[Type the document title]
LỜI CẢM ƠN
Đề tài của em là: “Hấp thu mâm chóp”. Đây là một đề tài không dễ mà cũng
không khó. Ngoài việc tìm thêm tài liệu, sự hỗ trợ từ giáo viên hướng dẫn là cũng là
một điều cần thiết để em hoàn thành đồ án này.
Và sau một thời gian tính toán với sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn, em đã hoàn
thành bản báo cáo đồ án này. Tuy nhiên, do em chưa có nhiều kinh nghiệm tính toán và
kiến thức chuyên sâu về máy, thiết bị, nên những sai sót trong tính toán là điều không
thể tránh khỏi. Em rất mong nhận được những ý kiến của thầy để đồ án sau của em có
thể tốt hơn.
Em xin cảm thư viện trường đã tạo điều kiện cho em có được tài liệu tham khảo,
cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Trung đã giúp đỡ tận tình em hoàn thành đồ án, cùng thầy
Tiến cũng đã giúp em giải đáp một số thắc mắc.
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 
[Type the document title]
Phần đánh giá:
• Ý thức thực hiện:
• Nội dung thực hiện:
• Hình thức trình bày:

Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển và cùng với nó là nhu cầu ngày càng cao về
độ tinh khiết của các sản phẩm. Vì thế, các phương pháp nâng cao độ tinh khiết luôn
luôn được cải tiến và đổi mới để ngày càng hoàn thiện hơn, như là: cô đặc, hấp thụ,
chưng cất, trích ly,… Tùy theo đặc tính yêu cầu của sản phẩm mà ta có sự lựa chọn
phương pháp phù hợp. Đối với hệ SO
2
- không khí là 2 cấu tử tan lẫn hoàn toàn, ta dùng
phương pháp hấp thu để làm sạch khí.
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bị là một môn học mang tính tổng hợp trong quá
trình học tập của các kỹ sư Công nghệ Hóa học tương lai. Môn học giúp sinh viên giải
quyết nhiệm vụ tính toán cụ thể về: quy trình công nghê, kết cấu, của một thiết bị trong
sản xuất hóa 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 kỹ thuật thực tế một
cách tổng hợp.

[Type the document title]
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
1. Tổng quan về khí SO2 và xử lí.
1.1 Tổng quan về SO2
Trong số các chất gây ô nhiễm không khí thì SO
2
là chất gây ô nhiễm khá điển hình.
Sulfuro là sản phẩm chủ yếu của các quá trình đốt cháy các nguyên, nhiên liệu chứa S.
Các nhà máy điện thường là nguồn phát sinh ra nhiều SO
2
trong khí thải, ngoài ra còn
phải kể đến các quá trình tinh chế dầu mỏ, luyện kim, tinh luyện quặng đồng, sản xuất
ximang và giao thông vận tải cũng là nơi phát sinh nhiều SO
2
.

2
làm
thiệt hại mùa màng, nhiễm độc cây trồng. Mưa axit có nguồn gốc từ SO
2
làm thay đổi
pH của đất, nước, hủy hoại các công trình kiến trúc, ăn mòn kim loại.
 Chính vì những tác động tiêu cực trên mà việc giảm tải lượng cũng như nồng độ
SO
2
phát thải SO
2
vào môi trường đang là vẫn đề rất được quan tâm.
1.2 Phương pháp xử lí SO
2
SO
2
được xử lí bằng phương pháp các phương pháp khác nhau trong đó hấp thu là
chủ yếu, để hấp thu SO
2
ta có thể dùng nước, dung dịch hoặc huyền phù của muối kim
loại kiềm, kiềm thổ
Hấp thu bằng nước:

+−
+⇔+
HHSOOHSO
322
độ hòa tan của SO
2
trong nước khá thấp nên cần sử

chất chủ yếu của dung môi.
 Độ nhớt dung môi bé, chất lỏng chuyển động dễ dàng và trở lực nhỏ, làm
cho hệ số truyền khối lớn.
 Nhiệt dung riêng bé, ít tốn nhiệt khi hoàn nguyên dung môi.
 Nhiệt độ sôi khác xa với nhiệt độ sôi của chất hòa tan, như vậy dễ tách cấu
tử ra khỏi dung môi.

