Cô đặc là phương pháp thường được dùng để tăng nồng độ một cấu tử nào đó trong dung dịch hai hay nhiều cấu tử, bằng cch tách một phần dung môi ra khỏi dung dịch. Có 2 phương pháp cô đặc: Phương pháp nhiệt: dưới tác dụng nhiệt, dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi khi áp suất riêng phần của nó bằng áp suất bên ngoài tác dụng lên mặt thoáng dung dịch. Phương pháp lạnh: khi hạ thấp nhiệt độ đến mức độ yêu cầu nào đó thì một cấu tử được tách ra dưới dạng tinh thể đơn chất tinh khiết, thường là kết tinh dung môi để tăng nồng độ chất tan.
Cơ đặc: Cơ đặc gì? Có phương pháp cô đặc? Cô đặc phương pháp thường dùng để tăng nồng độ cấu tử dung dịch hai hay nhiều cấu tử, cch tách phần dung mơi khỏi dung dịch Có phương pháp cô đặc: Phương pháp nhiệt: tác dụng nhiệt, dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái áp suất riêng phần áp suất bên ngồi tác dụng lên mặt thống dung dịch Phương pháp lạnh: hạ thấp nhiệt độ đến mức độ u cầu cấu tử tách dạng tinh thể đơn chất tinh khiết, thường kết tinh dung môi để tăng nồng độ chất tan So sánh phương pháp Phương pháp nhiệt - Dễ bị nhiệt cục làm hỏng sản phẩm Phương pháp lạnh - Sản phẩm không bị hỏng nhiệt - Sản phẩm dễ bị thay đổi màu sắc, đơi có mùi - Sản phẩm khơng bị đổi màu mùi - Hiệu suất cô đặc cao - Hiệu suất cô đặc thấp - Thiết bị đơn giản - Thiết bị phức tạp Cô đặc khác chưng cất? Cơ đặc có dung mơi bay hơi, chất tan khơng bay Còn chưng cất dung mơi chất tan bay (với hàm lượng khác nhau) Bồn cao vị để làm j? bỏ không ? chiều cao bao nhiêu? Cách tính? Có nhiệm vụ cung cấp dung dịch cho hệ thống cách ổn định Nó hoạt động dựa vào để cung cấp động cho hệ thống Do vận tốc v dung dịch cung cấp cho thiết bị ổn định, thêm vào tiết diện ống dẫn S cố định Q cố định (Vì Q= v.S) Trên ngun tắc ta bỏ qua bồn cao vị, khó để hệ thống thiết bị hoạt động ổn định việc sử dụng bồn cao vị cần thiết Ta tính bồn cao vị dựa vào lưu lượng dòng chảy thiết bị (năng suất thiết bị) dựa vào đường kính ống dẫn cho trước, ta tính vận tốc cần thiết dòng chảy, từ ta tính tổn thất cục ống dẫn dung dịch dựa vào cơng thức sau ta tính chiều cao cần thiết bồn cao vị = (*) Phương trình cân lượng Theo hương tính tốn nhận giá trị Z1=13 m Cách xác định rò rỉ hơi? Sau thời gian hoạt động xảy tượng rò rỉ buồng đốt, rò rỉ gây nên tượng xấu như: Thất thoát dung dịch, ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống (nếu áp suất nồi lớn áp suất hơi) Nếu nước ngưng chảy vào hệ thống làm tăng thêm lượng dung môi cần bốc (nếu áp suất nồi thấp áp suất hơi) Trường hợp ta thường xuyên kiểm tra lượng nước ngưng tụ có lẫn dung dịch đặc hay khơng Đối với dung dịch đường thường sử dụng α-naphtol, xuất vệt tím có nghĩa nước ngưng có lẫn dung dịch đường.