Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu: Nhiệt dung riêng của hỗn hợp nhập liệu:
CρF=xF . Cρr +C ρn . (1−xF )=0,2406.2,98+ 4,19. (1−0,2406 )=3,899(kJ /kg ℃)
Nhiệt lượng của cho thiết bị gia nhiệt nhập liệu:
Qnl=F .CpF .(tFr −tFv )+Qmnl=9,6477.3,899. (94,8−30,1)+ 0=2433,78( kJ /h)
Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị ngưng tụ: Ẩn nhiệt hóa hơi của sản phẩm đỉnh:
rP=x p . rr +(1−xp ). rn=0,9162.846,57+ (1−0,9162) .2308,9=969,11(kJ / kg)
Nhiệt lượng của thiết bị ngưng tụ:
Qng=P . ( R+1) .r P +Qmng=1,874. (2,333+1).969,11=6053,97(kJ / h)
Tương tự ta có băng số liệu sau:
Bảng 10.7. Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị ngưng tụ
r P
Mâm đáy Mâm giữa
Cân bằng nhiệt lượng của thiết bị làm lạnh: Làm lạnh sản phẩm đỉnh:
Nhiệt dung riêng của hỗn hợp:
CpP=xP . Cρr +C ρn . (1−xP )=0,9162.2,89+(1−0,9162).4,19=3(kJ / kg ℃)
Nhiệt lượng làm lạnh sản phẩm đỉnh:
Q¿P=P .CpP . (tPr−tPv )+Qm¿P =1,8741.3. (80,3−31,5)+0=274,37(kJ / h)Làm lạnh sản phẩm đáy: Làm lạnh sản phẩm đáy:
Nhiệt dung riêng của hỗn hợp:
12
Cpw=xw .C ρr +Cρn .( 1−xw )=0,2212.2,89+ (1−0,2212).4,19=3,9(kJ /kg ℃)
Nhiệt lượng làm lạnh sản phẩm đỉnh:
Q¿w=W . Cpw . (twr −twv)+Qm¿P=8,5577 .3,9 . (91,7−31,8)+0=76,15(kJ / h)
Tương tự, ta có bảng số liệu sau:
Bảng 10.8. Cân bằng nhiệt lượng cho thiết bị làm lạnh
C
pP
Mâm đáy Mâm giữa
Cân bằng nhiệt lượng cho tháp chưng:
QF+QK +QL0=QF +QK +QF +Qm +Qng
Nhiệt lượng do dòng nhập liệu mang vào:
QF=F .C pF .t F=9,6477.3,899.86,16=3240,88(kW ) Nhiệt lượng do dòng sản phẩm đỉnh mang ra:
QP=P .C pP .tP =1,8741.3 .78=434,45(kW ) Nhiệt lượng do dòng sản phẩm đáy mang ra:
QW =W .C pW . tW =8,5577.3,9 .31,8=1062 (kW )
Nhiệt lượng trao đổi trong thiết bị ngưng tụ:
Qng=P . rP =1,8741.969,11=1816,19(kW )
Nhiệt lượng do dòng hoàn lưu mang vào:
QL0=L0. CpP . tP=P . R . C pP . t P =1,8741.2,333.3 .78=1013,71(kW )
Nhiệt lượng cung cấp cho nồi đun:
QK=QP +QW +Qm +Qng −QF −QL0
¿434,45+1062+0+ 1816,19−3240,88−1013,71=941,95( kW )
Tương tự, ta có bảng số liệu sau:
Bảng 10.9. Cân bằng nhiệt lượng cho toàn tháp
13
10.5. Kết luận
Qua thực nghiệm, ta thấy ở cùng một nhiệt độ nhập liệu ở mâm trên, mâm giữa và mâm dưới khi chỉ số hồi lưu R không đổi thì nồng độ sản phẩm đỉnh giảm.
Nhập liệu ở mâm dưới được xem là tối ưu nhất bởi thời gian lưu của dòng lưu lượng nhập liệu khi chảy xuống nồi đun sẽ thấp hơn nhiều, do quãng đường ngắn hơn nên nồng độ sản phẩm đỉnh cũng cao hơn sao với nhập liệu mâm giữa và mâm đỉnh. (minh chứng qua số mâm lý thuyết).
Nguyên nhân gây sai số trong quá trình thực nghiệm: do ảnh hưởng của điều kiện môi trường xung quanh tới thiết bị; trong quá trình tính toán, xử lý số liệu có làm tròn số.
Ngoài ra, quá trình hoạt động của tháp chưng không ổn định do thời tiết, các thông số làm việc không phù hợp với trạng thái nhập liệu; thiết bị cũ kỹ; bảo ôn, cách nhiệt kém; thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh làm việc thiếu hiệu quả.
14