VĂN MINH SVTH: VÕ THÁI QUÝ MSSV: 12013961 LỚP : DHHO8A NHÓM: 2 TỔ: 5 HỌC KỲ: 2 NĂM HỌC: 20142015 Tháng 5 năm 2015 Mục lục Mục lục 1 BÀI 5: QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶCKẾT TINH. 2 5.1. Mục đích thí nghiệm. 2 5.2. Kết quả thí nghiệm. 2 5.2.1. Xử lý số liệu. 2 5.2.1.1. Cân bằng vật chất. 2 5.2.1.2. Cân bằng năng lượng. 2 5.3. Nhận xét và bàn luận. 3 Tài liệu tham khảo. 4 Phụ lục. 5 BÀI 5: QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶCKẾT TINH. 5.1. Mục đích thí nghiệm. Giúp sinh viên hiểu rõ hơn về quá trình và thiết bị cô đặc. Tính toán cân bằng vật chất, cân bằng năng lượng để xác định các thông số cần thiết. Giúp sinh viên vận hành chính xác thiết bị, đo dạc các thông số của quá trình. Xác định năng suất và hiệu suất của quá trình. Đánh giá quá trình hoạt động gián đoạn 5.2. Kết quả thí nghiệm. 5.2.1. Xử lý số liệu. 5.2.1.1. Cân bằng vật chất. m_bE (g) m_bS (g) x_bE x_b(,E) x_bS x_b(,S) mctan (g) mdm (g) 5930.4 3982.8 0.0264 0.973 0.0393 0.96 161.4 5769 5.2.1.2. Cân bằng năng lượng. Nhiệt nồi đun (KJ) Nhiệt đun nóng (KJ) Nhiệt bay hơi (KJ) ts (oC) tE (oC) Q2 (KJ) 4520 1200 4500 38 30 8262.68 5.3. Nhận xét và bàn luận. Nồng độ dung dịch trước và sau thay đổi, nồng độ dung dịch sau cao hơn dung dịch trước cô đặc. Sai số trong thí nghiệm là do thiết bị đo sai. Sai số trong quá trình cân khối lượng mẫu, dẫn tới sai nồng độ. Sai số do ảnh hưởng của nhiệt độ, áp suất môi trường và tạp chất. Tài liệu tham khảo. 1. Trường đại học công nghiệp tp.Hồ Chí Minhkhoa công nghệ hóa họcHướng dẫn thực hành quá trình và thiết bị Nhà xuất bản lao động2012. 2. Trường đại học công nghiệp tp.Hồ Chí Minh – khoa máy – thiết bị hóa học – các quá trình thiết bị cơ học – 2011. 3. Trường đại học công nghiệp tp.Hồ Chí Minh – khoa máy – thiết bị hóa học – quá trình thiết bị truyền nhiệt2011. 4. Bảng tra cứu quá trình cơ học –truyền nhiệttruyền khốinhà xuất bản đại học quốc gia TP.HỒ CHÍ MINH2012. Phụ lục. Tính toán nồng độ dung dịch CuSO4. Trước khi cô đặc. Ta có trong 100ml dung dịch CuSO4 có 98.84 (g) Trong 100ml nước thì khối lượng là 96.15 (g) Khối lượng CuSO4 có trong 100 ml là: 98.8496.15=2.69(g) Nên khối lượng riêng của dung dịch CuSO4 ρ=98.84100=0,9884 (g⁄〖cm〗3 ) Nồng độ dung dịch CuSO4. C%=2.6998.84.100%=2.72% Sau khi cô đặc. Ta có trong 100ml dung dịch CuSO4 có 99.57 (g) Trong 100ml dung dịch CuSO4 có 3.43(g) CuSO4 Khối lượng riêng thay đổi ρ=99,57100=0,9957(g⁄〖cm〗3 ) Nồng độ của dung dịch CuSO4 C%=3.4399,57.100%=3,44% Khối lượng dung dịch trong nồng đun Trước khi cô đặc: m_bE=0,9884.6000=5930.4 (g) Sau khi cô đặc: m_bS=0,9957.4000=3982,8 (g) Cân bằng vật chất Nồng độ đầu của dung dịch trong chất tan: x_bE=C_đ(C_đ+100)=2.72(2.72+100)=0.0264(g_(〖CuSO〗_4 )⁄g_dd ) Nồng độ đầu của dung môi trong nồng đun: x_đ,=1x_đ=0,973 (g_(〖CuSO〗_4 )⁄g_dd ) Cân bằng vật chất đối với chất tan: m_bE.x_bE=m_bS.x_bS=>x_bS=(m_bE.x_bE)(m_bS )=(5930,4×0.0264)3982.8=0,0393(g_(〖CuSO〗_4 )⁄g_dd ) Cân bằng vật chất đối với dung môi: m_bE.x_b(,E)=m_bS.x_b(,S)+m_(dung môi bay hơi) =>x_b(,S)=(m_bE.x_b(,E)m_dm)(m_bS )=(5930.4×0.9731947.6)(3982.8 )=0.96(g_(〖CuSO〗_4 )⁄g_dd ) Với: m_(dung môi bay hơi)=m_bEm_bS=5930.43982.8=1947,6(g) Khối lượng chất tan vào = khối lượng chất tan ra m_(chất tan〖vào 〗 )=m_(chất tanra )=(2,69×6000)100=161.4(g) Cân bằng năng lượng nhiệt nồi đun: Q1=mdm.rhơi nước xem hơi nước bốc lên là hơi nước bảo hòa, ở P=1atm,t=100oC rhơi=2260kjkg (nhiệt hóa hơi) mdm=1947.6 (g) Q1=2260x1947.6 =4401576 (J) Nhiệt đun nóng là nhiệt do điện trở cung cấp từ giai đoạn đầu đến gia đoạn bắt đầu có hơi bốc lên: Ta có τ1=600 (s) Nhiệt đun nóng(100%)=2000W x τ1= (J) Qđunnong=1200 KJ nhiệt bay hơi là nhiệt do điện trở cung cấp từ giai đoạn bắt đầu bốc hơi đến khi kết thúc khảo sát: τ2=3000 (s) Nhiệt bay hơi(75%)=1500(W)x τ2= J Qbayhoi=4500KJ Thiết bị ngưng tụ: giai đoạn bốc hơi Q2=V1.