( α-naphtol phát đường tới nồng độ 50 ppm) Đối với trường hợp việc xác định khó khăn Ta phải kiểm tra áp suất chùm ống Dấu hiệu đặc trưng đặc đường bị hượng tượng rò rỉ dung dịch có mùi riêng biệt Ống chảy tràn? Cơng dụng? Ống chảy tràn có nhiệm vụ giữ cho mực chất lỏng cố định bồn cao vị Lưu lượng kế loại j? cách lắp đặt? nguyên tắc hoạt động? Lưu lượng kế loại Ratomet Nguyên lý hoạt động: tác động dòng chảy (từ lên) tạo thay đổi tiết diện thành ống độn Lưu lượng lớn độn đẩy lên cao dừng vị trí ổn định (vị trí lực tác dụng dòng lưu chất cân với trọng lượng độn Theo nguyên tắc hoạt động lưu lượng kế phải lắp đặt cho dòng chảy dung dịch từ lên Khí khơng ngưng? Gồm khí j? tác hại nó? Các khí khơng ngưng bao gồm: NOx, SOx, COx,… khí lẫn đốt vào thiết bị gia nhiệt, không ngưng tụ Nếu ta khơng cho thóat khí tích tụ chùm ống chiếm thể tích đốt, làm giảm khả diện tích truyền nhiệt (giảm hiệu suất thiết bị) Do lượng khí khơng ngưng nên ống tháo khí khơng ngưng bố trí chỗ xa cửa dẫn đốt vào, vị trí đốt khó đến có khả tạo thành túi khí, phải bố trí van để điều chỉnh lượng thốt, thơng thường khơng hoạt động liên tục Cấu tạo bẫy hơi? Hoạt động? Đó hộp nhỏ Gồm xupát điều kiển phao Khi nước ngưng tụ đạt đến mức cố định đó, dung dịch đẩy phao lên đồng thời supát mở, nước tháo ngồi Khi nước tháo đến giới hạn phao tự xác lập vị trí cân tương ứng với lượng nước ngưng Cấu tạo thiết bị tách giọt? hoạt động? Nguyên tắc chung thứ bốc mang theo dung dịch dạng lỏng ta phải tách lượng dung dịch lại nhằm giảm tổn thất dung dịch Để thu hồi dung dịch ta cho bay qua thiết bị tách giọt thiết bị tách giọt thay đổi hướng liên tục Do dung dịch lượng rơi trở lại theo ống dẫn Thiết bị tách giọt em có cấu tạo hình vẽ Thiết bị có cấu tạo gồm chùm ống nắp chụm nhằm lượng qua Hơi qua ống bay ngược xuống qua ống tháo thứ Còn dung dịch chạm vào thành ống nắp chụm lượng nên rơi trở lại nồi cô đặc ∆T hữu ích? Cách tính? Nói lên j? Hiệu số nhiệt độ hữu ích tính theo cơng thức: ∆ti=T1 – (T2+Σ∆1) Σ∆1: tổn thất chung thiết bị, bao gồm: tổn thất nồng độ tăng cao, tổn thất áp suất thủy tĩnh, tổn thất trở lực thủy lực đường ống T1: nhiệt độ đốt vào thiết bị T2: nhiệt độ đốt nồi (tức nhiệt độ dung môi bốc hơi) Từ hiệu số nhiệt độ hữu ích ta tính nhiệt độ sơi dung dịch tS=T1 - ∆ti Ưu nhược điểm thiết bị em làm so với thiết bị loại khác cấu tạo? Thiết bị em chọn thiết bị cô đặc buồng đốt ống tuần hồn trung tâm có đặc điểm là: Cấu tạo đơn giản, dễ cọ rửa sửa chữa tốc độ tuần hồn bé nên hệ số truyền nhiệt thấp Dùng để cô đặc dung dịch có độ nhớt cao, có nhiều váng, cặn Thiết bị dạng không áp dụng cho dung dịch dễ kết tinh đặc Thiết bị Baromet? Tính tốn ntn? Bao nhiêu ngăn? Chiều cao ngăn? Thiết bị baromet có nhiệm vụ ngưng tụ thứ từ buồng đốt Tính tốn ta dựa vào lượng thứ cần thiết ngưng tụ ta tính lượng nước cần thiết ngưng tụ từ ta tính kích thước cần thiết đường