ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh

1
MỤC LỤC
trang
LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN

I . LÝù THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT
1 . Phương pháp chưng cất

2 . Thiết bò chưng cất:
II . GIỚI THIỆU SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU
1 . Etanol
2 . Nước
3 . Hỗn hợp Etanol – Nước
III . CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT HỆ ETANOL – NƯỚC
CHƯƠNG II : CÂN BẰNG VẬT CHẤT
I . CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU
II . XÁC ĐỊNH SUẤT LƯNG SẢN PHẨM ĐỈNH VÀ SẢN PHẨM
ĐÁY

III . XÁC ĐỊNH TỈ SỐ HOÀN LƯU THÍCH HP
1 . Tỉ số hoàn lưu tối thiểu
2 . Tỉ số hoàn lưu thích hợp
IV . PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG LÀM VIỆC – SỐ MÂM LÝ THUYẾT
1 . Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn cất
2 . Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng
3 . Số mâm lý thuyết
V . XÁC ĐỊNH SỐ MÂM THỰC TẾ
CHƯƠNG III :TÍNH TOÁN –THIẾT KẾ THÁP CHƯNG CẤT

I . TÍNH SƠ BỘ GIÁ THÀNH CỦA THIẾT BỊ
II . KẾT LUẬN
TÀI LIỆU THAM KHẢO ÑAMH Quaù Trình vaø Thieát Bò GVHD : Vuõ Baù Minh

3 ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh

4
LỜI MỞ ĐẦU

Một trong những ngành có sự đóng góp to lớn đến ngành công nghiệp nước ta nói
riêng và thế giới nói chung, đó là ngành công nghiệp hóa học. Đặc biệt là ngành hóa
chất cơ bản.
Hiện nay, trong nhiều ngành sản suất hóa học cũng như sử dụng sản phẩm hóa
học, nhu cầu sử dụng nguyên liệu hoặc sản phẩm có độ tinh khiết cao phải phù hợp
với quy trình sản suất hoặc nhu cầu sử dụng.
Ngày nay, các phương pháp được sử dụng để nâng cao độ tinh khiết: trích ly,
chưng cất, cô đặc, hấp thu… Tùy theo đặc tính yêu cầu của sản phẩm mà ta có sự lựa
chọn phương pháp thích hợp. Đối với hệ Etanol - Nước là 2 cấu tử tan lẫn hoàn toàn,

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN.

I . LÝù THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT
:
1 . Phương pháp chưng cất :
Chưng cất là qua ùtrình phân tách hỗn hợp lỏng (hoặc khí lỏng) thành các cấu
tử riêng biệt dựa vào sự khác nhau về độ bay hơi của chúng (hay nhiệt độ sôi khác
nhau ở cùng áp suất), bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình bay hơi - ngưng
tụ, trong đó vật chất đi từ pha lỏng vào pha hơi hoặc ngược lại. Khác với cô đặc,
chưng cất là quá trình trong đó cả dung môi và chất tan đều bay hơi, còn cô đặc là
quá trình trong đó chỉ có dung môi bay hơi.
Khi chưng cất ta thu được nhiều cấu tử và thường thì bao nhiêu cấu tử sẽ thu
được bấy nhiêu sản phẩm. Nếu xét hệ đơn giản chỉ có 2 hệ cấu tử thì ta thu được
2 sản phẩm: sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm gồm cấu tử có độ bay hơi lớn (nhiệt độ
sôi nhỏ ), sản phẩm đáy chủ yếu gồm cấu tử có độ bay hơi bé(nhiệt độ sôi lớn)
.Đối với hệ Etanol - Nước sản phẩm đỉnh chủ yếu gồm etanol và một ít nước ,
ngược lại sản phẩm đáy chủ yếu gồm nước và một ít etanol.
Các phương pháp chưng cất: được phân loại theo:
• Áp suất làm việc : chưng cất áp suất thấp, áp suất thường và áp suất cao.
Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào nhiệt độ sôi của các cấu tử,
nếu nhiệt độ sôi của các cấu tử quá cao thì ta giảm áp suất làm việc để
giảm nhiệt độ sôi của các cấu tử.
• Nguyên lý làm việc: liên tục, gián đoạn(chưng đơn giản) và liên tục.
* Chưng cất đơn giản(gián đoạn): phương pháp này đïc sử dụng trong các
trường hợp sau:
+ Khi nhiệt độ

sôi của các cấu tử khác xa nhau.
+ Không đòi hỏi sản phẩm có độ tinh khiết cao.
+ Tách hỗn hợp lỏng ra khỏi tạp chất không bay hơi.