[Type the document title]
 Nhiệt độ đóng rắn thấp, tránh hiện tượng đóng rắn làm tắt thiết bị.
 Không tạo kết tủa, khi hòa tan tránh tắt thiết bị và thu hồi cấu tử đơn giản
hơn.
 Ít bay hơi mất mát ít.
 Không độc với người, không ăn mòn thiết bị.
Trong thực tế thì không có dung môi nào đạt được tất cả các tính chất trên, khi
chọn dung môi phải dựa vào điều kiện cụ thể mà quan trọng nhất là tính hòa tan
chọn lọc.
Sau khi suy đi, tính lại, đối chiếu các điều kiện thì nước là dung môi phù hợp,
thỏa đáng và phù hợp với nhiều điều nhất cho hấp thu SO
2
trong đồ án này,
nước cũng là dung môi có sẳn và dễ kiếm.
4. Sơ đồ quy trình công nghệ và thuyết minh quy trình

[Type the document title]
Hình 1: Sơ đồ quá trình hấp thu
CHÚ THÍCH:
 Bồn chứa nước 7. Tháp mâm chóp
 Bơm ly tâm 8. Thùng chứa nước sau hấp thu
 Van 9. Quạt khí
 Bồn cao vị 10. Lưu lượng kế khí

 G
c
: lưu lượng hỗn hợp khí đi ra khỏi thiết bị hấp thu, kmol/h.
 Y
d
: nồng độ đầu của hỗn hợp khí, kmol/kmol khí trơ.
 Y
c
: nồng độ cuối của hỗn hợp khí, kmol/kmol khí trơ.
 L
d
: lưu lượng hỗn hợp lỏng đi vào thiết bị hấp thu, kmol/h.
 L
c
: lưu lượng hỗn hợp lỏng đi ra khỏi thiết bị hấp thu, kmol/h.
 L
tr
: lưu lượng dung môi tinh khiết cần sử dụng, kmol/h.
 X
d
: nồng độ đầu của hỗn hợp lỏng, kmol/kmol dung môi.
 X
c
: nồng độ cuối của hỗn hợp lỏng, kmol/kmol dung môi.
 G
tr
: lưu lượng khí trơ vào thiết bị, kmol/h.
Số liệu cho trước:
 Tháp mâm chóp: Hỗn hợp SO
2

=
+
=
RT
VP
(kmol/h)
Hỗn hợp khí ra khỏi tháp có hàm lượng SO2 2,5% nên yc=0,025

[Type the document title]
02564,0
025,01
025,0
1
=
−
=
−
=⇒
c
c
c
y
y
Y
(kmol/kmol khí trơ)
Lượng khí trơ vào thiết bị:
Gtr = Gc.(1-yc) = 95.(1-0,025) = 92,625 (kmol/h)
Độ hấp thu A=0,8 mà
)1.( AYY
dc

( )
Xm
Xm
.11
.
−+
trong đó
P
P
m
bhi
=

P
bhi
: áp suất hơi bão hòa của SO
2
ở nhiệt độ 308
o
C
5
.4ln.3/21ln
C
bhi
TCTCTCCP
+++=
(Table 2-8, page 2-60, [III])
C1 = 47,365 C2 = -4084,5 C3 = -3,6469
C4 = 1,799.10
-17

Y
cb
45,41
.45,5
)45,51(1
.45,5
−
=
−+
=
Thiết lập phương trình đường làm việc:
Lượng dung môi cần sử dụng L
tr
=b.L
trmin

