Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án Kỹ thuật hóa học (KTHH) ĐHBK HCM thiết kế mâm xuyên lỗ chưng cất hệ ethanol nước hoạt động liên tục với năng suất nhập liệu ban đầu là 5000 kgh (kèm cách tính chỉ số hoàn lưu R liên hệ thể tích nhỏ nhất theo V) Hỗn hợp ethanol – nước có nồng độ ethanol 35% ( theo phân khối lượng), tại bình chứa nguyên liệu được bơm biến tần bơm vào thiết bị gia nhiệt đến nhiệt độ sôi, hỗn hợp đươc đưa vào tháp chưng cất ở đĩa nhập liệu.
` CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I Giới thiệu nguyên liệu Etanol (C2H5OH) có tên gọi rượu etylic, alcohol etylic hợp chất hữu nằm dãy đồng đẳng alcohol, dễ bay hơi, dễ cháy, không màu Có nhiệt độ sơi 78,390C, khối lượng riêng 0,7936 g/ml 150C Nước (H2O) hợp chất vô cơ, suốt, không vị, không mùi, nhiệt độ sối 1000C Etanol tan vô hạn nước nhiệt độ sơi hỗn hợp đẳng phí 78,150C Phương pháp để thu etanol hiệu có độ tinh khiết cao chưng cất II Công nghệ chưng cất Chưng cất: phương pháp dùng nhiệt để tách hỗn hợp chất lỏng thành cấu tử riêng biệt, dựa độ bay khác cấu tử hỗn hợp Các phương pháp chưng cất: + Chưng cất đơn giản + Chưng cất phân đoạn + Chưng cất chân không + Chưng cất lôi nước Để có sản phẩm 91% ta chọn phương pháp chưng cất phân đoạn Thiết bị chưng cất Có loại tháp thường dùng: tháp mâm tháp chêm So sánh ưu nhược điểm loại tháp: Tháp chêm Tháp mâm xuyên lỗ Tháp mâm chóp - Cấu tạo đơn Ưu điểm Nhược điễm - giản Trở lực thấp Làm việc với chất lỏng bẩn Hiệu truyền khối thấp Độ ổn định thấp, khó vận hành Khó tăng suất Thiết bị nặng - Trở lực tươn đối thấp - Hiệu suất cao - Không làm việc với chất lỏng bẩn - Kết cấu phức tạp - Khá ổn định - Hiệu suất cao - Có trở lực lớn - Tiêu tốn nhiều vật tư, kết cấu phức tạp ` nề Qua q trình nghiên cứu, tơi thấy tháp mâm xuyên lỗ phù hợp với hệ etanol – nước Tháp mâm xuyên lỗ có ưu điểm sau: Chế tạo đơn giản Vệ sinh dễ dàng Trở lực tháp tháp chóp Ít tốn kim loại tháp chóp CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ * Thuyết minh qui trình cơng nghệ: Hỗn hợp ethanol – nước có nồng độ ethanol 35% ( theo phân khối lượng), bình chứa nguyên liệu bơm biến tần bơm vào thiết bị gia nhiệt đến nhiệt độ sôi, hỗn hợp đươc đưa vào tháp chưng cất đĩa nhập liệu Trên đĩa nhập liệu, chất lỏng trộn với phần lỏng từ đoạn cất tháp chảy xuống Trong tháp hơi, từ lên gặp chất lỏng từ xuống Ở đây, có tiếp xúc trao đổi hai pha với Pha lỏng chuyển động phần chưng xuống giảm nồng độ cấu tử dễ bay bị pha tạo nên từ nồi đun lôi cấu tử dễ bay hơi.Nhiệt độ lên thấp, nên qua đĩa từ lên cấu tử có nhiệt độ sơi cao nước ngưng tụ lại, cuối đỉnh tháp ta thu hỗn