kính, chiều cao thiết bị Theo tính tốn ta có H=10 m, D=0,12 m, số bậc 4, số ngăn khoảng cách ngăn 400 mm Bơm vị trí khỏi nồi đặc để làm j? cần hay ko? Bơm tháo liệu dùng để lấy nguyên liệu khỏi thiết bị Do áp suất bên thiết bị áp suất nhỏ áp suất khí (áp suất chân khơng) dung dịch khơng tự chảy ngồi nên cần bơm tháo liệu Dung dịch đặc? Tính chất quan trọng nó? Dung dịch đặc em đường có tính chất đặc trưng độ nhớt dung dich cao độ nhớt đường tăng theo chiều tăng nhiệt độ giảm theo chiều tăng nhiệt độ Dung dịch có nhiều váng, cặn Cách chọn nồi? có đặc điểm j nồi? Để tiết kiệm lượng (tiết kiệm đốt) người ta thường sử dụng hệ thống cô đặc nhiều nồi Số nồi tăng lên lượng đốt tiêu tốn giảm chi phí thiết bị tăng lên Việc xác định số nồi tối ưu ta vào tổng chi phí cho trường hợp với giả định số nồi khác (2,3,4…) Số nồi tối ưu số nồi ứng với tổng chi phí nhỏ Kinh nghiệm cho thấy với hệ thống thiết bị làm việc điều kiện chân khơng số nồi thích hợp khơng q 5, với hệ thống thiết bị làm việc áp suất cao số nồi khơng q Và cô đặc dung dịch đường thông thường từ – nồi Cách lấy mẫu? chiều dài thiết bị lấy mẫu? Thiết bị lấy mẫu có cấu tạo dạng ống trụ Có cấu tạo kín nhằm khơng cho dung dịch bên di chuyển bên ngồi Nó bít kít lớp đệm cao su Ống đệm sử dụng hao mòn vít siết chặt Đến vít bít kín ta tiến hành thay lớp đệm cao su Chiều dài thiết bị phải cân đối phần ngoài, tốt bên dài để dễ dàng lấy mẫu Kính quan sát? Bao nhiêu được? cách lắp đặt? Kính quan sát có nhiệm vụ quan sát hoạt động dung dịch thiết bị kính quan sát phải đặt vị trí quan sát mực chất lỏng thiết bị Trong thiết bị chọn mực chất lỏng cao buồng đốt 0,1m Do đó, kính quan sát đặt vị trí từ 0,1-0,2 so với mực chất lỏng, phải bố trí kính quan sát trục đối chiếu để tận dụng ánh sáng bên Ống chùm? Bao nhiêu ống? Cách tính? Có cách lắp ống? em chon cách nào? Hình vẽ? Ống chùm thiết bị gia nhiệt cho dung dịch bên buồng đốt Ta tính số ống dựa vào yêu cầu cần thiết bề mặt truyền nhiệt thiết bị F= Trong K hệ số dẫn nhiệt thiết bị dựa chủ yếu vào hệ số tỏa nhiệt phí nước dung dịch α1, α2 K= Q: nhiệt lượng cần thiết để bốc lượng dung môi yêu cầu ∆ T: khoảng nhiệt độ hữu ích Số ống truyền nhiệt yêu cầu là: 606 ống bề mặt truyền nhiệt 100 m2 Số ống chọn 747 ống trừ số ống cho ống tuần hoàn 130 ống Số ống lại là: 617 ống Có cách lắp ống chùm vào vỉ ống nong ống, hàn ống ghép ổ đệm Trong em chọn cách hàn ống đơn giản dễ dàng thay ống hư hỏng Cách xếp ống mạng ống? Thông thường người ta xếp ống theo cách phổ biến sau: Ống xếp theo hình cạnh (cách chọn em) Sắp xếp theo hình tròn đồng tâm Các phương án xếp nồi cô đặc? - Xuôi chiều: đốt dung dịch chiều với từ nồi đầu đến nồi cuối - Ngược chiều: đốt từ nồi đầu đến nồi cuối dung dịch từ nồi cuối đến nồi đầu - Chéo dòng: dung dịch đồng thời vào nồi sản phẩm lấy nồi, đốt