ρ.C.(tStE).τ2; ttb=(t_S+t_E)2=(30+100)2=65oC V1=5 (lp) = 112 (ls) ρnước=0.986 (kgl) (ở 65℃) Cnước(65℃)=4.190 (kjkg.độ) Q2=112x0.986x4.190x(3830)x3000=8262.68 KJ
bảng 2.1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC BỘ MÔN MÁY – THIẾT BỊ …… BÁO CÁO THỰC HÀNH QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ BÀI 5: QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC-KẾT TINH GVHD: TRƯƠNG VĂN MINH SVTH: VÕ THÁI QUÝ MSSV: 12013961 LỚP : DHHO8A NHÓM: TỔ: HỌC KỲ: NĂM HỌC: 2014-2015 Tháng năm 2015 Mục lục BÀI 5: QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC-KẾT TINH 5.1 Mục đích thí nghiệm • Giúp sinh viên hiểu rõ trình thiết bị cô đặc • Tính toán cân vật chất, cân lượng để xác định thông số cần thiết • Giúp sinh viên vận hành xác thiết bị, đo dạc thông số trình • Xác định suất hiệu suất trình • Đánh giá trình hoạt động gián đoạn 5.2 Kết thí nghiệm 5.2.1 Xử lý số liệu 5.2.1.1 Cân vật chất (g) (g) 5930.4 3982.8 0.0264 0.973 0.0393 0.96 mctan (g) mdm (g) 161.4 5769 5.2.1.2 Cân lượng Nhiệt nồi đun (KJ) Nhiệt đun nóng (KJ) Nhiệt bay (KJ) ts ( C) tE ( C) Q2 (KJ) 4520 1200 4500 38 30 8262.68 o o 5.3 Nhận xét bàn luận - Nồng độ dung dịch trước sau thay đổi, nồng độ dung dịch sau cao dung dịch trước cô đặc - Sai số thí nghiệm thiết bị đo sai - Sai số trình cân khối lượng mẫu, dẫn tới sai nồng độ - Sai số ảnh hưởng nhiệt độ, áp suất môi trường tạp chất Tài liệu tham khảo [1] Trường đại học công nghiệp tp.Hồ Chí Minh-khoa công nghệ hóa học-Hướng dẫn thực hành trình thiết bị- Nhà xuất lao động-2012 [2] Trường đại học công nghiệp tp.Hồ Chí Minh – khoa máy – thiết bị hóa học – trình thiết bị học – 2011 [3] Trường đại học công nghiệp tp.Hồ Chí Minh – khoa máy – thiết bị hóa học – trình thiết bị truyền nhiệt-2011 [4] Bảng tra cứu trình học –truyền nhiệt-truyền khối-nhà xuất đại học quốc gia TP.HỒ CHÍ MINH-2012 Phụ lục Tính toán nồng độ dung dịch CuSO4 Trước cô đặc Ta có 100ml dung dịch CuSO4 có 98.84 (g) Trong 100ml nước khối lượng 96.15 (g) Khối lượng CuSO4 có 100 ml là: ) Nên khối lượng riêng dung dịch CuSO4 ) Nồng độ dung dịch CuSO4 Sau cô đặc Ta có 100ml dung dịch CuSO4 có 99.57 (g) Trong 100ml dung dịch CuSO4 có CuSO4 Khối lượng riêng thay đổi ) Nồng độ dung dịch CuSO4 Khối lượng dung dịch nồng đun Trước cô đặc: Sau cô đặc: Cân vật chất Nồng độ đầu dung dịch chất tan: Nồng độ đầu dung môi nồng đun: Cân vật chất chất tan: Cân vật chất dung môi: Với: Khối lượng chất tan vào = khối lượng chất tan Cân lượng nhiệt nồi đun: Q1=mdm.rhơi nước xem nước bốc lên nước bảo hòa, P=1atm,t=100 oC rhơi=2260kj/kg (nhiệt hóa hơi) mdm= (g) Q1=2260x =4401576 (J) Nhiệt đun nóng nhiệt điện trở cung cấp từ giai đoạn đầu đến gia đoạn bắt đầu có bốc lên: Ta có 1=600 (s) Nhiệt đun nóng(100%)=2000W x 1= (J) Qđunnong=1200 KJ nhiệt bay nhiệt điện trở cung cấp từ giai đoạn bắt đầu bốc đến kết thúc khảo sát: =3000 (s) Nhiệt bay hơi(75%)=1500(W)x 2= J Qbayhoi=4500KJ Thiết bị ngưng tụ: giai đoạn bốc Q2=V1 C.(tS-tE).2; ttb===65oC V1=5 (l/p) = 1/12 (l/s) nước nước (kg/l) (ở ) (=4.190 (kj/kg.độ) Q2=x0.986x4.190x(38-30)x3000=8262.68 KJ