hợp có cấu tử ethanol chiếm nhiều (có nồng độ 91% phân khối lượng) Hơi vào thiết bị ngưng tụ ngưng tụ hoàn toàn Một phần chất lỏng ngưng tụ qua thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh, làm nguội , đưa qua bồn chứa sản phẩm đỉnh Phần lại chất lỏng ngưng tụ đựơc hoàn lưu tháp đĩa với tỉ số hoàn lưu tối ưu Một phần cấu tử có nhiệt độ sơi thấp bốc hơi, cịn lại cấu tử có nhiệt độ sơi cao chất lỏng ngày tăng Cuối cùng, đáy tháp ta thu hỗn hợp lỏng hầu hết cấu tử khó bay ( nước) Hỗn hợp lỏng đáy có nồng độ ethanol 0.75% phân khơi lượng, lại nước Dung dịch lỏng đáy khỏi tháp vào nồi đun Trong nồi đun dung dịch lỏng phần bốc cung cấp lại cho tháp để tiếp tục làm việc, phần lại khỏi nồi đun thải bỏ ` Hệ thống làm việc liên tục cho sản phẩm đỉnh ethanol, sản phẩm đáy nước thải bỏ ` CHƯƠNG III: CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG Các thông số ban đầu I Chọn loại tháp tháp mâm xuyên lỗ Thiết bị hoạt động liên tục Khi chưng luyện dung dịch ethanol cấu tử dễ bay ethanol Hỗn hợp: • • ethanol: C2H5OH, MR = 46 (g/mol) Nước: H2O, MN = 18 (g/mol) Năng suất nhập liệu: GF = 5000 kg/h Nồng độ nhập liệu: phần khối lượng ethanol Nồng độ sản phẩm đỉnh: phần khối lượng ethanol Nồng độ sản phẩm đáy: phần khối lượng methanol Các ký hiệu: GF, F: suất lượng nhập liệu tính theo kg/h, kmol/h GD, D: suất lượng sản phẩm đỉnh tính theo kg/h, kmol/h GW, W: suất lượng sản phẩm đáy tính theo kg/h, kmol/h L: suất lượng dịng hồn lưu, kmol/h xi, : nồng độ phần mol, phần khối lượng cấu tử i II Cân vật chất Hệ phương trình cân vật liệu • Phương trình cân vật liệu cho toàn tháp : F = D + W (1) IX.16 [II-144] • Đối với cấu tử dễ bay (Rượu Etylic) : FaF = DaD + Waw ( 2) IX.17 [II-144] • Thay (1) vào (2) rút : • Lượng sản phẩm đáy : W = F = 5000 = 3102,493 (kg/h) • Từ suy lượng sản phẩm đỉnh : D = F – W = 5000 – 3102,493 = 1897,507 (kg/h) ` Đổi từ phần khối lượng sang phần mol Áp dụng công thức: x= VIII.1 [II-126] Trong đó: ME = MC2H5OH = 46 (Kg/Kmol) MN = MH2O = 18 (Kg/Kmol) Thay số, ta có nồng độ phần mol etanol hỗn hợp bạn đầu: xF = = = 0,174 (phần mol) Nồng độ phần mol etanol sản phẩm đỉnh : xD = = = 0,798 (phần mol) Nồng độ phần mol etanol sản phẩm đáy : xW = = = 2,948 10-3 = 0,002948 (phần mol) Khối lượng phân tử hỗn hợp đầu : F F F M = x ME + (1-x ).MN =0,174.46 + (1-0,174).18= 22,872(kg/kmol) Xác định suất lượng nhập liệu, sản phầm đỉnh sản phầm đáy - Phương trình cân vật liệu cho toàn tháp : GF = GD + GW ( IX.16 Tập II tr 144) Tính theo kmol/h: - Lượng hỗn hợp đầu vào tính theo kmol/h: GF = = = 218,608 (kmol/h) - Lượng sản phẩm đỉnh tính theo kmol/h: ` GD = GF = 218,608 = 47,033(kmol/h) - Lượng sản phẩm đáy tính theo kmol/h: GW = GF- GD= 218,608 – 47,033= 171,575 (kmol/h) Tính theo kg/h: -Lượng sản phẩm đỉnh tính theo kg/h: D = F = 5000 = 1897,507 (kg/h) -Lượng sản phẩm đáy tính theo kg/h: W= F-D = 5000 – 1897,507 = 3102,493 (kg/h) Bảng Tổng kết thành phần sau: P.khối lượng Phần Lưu lượng (kg/h) Lưu lượng (kmol/h) mol Hỗn hợp đầu 0,35 0,174 5000 218,608 Sản phẩm đỉnh 0,91 0,798 1897,507 47,033 Sản phẩm đáy 0,0075 0,00294 3102,493 171,575 Xác định số hồi lưu thích hợp a Chỉ số hồi lưu tối thiểu: (Rmin) : Tra bảng IX 2a (tr 148)có bảng cân lỏng Rượu Etylic – Nước Dựng đường cân theo số liệu đường cân sau: X Y 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 33,2 44,2 53,1 57,6 61,4 65,4 69,9 75,3 81,8 89,8 100 HH.ĐP 89,4 ` T0C 100 90,5 86,5 83,2 81,7 80,8 80 79,4 79 78,6 78,4 78,4 78,15 Từ số liệu bảng ta vẽ đồ thị đường cân lỏng (x) – (y) Dựa vào đồ thị x –y từ giá trị xF = 0,174 ta kẻ đường thẳng tiếp tuyến với đường cân điểm uốn, cắt trục Oy điểm có yo= 0,4 Theo phương trinh đường làm việc đoạn cất, xo = yo = => Rmin= -1 = 0,995 Vậy tỉ số hoàn lưu tối thiểu: Rmin= 0,995 b Xác định số hồi lưu thích hợp Xác định số hồi lưu từ điều kiện thể tích tháp nhỏ (khơng tính đến tiêu kinh tế vận hành) Trong trường hợp ta cần thiết lập quan hệ số hồi lưu thể tích tháp R – V Thể tích làm việc tháp tỉ lệ với tích số mx(R + 1) hay tích số my(R + 1), mx (hay my) số đơn vị chuyển khối [2] – số mâm lý thuyết Nlt Sử dụng phương pháp Mc Cabe – Thiele [3] để xác định số mâm lý thuyết từ thiết lập quan hệ phụ thuộc R Nlt(R + 1) đồ thị Điểm cực tiểu đường cong vẽ cho ta giá trị thể tích thiết bị bé ứng với điểm có số hồi lưu thích hợp Rth Theo tác giả Nguyễn Bin R=(1,1;…;1,5) Rmin Thực cho giá trị R= Rmin x k (1,1 ; 1,2 ; 1,3 ;…) viết phương trình đường làm việc xác định số đĩa lý thuyết Rlt y = x + xD Với k=1,1 => R =1,095 => y= 0,523x + 0,381 ` => Nlt = 12 ` Với k=1,2 => R =1,194 => y= 0,544x + 0,364 => Nlt = 12 Với k=1,3 => R =1,294 => y= 0,563x + 0,348 => Nlt = 11 ` Với k=1,4 => R =1,393 => y= 0,582x + 0,33 => Nlt = 10 Với k=1,5 => R =1,493 => y= 0,598x + 0,32 10 ` x’1 = 0,024 nên • Khối lượng riêng trung bình pha đoạn chưng: (IX.102) [2] đó: y’tb – nồng độ phần mol pha etanol đoạn chưng lấy theo giá trị trung bình; T’ – nhiệt độ làm việc trung bình đoạn chưng, K = 364,744K • Tốc độ trung bình đoạn chưng: đây: ω’yt – tốc độ giới hạn tính theo cơng thức: đó: g = 9,8 m/s2 – gia tốc trọng trường; dtđ – đường kính tương đương lỗ hay rãnh, lấy mm; Ftd – mặt cắt tự đĩa, lấy 15% mặt cắt tháp; ρ’x, ρ’y – khối lượng riêng trung bình pha lỏng pha đoạn