Đồ án Chưng luyện liên tục Axêtôn và Benzen

g âỉåìng kênh lải låïn, saín pháøm âènh thu âỉåüc chàĩng bao nhiãu. Xạc âënh RX thêch håüp theo säú báûc thay âäøi näưng âäü âỉåüc tiãún haình nhỉ sau : cho nhiãưu giạ trë RX låïn hån giạ trë RXmin. Våïi mäùi giạ trë trãn, ta xạc âënh âỉåüc tung âäü cuía âỉåìng laìm viãûc âoản luyãûn våïi trủc tung B, våïi: Âäư thë xạc âënh säú báûc thay âäøi näưng âäü lyï thuyãút Dỉûa vaìo âäư thë ta cọ kãút quía sau: b 1,2 1,4 1,6 1,75 1,8 1,85 2 2,2 Rx 2,3712 2,7664 3,1616 3,458 3,5568 3,6556 3,952 4,3472 B 28,65 25,65 23,2 21,67 21,2 20,75 20,1 18,06 Nt 23,2 19,8 17,4 15,8 15,5 15,2 14,6 13,6 Nt(Rx+1) 78,2 74,6 72,41 70,44 70,63 71,2 72,44 72,72 Tỉì baíng bãn tçm âỉåüc giạ trë Nl(Rx + 1) nhoí nháút tải Rx = 3,458 ỉïng våïi b= 1,75. Váûy ta tênh âỉåüc chè säú häưi lỉu thêch håüp Rx = 3,458. Säú ngàn lyï thuyãút cuía thạp chỉng laì : 15,8 Säú ngàn lyï thuyãút âoản luyãûn laì : 11,8 Säú ngàn lyï thuyãút âoản chỉng laì: 4 III - CÁN BÀỊNG NHIÃÛT LỈÅÜNG : Mủc âêch cuía viãûc tênh toạn cán bàịng nhiãût lỉåüng laì âãø xạc âënh lỉåüng håi âäút cáưn thiãút khi âun nọng häùn håüp âáưu, âun bäúc håi åí âạy thạp cuỵng nhỉ xạc âënh lỉåüng nỉåïc laìm lảnh cáưn thiãút cho quạ trçnh ngỉng tủ vaì laìm lảnh . Choün nỉåïc laìm cháút taíi nhiãût vç nọ laì nguäưn nguyãn liãûu reí tiãưn, phäø biãún trong thiãn nhiãn vaì cọ khaí nàng âạp ỉïng yãu cáưu cäng nghãû. Så âäư cán bàịng nhiãût lỉåüng: H2O H2O H2O H2O Qy QF QD1 QD2 Qxq2 Qng1 Qxq1 QW Qf QP QR Qng2 Cạc kê hiãûu: QD1 : lỉåüng nhiãût do håi nỉåïc cung cáúp âãø âun nọng häùn håüp âáưu, J/h Qf : lỉåüng nhiãût häùn håüp âáưu mang vaìo, J/h QF : lỉåüng nhiãût do häùn håüp âáưu mang ra khoíi thiãút bë âun nọng, J/h Qxq1 : lỉåüng nhiãût máút mạt trong quạ trçnh âun säi, J/h Qy : lỉåüng nhiãût håi mang ra khoíi thạp, J/h QR : lỉåüng nhiãût do lỉåüng loíng häưi lỉu mang vaìo, J/h QP : nhiãût lỉåüng do saín pháøm âènh mang ra, J/h QD2 : nhiãût lỉåüng cáưn âun nọng saín pháøm âạy, J/h QW : nhiãût lỉåüng do saín pháøm âạy mang ra, J/h Qxq2 : nhiãût lỉåüng máút mạt trong thạp chỉng luyãûn, J/h Qng1 : nhiãût do nỉåïc ngỉng mang ra åí thiãút bë âun säi häùn håüp âáưu, J/h Qng2 : nhiãût do nỉåïc ngỉng mang ra åí thiãút bë âun säi saín pháøm âạy, J/h 1. Cán bàịng nhiãût lỉåüng cuía thiãút bë âun nọng häùn håüp âáưu : Phỉång trçnh cán bàịng nhiãût lỉåüng cho quạ trçnh âun nọng: QD1 + Qf = QF + Qxq1 + Qng1 Nhiãût lỉåüng do håi âäút mang vaìo QD1 QD1 =D1 = D1(r1 + t1C1) (J/h) Våïi : D1 : lỉåüng håi âäút mang vaìo (kg/h) : haìm nhiãût cuía håi nỉåïc (J/kg) r1 : áøn nhiãût họa håi cuía håi nỉåïc (J/kg) t 1 : nhiãût âäü nỉåïc ngỉng (oC) C1 : nhiãût dung riãng cuía nỉåïc ngỉng (J/kg âäÜ) Nhiãût lỉåüng do häùn håüp âáưu mang vaìo Qf Qf = F.Cf tf (J/h) Våïi : F : Lỉåüng häùn håüp âáưu, kg/h Cf : Nhiãût dung riãng cuía häùn håüp âáưu, J/kg.âäü Cf = aF : Näưng âäü pháưn khäúi lỉåüng cuía häùn håüp âáưu CA, CB : Nhiãût dung dung riãng cuía Axãtän vaì Benzen åí 25oC (J/kg.