III. Cân bằng năng lượng
2. Cân bằng nhiệt lượng cho toàn tháp chưng cất
++=++
2
QD2: Nhiệt lượng hơi đốt mang vào (J/h).
QR: Nhiệt lượng do lỏng hồi lưu mang vào tháp (J/h). QF: Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào tháp (J/h). Qy: Nhiệt lượng do hơi mang ra ở đỉnh tháp (J/h). Qw: Nhiệt lượng do sản phẩm đáy mang ra (J/h). Qng2: Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra (J/h). Qxq2: Nhiệt lượng mất mát ra mơi trường (J/h).
Nhiệt lượng do lượng lỏng hồn lưu mang vào:
==
= : nhiệt dung riêng của sản phẩm đỉnh.
Xét dịng sản phẩm đỉnh: TDsơi = TR = 65,03oC = 2785,15 { ℎ = 4190 ướ = = ℎ = = ̅ = 1,673.447,17.2813,25.65,03 = 136864,46 ( ℎ )
Nhiệt lượng do dòng nhập liệu mang vào tháp:
QF = 467386,27 (kJ h)
Nhiệt lượng do hơi đốt mang vào tháp:
2 = 2 2 = 2( 2 + 2 2) (ST2_IX.157/197) 2: Nhiệt lượng riêng của hơi đốt (J/kg).
2: Nhiệt dung riêng của nước ngưng (J/kg.độ). 2 = 100oC: Nhiệt độ của hơi nước bão hoà.
17 | P a g e
Tính tốn tháp chưng cất mâm chóp
2: Ẩn nhiệt hố hơi (J/kg).
2: Lượng hơi nước bão hoà sử dụng (kg/h).
Nhiệt lượng do hơi mang ra ở đỉnh tháp:
̅
= ( + 1)
Nhiệt lượng riêng của hơi ở đỉnh tháp :
= ℎ . ̅ + ướ . (1 − ̅ ) Với ̅ = 0,992 ( ℎầ ℎố ượ )
Nhiệt lượng riêng của methanol, nước: { ℎ = ℎ + . ℎ /
ướ = ướ + . ướ /
Xét dòng sản phẩm đỉnh: TD = 65,03oC, ta có: ℎ { ướ ℎ { ướ ướ = 274,88 { kJ = ℎ . ̅ + ướ . (1 − ̅ ) = 182,22.0,992 + 274,88. (1 − 0,992) = 182,96 (kg). →= ̅( + 1) = 447,17. (1,673 + 1). 182,96 = 218689,42 (kJh).
Nhiệt lượng do sản phẩm đáy mang ra Qw
̅ = ̅ = 1052,26 /ℎ x̅w = 0,01 (phần khối lượng) Xét dòng sản phẩm đáy: TW = 99,08oC, ta có: ( Nội suy từ bảng 2) = ℎ kJ
= ̅ = 1052,26.4215,58.99,08 = 439507,61 ( h )
18 | P a g e
Tính tốn tháp chưng cất mâm chóp
Nhiệt lượng do nước ngưng mang ra
2 = 2 2 2 = 2 2 2 (ST2_IX.162/198)
Nhiệt lượng tổn thất ra môi trường ( bằng 5% nhiệt do hơi đốt mang vào )
2
= 0,05 2 = 0,05 2 2
Lượng hơi nước cần thiết để đun sôi hỗn hợp ở đáy tháp:
Chọn hơi nước bão hoà ở p = 3at → t2
Từ ST2_I.212/254 nội suy ta có: r2 = 2171,29 kJ/kg
=
2
Ở T = 132,7oC, nội suy ở ST2_I.148/166 ta được: 2 = 4272 /( . độ)
= 2 2= 2. ( 2 2 = 2 2