* So sánh ưu và nhược điểm của các loại tháp :

Tháp chêm. Tháp mâm xuyên lo.ã Tháp mâm chóp.
Ưu điểm: - Đơn giản.
- Hiệu suất tương đối
cao. - Hiệu suất cao.
- Trở lực thấp.
- Hoạt động khá ổn
đònh.
- Hoạt động ổn đònh.

- Làm việc với chất lỏng
bẩn.

Nhược điểm: - Hiệu suất thấp. - Trở lực khá cao. - Cấu tạo phức tạp.
- Độ ổn đònh kém.
- Yêu cầu lắp đặt khắt
khe -> lắp đóa thật
phẳng. - Trở lực lớn.
- Thiết bò nặng.
- Không làm việc với
chất lỏng bẩn.
Nhận xét: tháp mâm xuyên lỗ là trạng thái trung gian giữa tháp chêm và
tháp mâm chóp. Nên ta chọn tháp chưng cất là tháp mâm xuyên lỗ.
Vậy: Chưng cất hệ Etanol - Nước ta dùng tháp mâm xuyên lỗ hoạt động liên
tục ở áp suất thường, cấp nhiệt gián tiếp ở đáy tháp.
II . GIỚI THIỆU SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU :
Nguyên liệu là hỗn hợp Etanol - Nước.
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh


-O
-
+ H
+
Hằng số phân ly của etanol:
18
10
23
−
−−
=
OHCHCH
K , cho nên etanol là chất
trung tính.
+ Tính acid của rượu thể hiện qua phản ứng với kim loại kiềm, Natri
hydrua(NaH), Natri amid(NaNH
2
):
CH
3
-CH
2
-OH + NaH CH
3
-CH
2
-ONa + H
2

Natri etylat

O-SO
3
-H + H
2
O CH
3
-CH
2
O-H + HO-CO-CH
3
CH
3
-COO-C
2
H
5
+ H
2
O
* Phản ứng trên nhóm hydroxyl:
+ Tác dụng với HX: CH
3
-CH
2
-OH + HX CH
3
-CH

2
+ H
2
O
+ Phản ứng tạo eter và tách loại nước:

2CH
3
-CH
2
-OH (CH
3
-CH
2
)
2
O + H
2
O

CH
3
-CH
2
-OH CH
2
=CH
2
+ H
2

CH
3
-CH
2
-OH CH
3
-CHO + H
2 • Ứng dụng: etanol có nhiều ứng dụng hơn metanol, nó đóng một vai trò quan
trọng trong nền kinh tế quốc dân. Nó là nguyên liệu dùng để sản suất hơn 150
mặt hàng khác nhau và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành: công nghiệp
nặng, y tế và dược, quốc phòng, giao thông vận tải, dệt, chế biến gỗ và nông
nghiệp.

2
.
Cu

200-300
o
C
Nấm men

Zymaza
+ Thuốc súng không khói.
+ Nhiên liệu hoả tiễn, bom bay.
+ Động lực.
+ Thuốc trừ sâu.
+ Sơn.
+ Vecni.
+ Đồ nhựa.
+ Keo dán.
+ Hương liệu.
+ Sát trùng.
+ Pha chế thuốc.
+ Thuốc nhuộm.
+ Tơ nhân tạo.
+ Rượu mùi.
+ Dấm.
+ Dung môi hữu cơ:pha sơn
+ Nguyên liệu.
+ Công nghiệp cao su tổng
hợp
Nhiên liệu.

0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y(%phân mol)
0 33,2 44,2 53,1 57,6 61,4 65,4 69,9 75,3 81,8 89,8 100
t(
o
C) 100 90,5 86,5 83,2 81,7 80,8 80 79,4 79 78,6 78,4 78,4
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh

10
Hệ Etanol -Nước
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 102030405060708090100
x(%mol)
y(%mol)

ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh

11
III. CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT HỆ ETANOL – NƯỚC:
Etanol là một chất lỏng tan vô hạn trong H