chưng, kg/m3; μ’x, μn – độ nhớt pha lỏng nhiệt độ trung bình nước 20 oC, N.s/m2; G’x, G’y – lưu lượng trung bình lỏng đoạn chưng, kg/h đó: x’tb = (x1 + )/2 = ( + )/2 = (0,35 + 0,0075)/2 = 0,17875 – nồng độ phần khối lượng etanol đoạn chưng lấy theo giá trị trung bình; ρE = 723,84 kg/m3, ρH2O = 963,779 kg/m3 – khối lượng riêng etanol nước lấy nhiệt độ trung bình đoạn chưng oC (tra bảng I.2 [1]) (I.12) [1] => đó: x’tb = 0,17875 – nồng độ phần mol etanol đoạn chưng lấy theo giá trị trung bình; μE = 0,000314 N.s/m2, μH2O = 0,000371 N.s/m2 – độ nhớt etanol nước lấy nhiệt độ trung bình đoạn chưng 91,744oC (tra bảng I.101 [1]) 28 ` , 20 oC (tra bảng I.102 [1]) Khi đó: Vậy đường kính đoạn chưng tháp: Theo qui chuẩn (theo bảng IX.5 [2]): chọn đường kính (trong) tồn tháp 1000 mm II • Tính chiều cao tháp Số đĩa thực tế tháp: Ntt = 19 • Khoảng cách đĩa đường kính tháp D t = 1000 mm (chọn theo bảng IX.5 [2]): Hđ = 450 mm • Chiều dày đĩa đường kính tương đương lỗ hay rãnh dtđ : Chọn đường kính tương đương lỗ hay rãnh dtđ = mm [3] • Chiều cao đáy nắp: Chọn đáy nắp elip tiêu chuẩn có gờ (bảng XIII.10): Khi đó, chiều cao đáy nắp là: Vậy chiều cao tháp tính theo số bậc thay đổi nồng độ (số đĩa lý thuyết) là: (IX.54) [2] III Tính trở lực tháp Trở lực tháp đĩa lỗ khơng có ống chảy chuyền xác định theo công thức: 29 ` (IX.135) [2] đó: Ntt – số đĩa thực tế tháp; ΔPđ – tổng trở lực đĩa, N/m2 (IX.136) [2] • Trở lực đĩa khơ: (IX.144) [2] đó: ωo – tốc độ khí (hơi) qua lỗ đĩa, m/s; ρy – khối lượng riêng khí (hơi), kg/m3; ξ – hệ số trở lực (IX.145) [2] đó: ftd – diện tích mặt cắt tự đĩa, m2; fđ – f đĩa, m2; ξp – hệ số trở lực phụ thuộc vào tỉ số ftd/fđ (bảng IX.9 [2]); dlỗ - đường kính lỗ hay chiều rộng khe, m; dtđ - đường kính tương đương lỗ (sử dụng đĩa lỗ nên dtđ = dlỗ); δ – chiều dày đĩa, m; [2] đây: μy – độ nhớt khí (hơi):D (I.20) [1] đó: μo N.s/m – độ nhớt động lực 100 C; T – nhiệt độ hơi, K; C – số (tra bảng I.113 [1]) o nên (tra bảng IX.9 [2]) • Trở lực sức căng bề mặt: (IX.138) [2] đó: σ – sức căng bề mặt lớp chất lỏng đĩa (tra bảng I.242 [1]), N/m • Trở lực thủy tĩnh lớp chất lỏng đĩa: (IX.146) [2] đó: hb – chiều cao lớp bọt đĩa: (IX.147) [2] ρb – khối lượng riêng bọt đĩa: (IX.148) [2] đây: Gx, Gy – lưu lượng lỏng khí (hơi), kg/h; ρx, ρy – khối lượng riêng lỏng khí (hơi), kg/m3; μx, μy – độ nhớt lỏng khí (hơi), N.s/m2 Trở lực đĩa phần cất Thay giá trị thơng số (tính theo giá trị trung bình) vào cơng thức ta được: • Trở lực đĩa khơ: 30 ` đó: μo = 109.10-7 N.s/m2 – độ nhớt động lực 81,329 oC; T – nhiệt độ hơi, K; C = 407,3 – số (tra bảng I.113 [1]) • Trở lực sức căng bề mặt: Với σ=0,062 – sức căng bề mặt lớp chất lỏng đĩa đoạn cất 81,329oC (tra bảng I.242 [1]), N/m2 • Trở lực thủy tĩnh lớp chất lỏng đĩa: Vậy tổng trở lực đĩa phần cất là: Trở lực đĩa phần chưng Thay giá trị thơng số (tính theo giá trị trung bính) vào cơng thức ta được: • Trở lực đĩa khơ: đó: μo = 109.10-7 N.s/m2 – độ nhớt động lực oC; T – nhiệt độ hơi, K; C = 407,3 – số (tra bảng I.113 [1]) • Trở lực sức căng bề mặt: Với σ=0,06 – sức căng bề mặt lớp chất lỏng đĩa đoạn cất 91,744oC (tra bảng I.242 [1]), N/m2 • Trở lực thủy tĩnh lớp chất lỏng đĩa: Vậy tổng trở lực đĩa phần chưng là: 31 ` Kiểm tra hoạt động đĩa Kiểm tra khoảng cách đĩa (Hđ = 450 mm) để bảo đảm điều kiện hoạt động bình thường tháp: [4] với mâm phần chưng trở lực qua mâm lớn trở lực mâm phần cất, ta có: Điều kiện thỏa mãn Trở lực tồn tháp CHƯƠNG V: TÍNH KẾT CẤU THIẾT BỊ CHÍNH I Tính kết cấu đĩa thơng số tính tốn ban đầu Kết cấu đĩa • • • • Đường kính lỗ: dtd = mm Bố trí lỗ: lỗ bố trí đỉnh tam giác (hay lục giác đều) Mặt cắt tự đĩa: Ftd = 15% Số lỗ đĩa: • Khoảng cách hai tâm (bước) lỗ (tính tương tự bước ống thiết bị truyền nhiệt dạng ống chùm): Số lỗ đường chéo lục giác lớn (theo hình I-25a [6]): ( I-35) [6] Số lỗ cạnh lục giác lớn nhất: S = (n + 1)/2 = (75 + 1)/2 = 38 lỗ Bước lỗ: ( I-36) [6] Chọn: t = 12 mm (vì làm thêm lỗ hình viên phân) Khi đó: ( I-36) [6] S = (n + 1)/2 = (83 + 1)/2 = 42 lỗ ( I-35) [6] Số lỗ cần thêm hình viên phân là: 32 ` m’ = – 5167 = 389 lỗ • • • • Chiều dày đĩa: δ = mm Số đĩa: Ntt = 19 Khoảng cách đĩa: Hđ = 450 mm Số đĩa hai mặt bích khoảng cách hai mặt nối bích 2250 mm (được chọn từ bảng IX.5 [2] với đường kính tháp Dt = 1000 mm) • Số mặt bích (thân tháp gồm đoạn nối với mặt bích) • Chiều cao gờ chảy tràn ta chọn chiều cao lớp bọt phần cất phần chưng ; hwcất= 55mm; hwchưng= 80mm Các thơng số tính tốn ban đầu • Tháp làm việc áp suất thường nhiệt độ cao nhiệt độ môi trường nên tháp • bọc lớp cách nhiệt bên ngồi Nhiệt độ tính tốn: tháp có bọc lớp cách nhiệt nên nhiệt độ tính tốn lấy nhiệt độ lớn làm việc cộng thêm 20 oC o • C Áp suất tính tốn: tính tốn theo công thức sau [5] (1-1) [5] ρ – khối lượng riêng trung bình hỗn hợp lỏng tháp, kg/m 3: Hl – chiều cao cột chất lỏng tháp, m: • Dựa vào tính chất hỗn hợp etanol- nước điều kiện hoạt động tháp xác định trên, chọn vật liệu chế tạo tháp thép khơng gỉ X18H10T • Các thơng số thép không gỉ X18H10T: Ứng suất cho phép tiêu chuẩn: (tra hình 1.2 [5]) Ứng suất cho phép: (1-9) [5] đó: η = 0,95 – hệ số hiệu chỉnh tháp có bọc lớp cách nhiệt • Chọn mối hàn kiểu giáp mối hàn hai phía, hệ số bền mối hàn φ h = 0,95 (tra bảng 1-8 [5]) • Hệ số bổ sung bề dày tính tốn: 