1/ TRÍCH YẾU
(a) Mục đích thí nghiệm
Khảo sát ảnh hưởng của lượng hoàn lưu và vò trí mâm nhập liệu, trạng thái nhiệt
động của nhập liệu trên hiệu suất của một cột chưng cất và độ tinh khiết của sản phẩm. Căn
cứ trên số mâm thực, ước đoán độ tinh khiết của sản phẩm đỉnh.
(b) Cách tiến hành thí nghiệm
- Ảnh hưởng của dòng hoàn lưu: giữ lưu lượng dòng nhập liệu ở độ đọc 30 vào mâm
số 4 không đổi, thí nghiệm với 3 trò số khác nhau của dòng hoàn lưu ở độ đọc 5, 10, 15.
- Ảnh hưởng của vò trí mâm nhập liệu: thay đổi hai vò trí mới của nhập liệu vào
mâm số 5 và mâm số 2, giữ nguyên lưu lượng dòng nhập liệu ở độ đọc 30 và dòng hoàn lưu
ở độ đọc 10.
- Đo nhiệt độ dòng nhập liệu trước khi vào mâm T
E
và nhiệt độ dòng hoàn lưu T
R
.
- Trong mỗi thí nghiệm, lần lượt lấy mẫu ở E, K để đo x
1E
, x
1K
.
- Đo lưu lượng dòng sản phẩm đỉnh K.
(c) Kết quả thí nghiệm
Thí
nghiệm
Vò trí
mâm
Lưu lượng dòng Độ chỉ phù kế Nhiệt độ đo
( ·C )
nhập
liệu

theo Murphee:
η
DB
= = E
M
- Khi đánh giá cho toàn bộ tháp, người ta gọi là hiệu suất tháp và được đònh nghóa
(khi xác đònh số mâm lý thuyết kể cả mâm đáy):
η
DT
= E
0

- Khi chỉ khảo sát một phần, một vùng trên mâm thì no có tên là độ trao đổi cục bộ:
η
LD
=
Áp dụng phương trình đònh nghóa và phương trình tổng kê truyền khối khi có sự cân
bằng lý tưởng trên mâm (x*
1,j
= const., y*
1,j
= const.), ta có:
η
LD
= 1 - exp(- ) = 1 - e
- NDtf
Nếu giả sử đường vận hành và đường cân bằng là những đường thẳng (trong từng
khoảng vi phân), ta có liên hệ E
0
và E

= x’
1,j
- x
1S
Với:
• x
1S
: nồng độ sản phẩm đáy
• W: dòng sản phẩm đáy
• L’, G’: dòng lỏng, hơi đi trong phần chưng
- Phương trình đường nhập liệu:
y = x - x
1E
Với:
• x
1E
: nồng độ nhập liệu
• q : tỷ số giữa nhiệt cần thiết để biến một mol nhập liệu từ trạng thái đầu
thành hơi bão hòa; q được tính theo công thức:
q = 1 +
Trong đó:
• h’
E
= c
PE
.T
SE
• h
E
= c

n
: nồng độ cân bằng của pha hơi rời mâm n
• y
n+1
: nồng độ thực của pha hơi vào mâm n
Nếu giả sử được đường vận hành và đường cân bằng là những đường thẳng, ta có
thể liên hệ E
0
với E
M
theo phương trình sau:
E
0
=
Với m là độ dốc đường cân bằng tại mâm đang xét
Khi biết E
0
, m, độ dốc đường điều hành phần cất, ta có thể lần lượt xác đònh được
hiệu suất các mâm và vẽ được đường cân bằng mới dùng để xác đònh số mâm thực.
3
3/ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Bảng B1: Dữ kiện đo
Thí
nghiệm
Vò trí
mâm
Lưu lượng dòng
(ml/phút)
Độ chỉ phù kế Nhiệt độ đo
( ·C )

(kcal/k
g)
q
1 4 0.47 0.32 0.11 0.41 0.07 499.6 1.1 11
2 4 1.41 0.59 0.11 0.46 0.02 499.6 1.1 11
3 4 6.51 0.87 0.11 0.73 0.02 499.6 1.1 11
4 5 1.45 0.59 0.11 0.49 0.02 499.6 1.1 11
5 2 1.71 0.63 0.11 0.44 0.02 499.6 1.1 11
Bảng B3: Phương trình đường vận hành và nhập liệu
Thí nghiệm Phương trình đường nhập
liệu
Phương trình đøng làm việc
phần cất
1 y = 0.32x + 0.28
2 y = 0.59x + 0.19
3 y = 11x - 1 y = 0.87x + 0.10
4 y = 0.59x + 0.20
5 y = 0.63x + 0.16
Bảng B4: Kết quả thí nghiệm
Thí
nghiệm
Vò trí mâm
γ
x
1K
x
1S
Số mâm lý
thuyết
Hiệu suất

E
M
=
Khi tăng lượng hoàn lưu, cả y
n
, y
n+1
đều tăng và y
n
→ y*
n
nên E
M
→ 1: hiệu suất
mâm tăng. Cùng với sự tăng của hiệu suất mâm, hiệu suất tổng quát của cột cũng tăng.
(b) Ảnh hưởng của vò trí mâm nhập liệu trên độ tinh khiết của sản phẩm và hiệu suất
mâm
(b1)- Trong quá trình chưng cất, dòng lỏng cũng như dòng hơi sẽ thay đổi
nồng độ khi đi qua mỗi mâm (bậc thay đổi nồng độ). Tuy nhiên, sự thay đổi này không
giống nhau ở mọi mâm mà còn phụ thuộc vào khả năng trao đởi trong mâm đó.
Rõ ràng là khi cho nhập liệu ở các mâm gần đáy thì số bậc trao đổi tăng , làm cho
độ tinh khiết của sản phẩm có thể tăng theo; khi cho nhập liệu ở các mâm gần đỉnh thì kết
quả sẽ ngược lại.
Tuy nhiên, khi cho vò trí mâm nhập liệu không giống với vò trí tính được theo lý
thuyết thì khả năng trao đối của các mâm sẽ giảm (dù số mâm lý thuyết khi đó có tăng), cho
nên việc đạt được độ tinh khiết cao hơn là không chắc chắn.
(b2)- Việc ảnh hưởng của vò trí mâm nhập liệu lên hiệu suất mâm cũng
không thể kết luận được dựa trên vò trí cao hay thấp của nó mà phải dựa vào sự sai lệch của
nó so với vò trí lý thuyết: càng gần vò trí này thì hiệu suất của mâm càng cao.
5/ TÍNH TOÁN

• Tìm ra được hệ số góc đường nhập liệu bằng q/(q-1) , và thừa số tự do bằng
x
1E
/ (q-1)
• Vẽ đồ thò để tính số mâm lý thuyết, từ đó suy ra hiệu suất tổng quát của tháp: E
0
= n
LT
/ n
th
6/ TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Unit operations of Chemical Engineering - McCabe, W.L. và Smith, J.C.
- Giáo trình Truyền khối ( phần chưng cất ) - Vũ Bá Minh.
6