ÑAMH Quaù Trình vaø Thieát Bò GVHD : Vuõ Baù Minh

12

0
C tại bình chứa nguyên liệu (1) được bơm (2) bơm lên bồn cao vò (3).
Từ đó được đưa đến thiết bò trao đổi nhiệt (5) ( trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy ).
Sau đó, hỗn hợp được đun sôi đến nhiệt độ sôi trong thiết bò gia nhiệt(6)ù, hỗn hợp
được đưa vào tháp chưng cất (8) ở đóa nhập liệu.
Trên đóa nhập liệu, chất lỏng được trộn với phần lỏng từ đoạn cất của tháp chảy
xuống. Trong tháp hơi, đi từ dưới lên gặp chất lỏng từ trên xuống. Ở đây, có sự tiếp
xúc và trao đổi giữa hai pha với nhau. Pha lỏng chuyển động trong phần chưng
càng xuống dưới càng giảm nồng độ các cấu tử dễ bay hơi vì đã bò pha hơi tạo nên
từ nồi đun (12) lôi cuốn cấu tử dễ bay hơi.Nhiệt độ càng lên trên càng thấp, nên
khi hơi đi qua các đóa từ dưới lên thì cấu tử có nhiệt độ sôi cao là nước sẽ ngưng tụ
lại, cuối cùng trên đỉnh tháp ta thu được hỗn hợp có cấu tử etanol chiếm nhiều nhất
(có nồng độ 85% phân mol). Hơi này đi vào thiết bò ngưng tụ (11) và được ngưng tụ
hoàn toàn. Một phần chất lỏng ngưng tụ đi qua thiết bò làm nguội sản phẩm đỉnh
(13), được làm nguội đến 35
0
C , rồi được đưa qua bồn chứa sản phẩm đỉnh (14).
Phần còn lại của chất lỏng ngưng tụ đựơc hoàn lưu về tháp ở đóa trên cùng với tỉ số
hoàn lưu tối ưu. Một phần cấu tử có nhiệt độ sôi thấp được bốc hơi, còn lại cấu tử
có nhiệt độ sôi cao trong chất lỏng ngày càng tăng. Cuối cùng, ở đáy tháp ta thu
được hỗn hợp lỏng hầu hết là các cấu tử khó bay hơi ( nước). Hỗn hợp lỏng ở đáy
có nồng độ etanol là 0,11 % phân mol, còn lại là nước. Dung dòch lỏng đáy đi ra
khỏi tháp vào nồi đun (12). Trong nồi đun dung dòch lỏng một phần sẽ bốc hơi cung
cấp lại cho tháp để tiếp tục làm việc, phần còn lại ra khỏi nồi đun được trao đổi
nhiệt với dòng nhập liệu trong thiết bò (5) (sau khi qua bồn cao vò).
Hệ thống làm việc liên tục cho ra sản phẩm đỉnh là etanol, sản phẩm đáy sau
khi trao đổi nhiệt với nhập liệu có nhiệt độ là 60
0
C được thải bỏ.


N
=18 .
• Chọn :
+ Nhiệt độ nhập liệu : t’
F
=28
o
C .
+ Nhiệt độ sản phẩm đỉnh sau khi làm nguội : t’
D
=35
o
C .
+ Nhiệt độ sản phẩm đáy sau khi trao đổi nhiệt : t’
W
= 35
o
C .
+Trạng thái nhập liệu là trạng thái lỏng sôi .
• Các kí hiệu :
+ G
F
, F : suất lượng nhập liệu tính theo Kg/h , Kmol/h .
+ G
D
, D : suất lượng sản phẩm đỉnh tính theo Kg/h , Kmol/h .
+ G
W
,W : suất lượng sản phẩm đáy tính theo Kg/h , Kmol/h .
+ x

−+
= =22,12%(theo khối lượng ) .
Khối lượng phân tử trung bình dòng nhập liệu :
M
F
= 18).1(.46
FF
xx −+ = 20,8 (Kg/Kmol).
F =
F
F
M
G
=
8.20
1000
=48,077 (Kmol/h)
* Phân mol sản phẩm đỉnh : x
D
=0,85 (phân mol etanol) .
Khối lượng phân tử trung bình dòng sản phẩm đỉnh :
M
D
= 18).1(.46
DD
xx −+ =41,8 (Kg/Kmol).
Giải 3 phương trình (II.1),(II.2),(II.3),ta có :
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh

http://

y
o
=
1
min
+R
x
D
=0,26
Vậy : tỉ số hoàn lưu tối thiểu : R
min
= 2,269
2. Tỉ số hoàn lưu thích hợp:
Khi R tăng, số mâm sẽ giảm nhưng đường kính tháp ,thiết bò ngưng tụ ,nồi đun
và công để bơm cũng tăng theo.Chi phí cố đònh sẽ giảm dần đến cực tiểu rồi tăng
đến vô cực khi hoàn lưu toàn phần ,lượng nhiệt và lượng nước sử dụng cũng tăng
theo tỉ số hoàn lưu .
Tổng chi phí bao gồm : chi phí cố đònh và chi phí điều hành . Tỉ số hoàn lưu
thích hợp ứng với tổng chi phí là cực tiểu .
Tuy nhiên ,đôi khi các chi phí điều hành rất phức tạp ,khó kiểm soát nên người
ta có thể tính tỉ số hoàn lưu thích hợp từ điều kiện tháp nhỏ nhất .Để tính được tỉ số
hoàn lưu thích hợp theo điều kiện tháp nhỏ nhất (không tính đến chi phí điều
hành),ta cần lập mối quan hệ giữa tỉ số hoàn lưu và thể tích tháp ,từ đó chọn R
th

ứng với thể tích tháp là nhỏ nhất.
Nhận thấy ,tiết diện tháp tỉ lệ với lượng hơi đi trong tháp ,mà lượng hơi lại tỉ lệ
với lượng lỏng hồi lưu trong tháp ,do trong điều kiện làm việc nhất đònh thì G
D
sẽ

2.723 37.733 140.480
2.973 32.801 130.320
3.023 33.545 134.952

120
130
140
150
160
170
2.00 2.50 3.00 3.50
R
R*(m
ox
+1)

Vậy : Tỉ số hoàn lưu thích hợp là R= 2,973 .
IV . PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG LÀM VIỆCSỐ MÂM LÝ THUYẾT:
1 . Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn cất :

y =
1
.
1
.
+
+
+ R
x
x

+
+
+
=
0011,0.
1973,2
1586,8
.
1973,2
586,8973,2
+
−
+
+
+
x

= 2,9094 .x – 0.0022
Với : f =
99,0.1,0
85,0
.
==
η
F
D
x
x
D
F

ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh

http://
www.ebook.edu.vn 18
Từ đồ thò ,ta có : 29 mâm bao gồm : 19 mâm cất
1 mâm nhập liệu
5 mâm chưng(4 mâm chưng+1 nồi đun)
Tóm lại ,số mâm lý thuyết là N
lt
= 28 mâm .
V . XÁC ĐỊNH SỐ MÂM THỰC TẾ:
Số mâm thực tế tính theo hiệu suất trung bình :

tb
lt

Với : x :phân mol của rượu trong pha lỏng .
y
*
: phân mol của rượu trong pha hơi cân bằng với pha lỏng.
* Tại vò trí nhập liệu
:
x
F
= 0,10 ta tra đồ thò cân bằng của hệ : y
*
F
= 0,442
t
F
= 86,5
o
C
+
10,0
10,01
.
442,01
442,0
x
x1
y1
y
α
F
F

= 0,422 (cP)
Suy ra : α
F
. μ
F
= 7,129.0,422 =3,007
Tra tài liệu tham khảo [4(tập 2) – trang 171] : η
F
= 0,395
* Tại vò trí mâm đáy
:
x
W
= 0,0011 ta tra đồ thò cân bằng của hệ : y
*
W
= 0,018
t
W
= 100
o
C
+
0011,0
0011,01
.
018,01
018,0
x
x1

W
= 100
o
C ,tra tài liệu tham
khảo [4(tập 1) – trang 107] :
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh

http://
www.ebook.edu.vn 19
μ
W
=25.10
-6
.9,81= 0,245.10
-3
(N.s/m
2
)
= 0,245 (cP)
Suy ra : α
W
. μ
W
= 16,177.0,245 = 3,967
Tra tài liệu tham khảo [4(tập 2) – trang 171] : η
W
= 0,365
*Tại vò trí mâm đỉnh
:
x

−
=
D
D
= 1,049
+ Từ %5,93
18).1(.46
.46
=
−+
=
DD
D
D
xx
x
x
và t
D
= 78,5
o
C ,tra tài liệu tham
khảo [4(tập 1) – trang 107] :
μ
D
=51.10
-6
.9,81= 0,500.10
-3
(N.s/m

