Bai giang kỹ thuật thực phẩm 2 chương 3 hấp thụ

Chương 3: Quá trình hấp thụ 3.1 Quá trình hấp thụ 3.2 Cân pha 3.3 Cân vật chất 3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình hấp thụ 3.5 Thiết bị hấp thụ 3.1 Quá trình hấp thu 3.1.1 Định nghĩa Hấp thụ trình hút khí chất lỏng Khí hút: Chất bị hấp thụ Chất lỏng dùng để hút khí: Chất hấp thu (dung môi – lỏng trơ) Khí không bị hấp thụ: Khí trơ 3.1 Quá trình hấp thu 3.1.2 Ứng dụng Sản xuất Vai trò dung môi Hấp thu Thu hồi cấu tử quý Xử lý khí thải 3.1 Quá trình hấp thu 3.1.3 Vai trò dung môi Hòa tan chọn lọc Không độc, không ăn mòn Nhiệt dung riêng bé Nhiệt độ sôi dung môi khác chất hòa tan Vai trò dung môi Độ nhớt thấp Ít bay Không tạo tủa Nhiệt độ đóng rắn thấp 3.2 Cân pha trình hấp thu 3.2.1 Độ hoà tan khí lỏng Lượng khí hoà tan tối đa đơn vị chất lỏng, kg/m3; kg/kg… 3.2.2 Đường cân trình hấp thu Khi tính toán trình hấp thu, sử dụng nồng độ tỷ số mol 3.2 Cân pha trình hấp thu 3.2.2 Đường cân trình hấp thu 3.3 Cân vật chất 3.3.1 Sơ đồ hệ thống trình hấp thu Gc, yc (Yc) Ld, xd (Xd) Gd, yd (Yd) Lc, xc (Xc) 3.3 Cân vật chất 3.3.2 Phương trình cân vật chất - Gđ: Hỗn hợp khí vào thiết bị hấp thụ, kmol/h - Gc: Hỗn hợp khí khỏi thiết bị hấp thụ, kmol/h - Gtr: lượng khí trơ hỗn hợp khí, kmol/h - Yđ: nồng độ đầu hỗn hợp khí vào, kmol/kmol khí trơ - Yc: nồng độ cuối hỗn hợp khí ra, kmol/kmol khí trơ 3.3 Cân vật chất 3.3.2 Phương trình cân vật chất - Lđ: Hỗn hợp lỏng vào thiết bị hấp thụ, kmol/h - Lc: Hỗn hợp lỏng khỏi thiết bị hấp thụ, kmol/h - Ltr: Lượng dung môi hỗn hợp lỏng, kmol/h - Xđ: Nồng độ đầu hỗn hợp lỏng vào, kmol/kmol dung môi - Xc: Nồng độ cuối hỗn hợp lỏng ra, kmol/kmol dung môi 3.3 Cân vật chất 3.3.2 Phương trình cân vật chất - Giả thiết: • Dung môi không bay • Không có phản ứng dung môi cấu tử bị hấp thụ - Phương trình bảo toàn cấu tử bị hấp thụ cho toàn tháp Gtr(Yđ – Yc) = Ltr(Xc – Xđ) 10 3.5 Các thiết bị hấp thu 3.5.1 Tháp đệm – phận phân phối lỏng 28 3.5 Các thiết bị hấp thu 3.5.1 Tháp đệm – phận phân phối lỏng 29 3.5 Các thiết bị hấp thu 3.5.1 Tháp đệm – phận phân phối lỏng Vòi sen Rây hở Vòi phun 30 3.5 Các thiết bị hấp thu 3.5.1 Tháp đệm 3.5.1.1 Chế độ làm việc tháp đệm OA – Chế độ dòng AB – Chế độ độ BC – Chế độ rối CD - Chế độ sủi bọt 31 3.5 Các thiết bị hấp thu 3.5.2 Tháp mâm (đĩa) - Tháp hình trụ, bên gắn mâm có cấu tạo khác • Đĩa chóp • Đĩa supap • Đĩa sóng chữ S • Đĩa lỗ (đĩa lưới) - Pha lỏng chảy từ xuống qua lỗ mâm qua ống chảy chuyền - Pha hơi/khí từ lên khe hở mâm 32 3.5 Các thiết bị hấp thu 33 3.5 Các thiết bị hấp thu 3.5.2 Tháp mâm (đĩa)- Đĩa chóp 34 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 36 3.5 Các thiết bị hấp thu 3.5.2 Tháp mâm - Ảnh hưởng vận tốc dòng khí Chóp Chóp hoạt Hơi thổi không sủi động hình vành Chảy ngược bọt thường chóp 37 3.5 Các thiết bị hấp thu 3.5.3 Thiết bị loại bề mặt 38 3.5 Các thiết bị hấp thu 3.5.4 Thiết bị loại màng 39 Bài tập Một tháp đĩa hoạt động 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 SO2 dòng khí vào 5% theo thể tích Tỉ lệ hấp thu 85% Nồng độ dung môi vào tháp 0,5% mol SO2/mol dung môi Lượng dung môi sử dụng lớn lượng dung môi tối thiểu 40% Đường cân đường thẳng có phương trình Y* = 1,5.X Hãy xác định: Lượng dung môi tinh khiết cần sử dụng (kmol/h) Lưu lượng dòng lỏng khỏi thiết bị 40 Bài tập Tiến hành xử lý hỗn hợp khí (không khí H2S) 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 nước Tháp vận hành nhiệt độ 27oC, áp suất 820mmHg Hàm lượng H2S hỗn hợp khí vào tháp 4,5% tính theo phần mol Lượng dung môi sử dụng cho trình 160kmol/h, hàm lượng H2S không đáng kể Sau trình hấp thụ, hàm lượng H2S hỗn hợp lỏng khỏi tháp chiếm 1,75% tính theo phần mol Xác định lượng H2S có hỗn hợp khí vào tháp (kmol/h) hiệu suất trình hấp thụ 41 42 ... hấp thu Khi tính toán trình hấp thu, sử dụng nồng độ tỷ số mol 3 .2 Cân pha trình hấp thu 3 .2. 2 Đường cân trình hấp thu 3. 3 Cân vật chất 3. 3.1 Sơ đồ hệ thống trình hấp thu Gc, yc (Yc) Ld, xd (Xd)... nhớt thấp Ít bay Không tạo tủa Nhiệt độ đóng rắn thấp 3 .2 Cân pha trình hấp thu 3 .2. 1 Độ hoà tan khí lỏng Lượng khí hoà tan tối đa đơn vị chất lỏng, kg/m3; kg/kg… 3 .2. 2 Đường cân trình hấp thu... môi tối thiểu cần dùng để trình hấp thu đạt cân 13 3 .3 Cân vật chất 3. 3 .3 Lượng dung môi tối thiểu (Ltrmin) Phương pháp xác định XCmax 14 3. 3 Cân vật chất 3. 3 .3 Lượng dung môi tối thiểu (Ltrmin)