Trong đó ta chọn giá trị b=1,5
dc
cd
trtr
XX
YY
GL
−
−
=
max
min
.
X

tr
L
(kmol/h)
Vậy, phương trình đường làm việc:
004283,0.
625,92
36,837
02564,0.
625,92
36,837
−+=−+= XX
G
L
YX
G
L
Y
d
tr
tr
c
tr
tr
Hay Y = 9.X – 0,013
0156,0004283,0
36,837
02564,01282,0
.625,92. =+
−
=+

tb
lưu lượng khí trung bình đi trong tháp
hm /(
3
)
tb
ω
tốc độ khí trung bình đi trong tháp (m/s)
Tính lưu lượng khí trung bình theo
:)/(
3
hm
2
cd
tb
GG
V
+
=
Theo đề cho G
c
=2400
)/(
3
hm
Theo cân bằng vật chất ở trên
)1()1.(
ccdd
yGyG −=−
=>

)/(2640
1136,01
025,01
.2400
3
hmG
d
=
−
−
=

[Type the document title]

)/(2520
2
24002640
3
hmV
tb
=
+
=
Tính vận tốc khí đi trong tháp:
[ ]
ytbxtbtbyy
h
ρρσϕωρ
065,0).( =
(

σ
nên
[ ]
σϕ
= 1 (Bảng I.242, trang 301, Sổ tay quá trình và
thiết bị hóa chất tập I) 1(dyn/cm) =0,001(N/m)
Tính
ytb
ρ
:
kktbSOtbytb
MyMyM ).1(.
2
−+=
mà
0693,0
2
1136,0025,0
2
=
+
=
+
=
cd
tb
yy
y
(mol/mol hỗn hợp)
 M

xtb
ρ
:
OHtbSOtbxtb
MxMxM
22
).1(.
−+=
00426,0
004283,01
004283,0
1
=
+
=
+
=
d
d
d
X
X
x

(kmol/kmol hỗn hợp)
01536,0
0156,01
0156,0
1
=

1
1
1
1
1
xtb
tb
xtb
tb
xtb
aa
ρρρ
−
+=
(Công thức IX.104a, trang 183, [II])
với a
tb1
là phần khối lượng trung bình của cấu tử 1 trong pha lỏng
034,0
45,18
64.00981,0
.
2
1
===
xtb
SOtb
tb
M
Mx

40,
2
mkg
CSO
o
=
ρ
(Bảng I.2, trang 9, [I])
=>
1341
35,
1
2
==
CSO
xtb
o
ρρ
(
)/
3
mkg
88,1002
06,994
034,01
1341
034,0
1
1
1

sm
ytb
==⇒
ω
Vậy
9189,0
0555,1.3600.
2520.4
==
π
D
(m)
Chọn D=0,9(m) phù hợp cách chọn h=0,3(m)
2.Tính chiều cao thân tháp
H = N
tt
.
( )
δ
+
đ
H
+ (0,8
÷
1) (m) (Công thức IX.54, trang 169, [II])
Trong đó:
H
đ
: khoãng cách giữa các đĩa, chọn theo đường kính như trên H
đ

L
LL
Mm
ρ
µ

:
45,5=m
đã tính ở cân bằng vật chất
xtbL
MM =

: là phân tử lượng trung bình pha lỏng đã tính, M
l
= 18,45
(kg/kmol)
L
ρ
: khối lượng riêng pha lỏng :
L
ρ
=
xtb
ρ
=1002,88 (kg/m
3
) = 0,062428.1002,88 = 62,61 (lb/ft
3
)
2211

(Bảng I.101, trang 91, [I])
ta được phương trình hồi quy để tính độ nhớt của SO
2
: y.10
6
=354-2,5x
(x là nhiệt độ, y là độ nhớt)

[Type the document title]
)/(10.5,26610).35.5,2354(
266
35,
2
mNs
CSO
o
−−
=−=
µ
=0,2665 (cP)