4567,0
28
=
tt
N
=52,55 mâm
Vậy chọn N
tt
= 53 mâm , gồm : 42 mâm cất
1 mâm nhập liệu
10 mâm chưng ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh

http://
www.ebook.edu.vn 20
CHƯƠNG III :TÍNH TOÁN –THIẾT KẾ THÁP
CHƯNG CẤT .
I . ĐƯỜNG KÍNH THÁP :(D
t

a . Lượng hơi trung bình đi trong tháp :
2
1
gg
g
d
tb
+
=
(Kg/h)
g
d
: lượng hơi ra khỏi đóa trên cùng của tháp (Kg/h).
g
1
: lượng hơi đi vào đóa dưới cùng của đoạn cất (Kg/h).
• Xác đònh g
d
: g
d
= D.(R+1) =5,600.(2,973+1) = 22,247 (Kmol/h)
= 933,662(Kg/h)
(Vì M
thD
=46.y
D
+(1-y
D
).18 = 41,968 Kg/Kmol).
• Xác đònh g

* Tính r
1
: t
1
= t
F
= 86,5
o
C , tra tài liệu tham khảo [4 (tập 1)] ta có :
n nhiệt hoá hơi của nước : r
N1
= 41280 (KJ/kmol) .
n nhiệt hoá hơi của rượu : r
R1
= 37395 (KJ/kmol) .
Suy ra : r
1
= r
R1
.y
1
+ (1-y
1
).r
N1
= 41280 – 3885.y
1
(KJ/kmol)
* Tính r
d

http://
www.ebook.edu.vn 21
Giải hệ (III.1) , ta được : G
1
= 15,751 (Kmol/h)
y
1
= 0,297 (phân mol etanol) _ M
1
=26,316
g
1
= 21,351 (Kmol/h) = 561,873(Kg/h)
Vậy : g
tb
=
758,747
2
873,561662,933
=
+
(Kg/h)
b . Tốc độ hơi trung bình đi trong tháp :

Tốc độ giới hạn của hơi đi trong tháp với mâm xuyên lỗ có ống chảy chuyền :
ytb
xtb
gh
ρ
ρ


Với: + Nồng độ phân mol trung bình : y
tb
=
2
1 D
yy +
=
2
856,0297,0 +
=0,5765
+ Nhiệt độ trung bình đoạn cất : t
tb
=
2
DF
tt +
=
2
5,785,86 +
=82,5
o
C
Suy ra : ρ
ytb
=1,171 (Kg/m
3
).
• Xác đònh ρ
xtb

= 821,25 (Kg/m
3
)
Suy ra :
171,1
25,821
.05,0=
gh
ω
=1,324 (m/s)
Để tránh tạo bọt ta chọn tốc độ hơi trung bình đi trong tháp :
324,1.8,0.8,0 ==
ghh
ω
ω
= 1,060 (m/s)
Vậy
:đường kính đoạn cất :
D
cất
=
060,1.171,1
758,747
.0188,0
= 0,462 (m).
2.
Đường kính đoạn chưng :
a . Lượng hơi trung bình đi trong tháp :

2

⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
==
+=
+=
1111
1
'
1
1
'
1
'
1
'
.'.''.'
'.
rgrgrg
xWygxG
WgG
nn
WW
(III.2)
Với : G
’
1
: lượng lỏng ở đóa thứ nhất của đoạn chưng .

Suy ra : r’
1
= r’
R1
.y
W
+ (1-y
W
).r’
N1
= 40543,9 (KJ/kmol)
* Tính r
1
: r
1
= 41280 – 3885.y
1
=41280–3885.0,297 =40126,155(KJ/kmol)
* W = 42,477 (Kmol/h)
Giải hệ (III.2) , ta được : x’
1
=0,0067(phân mol etanol) _ M
tbG’
=18,189
G
’
1
= 63,608 (Kmol/h) =
g’
1

ytb
: khối lượng riêng trung bình của pha hơi (Kg/m
3
) .
• Xác đònh ρ’
ytb
:
()
[]
()
273'.4,22
273.18.'146.'
'
+
−+
=
tb
tbtb
ytb
t
yy
ρ

