QUY TRÌNH VÀ THIẾT BỊ HỆ RẮN KHÍ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC CƠ SỞ CÔNG NGHỆ HÓA HỌC QUY TRÌNH VÀ THIẾT BỊ HỆ RẮN KHÍ KHÔNG XÚC TÁC Giáo viên hướng dẫn: Mai Xuân Tịnh Sinh viên thực hiện: Võ Văn Hưng Nguyên Minh Quân Nguyễn Ngọc Tích Lê Phúc Võ Quang Anh Huế 2015 NỘI DUNG CHÍNH I Giới thiệu V Tài liệu tham khảo IV Các trình hệ rắn khí không xúc tác II Thiết bị phản ứng III Phản ứng khí rắn I Giới Thiệu  Nội dung chủ yểu sâu vào chể trình phản ứng, quy luật nội dung quy luật để giải thích số vấn đề công nghệ ,đặc bịêt qúa trình phản ứng thường gặp công nghiệp hóa học hợp chất vô hữu  Với ba trạng thái vật chất: khí , lỏng, rắn , công nghịêp người ta gặp đầy đủ phản ứng phản ứng kết hợp trạng thái này: (ở ta xét trường hợp phản ứng rắn- khí)  Sau tìm hiểu loại thiềt bị phản ứng khác sử dụng lĩnh vực hóa học II Thiết bị phản ứng  Thíêt bị phản ứng thíêt bị trọng tâm đa số trình biến đổi hóa học  Người ta định nghĩa thíêt bị phàn ứng thiết bị mà xảy phản ứng hóa học , nghĩa thíêt bị dùng để chuyển hóa chất tham gia phản ứng thành sản phẩm hóa học  Phản ứng xảy thiềt bị phản ứng không phàn ứng hóa học tuân theo định luật biến đổi chất thông thường mà bao gồm nhìêu qúa trình khác xảy tác động qua lại lẫn Ơ qúa trình phản ứng dù qúa trình thu nhịêt tỏa nhịêt ( Nhịêt hóa học làm thay đổi nhịêt độ phản ứng qua làm thay đổi tốc độ phản ứng chất lượng sản phẩm.Do nhu cầu chất lượng sản phẩm để tránh tạo sản phẩm phụ không mong muốn, phản ứng phải thực hịên đìều kiện nhịêt độ xác định)  Lò công nghiệp thiết bị người ta đốt nhiên liệu, tiến hành phản ứng hóa học hay dung lượng điện để cung cấp nhiệt cho việc xử lý nhiệt nhiều loại vật liệu với tham gia trình vật lý hóa học II Thiết bị phản ứng a) Phân loại thiết bị theo phản ứng: -Theo pha hệ: • Theo chất pha : thiết bị phản ứng pha khí, lỏng rắn • Theo số pha - thiết bị phản ứng pha (đồng thể) : pha khí lỏng, - thiết bị phản ứng nhiều pha (dị thể) : - thiết bị phản ứng hai pha : khí-lỏng, lỏng-lỏng, khí-rắn, lỏng-rắn - thiết bị phản ứng ba pha : khí-lỏng-rắn • Theo trạng thái pha : thiết bị phản ứng pha liên tục pha phân tán II Thiết bị phản ứng a) Phân loại thiết bị theo phản ứng: -Điều kiện tiến hành trình: • Theo phương thức làm việc: - thiết bị phản ứng gián đoạn - liên tục - bán liên tục • Theo điều kiện nhiệt - thiết bị phản ứng đẳng nhiệt- đoạn nhiệt II Thiết bị phản ứng a) Phân loại thiết bị theo phản ứng: -Theo điều kiện thủy động • Theo chiều chuyển động pha : - thiết bị phản ứng xuôi dòng, ngược dòng dòng chéo  thiết bị phản ứng dọc trục xuyên tâm • Theo chế độ chuyển động : - thiết bị phản ứng dạng ống ; - thiết bị phản ứng khuấy trộn hoàn toàn - thiết bị phản ứng nhiều ngăn II Thiết bị phản ứng • Theo trạng thái tầng xúc tác - thiết bị phản ứng tầng xúc tác cố định ; - thiết bị phản ứng tầng xúc tác di động ; -thiết bị phản ứng tầng sôi ; - thiết bị phản ứng tầng xúc tác kéo theo b) Phân loại thiết bị phản ứng theo phương thức làm việt:    Thiết bị phản ứng gián đoạn Thiết bị phản ứng liên tục Thiết bị phản ứng bán liên tục III Phản Ứng Hệ Khí - Rắn  Phản ứng rắn- khí xem phản ứng quan trọng công nghịp hóa chất  Với pha rắn