từ nồi sang nồi khác Hệ thống cô đặc xuôi chiều thường dùng phổ biến có ưu điểm Dung dịch tự di chuyển từ nồi trước sang nồi sau nhờ chênh lệch áp suất nồi Nhiệt độ sôi nồi trước cao nồi sau Khuyết điểm cô đặc xuôi chiều nhiệt độ dung dịch nồi sau thấp dần, nồng độ dung dịch tăng dần làm cho độ nhớt dung dịch tăng nhanh, kết hệ số truyền nhiệt giảm từ nồi đầu đến nồi cuối Còn hệ thống đặc ngược chiều, áp suất nồi trước lớn nồi sau dung dịch khơng tự chảy từ nồi sang nồi kia, phải dùng bơm để vận chuyển Ưu điểm hệ thống hệ số truyền nhiệt nồi không giảm dung dịch có nhiệt độ cao vào nồi cuối nên độ nhớt khơng tăng Ngồi ra, lượng nước bốc nồi cuối nhỏ cô đặc xi chiều lượng nước dùng làm ngưng tụ thiết bị ngưng tụ nhỏ Hệ thống đặc chéo dòng sử dụng Nó sử dụng yêu cầu nồng độ dung dịch không cao lắm, dung dịch cô đặc có kết tinh, dung dịch có kết tinh di chuyển từ nồi sang nồi dễ làm tắc ống Tại vị trí cấp có cấu tạo ntn? Vì có cấu tạo vậy? Tại vị trí cấp có phận chặn ống tăng cứng đốt nhập vơ với vận tốc lớn 10-20m/s tác dụng trực tiếp với ống làm cháy ống (mau hư ống) Cấu tạo thiết bị tháo nước ngưng? Thiết bị tháo nước ngưng có cấu tạo hình vẽ nhằm hạn chế tối đa lượng đốt thoát theo ống tháo nước ngưng Nước ngưng dâng lên chảy ngồi đốt khơng thể ngồi Một vài câu hỏi khác: Có thiết bị truyền nhiệt? Ưu nhược điểm thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống? Dung dịch thiết bị? Theo cấu tạo, thiết bị cô đặc gồm loại nào? Áp suất thiết bị, áp suất hơi, nhiệt độ hơi, nhiệt độ sôi dung dịch Cách ống mạng ống ngòai cách cách khác khơng? (ngũ điểm) Ống truyền nhiệt có kích thước to hay nhỏ có ảnh hưởng j ko? (các ống có kích thước nhỏ cho hệ số truyền nhiệt tốt khoảng cách trung bình phần tử nước đến diện tích truyền nhiệt giảm nhỏ khó thơng rửa hơn) Phần nhơ khỏi mặt sàn ống ống truyền nhiệt khoảng bao nhiêu? (2-3 mm) Sự phân chia cấp chiều dài theo số nồi? Thường nồi đầu có chiều dài ống truyền nhiệt cao Khi hư hỏng người ta cắt bớt ống di chuyển xuống cấp.(vì diện tích truyền nhiệt nồi sau thường nhỏ nồi trước) Lưu ý: nêu lên công thức, ta phải nêu lên ý nghĩa thông số cơng thức đó, tính tốn giá trị Và thơng số kỹ thuật thiết bị hệ thống phải thuộc bị hỏi ... bị em chọn thiết bị cô đặc buồng đốt ống tuần hồn trung tâm có đặc điểm là: Cấu tạo đơn giản, dễ cọ rửa sửa chữa tốc độ tuần hồn bé nên hệ số truyền nhiệt thấp Dùng để cô đặc dung dịch có độ... khó khăn Ta phải kiểm tra áp suất chùm ống Dấu hiệu đặc trưng cô đặc đường bị hượng tượng rò rỉ dung dịch có mùi riêng biệt Ống chảy tràn? Công dụng? Ống chảy tràn có nhiệm vụ giữ cho mực chất... chiều tăng nhiệt độ Dung dịch có nhiều váng, cặn Cách chọn nồi? có đặc điểm j nồi? Để tiết kiệm lượng (tiết kiệm đốt) người ta thường sử dụng hệ thống cô đặc nhiều nồi Số nồi tăng lên lượng đốt