3
35,
10.7225,0
2
−
=
COH
o
µ

hh
µ

715,0==
hhL
µµ
(cP)
Thay các số liệu vào công thức
L
LL
Mm
ρ
µ

=
1483,1
61,62
45,18.715,0.45,5
=
 !"#$%&'$(
)*+,$-($./
01'*2 3**!4*'5$.(6(/6($(./
3.Thiết kế đĩa chóp
 Số chóp phân bố trên đĩa:
2
2
.1,0
h
d
D

δ
++
(m) (Công thức IX.214, trang 236, [II])
ch
δ
: là chiều dày chóp, nằm trong khoãng 2
÷
3 (mm)
Ta chọn
ch
δ
= 2 (mm) = 2.10
-3
(m).
 d
ch
=
232
)10.2.205,0(05,0
−
++
= 0,074 (m).
 Chiều cao chóp phía trên ống hơi
h
2
= 0,25d
h
(Công thức IX.213, trang 236, [II])
 h
2

V
y
: lưu lượng hơi đi trong tháp = V
tb
= 2520 (m
3
/h)

[Type the document title]

y
ω
=
34.1,0.3600.
2520.4
2
π
= 2,6 (m/s)
 b =
88,1002.81,9
244,1.6,2.2
2
= 0,02 (m).
 Số lượng khe hở của mỗi chóp:
)
4
(
2
b
d

 Chiều cao ống dẫn hơi:
Chọn h
ống hơi
= 0,07 (m)
 Chiều cao chóp:
h
ch =
h
ống hơi
+ h
2
= 0,07 + 0,0125 = 0,0825 (m)
 bước tối thiểu của chóp trên đĩa:
t
min
= d
ch
+ 2δ
ch
+ l
2
(Công thức IX.220, Trang 237, [II])
l
2
: khoãng cách nhỏ nhất giữa các chóp
l
2
= 12,5 + 0,25d
ch
= 12,5 + 0,25.74 = 31 (mm)

= (h
1
+ b + S) - ∆h (Công thức IX.219, trang 237, [II])
h
1
:

Chiều cao mức chất lỏng trên khe chóp: h
1
= 0,015 ÷ 0,040 (m)
Chọn h
1
= 0,03 (m) (trang 236, [II])
S: là khoãng cách từ mặt đĩa đến chân chóp
)250( mm÷
(Trang 236, , [II])
chọn S = 0,0125 (m)
 Chọn chiều cao gờ chảy tràn là 0,05 (m)
 Khoảng cách từ tâm ống chảy chuyền đến tâm chóp gần nhất:
t
1
= d
c
/2 + δ
c
+ d
ch
+ δ
ch
+ l

d
V
π
(m) (Công thức trang 237, [II])
V: là thể tích chất lỏng chảy qua ống chảy chuyền (m
3
/h)
V
x
thể tích chất lỏng trung bình đi trong tháp

[Type the document title]
56,15
88,1002
68,845.45,18
.
===
xtb
tbxtb
x
LM
V
ρ
(m
3
/h)

h
∆
=

Trong đó:
∆
=
h∆
: chiều cao chất lỏng bên trên ống chảy chuyền
b
ρ
: Khối lượng riêng của bọt
( )
x
ρ
.6,04,0 ÷∈
(trang 194, [II])
Chọn
b
ρ
=
x
ρ
⇒5,0
= 0,5.1002,88 = 501,44 (Kg/m
3
)
F: là diện tích bề mặt có gắn chóp (nghĩa là trừ đi 2 phần diện tích để ống chảy
chuyền) (Trang 185, [II])
F = S
đ
– 2.S
1
S

h
x
= h
1
+ ( S + h
sr
+ b ) h
sr
: khoảng cách từ mép dưới của chóp đến mép
dưới của khe chóp, chọn h
sr
= 5 mm
 h
x
= 0,03 + (0,0125 + 0,005 + 0,02).0,005 = 0,03 (m) (gần bằng h
1
)
f là tổng diện tích các chóp trên đĩa:
f = n. S
1ch
S
1ch
là diện tích 1 chóp : S
1ch
=
)(0043,0
4
074,0.
4
.