


 !
"#$%&
'
Giảng viên hướng dẫn: THẠC SĨ CAO THANH NHÀN
Sinh viên thực hiện: TRẦN HOÀNG TỰ 10252991
Lớp: CDHD12A
Khóa: 2010 – 2013
()*+, /01)*2-)3452



 !
"#$%&
'
Giảng viên hướng dẫn: THẠC SĨ CAO THANH NHÀN
Sinh viên thực hiện: TRẦN HOÀNG TỰ 10252991
Lớp: CDHD12A
Khóa: 2010 – 2013
()*+, /01)*2-)3452
3
LỜI CẢM ƠN
Để có thể hoàn thành bài đồ án này, nhóm chúng em xin được gửi lời cảm ơn
chân thành đến quý cá nhân và tập thể sau:
Thạc sĩ hướng dẫn Cao Thanh Nhàn
Khoa bộ môn: khoa công nghệ hóa học
Thư viện trường đại học công nghiệp TP.HCM
Cùng tất cả những sự hỗ trợ giúp đỡ của bạn bè trong lớp cao đẳng hóa dầu 12A.
Chân thành cảm ơn.

CAO THANH NHÀN
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN

5
PHẦN ĐÁNH GIÁ:
- Ý thức thực hiện:

- Nội dung thực hiện:

- Hình thức trình bày:

- Tổng hợp kết quả:

Điểm bằng số: Điểm bằng chữ:
TP.HCM, ngày … tháng … năm 2013

xúc với chất lỏng nhằm mục đích hòa tan chọn lựa một hay nhiều cấu tử của hỗn
hợp khí để tạo nên một dung dịch các cấu tử trong chất lỏng.
Khí được hấp thụ gọi là chất bị hấp thụ.
Chất lỏng dùng để hấp thu được gọi là dung môi (chất hấp thụ).
Khí không bị hấp thụ gọi là khí trơ.
Hình 1.1. Sơ đồ lọc khí độc hại trong hỗn hợp khí kiểu hấp thụ.
0A/0BC0D
1-Cửa thoát khí vào khí quyển;
2-Giàn phun;
3-Buồng thiết bị hấp thụ;
4-Thiết bị phun;
5-Không khí bẩn đi vào;
6-Bể lắng hay phin lọc;
7-Bơm
10
Cơ sở của nguyên lý: Dựa trên sự tương tác giữa chất cần hấp thụ (thường là
khí hoặc hơi) với chất hấp thụ (thường là chất lỏng) hoặc dựa vào sự hòa tan khác
nhau của các chất trong chất lỏng đẻ tách chất.
Nguyên tắc: Cho khí thải tiếp xúc với chất lỏng, các khí này hoặc được hòa
tan vào chất lỏng hoặc được biến đổi thành phần.
Hiệu quả hấp thụ phụ thuộc vào:
- Sự tiếp xúc giữa pha khí và pha lỏng.
- Thời gian tiếp xúc.
- Nồng độ môi trường hấp thụ.
- Tốc độ phản ứng giữa chất hấp thụ và khí thải
..5=E>)*CF90<=/08
Trong công nghiệp hoá chất, thực phẩm, quá trình hấp thu được dùng để:
- Thu hồi các cấu tử quý trong pha khí
- Làm sạch pha khí
- Tách hỗn hợp tạo thành các cấu tử riêng biệt

