CHƯƠNG 4: TÍNH TỐN THIẾT KẾ THÁP CHƯNG CẤT
4.1.2. Đường kính đoạn chưng
Lượng hơi trung bình đ trong tháp
(IX.96 trang 182, [7]) Trong đó:
g’n: lượng hơi ra khỏi đoạn chưng (Kg.h-1).
g′l: lượng hơi đi vào đoạn chưng (Kg.h-1). Xác định g’n
g’n = g1 = 9.012183572 (Kmol/h) = 433,8447052 (Kg.h-1). Theo IX.98 - 100 trang 182, [7] ta có hệ phương trình:
(IV.2) Trong đó:
G′l: lượng lỏng ở đĩa thứ nhất của đoạn chưng (Kmol.h-1).
r′l: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn chưng
(KJ.Kmol-1).
4.1.2.1. Xác định r’1
Tại xW = 0,013 ta có y*W = 0,2948
Nên: MtbW= 58× 0,2948 + (1 − 0,2948) × 18 = 29,792 (Kg.Kmol-1), Với: t′1 = tW = 94,254 ℃
Tra bảng I.250 [6] ta có: r′Nl = 2669,6572 (KJ.Kg-1) = 48054,8296 (KJ.Kmol-1). Tra bảng I.212 [6] ta có: r′Al = 479,7242 (KJ.Kg-1) = 27824,0036 (KJ.Kmol-1).
Suy ra: r’1= = 42090,0769 (KJ.Kmol-1).
4.1.2.2. Xác định r1
r1 = rA1 × y1 + (1 − y1) × rN1 = 42241,8625 – 12419,4852yl
Ta có W = 25,049 (Kmol.h-1)
Giải hệ phương trình (IV.2) ta được
G′1 = 32,090019(Kmol.h-1)
x′1 = 0,074648 (phân mol acetone) − MtbG′ = 20,9859188(Kg.kmol-1) g′1 = 7,0409762(Kmol.h-1) = 147,7613548 (Kg.h-1)
Vậy
290.80302969 (Kg.h-1)
4.1.2.3. Tốc độ hơi trung bình đi trong tháp ở đoạn chưng
Tốc độ giới hạn hơi đi trong tháp với mâm xuyên lỗ có ống chảy chuyền
Trong đó:
′: khối lượng riêng trung bình của pha lỏng ở đoạn chưng (Kg.m-3).
′: khối lượng riêng trung bình của pha hơi ở đoạn chưng (Kg.m-3).
• Xác định ′
Với nồng độ phân mol trung bình:
Nhiệt độ trung bình đoạn chưng:
=≫ ρ′ytb = 1,348022589 (Kg.m-3) • Xác định ′
Nồng độ phân mol trung bình:
Suy ra
Quy trình cơng nghệ CBHD: PGS.TS.Lương Huỳnh Vủ Thanh
Với: t’tbW = 79,2915℃
Tra bảng I.249 [6] ta có: ρ’N = 972,2 (Kg.m-3)
Tra bảng I.2 [6] ta có: ρ’A = 720,0 (Kg.m-3)
Theo IX,104a ta có: (Kg.m-3)
=> (m.s-1)
Để tránh tạo bọt ta chọn tốc độ hơi trung bình đi trong tháp bằng 80% tốc độ giới hạn hơi đi trong tháp
ωtb = 0,8 × ωgh = 0,8 × 1,28001665 = 1,02401332 (m.s-1) Đường kính đoạn chưng:
(m)
Kết luận: hai đường kính đoạn chưng và đoạn cất khơng chênh lệch nhau quá
lớn nên ta chọn đường kính của tồn tháp là: Dt = 0,4 (m). Khi đó tốc độ làm việc thực • Phần chưng (m.s-1) • Phần cất (m.s-1) 4.2. Chiều cao tháp