HẤP THỤTT QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CNHH CTU

HẤP THỤ MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM • Khảo sát trở lực tháp đệm hiệu suất hấp thụ • Khảo sát ảnh hưởng vận tốc khí lỏng lên tổn thất áp suất (độ giảm áp) qua cột LÝ THUYẾT TÍNH TỐN 2.1 H= Hiệu suất hấp thụ Yđ − Yc Yđ Trong đó: Yđ,Yc : Nồng độ đầu cuối khí bị hấp thụ tính lượng khí trơ pha trộn, (kmol/kmol khí trơ) Liên hệ qua phương trình cân vật liệu: Gtr Yđ + L X đ = Gtr Yc + L X c Trong đó: Gtr : Lượng khí trơ không đổi vận hành, kmol/h L : Lượng dung môi không đổi vận hành, kmol/h Yđ,Yc :Nồng độ đầu cuối khí bị hấp thụ tính lượng khí trơ pha trộn, kmol/kmol khí trơ Xđ,Xc : Nồng độ đầu cuối khí bị hấp thụ dung mơi, kmol/kmol dung mơi 2.2 Ta có: Tc = Tđ + q (X c − X đ ) C ⇒ q= C.(Tc − Tđ ) (Xc − X đ ) Trong đó: Tc, Tđ : nhiệt độ dung dịch trước sau hấp thụ(oC) Nhiệt hấp thụ q: nhiệt phát sinh mol cấu tử bị hấp thụ (cal/mol) C : Nhiệt dung riêng dung môi(cal/mol độ) KẾT QUẢ TÍNH TỐN 3.1 − − − − − − Kết đo Lưu lượng dung môi (Qdm): 50 L/h Lưu lượng khơng khí (Qkk): 700 NL/h Lưu lượng khí CO2 (QCO2): 400 NL/h Áp suất khơng khí vào (pkk): 14.5 psi Áp suất khí CO2 (pCO2): 15 psi Độ chênh lệch áp : 30 mmH2O Bảng 1: Nhiệt độ hiển thị sensor Sensor Nhiệt độ () Sensor Nhiệt độ () TE 30,9 TE6 29.8 TE2 30,9 TE7 30 TE3 29.5 TE8 29.5 TE4 27.6 TE9 29.7 TE5 30 TE10 29.7 Bảng 2: Áp suất Áp st Áp suất khí khơng khí vào (bar) Áp suất khí CO2 vào (bar) 1,034 Độ chênh áp (mmH2O) 30 Bảng 3: Thể tích HCl dùng để chuẩn độ mẫu Lần Thể tích (mL) 9.1 9.1 8.9 Thể tích trung bình (mL) 9.03 3.2 Tính thành phần khí Ta có cơng thức chuyển đổi lưu lượng: Q (m3/h) = Q (Nm3/h) P: áp suất tính theo đơn vị bar P = Po + Pđo(dư) với Po = 0.981bar T: Nhiệt độ khí tính theo nhiệt độ tuyệt đối • Đối với khí trơ (khơng khí): TE2 = 30,9oC⇒T = 30,9 +273 = 303,9 K Pdư = bar ⇒ P = 0.981 + 1= 1.981 bar Qtr = 700 (NL/h) ⇒ Q (m3/h) = 700×10-3× = 0.399 m3/h Tra bảng: Khối lượng riêng khơng khí điều kiện tiêu chuẩn (0 oC, 1at) ta tra được: = 1,293 Kg/m3 Po =1 at = 0,981 bar Vậy ta có khối lượng riêng khơng khí nhiệt độ TE2 = 30.9oC là: = 1,293× = 2.346 Kg/m3 Lượng khí trơ cung cấp:  = = = 0,0323 kmol/h Lượng khí CO2 khơng khí chiếm 0,03% Lượng khí trơ lượng khơng khí trừ lượng khí CO2 có khơng khí  = Gkk – Gkk.0,03% = 0,0323-0,0323x0,03% = 0.0323 kmol/h • Đối với khí CO2: TE2 = 30.9oC⇒T = 30.9 +273 = 303.9 K P = 1,034 bar ⇒ P = 0.981 + 1,034 = 2.015 bar Q = 400 (NL/h) => Q (m3/h) = 400×10-3× = 0.224 m3/h Tra bảng: Khối lượng riêng khí CO2 điều kiện tiêu chuẩn (0oC, 1at) ta tra được: = 1,9768 Kg/m3, Po = 0,981 bar Vậy ta có