diễn ra phản ứng hoá học hay các phân tử của khối khí không thể quay trở về khối
khí khi có tác động của quá trình vật lý.
Quá trình hấp thụ kèm theo sự toả nhiệt và làm tăng nhiệt độ của hệ thống. khi
pha khí phân tán vào pha lỏng xảy ra hiện tượng dẫn nhiệt làm năng lượng cấu tử
pha khí bị giảm. hiện tượng này xảy ra do sự chuyển động của các phân tử khí, làm
cho các phân tử này bị xáo trộn dẫn tới sự cân băng năng lượng giữa 2 pha.
Trong thực tế có 2 hiện tượng hấp thụ:
- Hấp thụ đẳng nhiệt: được tiến hành với sự giải nhiệt pha lỏng bằng thiết bị
truyền nhiệt bố trí trong tháp hấp thu. Nếu nồng độ ban đầu không lớn hoặc
khi lưu lượng chất lỏng lớn thì sự thay đổi nhiệt của chất lỏng không đáng
kể.
12
- Hấp thụ đẳng áp: diễn ra khi có sự thay đổi của nhiệt độ môi trường bên
ngoài, khi này cơ cấu thiết bị được đơn giẳn hoá nhưng điều kiện cân bằng
không tốt.
..O1C=0PG)*=01=0<=/0>
..O.*8,Q)/RC
Cơ sở của nguyên lý là dựa trên sự tương tác giữa chất cần hấp thụ
(thường là khí hoặc hơi) với chất hấp thụ (thường là chất lỏng) hoặc dựa vào khả
năng hoà tan khác nhau của các chất trong chất lỏng để tách chất. Tuỳ thuộc vào
bản chất của sự tương tác mà ta chia thành:
<=/0>:S/%TD Hấp thụ vật lý là quá trình dựa trên sự tương tác vật lý bao
gồm sự khuếch tán, hoà tan của các chất cần hấp thụ vào trong lòng chất lỏng và sự
phân bố của chúng giữa các phân tử chất lỏng.
<=/0>0M10UCD Hấp thụ hoá học là quá trình luôn đi kèm với một hay
nhiều phản ứng hoá học và bao gồm hai giai đoạn: giai đoạn khuếch tán và giai
đoạn xảy ra các phản ứng hoá học. Như vậy sự hấp thụ hoá học không những
phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán của chất khí vào trong chất lỏng mà còn phụ
thuộc vào tốc độ chuyển hoá các chất- tốc độ phản ứng của các chất. Trong hấp thụ
hoá học, chất được hấp thụ có thể phản ứng ngay với các phân tử của chính chất hấp

thải gây ô nhiễm nguồn nước. Hệ thống càng trở nên cồng kềnh phức tạp.
14
..W1C%MX?/01=0<=/0>
..W.01=N@4
Tháp đệm là một tháp hình trụ gồm nhiều đoạn nối với nhau bằng mặt bích
hay hàn.
Hình 1.2. Mô hình tháp đệm.
Trong tháp người ta có đổ đầy đệm, tháp đệm được ứng dụng rộng rãi trong
công nghệ hóa hoc để hấp thụ,chưng cất, làm lạnh….người ta dung nhiều loại đệm
khác nhau, phổ biến nhất là các loại đệm sau đây:
- Đệm vòng(kích thước từ 10-100 mm)
- Đệm hạt( kích thước hạt từ 20-100mm)
- Đệm xoắn - đường kính vòng xoắn từ 3-8 mm.Chiều dài dây nhỏ hơn 25m.
- Đệm lưới bằng gỗ
15
Yêu cầu chung của tất cả các loại đệm là:
- Bề mặt riêng lớn (bề mặt trong một đơn vị thể tích bằng m
2
/m
3
, ký hiệu là σ)
- Thể tích tự do lớn,ký hiệu là V
tđ
tính bằng m
3
/m
3
.
- Khối lượng riêng bé.
- Bền hóa học