Với: + Nồng độ phân mol trung bình :
y’
tb
=
2
1 W
yy +

tb
=
2
WF
xx +
=
2
0011,010,0
+
= 0,051
Suy ra :
18).'1('.46
'.46
'
tbtb
tb
tb
xx
x
x
−+
=
=11,98% .
t’
tb
= 93,25
o
C , tra tài liệu tham khảo [4 (tập 1)-trang 9], ta có :
Khối lượng riêng của nước : ρ’
N

tb
xx
ρρ
=925,744 (Kg/m
3
)
Suy ra :
746,0
744,925
.05,0'
=
gh
ω
=1,762 (m/s)
Để tránh tạo bọt ta chọn tốc độ hơi trung bình đi trong tháp :
762,1.8,0'.8,0' ==
ghh
ω
ω
= 1,409 (m/s)
Vậy
:đường kính đoạn cất :
D
chưng
=
409,1.746,0
441,476
.0188,0
= 0,400 (m).
Kết luận :

2
2
2
2
==
ytbt
tb
D
g
ρ
(m/s).
II . MÂM LỖ – TRỞ LỰC CỦA MÂM :
1 . Cấu tạo mâm lỗ :

Chọn : + Đường kính lỗ : d
l
= 3 (mm).
+ Tổng diện tích lỗ bằng 9,77% diện tích mâm.
+ Khoảng cách giữa hai tâm lỗ bằng 2,5 lần đường kính lỗ (bố trí lỗ theo
tam giác đều ).
+ Tỷ lệ bề dày mâm và đường kính lỗ là 6/10 .
+ Diện tích dành cho ống chảy chuyền là 20% diện tích mâm .
Số lỗ trên 1 mâm :
N =
lo
mâm
S
%.77,9
S
=

2 . Độ giảm áp của pha khí qua một mâm :
Độ giảm áp tổng cộng của pha khí (tính bằng mm.chất lỏng ) là tổng các độ
giảm áp của pha khí qua mâm khô và các độ giảm áp do pha lỏng :
h
tl
= h
k
+ h
l
+ h
R
(mm.chất lỏng)
Với : + h
k
:độ giảm áp qua mâm khô (mm.chất lỏng).
+ h
l
: độ giảm áp do chiều cao lớp chất lỏng trên mâm(mm.chất lỏng).
+h
R
: độ giảm áp do sức căng bề mặt (mm.chất lỏng).
Trong tháp mâm xuyên lỗ ,gradien chiều cao mực chất lỏng trên mâm Δ là
không đáng kể nên có thể bỏ qua .
a . Độ giảm áp qua mâm khô :

Độ giảm áp của pha khí qua mâm khô được tính dựa trên cơ sở tổn thất áp
suất do dòng chảy đột thu , đột mở và do ma sát khi pha khí chuyển động qua
lỗ.
L
G

⎝
⎛
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
(mm.chất lỏng)
Với : + u
o
:vận tốc pha hơi qua lỗ (m/s).
+ ρ
G
: khối lượng riêng của pha hơi (Kg/m
3
).
+ ρ

=
lv
ω
=9,243 (m/s).
+ Khối lượng riêng của pha hơi : ρ
G
= ρ
ytb
= 1,171 (Kg/m
3
).
+ Khối lượng riêng của pha lỏng : ρ
L
= ρ
xtb
= 821,25 (Kg/m
3
).
Suy ra độ giảm áp qua mâm khô ở phần cất :
25,821
171,1
.
745,0
243,9
.0,51
2
2
⎟
⎟
⎠

= ρ’
xtb
= 925,744 (Kg/m
3
).
Suy ra độ giảm áp qua mâm khô ở phần chưng :
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bò GVHD : Vũ Bá Minh

http://
www.ebook.edu.vn 25
744,925
746,0
.
745,0
243,9
.0,51'
2
2
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
k
h
= 6,039 (mm.chất lỏng).

⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
=
w
L
ow
L
q
h
, (mm.chất lỏng)
Với : + q
L
: lưu lượng của chất lỏng (m
3
/ph).
+ L
w
:chiều dài hiệu dụng của gờ chảy tràn (m).
• Xác đònh L
w
:
Diện tích dành cho ống chảy chuyền là 20% diện tích mâm , nên ta có
phương trình sau :
π
π
.2,0sin
180

8.41.60,5.973,2
.60

==
xtb
D
L
MDR
q
ρ
= 0,01412 (m
3
/ph).
Suy ra :
3
2
364,0
01412,0
.4,43
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
ow
h
= 4,978 (mm).
Vậy :Độ giảm áp do chiều cao mức chất lỏng trên mâm ở phần cất là:

⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
ow
h
= 6,445 (mm).
Vậy :Độ giảm áp do chiều cao mức chất lỏng trên mâm ở phần chưng :
h’
l
= 0,6.(50+6,445) = 33,867 (mm.chất lỏng).