chất xúc tác thường gặp qúa trình chế bíên dầu mỏ qúa trình: cracking xúc tác, isomr hóa , rforming xúc tác…  Phản ứng với pha rắn tác nhân phản ứng nung quặng FS,ZnS…  Khi nghiên cứu tốc độ trình hệ S-G, đặc biệt trình nung chất rắn, người ta đưa mô hình hạt hình cầu với lõi chưa phản ứng.Theo mô hình phản ứng xảy trước hết bề mặt phản ứng, sau phản ứng ngày sâu vào thể tích hạt trình phản ứng hình thành lớp chất xốp (tro) bao bọc phần chất rắn lại hạt 10 (1) Khuếch tán chất khí từ dòng khí lên bề mặt hạt rắn; (2) Khuếch tán nội qua lớptro; (3) Phản ứng hóa học bề mặt chất rắn; (4) Khuếch tán sản phẩm trở qua lớp tro; (5) Khuếch tán sản phẩm trở lại vào dòng khí 11 III Phản Ứng Hệ Khí - Rắn  Phương trình tổng quát cho trình có dạng:  Trong kg hệ số chuyển khối dòng khí ( trở lực trình khuếch tán dòng khí; số tốc độ phản ứng hóa học tính cho đơn vị bề mặt chất rắn; số khuếch tán chất khí lớp tro) Động lực chất khí cần hấp phụ pha khí) 12 IV Các Quá Trình Không Xúc Tác  Các trình không xúc tác hệ rắn-khí (S-G) xử dụng nhiều công nghệ hóa học hấp phụ giải hấp phụ chất khí từ chất rắn, thăng hoa ngưng tụ chất rắn, phân hủy nhiệt nhiên liệu rắn trình nung khác  Các trình tiêu biểu cho hệ rắn-khí nung chất rắn hấp phụ 13 IV Các Quá Trình Không Xúc Tác a) Nung:  Nung trình xử lý chất rắn nhiệt độ cao để thu sản phẩm khí rắn, đồng thời tạo độ bền học cho chất rắn( quátrìnhlàm khan)  Trong nung xảy trình hóa lý hóa học khác phân hủy nhiệt , thăng hoa, phân ly , loại nước với phản ứng pha rắn, phản ứng chất rắn chất khí phản ứng pha - khí  Khi nung, chất rắn bị nóng chảy phần phản ứng với pha khác 14 Sơ đồ trình nung: 15 Một ứng dụng Quá trình hấp phụ IV Các Quá Trình Không Xúc Tác b) Hấp Phụ:  Hấp phụ trình hấp thụ chất khí lên bề mặt hạt rắn Hấp phụ khí xử dụng để thu hồi dung môi để bay , để làm không khí khỏi khí độc hại , để tách hỗn hơp khít hành phần riêng biệt…  Hấp phụ khử hấp phụ đóng vai trò quan trọng trình xúc tác dị thể giai đoạn trình chuyển hóa hợp chất Quá trình hấp phụ xảy bề mặt chất rắn 16 Cân trình hấp phụ miêu tả quy luật phân bố thành phần chất khí pha khí pha rắn Nó biểu diễn dạng đường đẳng nhiệt Langmuir Trong đó: G a lượng chất khí hấp phụ đơn vị khối lượng chất hấp phụ; A, B số phụ thuộc vào tính chất pha; áp suất riêng phần cân chất khí hấp phụ 17 V Tài Liệu Tham Khảo   CÁM ƠN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN http://doc.edu.vn/tai-lieu/giao-trinh-ky-thuat-thiet-bi-phan-ung-52116/ http://mientayvn.com/Bo_suu_tap_ky_thuat_cong_nghe/Cong_nghe_hoa_hoc/Cong_nghe_h oa_hoc.pdf LẮNG NGHE 18 ... chất khí lớp tro) Động lực chất khí cần hấp phụ pha khí) 12 IV Các Quá Trình Không Xúc Tác  Các trình không xúc tác hệ rắn -khí (S-G) xử dụng nhiều công nghệ hóa học hấp phụ giải hấp phụ chất khí. .. trình hệ rắn khí không xúc tác II Thiết bị phản ứng III Phản ứng khí rắn I Giới Thiệu  Nội dung chủ yểu sâu vào chể trình phản ứng, quy luật nội dung quy luật để giải thích số vấn đề công nghệ... Hệ Khí - Rắn  Phản ứng rắn- khí xem phản ứng quan trọng công nghịp hóa chất  Với pha rắn chất xúc tác thường gặp qúa trình chế bíên dầu mỏ qúa trình: cracking xúc tác, isomr hóa , rforming xúc