Nhiệt độ và áp suất là những yếu tố ành hưởng lên quá trình hấp thụ. Hầu hết
các thông số làm việc trong tháp đều tính theo số mol cho nên việc biến đổi nhiệt độ
và áp suất sẽ không ảnh hưởng nhiều đến sự thay đổi số mol và đường làm việc gần
như không thay đổi. ở đây sự thay đổi nhiệt đọ ảnh hưởng chủ yếu đến sự cân bằng
pha của quá trình.
Nếu nhiệt độ tăng thì hệ số Henry tăng, hệ số góc (m) đường cân bằng tăng và
đường cân bằng sẽ dịch chuyển về phía trục tung. Vậy động lực trung bình sẽ giảm,
cường độ truyền khối sẽ giảm, số mâm lý thuyết sẽ tăng.
Nếu ta tăng nhiệt độ đến một nhiệt độ tới hạn nào đó thì phương trình đường
làm việc và đường cân bằng tiếp xúc nhau khi đó quá trình truyền khối sẽ không
thực hiện được.
Ngoài ra khi áp suất tăng thì hệ số góc (m) phương trình đường cân bằng sẽ
giảm và số mâm lý thuyết sẽ giảm.
Mặt khác nhiệt độ tăng cũng sẽ ảnh hưởng tốt đến quá trình truyền khối do độ
nhớt của dung môi sẽ giảm, vận tốc khí tăng cường độ truyền khối cũng tăng.
Nếu ta tăng áp suất hỗn hợp khí thì hệ số cân bằng m sẽ giảm do đó đường cân
bằng sẽ dịch chuyển gần về trục hoành. Động lực trung bình sẽ tăng. Nhưng sự tăng
áp suất luôn kèm theo sự tăng nhiệt độ nên cũng ảnh hưởng không tốt đến quá trình
truyền khối.
.56)*789):;^0B%
.5._CN?V4%T0`9CF9^0B0,EIMC%MI89a%b
- Công thức phân tử HCl (khí)
17
- Phân tử gam: 36,4606 g/mol
- Độ hòa tan trong nước ở 20
0
C: 720g/L
- Điểm nóng chảy: -114,2
0
C

HCl + H
2
O → H
3
O+ + Cl−
Dung dịch tạo thành được gọi là axít clohiđric và nó là một axít mạnh. Hằng
số điện li axít hay hằng số ion hóa Ka là rất lớn, nghĩa là HCl bị điện li hay ion hóa
toàn phần trong nước.
Kể cả khi không có mặt nước thì hydro clorua vẫn có thể có phản ứng như một
axít. Ví dụ, hydro clorua có thể hòa tan trong các dung môi phân cực khác như
mêtanol và có phản ứng như một chất xúc tác axít cho các phản ứng hóa học khi
điều kiện khan nước (anhiđrơ) là mong muốn.
HCl + CH
3
OH → CH
3
O+H
2
+ Cl−
18
HCl cung cấp proton cho phân tử mêtanol (CH3OH)
Do bản chất axít của nó, hydro clorua là một chất khí có tính ăn mòn, cụ thể là
khi có sự hiện diện của hơi ẩm.
Khói trắng của clorua hiđrôcloric làm thay đổi pH của giấy quỳ. Màu đỏ chỉ ra
rằng dung dịch có tính axít.
.55*8c)*[C=01/d?)0^0B%
HCl được sinh ra trong các quá trình:
- Quá trình điện phân muối ăn sản xuất xút.
- Quá trình gia công chế biến có sử dụng Clo (quá trình Clo hóa).
- Các cơ sở gia công chế biến kim loại có tẩy rửa bằng HCl.

thấy
mùi rõ và từ 8,3-32,9 mg/m
3
thấy mùi nặng.
Công nhân làm việc nồng độ 15 mg/m
3
ở thời gian dài có thể bị hỏng răng và
để bảo vệ sức khỏe công nhân nên duy trì nồng độ ở mức 2,9 mg/m
3
.Không gây ung
thư.
.5-5[?:f?4g?/IPh)*
HCl làm cho cây cối chậm phát triển, với nồng độ cao thì cây chết. HCl có tác
dụng làm giảm độ mỡ bóng của lá cây, làm cho các tế bào biểu bì của lá bị co lại.
20
CHƯƠNG 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
5.08,H/4?)078,/IJ)0Cg)*)*0@
Nguồn khí thải HCl từ các nhà máy được thu hồi lại và dùng quạt thổi vào
tháp đệm. Dung dịch hấp thụ được dùng là nước , được bơm lên bồn cao vị và đi
vào tháp từ trên xuống qua một van và lưu lượng kế để theo dõi và điều chỉnh lưu
lượng. Hỗn hợp khí được thổi từ dưới đi lên và quá trình hấp thụ xảy ra trong tháp.
Khí sau khi xử lý sẽ được dẫn ra ống khói. Dung dịch sau khi hấp thụ sẽ thu hồi ở
đáy tháp vào bồn chứa và được đưa đi xử lý sau đó.
Quan sát sơ đồ công nghệ (hình 3), ta thấy được nguyên lý và cơ chế của hệ
thống hấp thụ khí HCl như sau:
- Đầu tiên khí HCl được quạt khí số (6) sẽ hút khí thải HCl vào hệ thống,
thông qua một lưu lượng kế số (5) và van chỉnh lưu lượng số (9) ta có thể quan sát,
điều chỉnh lưu lượng khí hút vào hệ thống, sau khi khí HCl qua lưu lượng kế sẽ đi
vào đáy tháp hấp thụ để khí HCl bay từ dưới lên tiến hành quá trình hấp thụ làm
sạch khí HCl.

