I/ TRÍCH YẾU
1. 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.
2. 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.
II/ LÝ THUYẾT THÍ NGHIỆM
Mô hình số mâm lý thuyết là một mô hình toán đơn giản nhất, nó dựa trên các cơ sở sau:
1 - Cân bằng giữa hai pha.
2 - Phù hợp với các điều kiện và động lực học lưu chất lý tưởng trên mâm sao cho ta có được một
mâm lý thuyết giữa hai pha (hơi, lỏng) và như vậy nó phải thỏa mãn các điều kiện sau:
- Pha lỏng phải được hòa trộn hoàn toàn trên mâm
- Pha hơi không lôi cuốn các giọt lỏng từ mâm dưới lên mâm trên và đồng thời có nồng độ
đồng đều ở mọi vò trí trên một tiết diện của dòng piston
- Trên từng mâm luôn luôn có sự cân bằng giữa hai pha
Để thiết lập mô hình, ta có đònh nghóa về Độ trao đổi: đại lượng tổng quát đánh giá sự trao

'
1n
'
en
'
1n
'
n
yy
yy
+
+
−
−

3 - Phương trình các đường vận hành
- Phương trình đường chưng :
y =
1R
R
+
x +
1R
1
+
x
D
Với:
• R: tỷ số hoàn lưu ; R = F/D (F: dòng hoàn lưu; D : lượng sản phẩm đỉnh)
x

LO
)M + ∆H
S
( KJ/Kmol )
• c
LF
: nhiệt dung riêng của hỗn hợp nhập liệu;
• c
LF
= 2,146 . x
F
+ ( 1 – x
F
). 4,19
• ∆H
S
: nhiệt dung dòch ở nhiệt độ đo và nồng độ đã chotheo các cấu tử tinh
khiết ( ∆H
S
≈ 0 )
Mặt khác, hiệu suất mâm E
M
tại mâm n được đònh nghóa như sau:
E
M
=
Với:
• y
n
: nồng độ thực của pha hơi rời mâm n

III/ TÍNH TOÁN
Việc tính toán cho số liệu của cả 5 thí nghiệm là tương tự như nhau.
Ta cần tính lần lượt các thông số sau:
• Đổi từ độ chỉ phù kế thành phân mol x
F
, x
D

• Chuyển sang thành thành phần phần trăm dùng để tra khối lượng riêng của hỗn hợp
rượu
• Đổi lưu lượng các dòng từ đơn vò ml/phút thành suất lượng mol
• Tính x
W
=
W
x.Dx.F
DE
−

• Tính tỷ số hoàn lưu R = F/D
• Tìm ra hệ số góc đường cất bằng R /( R +1) , và thừa số tự do trong phương trình của nó
bằng x
D
/ (R +1)
• Tra giản đồ, ta có nhiệt hóa hơi của hỗn hợp nhập liệu H
F
và tra bảng được nhiệt dung
riêng c
LF
.

S
: nhiệt dung dòch ở nhiệt độ đo và nồng độ đã chotheo các cấu tử tinh khiết ( ∆H
S
≈
0 )
• Tìm ra được hệ số góc đường nhập liệu bằng q/(q-1) , và thừa số tự do bằng x
F
/ (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
IV/ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Bảng 1: Dữ kiện đo
Thí
nghiệm
Vò trí
mâm
Lưu lượng dòng
(ml/phút)
Độ chỉ phù kế
(độ rượu)
Nhiệt độ đo
( ·C )
F R D x
F
x
D

5 5 1.08 48 0.0577 0.259 0.00175 40673.8 1.06 17.169
Bảng 3 : Phương trình đường vận hành và nhập liệu
Thí nghiệm Phương trình đường nhập
liệu
Phương trình đøng làm việc
phần cất
1
2
3
4
5
Bảng 4 : Kết quả thí nghiệm
Thí
nghiệm
Vò trí
mâm
R x
F
x
D
Số mâm
lý thuyết
Hiệu suất
tổng quát
1 4
2 4
3 4
4 2
5 5
V/ BÀN LUẬN :

nên E
M
→ 1: hiệu suất mâm tăng.
Cùng với sự tăng của hiệu suất mâm, hiệu suất tổng quát của cột cũng tăng.
2 Ảnh hưởng của vò trí mâm nhập liệu trên độ tinh khiết của sản phẩm và hiệu suất mâm
- Trong quá trình chưng cất, dòng lỏng cũng như dòng hơi sẽ thay đổi nồng độ khi đi
qua mỗi mâm. Tuy nhiên, sự thay đổi này không giống nhau ở mọi mâm mà còn phụ thuộc vào
khả năng trao đổi trong mâm đó.
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 nên việc đạt được độ tinh khiết cao hơn là không chắc
chắn.
- 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.
3. Trong kết quả tính toán chúng ta thấy có giá trò x
W
ở thí nghiệm 1 là số âm. Điều này
chứng tỏ là trong quá trình thí nghiệm đã gặp sai sót. Sai sót ở đây có nhiều lý do có thể do
sai trong thao tác ( rất khó tránh khỏi trong quá trình tiến hành thí nghiệm). Bên cạnh đó
sai sót cũng có thể xảy ra do dòng nhập liệu đã qua nhiều thí nghiệm nên độ bẩn cao dẫn
đến nồng độ rượu giảm một cách đáng kể làm kết quả sai.
VI/ TAØI LIEÄU THAM KHAÛO
- Giáo trình Truyền khối - Võ Văn Bang - Vũ Bá Minh.
- Sổ tay Quá trình và thiết bò – Tập 1 + 2 - Nhiều tác giả.
- Giáo trình Thí nghiệm Quá trình và thiết bò.