âäü) tf : Nhiãût âáưu cuía häùn håüp (láúy bàịng nhiãût âäü cuía mäi trỉåìng bãn ngoaìi tf = 25oC) Nhiãût lỉåüng do häùn håüp âáưu mang ra QF QF = F.CF tF Våïi CF : Nhiãût dung riãng cuía häùn håüp khi ra khoíi thiãút bë âun nọng, J/kg.âäü tF : Nhiãût âäü cuía häùn håüp khi ra khoíi thiãút bë âun nọng, oC Nhiãût lỉåüng do nỉåïc ngỉng mang ra Qng1 Qng1 = = D1t1C1 Gng1 : Lỉåüng nỉåïc ngỉng (láúy bàịng lỉåüng håi âäút), kg/h Nhiãût lỉåüng máút mạt ra mäi trỉåìng xung quanh Qm1 (thỉåìng láúy bàịng 5% nhiãût tiãu täún) Qxq1 = 5%(QD1 - Qng1 ) = 5% D1r1 Nhỉ váûy lỉåüng håi nỉåïc baỵo hoaì cáưn thiãút âãø âun nọng dung dëch âáưu âãún nhiãût âäü säi: , kg/h F = 3291,67 (kg/h) Tênh nhiãût dung riãng cuía häøn håüp âáưu Cf åí 25o C : Cf25 = CA 25 aF + CB25 (1-aF) CA25, CB25 tra trong baíng I-153/171.I vaì bàịng näüi suy CA25 = 2190 (J/kgâäü) CB25 = 1753,75 (J/kg.âäü) => Cf25 = 2190´ 0,405 + 1753,75´ (1- 0,405) = 1930 (J/kg.âäü) Nhiãût dung riãng cuía häùn håüp âáưu khi âi ra thiãút bë âun nọng åí nhiãût âäü tF =ts = 64,8 oC CF64.8 = CA 64,8aF + CB64,8 (1- aF) CA64,8 = 2320,6 (J/kg.âäü)ü CB64,8 = 1955,2 (J/kg.âäü) => CF 64,8 = 2320,6´ 0,405 + 1955,2´ (1- 0,405) = 2103 (J/kg.âäü) Ta choün håi nỉåïc baỵo hoìa âun säi åí ạp suáút p = 1 atm, to =99,1oC, ta cọ r1=2264. 103 (J/kg) (baíng I-121/314.I) Váûy: 2. Cán bàịng nhiãût lỉåüng cho toaìn thạp: a) Nhiãût lỉåüng do häùn håüp âáưu mang vaìo thạp : b) Nhiãût lỉåüng do håi nỉåïc mang vaìo âạy thạp : D2 : lỉåüng håi nỉåïc cáưn thiãút âãø âun säi dung dëch âạy thạp, kg/h : haìm nhiãût cuía håi nỉåïc baỵo hoìa, J/kg t2, C2 : nhiãût âäü vaì nhiãût dung riãng cuía nỉåïc ngỉng, 0C, J/kgâäü c) Nhiãût lỉåüng do loíng häưi lỉu mang vaìo : QR = GR tR CR (J/h) GR : Lỉåüng loíng häưi lỉu, kg/h GR= Rx.P= 3,458´ 1308,74= 4525,62 (kg/h) tR , CR : Nhiãût âäü vaì nhiãût dung dung riãng cuía loíng häưi lỉu Ta cọ tR = tP = 57 oC C57R = C57A aP + C57B (1- aP) CA, CB : tra baíng I-153/171.I åí nhiãût âäü 57oC vaì bàịng näüi suy ta cọ: C57A = 2295,25 (J/kgâäü) C57B = 1914,25 (J/kgâäü) => C57R = 2295,25. 0,955 + 1914,25.(1- 0,955) = 2278 (J/kg.âäü) Do âọ QR = 4525,62´ 57´ 2278 = 590.106 (J/h) d) Nhiãût lỉåüng do håi mang ra åí âènh thạp Qy : : nhiãût trë cuía häùn håüp håi åí âènh thạp, (J/kg) , : haìm nhiãût cuía Axãtän vaì Benzen, J/kg CP : nhiãût dung riãng cuía häùn håüp håi ra khoíi thạp åí nhiãût âäü 57oC CP = CR = 2278 (J/kg.âäü) (tênh åí trãn) rP : áøn nhiãût họa håi cuía häùn håüp åí âènh thạp tải nhiãût däü 57oC rP = rAa’P + rB(1- a’P) a’P :laì näưng âäü pháưn khäúi lỉåüng trong häùn håüp håi åí âènh thạp (pháưn KL) rA, rB : Nhiãût hoạ håi cuía Axãtän, Benzen åí 57 oC. Tra baíng: I-213/254.I vaì bàịng phỉång phạp näüi suy ta cọ : rA = 521,675.103 J/kg rB = 410,25.103 J/kg Suy ra = rP + CPtP = 518,22.103 + 2278´ 57 = 648,07.103 (J/kg) Váûy Qy = P(Rx + 1) = 1308,74.(1 + 3,458).648,07.103 = 3782,87.106 (J/h) e) Nhiãût lỉåüng do saín pháøm âạy mang ra: QW = W.CW .tW , J/h W : lỉåüng saín pháøm âạy, kg/h tW : nhiãût âäü saín pháøm âạy, tW = 78 oC CW : nhiãût dung riãng saín pháøm âạy âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc : CA78, CB78: nhiãût dung riãng cuía Axãtän vaì Benzen åí 78 oC. Tra baíng I-153/171.I vaì bàịng phỉång phạp näüi suy ta cọ : CA78= 2363,5 J/kg.âäü CB78= 2024,5 J/kg.âäü CW = 2363,5´ 0,042 + 2024,5´ (1 - 0,042) = 2038,74 (J/kg.âäü) Váûy QW =1982,93. 2038,74. 78 = 315,33. 106 (J/h) f) Nhiãût lỉåüng do nỉåïc ngỉng mang ra : , J/h Gng2 : lỉåüng nỉåïc ngỉng tủ (kg/h) bàịng lỉåüng håi nỉåïc cáưn thiãút âãø âun säi dung dëch âạy thạp C2, t2 : Nhiãût dung riãng (J/kg.âäü) vaì nhiãût âäü cuía nỉåïc ngỉng (oC) g) Nhiãût lỉåüng do täøn tháút ra mäi trỉåìng xung quanh : Qxq2 = 0,05D2r2 , J/h Váûy lỉåüng håi âäút cáưn thiãút âãø âun säi dung dëch âạy thạp laì : (kg/h) Váûy lỉåüng håi nỉåïc baỵo hoìa cáưn thiãút laì: D = D1 + D2 = 135+ 1422,55 = 1557,55 (kg/h) 3. Cán bàịng nhiãût lỉåüng cho thiãút bë ngỉng tủ : Sỉí dủng thiãút bë ngỉng tủ hoaìn toaìn : Phỉång trçnh cán bàịng nhiãût lỉåüng : P ( Rx + 1 ).r = Gn1Cn(t2 - t1 ) r : áøn nhiãût ngỉng tủ cuía håi åí âènh thạp r = 518,22.103 (J/kg) (tênh åí pháưn Qy Cn : Nhiãût dung riãng cuía nỉåïc åí nhiãût âäü trung bçnh (t1 + t2)/2, J/kg.âäü t1 , t2 : Nhiãût âäü vaìo, ra cuía nỉåïc laìm lảnh, oC Gn1 : Lỉåüng nỉåïc lảnh tiãu täún cáưn thiãút Choün nhiãt âäü vaìo cuía nỉåïc laìm lảnh t1 =25oC vaì nhiãût âäü ra t2 = 45oC Do âọ nhiãût âäü trung bçnh : 0C Cn : nhiãût dung riãng cuía nỉåïc åí nhiãût âäü 35oC. Tra baíng I-147/165.I Cn = 0,99861 (kcal/kg.âäü) = 4180 (J/kg.âäü) Váûy lỉåüng nỉåïc laìm lảnh : (kg/h) 4. Cán bàịng nhiãût lỉåüng cho thiãút bë laìm lảnh: : Nhiãût âäü âáưu, cuäúi cuía saín pháøm âènh âaỵ ngỉng tủ, 0C t’1 = tP = 57oC, t’2 = 25 oC t1 = 25oC , t2 = 45oC ,Cn = 4180 (J/kg.âäü) CP : nhiãût dung riãng saín pháøm âènh âaỵ ngỉng tủ, J/kg.âäü CP= 2278 (J/kg.âäü) (åí pháưn tênh Qy) Lỉåüng nỉåïc lảnh tiãu täún laì : (kg/h) Váûy täøng lỉåüng nỉåïc åí 25 0C ,1amt cáưn duìng âãø ngỉng tủ vaì laìm lảnh laì : Gn = Gn1 + Gn2 = 36166,14 + 1141,17 = 37307,31 (kg/h) B - THÄNG SÄÚ CHÊNH CUÍA THẠP ÂỈÅÌNG KÊNH THẠP : Âỉåìng kênh thạp âỉåüc tênh theo cäng thỉïc: (m) cäng thỉïc (IX-89) Vtb : lỉåüng håi trung bçnh âi trong thạp (m3/h) wtb : váûn täúc håi trung bçnh âi trong thạp (m/s) Vç lỉåüng håi vaì lỉåüng loíng thay âäøi theo chiãưu cao thạp vaì khạc nhau trong mäùi âoản nãn lỉåüng håi trung bçnh trong tỉìng âoản khạc nhau vaì do âọ âỉåìng kênh âoản chỉng vaì âoản luyãûn cuía thạp cọ thãø khạc nhau. 1 - Âỉåìng kênh âoản luyãûn : a/ Lỉu lỉåüng håi trung bçnh trong âoản luyãûn : cọ thãø xem gáưn âụng bàịng trung bçnh cäüng lỉåüng håi âi ra khoíi âéa trãn cuìng cuía thạp gâ vaì lỉåüng håi âi vaìo dỉåïi cuìng g1 cuía âoản luyãûn : Âỉåüc tênh theo cäng thỉïc sau : (IX.91/181.II) g1 : lỉåüng håi âi vaìo âéa dỉåïi cuìng cuía âoản luyãûn (kg/h) gâ : lỉåüng håi ra khoíi thạp åí âéa trãn cuìng (kg/h) gâ = GR +GP = GP(RX+1) (IX .92/181.II) Våïi GR : lỉåüng loíng häưi lỉu , kg/h GP : lỉåüng saín pháøm âènh (kg/h), GP = 1308,74 (kg/h) Rx : chè säú häưi lỉu, Rx = 3,458 = > gâ = 1308,74. (3,458+1) = 5834,36 (kg/h) Ạp dủng phỉång trçnh cán bàịng váût liãûu, nhiãût lỉåüng cho âéa thỉï nháút cuía âoản luyãûn: g1 = G1 + GP (IX.93/182.II) g1y1 = G1x1 + GPxP (IX.94/182.II) g1r1 = gârâ (IX.95/182.II) Våïi : y1 : näưng âäü cuía cáúu tỉí nhẻ trong pha håi cuía âéa thỉï nháút âoản luyãûn x1 : haìm lỉåüng loíng åí âéa thỉï nháút âoản luyãûn x1 = xF = 0,405 (pháưn khäúi lỉåüng ) GP = 1308,74 (kg/h) = 22,23 (kmol/h) r1 : ÁØn hiãût họa håi cuía häùn håüp âi vaìo âéa thỉï nháút cuía âoản luyãûn (J/kg) r1 = rA y1 + rB (1 - y1 ) râ : ÁØn nhiãût họa håi cuía häùn håüp håi âi ra khoíi âènh thạp (J/kg) râ = ra yâ + rb (1 - yâ ) = 518,22.103 (J/kg) (âaỵ tênh åí pháưn TB ngỉng tủ) rA , rB : áøn nhiãût họa håi cuía Axãtän vaì Benzen nguyãn cháút Tra baíng I-212/254/I vaì näüi suy ta cọ: rA 64,8 = 122,68 (kcal/mol) = 513636,62 (J/kg) rB 64,8 = 96,66 (kcal/mol) = 404696,1 (J/kg) r1 = 108,94. 103.y1 +404,7. 103 Váûy ta cọ hãû phỉång trçnh : Giaíi hãû ta âỉåüc : Suy ra lỉu lỉåüng håi trung bçnh: b/ Tênh khäúi lỉåüng riãng trung bçnh âäúi våïi pha håi åí âoản luyãûn: (IX.102/183.II) MA = 58 (kg/kmol) , MB = 78 (kg/kmol) ytb1: näưng däü pháưn mol cuía Axãtän trong pha håi åí âoản luyãûn. (pháưn mol) T: nhiãt âäü laìm viãûc trung bçnh cuía âoản luyãûn Do âọ : Váûy c/ Khäúi lỉåüng riãng trung bçnh âäúi våïi pha loíng âoản luyãûn (IX-104a/183.II). : khäúi lỉåüng riãng trung bçnh cuía häùn håüp loíng trong âoản luyãûn : khäúi lỉåüng riãng trung bçnh cuía Axãtän vaì Benzene trong pha loíng láúy theo nhiãût âäü TB (kg/m3), ttb = 60,9 0C (baíngI-2/9/I) atb1 : pháưn khäúi lỉåüng trung bçnh cuía cáúu tỉí A trong pha loíng (pháưn khäúi lỉåüng ) (kg/m3) d/ Tçm váûn täúc håi trung bçnh âi trong âoản luyãûn: Váûn täúc laìm viãûc cuía doìng khê nhoí hån váûn täúc âaío pha tỉì 10 ¸ 20%. Choün wtb= 0,8 .w,S (m/s) w,S : laì váûn täúc âaío pha âỉåüc tênh theo IX-115/187.II Trong âọ A = - 0,125 :Bãư màût riãng cuía âãûm, (m2/m3) Vâ : Thãø têch tỉû do cuía âãûm, ( m3/m3) ÅÍ âáy ta choün âãûm Risiga, bàịng thẹp âäø läün xäün cọ kêch thỉåïc 25´25´0,8 (mm), bãư màût riãng = 220 (m2/m3), thãø têch tỉû do Vâ = 0,92 (m3/m3), säú âãûm trong 1m3 : 50.103,khäúi lỉåüng riãng xäúp laì 640 (kg/m3). g : Gia täúc troüng trỉåìng, g = 9,81(m/s2) : khäúi lỉåüng riãng trung bçnh cuía pha loíng vaì pha håi (kg/m3) : âäü nhåït cuía pha loíng åí nhiãût âäü trung bçnh vaì cuía nỉåïc åí 20oC Gx , Gy : lỉu lỉåüng loíng vaì håi trung bçnh,(kg/s) * Xạc âënh âäü nhåït : : âäü nhåït cuía nỉåïc åí 20oC tra trong baíng I-102/94.I ta cọ : Âäü nhåït cuía häùn håüp loíng trong âoản luyãûn åí 60,9oC, âỉåüc tênh theo cäng thỉïc sau: (pháưn mol) : Âäü nhåït cuía Axãtän vaì Benzene åí 60,9 0C I-101/91.I vaì bàịng phỉång phạp näüi suy ta cọ : * Tênh lỉu lỉåüng loíng, håi trung bçnh trong âoản luyãûn: G1 = 5481,94 (kg/h) (kg/h) = 1,39 (kg/s) (kg/h) =1,75 (kg/s) Nhỉ váûy : (m/s) Váûy täúc âäü laìm viãûc : (m/s) Váûy âỉåìng kênh âoản luyãûn : (m) 2 - Âỉåìng kênh âoản chỉng a/ Lỉu lỉåüng håi trung bçnh âoản chỉng : âỉåüc tênh gáưn âụng bàịng trung bçnh cäüng cuía lỉåüng håi ra khoíi âoản chỉng vaì lỉåüng håi âi vaìo âoản chỉng : Vç lỉåüng håi ra khoíi âoản chỉng bàịng lỉåüng håi âi vaìo âoản luyãûn do âọ: Lỉåüng håi âi vaìo âoản chỉng g’1, lỉåüng loíng G’1, vaì haìm lỉåüng loíng x’1 trong âoản chỉng âỉåüc xạc âënh bàịng hãû phỉång trçnh sau : (1) (IX-98/182.II) (2) (IX-99/182.II) (3) (IX-100/182.II) Trong âọ : y’1 = yW = 0,152 (pháưn mol) = 0,118 (pháưn khäúi lỉåüng) r’1 : áøn nhiãût hoạ håi cuía häùn håüp håi âi vaìo âéa thỉï nháút cuía âoản chỉng, âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc trang 182.II : rA , rB : áøn nhiãût hoạ håi cuía Axãtän vaì Benzene åí nhiãût âäü tW = 78 oC tra baíng I-212/254.I ta cọ: rA = 119,05 (kcal/kg) = 498,44. 103 (J/kg) rB = 94,35 (kcal/kg) = 395,024. 103 (J/kg) (J/kg) Váûy : (p. KL) =0,12 (p. mol) Váûy lỉåüng håi trung bçnh trong âoản chỉng: b/ Khäúi lỉåüng riãng trung bçnh âäúi våïi pha håi âoản chỉng : Khäúi lỉåüng riãng âoản chỉng âỉåüc tênh theo cäng thỉïc sau: (kg/m3) (IX-102/183.II) Ta cọ : T’ = ttb + 273 = 340,5 oK : pháưn mol cuía Axeton trong häùn håüp håi åí âoản chỉng (pháưn mol) (kg/m3) Váy c/ Khäúi lỉåüng riãng trung bçnh âäúi våïi pha loíng âoản luyãûn (pháưn khäúi lỉåüng) : khäúi lỉåüng riãng cuía Axeton vaì cuía Benzen åí nhiãût âäü trung bçnh cuía âoản chỉng 67,5 oC . Tra baíng I-2/9/I Suy ra : (kg/m3) d/ Tênh váûn täúc håi trung bçnh trong âoản chỉng: Tỉång tỉû trong âoản luyãûn ta cọ : w’tb = 0,85.w,S * Tênh âäü nhåït : Tỉång tỉû trong âoản luyãûn ta cọ : (pháưn mol) : Âäü nhåït cuía Axeton vaì Benzen åí nhiãût âäü 67,5 oC : Tra baíng I.101/91/I Choün âãûm Rasiga bàịng thẹp cọ kêch thỉåïc 35´35´1,0 ,bãư màût riãng la ì160 (m2/m3),thãø têch tỉû do laì 0,93 (m3/m3) (choün âãûm khạc åí âoản luyãûn âãø thạp täúi ỉu) * Tênh lỉåüng loíng, håi trung bçnh G’X, G’Y : Do âọ : 2. Nhỉ váûy âỉåìng kênh âoản chỉng seỵ laì : Do âỉåìng kênh âoản chỉng vaì âoản luyãûn chãnh lãûch nhau khäng quạ 10% nãn âäưng nháút hai giạ trë âỉåìng kênh vãư giạ trë âỉåìng kênh chuáøn. Váûy choün âỉåìng kênh thạp laì D= 1,0 m (theo baíng qui chuáøn cho âỉåìng kinh thạp, 359.II). CHIÃƯU CAO THẠP CHỈNG LUYÃÛN: Chiãưu cao thạp chỉng luyãûn âỉåüc tênh theo cäng thỉïc IX-50/168.II H = Nl htâ + DH (m) DH : chiãưu cao cuía nàõp vaì âạy thạp. ÅÍ âáy thạp laìm viãûc åí ạp suáút thỉåìng nãn DH = (0,4 ¸ 0,8) D = 0,6 ´ 1,0 = 0,6 m (Nàõp vaì âạy thạp cọ dảng hçnh elip) Nl : Säú báûc thay âäøi näưng âäü lyï thuyãút htâ : chiãưu cao tỉång âỉång cuía báûc thay âäøi näưng âäü, âỉåüc tênh theo cäng thỉïc sau: (Trang 168/II) Hồûc cọ thãø tênh theo cäng thỉïc (10-41/26.IV) : Trong âọ: k = 176,4 . m laì giạ trë TB cuía gọc nghiãng cuía âỉåìng cán bàịng våï màût phàĩng ngang. 1/ Chiãưu cao âoản luyãûn (kg/h) = 1,39 (kg/s) (kg/h) = 1,75 (kg/s) (m/s) = 0,2646.10-3 (Ns/m2) : âỉåüc tênh theo cäng thỉïc sau : âäü nhåït cuía håi Axeton vaì Benzen åí 67,5oC Tênh theo cäng thỉïc: mt = m0 .