II. LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM
1. Nguyên tắc làm việc của tháp
Hơi đi dưới lên qua các lỗ của đĩa, chất lỏng chảy từ trên xuống dưới theo các ống chảy chuyền. nồng độ các cấu tử thay đổi theo chiều cao của tháp, nhiệt độ sôi cũng thay đổi tương ứng với sự thay đổi nồng độ.
Trên đĩa một chất lỏng chứa cấu tử dễ bay hơi nồng độ x1, hơi bốc lên từ đĩa đó có nồng độ cân bằng với x1 là y1, (y1>x1), hơi đó qua các lỗ đi lên đĩa 2 tiếp xúc với chất lỏng ở đó. Nhiệt độ của đĩa 2 thấp hơn đĩa 1 cho nên một phần hơi được ngưng lại, do đó nồng độ x2 là x2>x1. Hơi bốc lên từ đĩa 2 có nồng độ tương ứng cân bằng với x2 là y2. Hơi từ đĩa 2 lên đĩa 3 và nhiệt độ ở đĩa 3 thấp hơn, hơi ngưng tu lại một phần, do đó chất lỏng trên đĩa 3 có nông độ x3>x2.
Trên mỗi đĩa xảy ra quá trình chuyển khối giữa pha lỏng và pha hơi. Do đó một phần cấu tử dễ bay hơi chuyển từ pha lỏng vào pha hơi và một phần ít hơn chuyển từ pha hơi vào pha lỏng, lập lại nhiều lần bốc hơi và ngưng tụ như dậy, hay nói một cách khác, một số đĩa tương ứng, cuối cùng ở trên đỉnh tháp ta thu được cấu tử dễ bay hơi ở dạng nguyên chất và ở đáy tháp ta thu đuợc cấu tử khó bay hơi ở dạng nguyên chất.
Theo lý thuyết thì mỗi đĩa của tháp là một bậc thay đổi nồng độ: thành phần hơi khi rời khỏi đĩa bằng thành phần cân bằng với chất lỏng khi đi vào đĩa. Do đó theo lý thuyết
thì số đĩa bằng số bậc thay đổi nồng độ. Thực tế thì trên mỗi đĩa quá trình chuyển khối giữa 2 pha thường không đạt được cân bằng
2. Cân bằng vật chất
Phương trình cân bằng cho toàn tháp F=W+ D
F.xF=W.xW + D.xD
F, W, D: suất lượng nhập liệu, sản phẩm đáy và đỉnh, kmol/h
xF, xW, xD: phần mol của cấu tử dễ bay hơi trong nhập liệu, sản phẩm đáy và đỉnh