33 ` (1-10) [5] đó: Ca = mm – hệ số bổ sung ăn mịn hóa học mơi trường; Cb = – hệ số bổ sung bào mòn học môi trường; Cc = – hệ số bổ sung sai lệch chế tạo, lắp ráp; Co – hệ số bổ sung để quy trịn kích thước, mm II Tính bền thân (thân hình trụ hàn chịu áp suất trong) Xét tỉ số: [5] Khi bề dày tối thiểu thân: (5-3) [5] Bề dày thực thân: (5-9) [5] Chọn bề dày thân là: (chọn theo bảng 5-1 [5]) S = mm Kiểm tra cơng thức tính tốn: (5-10) [5] Kiểm tra áp suất tính tốn cho phép bên tháp: (5-11) [5] Vậy bề dày thân là: S = mm III Tính bền đáy nắp (đáy nắp elip chịu áp suất trong) Chọn đáy nắp elip tiêu chuẩn có gờ (bảng XIII.10): Xét tỉ số: [5] và: [5] Khi bề dày tối thiểu thành đáy nắp: (6-9) [5] 34 ` đó: Rt = Dt (đối với đáy nắp elip tiêu chuẩn) – bán kính cong bên đỉnh đáy (nắp), mm; ht – chiều sâu bên phần elip, mm Bề dày thực thành đáy nắp: (5-9) [5] Chọn bề dày thành đáy nắp bề dày thân: S = mm Kiểm tra công thức tính tốn: (5-10) [5] Kiểm tra áp suất tính tốn cho phép bên tháp: (5-11) [5] Vậy bề dày thành đáy nắp là: S = mm IV Chọn mặt bích để nối thiết bị Chọn bích liền thép (thép cacbon CT3) không cổ để nối đoạn thân nối thân với đáy (nắp), chọn kiểu bích I (theo bảng XIII.27 [2]): Dt D Db Dl Do db Z h 1000 1140 1090 1060 1013 M20 24 20 đó: D – đường kính ngồi mặt bích, mm; Db – đường kính đến tâm bulong, mm; Dl – đường kính gờ bích, mm; db – đường kính bulong, mm; Z – số bulong mặt bích; h – chiều cao mặt bích, mm Để đảm bảo độ kín mối ghép bích, ta chọn đệm dây amiăng dày mm (chọn theo bảng 7-2 [5]) V Tính cửa nối ống dẫn với thiết bị Ống dẫn thường nối với thiết bị mối ghép tháo không tháo Đối với mối ghép tháo người ta làm đoạn ống nối, đoạn ống ngắn có mặt bích hay ren để nối với ống dẫn Loại có mặt bích thường dùng với ống có Dy > 10 mm; loại ren chủ yếu dùng với ống có Dy < 10 mm [2] Ở đây, ta chọn loại có mặt bích thép (thép cacbon CT3) khơng cổ để nối phận thiết bị ống dẫn Các cửa nối làm thép không gỉ X18H10T Cửa dẫn sản phẩm đáy Lưu lượng dòng sản phẩm đáy khỏi đáy tháp: G’1 = kg/h 35 ` Khối lượng riêng trung bình dịng sản phẩm đáy:/ ρW = kg/m3 Vận tốc dòng sản phẩm đáy cửa nối (chọn theo bảng II.2 [1]): ω = 1,5 m/s Đường kính (trong) cửa dẫn sản phẩm đáy: (II.36) [1] Chọn theo bảng XIII.32 XIII.26 [2]: thông số bích ghép (chọn kiểu bích 1) chiều dài đoạn ống nối l: Dy 40 Dn 45 D 130 Db 100 Dl 80 db M12 z h 12 l 100 Cửa dẫn vào đáy Lưu lượng dòng vào đáy tháp: g’1 = 1912,015 kg/h Khối lượng riêng trung bình dịng vào đáy: ρ = kg/m3 Vận tốc dòng cửa nối (chọn theo bảng II.2 [1]): ω = 20 m/s Đường kính (trong) cửa dẫn vào đáy: (II.36) [1] Chọn theo bảng XIII.32 