(273 + C) /(T+C) (Trang116 /I) , m Do âọ : Nhỉ váûy chiãưu cao âoản luyãûn : Hl = 11,8´ 1,0511 = 12,403 (m) 2/ Chiãưu cao âoản chỉng : Ta cọ: Gy = 7199,21 (kg/h) = 2 (kg/s) Gx = 7531,305 (kg/h) = 2,092 (kg/s) wtb = 1,11 (m/s) , : âỉåüc tênh theo cäng thỉïc sau: : âäü nhåït cuía håi Benzen, Axit Axetic åí 67,5 oC : m : Hãû säú gọc cuía âỉåìng cán bàịng âoản chỉng: Do âọ : Nhỉ váûy chiãưu cao âoản chỉng: Hc = 1,093´ 4 = 4,3739 (m) Nhỉ váûy chiãưu cao toaìn thạp H = 12,403 + 4,374+ 0,6 = 17,38 (m) TRÅÍ LỈÛC CUÍA THẠP: Khi cháút loíng chuyãøn âäüng tỉì trãn xuäúng vaì cháút khê chuyãøn âäüng tỉì dỉåïi lãn cọ thãø xaíy ra 4 chãú âäü thuíy âäüng : chãú âäü chaíy maìng ; chãú âäü chaíy quạ âäü ; chãú âäü chaíy xoạy vaì chãú âäü chaíy nhuỵ tỉång. Sỉïc caín thuíy lỉûc cuía thạp âãûm âäúi våïi hãû håi loíng åí âiãøm âaío pha cọ thãø âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc IX-118/189.II : : täøn tháút ạp suáút khi âãûm ỉåït tải âiãøm âaío pha, N/m2 : täøn tháút ạp suáút khi âãûm khä, N/m2 . 1 - Âäúi våïi âoản luyãûn Täøn tháút ạp suáút âãûm khä âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc IX-119/189.II : Våïi : H = 12,403 m laì chiãưu cao âoản luyãûn : täúc âäü cuía khê , : täúc âäü thỉûc cuía khê trong låïp âãûm, l : hãû säú tråí lỉûc cuía âãûm, bao gäưm tråí lỉûc do ma sạt vaì tråí lỉûc củc bäü l laì haìm säú phủ thuäüc vaìo chuáøn säú Ráynän Ta cọ åí chãú âäü chaíy xoạy Váûy N/m2. * Âãø xạc âënh , ta cáưn xạc âënh cạc hãû säú A, m, n, c dỉûa vaìo baíng IX.7/189.II : Ta cọ : A = 5,15 ; m = 0,342 ; n = 0,19 ; c = 0,038 (N/m2) Tråí lỉûc trãn âoản luyãûn: DPUl / Hl = 8960:12,403 = 722,4 (Pa/m) 2 - Âäúi våïi âoản chỉng : Täøn tháút ạp suáút âãûm khä âỉåüc xạc âënh theo cäng thỉïc IX-119/189.II : Trong âọ : H = 4,374 (m), Re= 8090 Váûy (N/m2) * Âãø xạc âënh , ta cáưn xạc âënh cạc hãû säú A, m, n, c dỉûa vaìo baíng IX.7/189.II : Ta cọ : A = 5,15 ; m = 0,342 ; n = 0,19 ; c = 0,038 (N/m2) Tråí lỉûc trãn âoản chỉng laì:DPUc/Hc = 2720:4,374 = 621,86 (Pa/m) Tråí lỉûc âoản chỉng vaì luyãûn âãưu nàịm trong khoaíng (400¸800 Pa/m) nãn thoaí maỵn. CH UÅNG 3: TÊNH CÅ KHÊ THIÃÚT BË CHÊNH Choün váût liãûu: Thạp chỉng luyãûn åí ạp suáút khê quyãøn P = 760 mmHg = 1,01.105 N/m2 laì ạp suáút tháúp vaì trung bçnh nãn choün thán thạp hçnh trủ haìn (theo II.360). Dỉûa vaìo XII.37/341.II ta chon thẹp táúm X18H10T Tênh chiãưu daìy thạp: Chiãưu daìy thán hçnh trủ laìm viãûc dỉåïi ạp suáút P âỉåüc tênh theo cäng thỉïc XIII.8/360.II Trong âọ : _ D = 1,0 m : âỉåìng kênh trong cuía thạp . _ : hãû säú bãưn cuía thaình hçnh trủ theo phỉång doüc: _C : hãû säú bäø sung àn moìn, baìo moìn vaì dung sai bãư daìy . C âỉåüc tênh theo cäng thỉïc sau : C = C1 + C2 + C3 C1 : bäø sung do àn moìn, xuáút phạt tỉì âiãưu kiãûn àn moìn váût liãûu cuía mäi trỉåìng vaì thåìi gian laìm viãûc cuía thiãút bë C1 = 1 mm = 10-3 m, do váût liãûu bãưn C2 : âải lỉåüng bäø sung do hao moìn . Âäúi våïi thạp chỉng cáút C2 = 0. C3 : âải lỉåüng bäø sung do dung sai cuía chiãưu daìy, C3 phủ thuäüc vaìo  bãư daìy táúm váût liãûu, theo baíng XIII-9/364.II choün C3 = 0,22 mm = 0,22.10-3 m . C = 1+ 0 + 0,22 = 1,22mm = 1,22.10-3 m. _ [s]: ỉïng suáút cho phẹp cuía thẹp khäng gè (XIII.1/355 II) (N/m2) (XIII.2/356 II) Trong âọ : _ h laì hãû säú hiãûu h=1 (XIII.2/356.II) _ nb, nC: laì hãû säú an toaìn theo giåïi hản bãưn, giåïi hản chaíy (XIII.3/356.II). nk = 2,6 ; nC = 1,5 _ stk, stC: giåïi hản bãưn khi kẹo,giåïi hản bãưn khi chaíy tra trong baíng (XII.4/310.II) ỉïng våïi thẹp X18H10T ta cọ säú liãûu  daìy 1 ¸ 3 mm, stk= 540.106 N/m2 , stC = 220.106 N/m2 Váûy ỉïng suáút cho phẹp: Váûy nháûn giạ trë nhoí hån = 146,67.106 (N/m2) _ P = Pl+ Pmt Pl : ạp suáút thuíy ténh Pl = H = 17,38 (m) : chiãưu cao thạp x: khäúi lỉåüng riãng cuía cháút loíng trong thạp, kg/m3 Pmt = Pkk =101325(N/m2)=1,0133at P = 134207,34 + 101325 = 235532,34 (N/m2) Váûy chiãưu daìy thẹp âỉåüc xạc âënh: (m) Vç: >>1 nãn cọ thãø boí qua 1 Choün S = 4 (mm) ¨ Kiãøm tra ỉïng suáút cuía thaình theo ạp suáút thỉí Po ( duìng nỉåïc ). Aïp suáút thỉí âỉåüc tênh theo cäng thỉïc sau: Po = P1 + Pth Pth : ạp suáút thuyí lỉûc láúy theo baíng XIII.5/358.II Pth = 1,5 P =1,5´ 235532,34 = 353298,51 (N/m2) Po = 353298,51 + 134207,34 = 487505,85 (N/m2) Xạc âënh ỉïng suáút thỉí åí thán thiãút bë theo cäng thỉïc XIII.26/365.II (N/m2) Váûy S = 4 (mm) thoía maỵn âiãưu kiãûn . Tênh âạy vaì nàõp thiãút bë Nàõp vaì âạy thiãút bë laìm cuìng loải váût liãûu våïi thán thiãút bë,choün âạy vaì nàõp thiãút bë cọ gåì. Våïi D= 1,0 m dỉûa vaìo baíng XIII.10/382.II. Ta cọ : Chiãuì cao pháưn läưi ra : hb= 0,25.D =300 mm Chiãưu cao cuía gåì: h = 25 mm Chiãưu daìy âạy vaì nàõp âạy vaì nàõp âỉåüc xạc âënh theocäng thỉïc (XIII.47/385.II): ,(m) Trong âọ: _ k laì hãû säú khäng thỉï nguyãn, choün k= 1 (k= 1- d/D ) _jh laì hãû säú bãưn cuía mäúi haìn hỉåïng tám, cọ jh =0,95 (baíng XIII.8/362.II) Ta xẹt âải lỉåüng : nãn cọ thãø boí qua P åí máùu säú trong cäng thỉïc tênh S => (m) Ta cọ : Sthạp - C = 4 -1,22 = 2,78 mm bäø sung thãm 2mm vaìo giạ trë C ban âáưu tênh. Váûy bãư daìy âạy, nàõp laì: Sâ = 0,89 + 1,22 + 2= 4,11 mm Choün Sâ = 5 (mm) Kiãøm tra ỉïng suáút åí thaình theo ạp suáút thỉí ( XIII.49/387.II) = 151,87.106 (N/m2) Váûy Sâ = 5 mm thoía maỵn âiãưu kiãûn IV. Tênh bãư daìy låïp cạch nhiãût: Âãø trạnh täøn tháút nhiãût cho mäi trỉåìng xung quanh, âaím baío cho quạ trçnh chỉng luyãûn âảt hiãûu suáút cao nháút thç ta phaíi trang bë cho thạp chỉng luyãûn mäüt låïp cạch nhiãût . Choün váût liãûu cạch nhiãût bàịng bäng thuíy tinh cọ hãû säú dáùn nhiãût nhoí våïi : (W/mâäü) Thäng säú thán thạp : (XII.7/313/II) Hãû säú dáùn nhiãût cuía thẹp X18H10T laì l =16,3 (W/mâäü) Chiãưu daìy thán thạp d = 4 mm = 4.10-3 m Nhiãût âäü khäng khê : T2 = 25oC Nhiãût âäü trung bçnh thạp : Cháúp nháûn quạ trçnh truyãưn nhiãût trãn laì quạ trçnh truyãưn nhiãût äøn âënh . Xem nhiãût truyãưn tỉì bãn trong ra ngoaìi theo tỉåìng phàĩng nhiãưu låïp . Cháúp nháûn