Đề cương môn học Quá trình và thiết bị truyền khối (Mass Transfer process and equipments)

Nội dung môn học trình bày cơ chế quá trình, phương pháp tiến hành, phương pháp tính toán các quá trình khuếch tán trong một pha cũng như giữa các pha: Hấp thụ, chưng cất, trích ly lỏng – lỏng, sấy, hấp phụ và trao đổi ion, trích ly chất rắn, kết tinh, màng bán thấm. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của các thiết bị truyền khối điển hình (dạng tháp và máy sấy).

Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Bách Khoa Khoa Kỹ thuật Hóa học Vietnam National University – HCMC Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of chemical engineering Đề cương mơn học Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRUYỀN KHỐI ( M ass T r an s f e r p ro c e ss and eq uip m ent s ) Số tín (3.0.6) MSMH Số tiết Tổng: 45 Tỉ lệ đánh giá Hình thức đánh giá Môn tiên BT: 0% TN: KT: 30% - Kiểm tra: viết tự luận, 90 phút - Thi: tự luận, 120 phút Khơng Mơn học trước Hóa lý Hoá lý – Hoá keo LT: 45 TH: TN: BTL/TL: BTL/TL: 0% Thi: 70% Mơn song hành CTĐT ngành Trình độ đào tạo Kỹ thuật hóa học Đại học Cấp độ mơn học 2-3 Ghi khác Mục tiêu môn học Môn học trang bị cho người học sở khoa học phương pháp tính tốn q trình thiết bị khuếch tán (truyền khối) pha pha: rắn – lỏng – khí Nguyên lý hình thành thiết bị để thực trình Từ người học thiết kế quy trình cơng nghệ, lựa chọn thiết bị phù hợp nhằm thiết kế thiết bị để tách, làm tinh chế chất trạng thái rắn, lỏng, khí đạt suất cho trước Ngồi họ tính tốn phân tích đánh giá thiết bị có để tăng xuất, tăng chất lượng, giảm chi phí vận hành, tăng chất lượng sản phẩm, giảm giá thành, tăng tính cạnh tranh Nội dung mơn học trình bày chế trình, phương pháp tiến hành, phương pháp tính tốn q trình khuếch tán pha pha: Hấp thụ, chưng cất, trích ly lỏng – lỏng, sấy, hấp phụ trao đổi ion, trích ly chất rắn, kết tinh, màng bán thấm Cấu tạo, nguyên lý hoạt đông, ưu nhược điểm phạm vi sử dụng thiết bị truyền khối điển hình (dạng tháp máy sấy) Đây sở để lựa chọn thiết bị, quy trình cơng nghệ, xác định chế độ cơng nghệ thích hợp để vận hành Tính tốn thiết kế thiết bị truyền khối đạt xuất, hiệu suất cao với chi phí thấp Course description Provide to Student scientific basis and method of calculation processes and equipment diffusion (mass transfer) in a phase and between phases: solid - liquid - gas Student design technological processes, equipment for separating, cleaning and purifying substances in the solid, liquid and gas state 1/5 The course presents mechanism process, methodology, methods of calculating diffusion process in a phase and between phases: absorption, distillation, extraction liquid - liquid, drying of solids, ion exchange, extraction solid, crystallization, semi-permeable membrane Structure, operation principles, advantages, disadvantages and field of use of mass transfer equipment (tower and dryer) These are the basis for the selection of equipment, technological process and condition to operate Economic design of mass transfer equipment design to achieve productive, high performance at low cost Tài liệu học tập Sách, Giáo trình chính: [1] Võ Văn Bang, Vũ Bá Minh, Quá trình thiết bị CNH-TP, tập 3: Truyền khối, NXB: ĐHQG TP HCM 2012, 289 tr [2] Nguyễn Bin, Các trình thiết bị CN Hóa – TP, tập 3: truyền khối NXB: KH-KT, Hà nội 2010, 271 tr/ [3] Trịnh Văn Dũng, Bài tập truyền khối NXB: ĐHQG TP HCM 2010, 271 tr Sách tham khảo: [4] Robert, E Treybal, “Mass Tranper Operations, Mac Graw Hill, Book Company, 1968 [5] J R Welty, C E Wicks, R E Wilson, Fundamentales of Momentum, Heat and Mass Transfer, Joln Wiley, 1973 [6] Đỗ Văn Đài cộng sự, Sổ tay QT&TB CN Hóa học, tập 1&2, NXB: KH-KT, Hà nội 2012, 630&464 tr Mục tiêu mơn học Nắm kiến thức liên quan về: hóa lý, thủy lực, truyền nhiệt để nắm Nêu yếu tố ảnh hưởng, xác định thông số đặc trưng Tính tốn đánh giá thiết kế thiết bị truyền khối Lựa chọn thiết bị truyền khối sấy phù hợp Ứng dụng trình truyền khối để tách, làm sạch, tinh chế chất Chuẩn đầu môn học STT L.O.1 L.O.2 L.O.3 Chuẩn đầu môn học Nắm kiến thức liên quan về: hóa lý, thủy lực, truyền nhiệt để nắm L.O.1.1 – Các phương thức, định luật, phương trình khuếch tán vật chất L.O.1.2 – Các trình khuếch tán vật chất pha hay pha L.O.1.3 – Phương pháp biểu diễn thành phần pha L.O.1.4 – Chiều di chuyển vật chất pha Nêu yếu tố ảnh hưởng, xác định thông số đặc trưng L.O.2.1 – Các thông số đặc trưng cho truyền khối L.O.2.1.1 – Hệ số khuếch tán D,  (k), K: chất, nhiệt độ, áp suất L.O.2.1.2 – Năng suất, hiệu suất tách: đường kính, chiều cao L.O.2.1.3 – Hệ số truyền khối L.O.2.2 – Xác định đại lượng đặc trưng L.O.2.2.1 – Hệ số khuếch tán phân tử, cấp khối, truyền khối: L.O.2.2.2 – Năng suất, hiệu suất tách: Tính tốn đánh giá thiết kế thiết bị truyền khối L.O.3.1 – Xác định xuất biết kích thước L.O.3.2 – Xác định kích thước biết suất CDIO 1.1 1.1.2 1.1.2 1.1.3 1.1.4 2.1, 2.2 2.2.1 2.1.1 2.1, 2.3 2.1.1 2/5 L.O.3.2.1 – Tính đường kính theo phương trình lưu lượng L.O.3.2.2 – Tính chiều cao: – Phương trình truyền khối hệ số truyền khối – Số đơn vị truyền khối chiều cao đơn vị TK – Số đĩa lý thuyết chiều cao đĩa lý thuyết – Số đĩa thực khoảng cách hai đĩa L.O.3.3 – Minh họa việc ứng dụng tính chiều cao tháp hấp thụ, chưng cất Lựa chọn thiết bị truyền khối sấy phù hợp L.O.5.1 – Thiết bị dạng tháp: cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược L.O.5.2 – Máy sấy: cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược Ứng dụng trình truyền khối để tách, làm sạch, tinh chế chất L.O.6.1 – Hấp thụ nhả hấp thụ: hệ khí – lỏng L.O.6.2 – Chưng chưng cất: hệ lỏng – lỏng L.O.6.3 – Trích ly lỏng – lỏng: hệ lỏng – lỏng L.O.6.4 – Sấy để giảm chi phí vận chuyển, bảo quản L.O.6.5 – Hấp phụ trao đổi ion: hệ khí (hơi) hay lỏng – rắn L.O.6.6 – Hòa tan trích ly chất rắn: hệ rắn – lỏng L.O.6.7 – Màng bán thấm: hệ khí – lỏng – rắn L.O.4 L.O.5 2.3.1 4.4, 4.5 4.4.1 4.4.1 3.1, 4.1 3.1.1 3.1.2 4.1.1 Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá môn học Điểm tổng kết mơn học đánh giá xun suốt q trình học  Giữa kỳ: kiểm tra 30%  Cuối kỳ: thi: 70% Điều kiện dự thi: theo quy chế chung trường Dự kiến danh sách Cán tham gia giảng dạy Trịnh Văn Dũng, PGS TS Mai Thanh Phong, PGS TS Bùi Ngọc Pha, TS Vũ Bá Minh, GVC, ThS Nội dung chi tiết Tuần / Chương Giới thiệu môn học Nội dung - Thông tin Thầy/Cô - Các vấn đề liên quan đến môn học - Cách thức dạy học Các phương thức – định luật khuếch tán dòng pha - Phương thức - Định luật - Hệ số khuếch tán - Phương pháp xác định hệ số khuếch tán - Cấp khối hệ số cấp khối - Phương pháp xác định hệ số cấp khối 3/5 - Các chuẩn số đồng dạng truyền khối Truyền khối pha - Định nghĩa phân loại trình truyền khối pha - Cân pha truyền khối - Cân vật chất - Động lực trình -Tốc độ truyền khối Thiết bị truyền khối dạng tháp - Sơ đồ cấu tạo - Nguyên lý hoạt động - Ưu nhược điểm - Phạm vi ứng dụng Hấp thụ nhả hấp thụ 5.1 Khái niệm chung 5.2 Cân pha hấp thụ 5.3 Cân vật chất 5.4 Cân nhiệt 5.5 Các yếu tố ảnh hưởng 5.6 Thiết bị hấp thụ 5.7 Tính tốn thiết bị hấp thụ 5.8 Nhả hấp thụ Chưng chưng cất 6.1 Khái niệm chung 6.2 Cân pha chưng cất 6.3 Chưng bậc 6.4 Chưng cất hệ hai cấu tử 6.4.1 Sơ đồ hệ thống 6.4.2 Cân vật chất 6.4.3 Cân nhiệt 6.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng 6.4.5 Thiết bị tính tốn TB chung cất 6.4.6 Các phương pháp chưng đặc biệt 6.4.7 Chưng cất hệ nhiều cấu tử Trích ly lỏng – lỏng 7.1 – Khái niệm chung 7.2 – Cân pha trích ly lỏng – lỏng 7.3 – Các phương pháp trích ly 7.3.1 – Trích ly bậc 7.3.2 – Trích ly nhiều bậc chéo dòng 7.3.3 – Trích ly nhiều bậc ngược dòng 7.3.4 – Trích ly liên tục 7.4 – Thiết bị trích ly 7.5 – Tính tốn thiết bị trích ly 7.6 – Sơ đồ hệ thống thiết bị trích ly Sấy vật liệu 8.1 – Một số khái niệm 8.2 – Khơng khí ẩm – đồ thị H – x 8.3 – Các dạng liên kết ẩm vật liệu sấy 8.3 – Cân pha sấy 8.3 – Cân vật chất 8.4 – Cân nhiệt 8.5 – Truyền khối sấy 8.6 – Các phương thức sấy 8.6.1 – Sấy có bổ sung nhiệt 8.6.2 – Sấy có đốt nòng trung gian 8.6.3 – Sấy tuần hồn khí thải 4/5 10 11 8.7 – Động học sấy 8.8 – Thiết bị sấy Hấp phụ trao đổi ion 9.1 – Các chất hấp phụ công nghiệp 9.2 – Cân pha hấp phụ 9.3 – Cân vật chất hấp phụ 9.4 – Động học hấp phụ 9.5 – Thiết bị hấp phụ 9.5.1 – Thiết bị nguyên lý hoạt động 9.5.2 – Tính tốn thiết bị hập phụ 9.6 Nhả hấp phụ 9.7 Trao đổi ion Hòa tan trích ly chất rắn 10.1 – Hòa tan 10.2 – Trích ly chất rắn 10.3 – Các phương pháp trích ly chất rắn hòa tan L.O.9.4 – Thiết bị trích ly chất rắn hòa tan L.O.9.5 – Một số ví dụ chuyển quy mơ Q trình khuếch tán qua màng 11.1 – Một số loại màng 11.2 – Cơ sở hóa lý q trình màng 11.2.1 – Màng ngăn: vi học, siêu lọc, nano 11.2.2 – Màng khuếch tán: thẩm thấu ngược 11.2.3 – Màng điện thẩm tích 11.2.4 – Màng khuếch tán nhiệt 11.3 – Tính tốn q trình thiết bị màng 11.4 – Thiết bị màng 11.5 – Các phương pháp vận hành thiết bị màng làm màng Thơng tin liên hệ Văn phòng Q trình Thiết bị/Khoa Kỹ thuật Hóa học 110-111 B2 Điện thoại 0838647256-5680 Giảng viên phụ trách PGS.TS Trịnh Văn Dũng Email trinhdung@hcmut.edu.vn Bộ mơn/Khoa phụ trách Tp Hồ Chí Minh, ngày TRƯỞNG KHOA CHỦ NHIỆM BỘ MÔN tháng năm 2014 CB PHỤ TRÁCH LẬP ĐỀ CƯƠNG Trịnh Văn Dũng 5/5 ... lực, truyền nhiệt để nắm Nêu yếu tố ảnh hưởng, xác định thơng số đặc trưng Tính tốn đánh giá thiết kế thiết bị truyền khối Lựa chọn thiết bị truyền khối sấy phù hợp Ứng dụng trình truyền khối. .. tán - Cấp khối hệ số cấp khối - Phương pháp xác định hệ số cấp khối 3/5 - Các chuẩn số đồng dạng truyền khối Truyền khối pha - Định nghĩa phân loại trình truyền khối pha - Cân pha truyền khối -... cost Tài liệu học tập Sách, Giáo trình chính: [1] Võ Văn Bang, Vũ Bá Minh, Quá trình thiết bị CNH-TP, tập 3: Truyền khối, NXB: ĐHQG TP HCM 2012, 289 tr [2] Nguyễn Bin, Các trình thiết bị CN Hóa –