c
: Tỷ số mol khí trong dòng lỏng đi ra tháp hấp thụ, (kmol HCl/kmol dung môi)
Y
đ
: Nồng độ mol tương đối của khí trong hỗn hợp khí thải vào tháp hấp thụ, (kmol
HCl/kmol khí trơ)
Y
c
: Nồng độ mol tương đối của khí trong hỗn hợp khí thải khi đi ra tháp hấp thụ,
(kmol HCl/kmol khí trơ)
x
d
: Phần mol khí trong pha lỏng đi vào tháp hấp thụ, (kmolHCl/kmol dung dịch)
x
c
: Phần mol khí trong pha lỏng ra khỏi tháp hấp thụ, (kmolHCl/kmol dung dịch)
y
d
: Phần mol khí trong dòng khí đi vào tháp hấp thụ, (kmolHCL/kmol hỗn hợp khí)
y
c
: Phần mol khí trong dòng khí ra khỏi tháp hấp thụ, (kmolHCL/kmol hỗn hợp khí)
C
kk
: nồng độ mol khí(kmol/m
3
)
: nồng độ mol HCl vào tháp (kmol HCl/m
3
)

/(1 – y
d
) = 0.0753 (kmol HCl/kmol khí trơ)
Tỉ số mol khí ra: Y
c
= Y
d
.(1-A) = 0.00753 (kmol HCl/kmol khí trơ)
Phân tử khối trung bình khí vào: M = 0.07x36,5 + 0.93x29 = 29,53 (kg/kmol);
Khối lượng riêng khí vào:
)/(1885,1
303.082,0
53,29.1
.
.
3
mkg
TR
MP
yd
===
ρ
Nhập liệu khí theo mol:
)/(23,362
53,29
1885,1.9000
.
hkmol
M
G

= 0.0753, ta được X
cmax
= 0.0247
Nhập liệu lỏng: L
d
= L
tr
=1.2L
trmin

Do nhập liệu nước tinh khiết nên X
đ
= 0
Suất lượng mol khí trơ:
G
tr =
G
đ
*(1-y
đ
)= 362.23*(1-0.07)=336.87(kmol/h)
)/(3,924
00247,0
00753,00753,0
.87,336.
max
min
hkmol
XX
YY

cd
tr
tr
tr
tr
YX
G
L
X
G
L
Y +−=
=> Y = 3.29X + 0.00753
Thế Y
d
=0,0753 vào phương trình đường làm việc, ta được X
c
= 0.0206

0202,0
0206,01
0206,0
1
=
+
=
+
=
c
c

05,29.1
.
.
kmolkg
TR
MP
===
ρ
Suất lượng mol lỏng ra: L
c
= L
d
+ G
ht
= 1109.18 + 22.82 = 1132 (kmol/h)
Phân tử khối trung bình lỏng ra: M = 0.0202x36.5 + (1-0.0202)x18 = 18.374
(kg/kmol)
Suất lượng khối lượng lỏng ra: L
c
= 1132 x 18.374 = 20799.4 (kg/h)
25
Phương trình đường làm việc:
cd
tr
tr
tr
tr
YX
G
L

n  

0 0.0075 0
0.001 0.0108 0.0029
0.002 0.0141 0.0058
0.003 0.0174 0.0087
0.004 0.0207 0.0116
0.005 0.024 0.0146
0.006 0.0273 0.0175
0.007 0.0306 0.0205
0.008 0.0339 0.0235
0.009 0.0371 0.0265
0.01 0.0404 0.0295
0.012 0.047 0.0355
0.014 0.0536 0.0416
0.016 0.0602 0.0477
0.018 0.0668 0.0539
0.0206 0.0753 0.0619