nhiãût âäü màût ngoaìi cuía låïp cạch nhiãût t1 = 35oC Tênh täøn tháút nhiãût ra mäi trỉåìng xung quanh theo cäng thỉïc : (W/m2) - hãû säú cáúp nhiãût bàịng bỉïc xả vaì âäúi lỉu tỉì bãư màût låïp cạch nhiãût  ra mäi trỉåìng khäng khê, âỉåüc tênh theo cäng thỉïc V-135 /41.II (W/m2âäü) Dt2 - hiãûu säú nhiãût âäü giỉỵa tỉåìng bãn ngoaìi cuía thiãút bë våïi mäi trỉåìng (W/m2âäü) Nhiãût lỉåüng truyãưn tỉì trong thạp ra màût ngoaìi låïp cạch nhiãût : K : hãû säú truyãưn nhiãût, W/m2.âäü : Hiãûu säú nhiãût âäü giỉỵa nhiãût âäü trong thạp vaì nhiãût âäü màût ngoaìi thạp Vç truyãưn nhiãût äøn âënh nãn q1 = q2 = q . (W/m2âäü ) Màût khạc : K = rcàûn Theo baíng V-1 / 4.II ta cọ: (m2âäü /W) (m) Váûy choün bãư daìy låïp cạch nhiãût dcn = 11 (mm) Tênh âỉåìng kênh äúng dáùn 1. Dỉåìng kênh äúng dáùn saín pháøm âènh: Âỉåìng kênh äúng dáùn saín pháøm âènh âỉåüc tênh theo cäng thỉïc II-36 / 369.I: V : lỉu lỉåüng thãø têch saín pháøm âènh (m3/s) : váûn täúc trung bçnh cuía lỉu thãø. Choün váûn täúc håi âi trong äúng laì w = 20 m/s.(II.2/369.I) Lỉu lỉåüng saín pháøm âènh : gd =1308,74(kg/h) Khäúi lỉåüng riãng saín pháøm âènh Váûy choün d = 100 (mm) Âỉåìng kênh äúng dáùn häùn håüp âáưu: Tỉång tỉû ta cọ : Lỉu lỉåüng häùn håüp âáưu : Gd = 3291,67(kg/h) =48,096 (kg/s) Khäúi lỉåüng riãng häùn håüp âáưu âỉåüc tênh theo cäng thỉïc : aF = 0,405 (pháưn khäúi lỉåüng) : khäúi lỉåüng riãng cuía Axeton vaì Benzen åí nhiãût âäü tF=64,8oC Tra baíng I-2/9.I bàịng phỉång phạp näüi suy ta cọ : Váûy Do häùn håüp tỉû chaíy vaìo thạp nãn choün = 0,1 (m/s) theo baíng II-2/ 369.I (m) = 122 mm Âỉåìng kênh äúng dáùn saín pháøm âạy: Lỉu lỉåüng saín pháøm âạy : GW = 1982,93(kg/h) = 0,551 (kg/s) Khäúi lỉåüng riãng saín pháøm âạy tênh theo cäng thỉïc sau : aW = 0,042 ( pháưn khäúi lỉåüng) : khäúi lỉåüng riãng cuía Axeton vaì Benzen åí nhiãût âäü tW =78oC Tra baíng I-2/ 9.I & bàịng phỉång phạp näüi suy ta cọ : Váûy => 0,093 (m) = 93 mm Âỉåìng kênh äúng häưi lỉu Lỉu lỉåüng häưi lỉu : GRx=P.Rx=1308,743,458 =4525,62 ( kg/h) Häùn håüp tỉû chaíy vaìo thạp nãn ta choün w = 0,1(m/s) Khäúi lỉåüng riãng saín pháøm häưi lỉu âỉåüc tênh theo cäng thỉïc sau: aP = 0,955 ( pháưn khäúi lỉåüng) : khäúi lỉåüng riãng cuía Axeton vaì Benzen åí nhiãût âäü tP =57oC Váûy => = 145 mm Màût bêch : Choün kiãøu bêch (XIII.20/408.II) 1. Bêch âãø näúi thiãút bë : Tỉì âỉåìng kênh trong cuía thạp dỉûa vaìo baíng ( XIII.27/420.II) ta choün bêch kiãøu 4 âãø näúi cạc âoản cuía thán thạp, näúi thán våïi âạy vaì nàõp ( Po = 487505,85 (N/m2)) Säú liãûu cuía bêch âỉåüc cho åí baíng sau : Py.106 N/m2 Dt mm Kêch thỉåïc näúi (mm) Kiãøu bêch D Db D1 D0 Buläng 4 db Z h h1 0,6 1000 1140 1090 1060 1013 M20 28 30 4 2. Bêch âãø näúi thiãút bë våïi äúng dáùn : Choün màût bêch kiãøu 1 cho cạc äúng dáùn theo baíng (XIII.26/412.II): Dt D1 Dy Dn D db h ÄÚng dáùn Dy, mm Dn, mm Kêch thỉåïc äúng näúi Buläng h, mm D,mm Dd ,mm D1 ,mm db ,mm Z (cại) Saín pháøm âạy (d=93) 100 108 205 170 148 M16 4 14 Saín pháøm âènh (d=100) 125 133 235 200