Bai giang kỹ thuật thực phẩm 2 chương 3 hấp thụ

3.2 Cân bằng pha quá trình hấp thu3.2.1 Độ hoà tan của khí trong lỏng Lượng khí hoà tan tối đa trong một đơn vị chất lỏng,kg/m3; kg/kg… 3.2.2 Đường cân bằng trong quá trình hấp thu Khi t

3.1 Quá trình hấp thu

3.1.3 Vai trò dung môi

Vai trò dung môi

Hòa tan chọn lọcNhiệt dung riêng bé

3.2 Cân bằng pha quá trình hấp thu

3.2.1 Độ hoà tan của khí trong lỏng

Lượng khí hoà tan tối đa trong một đơn vị chất lỏng,kg/m3; kg/kg…

3.2.2 Đường cân bằng trong quá trình hấp thu

Khi tính toán quá trình hấp thu, chúng ta sử dụng nồng

độ tỷ số mol

5

3.2 Cân bằng pha quá trình hấp thu

3.2.2 Đường cân bằng trong quá trình hấp thu

3.3 Cân bằng vật chất

3.3.2 Phương trình cân bằng vật chất

- Gđ: Hỗn hợp khí vào thiết bị hấp thụ, kmol/h

- Gc: Hỗn hợp khí ra khỏi thiết bị hấp thụ, kmol/h

- Gtr: lượng khí trơ trong hỗn hợp khí, kmol/h

- Yđ: nồng độ đầu của hỗn hợp khí vào, kmol/kmol khítrơ

- Yc: nồng độ cuối của hỗn hợp khí ra, kmol/kmol khí trơ

3.3 Cân bằng vật chất

3.3.2 Phương trình cân bằng vật chất

- Lđ: Hỗn hợp lỏng vào thiết bị hấp thụ, kmol/h

- Lc: Hỗn hợp lỏng ra khỏi thiết bị hấp thụ, kmol/h

- Ltr: Lượng dung môi trong hỗn hợp lỏng, kmol/h

- Xđ: Nồng độ đầu của hỗn hợp lỏng vào, kmol/kmoldung môi

- Xc: Nồng độ cuối của hỗn hợp lỏng ra, kmol/kmol dungmôi

9

3.3 Cân bằng vật chất

3.3.2 Phương trình cân bằng vật chất

- Giả thiết:

• Dung môi không bay hơi

• Không có phản ứng giữa dung môi và cấu tử bị hấpthụ

- Phương trình bảo toàn cấu tử bị hấp thụ cho toàntháp

Gtr(Yđ – Yc) = Ltr(Xc – Xđ)

3.3 Cân bằng vật chất

3.3.2 Phương trình cân bằng vật chất

- Cân bằng vật chất cho một đoạn tháp

Khi đó: Gtr(Yi – YC) = Ltr(Xi – Xđ)

3.3 Cân bằng vật chất

3.3.3 Lượng dung môi tối thiểu (Ltrmin)

Trong thực tế tính toán thiết kế cho hệ thống hấp thu,người ta xác định: Ltr = b*Ltrmin

Ltrmin: Lượng dung môi tối thiểu cần dùng để quá trìnhhấp thu đạt cân bằng

13

3.3 Cân bằng vật chất

3.3.3 Lượng dung môi tối thiểu (Ltrmin)

Phương pháp xác định XCmax

3.3 Cân bằng vật chất

3.3.3 Lượng dung môi tối thiểu (Ltrmin)

Phương pháp xác định XCmax

15

3.4 Các yếu tố ảnh hưởng quá trình

3.4 Các yếu tố ảnh hưởng quá trình

hấp thu

3.4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ

T1 < T2 < T3

3.4 Các yếu tố ảnh hưởng quá trình

Màng

Bề mặt

Đĩa Đệm

3.5 Các thiết bị hấp thu

3.5.1 Tháp đệm

- Thân hình trụ rỗng, bên trong chứa đệm cùng với lưới

đỡ đệm

- Tháp cao chia nhiều đoạn nối với nhau (mặt bích/hàn)

 tháp làm việc đều hơn

- Đệm được đổ vào trong tháp có thể xếp trật tự hoặcngẫu nhiên

21

3.5 Các thiết bị hấp thu

3.5.1 Tháp đệm

- Yêu cầu của đệm

Vòng Pall Vòng Pall

3.5 Các thiết bị hấp thu

3.5.1 Tháp đệm

- Yêu cầu của đệm

Đệm cầu Đệm chân vịt Đệm vĩ gỗ

3.5.Các thiết bị hấp thu

3.5.1 Tháp đệm

25

3.5 Các thiết bị hấp thu

3.5.1 Tháp đệm

- Ưu điểm

• Cấu tạo đơn giản, trở lực thấp

• Giới hạn làm việc tương đối rộng

- Nhược điểm

• Khó làm ướt nhiều đệm

• Hiệu suất thấp do hiệu ứng thành

3.5 Các thiết bị hấp thu

3.5.1 Tháp đệm – bộ phận phân phối lỏng

27

3.5 Các thiết bị hấp thu

3.5.1 Tháp đệm – bộ phận phân phối lỏng

3.5 Các thiết bị hấp thu

3.5.1 Tháp đệm – bộ phận phân phối lỏng

29

3.5 Các thiết bị hấp thu

3.5.1 Tháp đệm – bộ phận phân phối lỏng

• Đĩa lỗ (đĩa lưới)

- Pha lỏng chảy từ trên xuống qua lỗ mâm hoặc quaống chảy chuyền

3.5 Các thiết bị hấp thu

33

3.5 Các thiết bị hấp thu

3.5.2 Tháp mâm (đĩa)- Đĩa chóp

3.5 Các thiết bị hấp thu

3.5.2 Tháp mâm (đĩa)- Đĩa chóp

35

3.5 Các thiết bị hấp thu

3.5.2 Tháp mâm (đĩa)- Đĩa lưới

Chóp hoạt động hình thường

Hơi thổi ra dưới vành chóp

3.5 Các thiết bị hấp thu

3.5.3 Thiết bị loại bề mặt

3.5 Các thiết bị hấp thu

3.5.4 Thiết bị loại màng

39

Bài tập 1

Một tháp đĩa hoạt động ở áp suất 760 mmHg,

nhiệt độ làm việc 250C dùng để hấp thu khí SO2 từ không khí với lưu lượng 5000m3/h, hàm lượng SO2của dòng khí vào là 5% theo thể tích Tỉ lệ hấp thu 85% Nồng độ dung môi vào tháp bằng 0,5% mol

SO2/mol dung môi Lượng dung môi sử dụng lớn hơn lượng dung môi tối thiểu 40% Đường cân

bằng là đường thẳng có phương trình Y* = 1,5.X Hãy xác định:

Lượng dung môi tinh khiết cần sử dụng (kmol/h).

Bài tập

Tiến hành xử lý hỗn hợp khí (không khí và H2S) tại

phân xưởng sản xuất khí sinh học với lưu lượng

1500m3/h, người ta dùng tháp đệm để hấp thụ khí H2S với dung môi là nước Tháp được vận hành ở

nhiệt độ 27oC, áp suất 820mmHg Hàm lượng H2S trong hỗn hợp khí vào tháp là 4,5% tính theo phần

mol Lượng dung môi sử dụng cho quá trình là

160kmol/h, hàm lượng H2S không đáng kể Sau quá trình hấp thụ, hàm lượng H2S trong hỗn hợp lỏng ra khỏi tháp chiếm 1,75% tính theo phần mol Xác định lượng H2S có trong hỗn hợp khí vào tháp (kmol/h) và