khối lượng riêng khí CO2 nhiệt độ TE2 = 30.9oC là: = 1,9768* = 3.648 Kg/m3 Lượng khí CO2:  = + 0,03%.Gtr  = + 0,03%.0.0322 = 0,0186 Kmol/h • Vậy ta được: = = = 0,57 kmol /kmol kk • Xác định Xđ: Giả sử dung mơi vào q trình hấp thụ tinh khiết, khơng lẫn CO2, ta có Xđ = • Xác định Xc: Xc = nCO2 n H 2O Từ kết chuẩn độ ta thể tích trung bình HCl: VHCl = 9.03 mL Phương trình phản ứng: 2NaOH + CO2→ Na2CO3 + H2O Thể tích NaOH phản ứng với CO2: VNaOH = 10 –9.03 = 0.97 mL ⇒nNaOH = VNaOH CM = 0.97 10-3 0.1 = 9.7 10-5 (mol) Từ phương trình phản ứng ta được: ⇒ nCO2 = = = 4,8510-5 (mol) Ở 29oC khối lượng riêng nước 995,98 (kg/m3) Ở 30oC khối lượng riêng nước 995,68 (kg/m3) Nội suy, ta khối lượng riêng nước TE10 = 29.7oC 995,77 (kg/m3) = = = 5,53.10-4 kmol = 0,553 mol  XC = = = 8.77*10-5 (mol CO2/mol dung mơi) 3.3 Tính lưu lượng dung mơi L: Ta có G = 50 (L/h) Khối lượng riêng nước TE1=30,9oC xác định cách nội suy từ bảng khối lượng riêng H2O: 995,401 (kg/m3) Ldm= = = 2,765 kmol/h 3.4 Tính Yc: 3.5 Tính hiệu suất tháp Dựa vào phương trình cân vật chất: GtrYđ + LXđ = GtrYc + LXc  Yc = = = 0,562 (kmol CO2/kmol khí trơ) Với Yđ = 0,57 (kmol CO2/kmol khí trơ) Yc = 0,562 (kmol CO2/kmol khí trơ)  H = = = 0,014= 1,4 % ⇒ Vậy hiệu suất trình hấp thụ thí nghiệm 1,4 % 3.6 Ta có phương trình cân lượng: Tc = Tđ + (Xc – Xđ) Tđ = TE1 = 30,9oC Tc = TE10 = 29,7oC C = 4,178 kJ/kg.độ = 17,9 cal/mol.độ Xc = 8,77.10-5 (mol CO2/mol dung môi) Xđ = Từ công thức ta được: q = = = - 244925,88 (cal/mol) Tính nhiệt hấp thụ TÀI LIỆU THAM KHẢO Ðỗ Văn Ðài nhiều tác giả, 1975 Cơ sở Quá trình & Thiết bị CNHH Tập NXB Ðại học & THCN Hà Nội Ðỗ Văn Ðài tập thể tác giả, 1975 Cơ sở Quá trình & Thiết bị CNHH Tập NXB Ðại học & THCN Hà Nội Phan Văn Thơm, 2004 Sổ tay thiết kế thiết bị hóa chất chế biến thực phẩm đa dụng NXB Đại học Cần Thơ Vũ Bá Minh Võ Văn Bang, 1999 Quá trình & Thiết bị CNHH&TP- Tập 3: Truyền khối NXB ĐHQG TP.HCM Giáo trình “TT Quá trình & thiết bị - CNHH” Bộ mơn Cơng nghệ Kỹ thuật Hóa học, Khoa Công nghệ, Trường Đại học Cần Thơ ... nhiệt hấp thụ TÀI LIỆU THAM KHẢO Ðỗ Văn Ðài nhiều tác giả, 1975 Cơ sở Quá trình & Thiết bị CNHH Tập NXB Ðại học & THCN Hà Nội Ðỗ Văn Ðài tập thể tác giả, 1975 Cơ sở Quá trình & Thiết bị CNHH Tập... tay thiết kế thiết bị hóa chất chế biến thực phẩm đa dụng NXB Đại học Cần Thơ Vũ Bá Minh Võ Văn Bang, 1999 Quá trình & Thiết bị CNHH& TP- Tập 3: Truyền khối NXB ĐHQG TP.HCM Giáo trình “TT Quá trình. .. Xđ: Giả sử dung mơi vào q trình hấp thụ tinh khiết, khơng lẫn CO2, ta có Xđ = • Xác định Xc: Xc = nCO2 n H 2O Từ kết chuẩn độ ta thể tích trung bình HCl: VHCl = 9.03 mL Phương trình phản ứng: 2NaOH