XIII.26 [2]: thơng số bích ghép (chọn kiểu bích 1) chiều dài đoạn ống nối l: Dy 350 Dn 377 D 485 Db 445 Dl 415 db M20 z 12 h 22 l 150 Cửa dẫn dòng nhập liệu Lưu lượng dòng nhập liệu vào tháp: GF = 5000 kg/h Khối lượng riêng trung bình dịng nhập liệu: ρF = 796 kg/m3 36 ` đó: xtb = xF = 0,35– nồng độ phần khối lượng etanol đoạn nhập liệu lấy theo giá trị trung bình; ρE = 731,145 kg/m3, ρH2O = 969,159 kg/m3 – khối lượng riêng etanol nước lấy nhiệt độ trung bình đoạn cất 84,058 oC (tra bảng I.2 [1]) Vận tốc dòng nhập liệu cửa nối (chọn theo bảng II.2 [1]): ω = 1,5 m/s Đường kính (trong) cửa dẫn dịng nhập liệu: (II.36) [1] Chọn theo bảng XIII.32 XIII.26 [2]: thơng số bích ghép (chọn kiểu bích 1) chiều dài đoạn ống nối l: Dy Dn D 40 45 130 Cửa dẫn lỏng hồi lưu Db 100 Dl 80 db M12 z h 12 l 100 Lưu lượng dòng lỏng hồi lưu vào tháp: GR = 2643,227 kg/h Khối lượng riêng trung bình dịng lỏng hồi lưu: ρD = kg/m3 Vận tốc dòng lỏng hồi lưu cửa nối (chọn theo bảng II.2 [1]): ω = 1,5 m/s Đường kính (trong) cửa dẫn dịng lỏng hồi lưu: (II.36) [1] Chọn theo bảng XIII.32 XIII.26 [2]: thơng số bích ghép (chọn kiểu bích 1) chiều dài đoạn ống nối l: Dy 32 Dn 38 D 120 Db 90 Dl 70 db M12 z h 12 l 90 Cửa dẫn đỉnh Lưu lượng dòng đỉnh tháp: gđ = kg/h Khối lượng riêng trung bình dòng đỉnh: ρ = kg/m3 37 ` Vận tốc dòng cửa nối (chọn theo bảng II.2 [1]): ω = 20 m/s Đường kính (trong) cửa dẫn vào đáy: (II.36) [1] Chọn theo bảng XIII.32 XIII.26 [2]: thơng số bích ghép (chọn kiểu bích 1) chiều dài đoạn ống nối l: Dy 300 Dn 325 D 435 Db 395 Dl 365 db M20 z 12 h 22 l 140 Tính chân dỡ • • Chọn thép cacbon CT3 để làm chân đỡ cho tháp Khối lượng riêng thép X18H10T thép CT3: (tra bảng XII.7 [2]) ρX18H10T = 7900 kg/m3; ρCT3 = 7850 kg/m3 • Khối lượng thân: • Khối lượng đáy nắp: (tra bảng XIII.11 [2]) • Khối lượng đĩa: • Khối lượng bích nối: • Khối lượng nước chứa đầy tháp: • Tổng khối lượng sơ tháp: • Tải trọng cho phép chân đỡ: 38 ` • Để đảm bảo an tồn, chọn G = 25000 N (theo bảng XIII.35 [2]), thơng số kích thước chân đỡ (chọn chân II theo hình XIII.21 [2]): L 250 B 180 B1 215 B2 290 H 350 h 185 s 16 l 90 d 27 39 ...` nề Qua q trình nghiên cứu, tơi thấy tháp mâm xuyên lỗ phù hợp với hệ etanol – nước Tháp mâm xuyên lỗ có ưu điểm sau: Chế tạo đơn giản Vệ sinh dễ dàng Trở lực... Tính số mâm thực tế • Số mâm lý thuyết Dựa vào hình trên, ta xác định số mâm lý thuyết 10; ứng với mâm phần cất, mâm phần chưng nhập liệu mâm số • Số mâm thực tế Ntt: 13 ` Xác định số mâm thực... 926 0, x y* Mâm nhập liệu Mâm đỉnh 0,174 0, 798 Mâm đáy 0, 003 0, 020 Nếu gọi Ntt số mâm thực, Nlt số mâm lí thuyết, ta có : 16 ` η= Nlt N ