ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ
MỤC LỤC

trang
LỜI MỞ ĐẦU
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN....................................................................
I . LÝù THUYẾT VỀ CHƯNG CẤT
1 . Phương pháp chưng cất
2 . Thiết bị chưng cất:
II . GIỚI THIỆU SƠ BỘ NGUYÊN LIỆU
1 . Acid axetic
2 . Nước
3 . Hỗn hợp Acid axetic – Nước
III . CÔNG NGHỆ CHƯNG CẤT HỆ ACID AXETIC– NƯỚC
CHƯƠNG II : CÂN BẰNG VẬT CHẤT
I . CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU
II . XÁC ĐỊNH SUẤT LƯỢNG SẢN PHẨM ĐỈNH VÀ SẢN PHẨM
ĐÁY
III . XÁC ĐỊNH TỈ SỐ HỒN LƯU THÍCH HỢP
1 . Tỉ số hồn lưu tối thiểu
2 . Tỉ số hồn 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 TỐN –THIẾT KẾ THÁP CHƯNG CẤT
I . ĐƯỜNG KÍNH THÁP
1 . Đường kính đoạn cất
2 . Đường kính đoạn chưng

21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
2
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ
5 . Tai treo và chân đỡ:
CHƯƠNG IV : TÍNH TỐN THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT- THIẾT BỊ
PHỤ
I . CÁC THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT
1 . Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh
2 . Thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh
3 . Nồi đun gia nhiệt sản phẩm đáy
4 . Thiết bị trao đổi nhiệt giữa nhập liệu và sản phẩm đáy
5 . Thiết gia nhiệt nhập liệu

60
61
62
63
64
65
66
6
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ
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 acid axetic- Nước là 2 cấu tử tan lẫn hồn
tồn, ta phải dùng phương pháp chưng cất để nâng cao độ tinh khiết cho acid axetic.
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bị là một môn học mang tính tổng hợp trong
quá trình học tập của các kỹû sư hố- thự c phẩm tương lai. Môn học giúp sinh viên
giải quyết nhiệm vụ tính tốn cụ thể về: yêu cầu công nghệ, kết cấu, giá thành của một
thiết bị trong sản xuất hố chất - thực phẩm. Đây là bước đầu tiên để sinh viên vận
dụng những kiến thức đã học của nhiều môn học vào giải quyết những vấn đề kỹû
thuật thực tế một cách tổng hợp.
Nhiệm vụ của ĐAMH là thiết kế tháp chưng cất hệ acid axetic - Nước hoạt động
liên tục với nâng suất nhập liệu : 5m
3
/h có nồng độ 8% mol acid axetic ,thu được sản

90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
10
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ
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

111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140


5
- Thiết bị nặng.
- Không làm việc với
chất lỏng bẩn.
- Độ ổn định kém.
- Yêu cầu lắp đặt khắt khe
-> lắp đĩa thật phẳng. - Trở lực lớn.
17
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161

• Tính chất hóa học:
Tất cả các phản ứng hố học xảy ra ở nhóm hydroxyl (-OH) của etanol là thể
hiện tính chất hố học của nó.
* Phản ứng của hydro trong nhóm hydroxyl:
CH
3
-CH
2
-OH CH
3
-CH
2
-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

3
và acid hữu cơ đều
tạo ra ester.
CH
3
-CH
2
-OH + HO-SO
3
-H CH
3
-CH
2
O-SO
3
-H + H
2
O
CH
3
-CH
2
O-H + HO-CO-CH
3
CH
3
-COO-C
2
H
5

3
-CH
2
-OH + NH
3
C
2
H
5
-NH
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

>150
o
C
25
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188

• 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.
Sơ đồ tóm tắt vị trí của etanol trong các ngành công nghiệp.
• Phương pháp điều chế: có nhiều phương pháp điều chế etanol: hydrat hố
etylen với xúc tác H
2
SO
4
; thuỷ phân dẫn xuất halogen và ester của etanol khi
đun nóng với nước xúc tác dung dịch bazơ; hydro hố aldyhyt acêtic; từ các hợp
chất cơ kim…
Trong công nghiệp, điều chế etanol bằng phương pháp lên men từ nguồn tinh
bột và rỉ đường. Những năm gần đây, ở nước ta công nghệ sản suất etanol chủ
yếu là sử dụng chủng nấm men Saccharomyses cerevisiae để lên men tinh bột:
C
6
H
6
O
6
2C
2
H
5
OH + 2CO
2
+ 28 Kcal

+ 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
+ Động lực.
Nhiên liệu.
Etano
l
29
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219

250
251
252
30
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ
Nhiệt độ sôi : 100
0
C
Nước là hợp chất chiếm phần lớn trên trái đất (3/4 diện tích trái đất là nước biển)
và rất cần thiết cho sự sống.
Nước là dung môi phân cực mạnh, có khả năng hồ tan nhiều chất và là dung môi
rất quan trọng trong kỹ thuật hóa học.
3 . Hỗn hợp Etanol – Nước:
Ta có bảng thành phần lỏng (x) – hơi (y) và nhiệt độ sôi của hỗn hợp Etanol -
Nước ở 760 mmHg:9
x(%phân mol) 0 5 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
y(%phân mol) 0 9.2 16.7 30.3 42.5 53 62.6 71.6 79.5 86.4 93 100
t(
o
C)
118.
4 115.4
113.
8 110.1 107.5 105.8
104.
4
103.

* Sơ đồ qui trình công nghệ chưng cất hệ Etanol – nước:
Chú thích các kí hiệu trong qui trình:
1 . Bồn chứa nguyên liệu.
2 . Bơm.
3 . Bồn cao vị.
4 . Lưu lượng kế.
5 . Thiết bị trao đổi nhiệt với sản phẩm đáy.
6 . Thiết bị gia nhiệt nhập liệu.
7 . Bẩy hơi.
8 . Tháp chưng cất.
9 . Nhiệt kế.
10 . Aùp kế.
11 . Thiết bị ngưng tụ sản phẩm đỉnh.
12 . Nồi đun.
13 . Thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh.
14 . Bồn chứa sản phẩm đỉnh.
15 . Bồn chứa sản phẩm đáy.
16 . Bộ phận phân dòng.
10
37
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273

304
305
306
307
308
309
310
38
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ
11
41
311
42
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ
12
45
312
46
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ
13
49
313
314
315
316
317
318
319
320
321

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 bị 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 đĩa 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 bị ngưng tụ (11) và được ngưng tụ hồn tồn.
Một phần chất lỏng ngưng tụ đi qua thiết bị 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 hồn lưu về tháp ở đĩa trên cùng với tỉ số hồn 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 dịch lỏng đáy đi ra khỏi tháp vào nồi đun (12).
Trong nồi đun dung dịch 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 bị (5) (sau khi qua bồn cao vị).
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.
CHƯƠNG II : CÂN BẰNG VẬT CHẤT .
I . CÁC THÔNG SỐ BAN ĐẦU :
• Năng suất nhập liệu:
• (
x
=x
1

358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
54
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ
• 1/
natb

= 30% mol acid axetic.(x
W
=0.7)
• Khối lượng phân tử của acid axetic và nước : M
A
=60 kg/kmol , M
N
=18
kg/kmol .
• 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 .

FF
xx
−+
= 21.36 (Kg/Kmol).
F =
F
F
M
G
=
36.21
8.5025
=235.29 (Kmol/h)
* Phân mol sản phẩm đỉnh : x
D
=0,5% (phân mol acid axetic ) .

Khối lượng phân tử trung bình dòng sản phẩm đáy :
M
W
=
18).1(.60
WW
xx
−+
= 30.6 (Kg/Kmol).
Khối lượng phân tử trung bình dòng sản phẩm đỉnh :
M
D
=

406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
58
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ
D =175.47 (Kmol/h)
W = 59.819 (Kmol/h)

III . XÁC ĐỊNH TỈ SỐ HỒN LƯU THÍCH HỢP :
1 . Tỉ số hồn lưu tối thiểu:
Tỉ số hồn lưu tối thiểu là chế độ làm việc mà tại đó ứng với số mâm lý thuyết là
vô cực .Do đó ,chi phí cố định là vô cực nhưng chi phí điều hành (nhiên liệu ,nước
và bơm…) là tối thiểu .
Do đồ thị cân bằng của hệ acid axetic -Nước có điểm uốn ,nên xác định tỉ số hồn
lưu tối thiểu bằng cách :
+Trên đồ thị cân bằng y-x ,từ điểm (0.995,0.995) ta kẻ một đường thẳng đi qua
điểm (x
F
,y
*
F
) cắt trục Oy tại điểm có y
o

−
*
*
=
92.0945.0
945.0995.0
−
−
=2
Tỉ số hồn lưu thích hợp:R
X
=1.3R
min
+0.3=2.9
2. Tỉ số hồn lưu thích hợp:
Khi R tăng, số mâm sẽ giảm nhưng đường kính tháp ,thiết bị ngưng tụ ,nồi đun
và công để bơm cũng tăng theo.Chi phí cố định sẽ giảm dần đến cực tiểu rồi tăng
đến vô cực khi hồn lưu tồn phần ,lượng nhiệt và lượng nước sử dụng cũng tăng theo
tỉ số hồn lưu .
Tổng chi phí bao gồm : chi phí cố định và chi phí điều hành . Tỉ số hồn 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 sốt nên người ta
có thể tính tỉ số hồn lưu thích hợp từ điều kiện tháp nhỏ nhất .Để tính được tỉ số hồn
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 hồn 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 định thì G

418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447

=
19,2
995,0
.
19,2
9,2
+
+
+
x

=0,7436.x + 0.2551
2 . Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng :
y =
W
x
R
f
x
R
fR
.
1
1
.
1
+
−
+
+

457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
66
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ
Từ đồ thị ,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:

−
−
=
α
18
69
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501

= 0.945
t
F
= 100.52
o
C
+
92.0
92.01
.
945.01
945.0
x
x1
y1
y
α
F
F
*
*
F
−
−
=
−
−
=
F
F

x
W
= 0.7 ta tra đồ thị cân bằng của hệ : y
*
W
= 0.795
t
W
= 102.1
o
C
+
7.0
7.01
.
795.01
795.0
x
x1
y1
y
α
W
W
*
*
W
−
−
=

-3
(N.s/m
2
)
= 0,245 (cP)
Suy ra : 
W
.
W
= 16,177.0,245 = 3,967
Tra tài liệu tham khảo [4(tập 2) – trang 171] : 
W
= 0,365
*Tại vị trí mâm đỉnh :
x
D
= 0.995 ta tra đồ thị cân bằng của hệ : y
*
D
= 0.997
t
D
= 100.22
o
C
+
995.0
995.01
.
997.01

xx
x
x
và t
D
= 78,5
o
C ,tra tài liệu tham
khảo [4(tập 1) – trang 107] :

D
=51.10
-6
.9,81= 0,500.10
-3
(N.s/m
2
)
= 0,500 (cP)
Suy ra : 
D
.
D
= 1,049.0,500 = 0,525
Tra tài liệu tham khảo [4(tập 2) – trang 171] : 
D
= 0,600
Suy ra: hiệu suất trung bình của tháp :

tb

525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554

g
)ω.(
0188,0
ω.3600.π
4V
D
tb
tb
t
ρ
==
(m)(t2 tr181)
V
tb
:lượng hơi trung bình đi trong tháp (m
3
/h).
ω
tb
:tốc độ hơi trung bình đi trong tháp (m/s).
g
tb
: lượng hơi trung bình đi trong tháp (Kg/h).
Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng và đoạn cất khác nhau.Do đó,
đường kính đoạn chưng và đoạn cất cũng khác nhau .
1. Đường kính đoạn cất :
a . Lượng hơi trung bình đi trong tháp :
2
1
gg




=
+=
+=
dd
D
rgrg
xDxGyg
DGg
..
...
11
1111
11
(III.1)
Với : G
1
: lượng lỏng ở đĩa thứ nhất của đoạn cất .
r
1
: ẩn nhiệt hố hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn cất
r
d
: ẩn nhiệt hố hơi của hỗn hợp hơi đi ra ở đỉnh tháp .
* Tính r
1
: t
1

C , tra tài liệu tham khảo IV (tập 1) ta có :
Aån nhiệt hố hơi của nước : r
Nd
= 40512.96 (KJ/kmol) .
Aån nhiệt hố hơi của acid : r
Rd
= 24195.24(KJ/kmol) .
Suy ra : r
d
= r
Rd
.y
D
+ (1-y
D
).r
Nd
=24195.24*0.997 + (1- 0.997)*40512.96
= 24244.193 (KJ/kmol)
* x
1
= x
F
= 0.92
Giải hệ (III.1) , ta được : G
1
= 483.96 (Kmol/h)
y
1
= 0.647 (phân mol acid) _ M

585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
82
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ
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
ω

Với: + Nồng độ phân mol trung bình : y
tb
=
2
1 D
yy
+
=
2
997.0647.0
+
=0.822
+ Nhiệt độ trung bình đoạn cất : t
tb
=
2
DF
tt
+
=
2
22.10052.100
+
=100.37
o
C
Suy ra : 
ytb
=1.745 (Kg/m
3

= 100.37
o
C , tra tài liệu tham khảo [4 (tập 1)-trang 9], ta có :

a
=958kg/m
3

n


=958 kg/m
3
1/
natb
xx
ρρρ
/)1(/
−+=

xtb
= 958 (Kg/m
3
)
Suy ra :
745.1
958
.05,0
=
gh

n
: lượng hơi ra khỏi đoạn chưng (Kg/h).
g’
1
: lượng hơi đi vào đoạn chưng (Kg/h).
• Xác định g’
n
: g’
n
= g
1
= 561,873 (Kg/h)
• Xác định g’
1
: Từ hệ phương trình :
22
85
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617

1
'
1
'
1
'
.'.''.'
..'.
rgrgrg
xWygxG
WgG
nn
WW
(III.2)
Với : G
’
1
: lượng lỏng ở đĩa thứ nhất của đoạn chưng .
r’
1
: ẩn nhiệt hố hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn chưng.
* Tính r’
1
: x
W
=0,0011 tra đồ thị cân bằng của hệ ta có : y
W
=0,018
Suy ra :M
tbg’

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
= 21,131 (Kmol/h) = 391,008(Kg/h)
Vậy : g’
tb
=
441,476
2
008,391873,561
=
+
(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 :

−+
=
tb
tbtb
ytb
t
yy
ρ

Với: + Nồng độ phân mol trung bình :
y’
tb
=
2
1 W
yy
+
=
2
018,0297,0
+
=0,1575
+ Nhiệt độ trung bình đoạn chưng : t’
tb
=
2
WF
tt
+
=

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 : ’
N
= 963,117(Kg/m
3
)
Khối lượng riêng của rượu : ’
R
= 720,365(Kg/m
3
)
23
89
634
635
636
637

Suy ra :’
xtb
=
1
'
'1
'
'
−








−
+
N
tb
R
tb
xx
ρρ
=925,744 (Kg/m
3
)
Suy ra :
746,0

768,747.0188,0
.
.0188,0
2
2
2
2
==
ytbt
tb
D
g
ρ
(m/s).
+ Phần chưng :ω’
lv
=
903,0
746,0.5,0
441,476.0188,0
'.
'.0188,0
2
2
2
2
==
ytbt
tb
D


=








l
t
d
D
~2716 lỗ.
Vậy: ta bố trí các lỗ trên 1 mâm thành 51(hàng), số lỗ trên đường chéo là 66 lỗ.
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

682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
94
ĐAMH Quá Trình và Thiết Bị GVHD : NGUYỄN ĐÌNH THỌ
L
G
o
o
L
G
o
o
k
C












=
(mm.chất lỏng)
Với : + u
o
:vận tốc pha hơi qua lỗ (m/s).
+ 
G
: khối lượng riêng của pha hơi (Kg/m
3
).
+ 
L
: khối lượng riêng của pha lỏng (Kg/m
3
).
+ C
o
:hệ số orifice ,phụ thuộc vào tỷ số tổng diện tích lỗ với diện tích
mâm và tỷ số giữa bề dày mâm với đường kính lỗ.

= 1,171 (Kg/m
3
).
+ Khối lượng riêng của pha lỏng : 
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








=
k
h

.
745,0
243,9
.0,51'
2
2








=
k
h
= 6,039 (mm.chất lỏng).
b . Độ giảm áp do chiều cao mức chất lỏng trên mâm :
Phương pháp đơn giản để ước tính độ giảm áp của pha hơi qua mâm do lớp chất
lỏng trên mâm h
l
là từ chiều cao gờ chảy tràn h
w
, chiều cao tính tốn của lớp chất
lỏng trên gờ chảy tràn h
ow
và hệ số hiệu chỉnh theo kinh nghiệm β :
h
l

Với : + q
L
: lưu lượng của chất lỏng (m
3
/ph).
+ L
w
:chiều dài hiệu dụng của gờ chảy tràn (m).
• Xác định L
w
:
Diện tích dành cho ống chảy chuyền là 20% diện tích mâm , nên ta có
phương trình sau :
25
97
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714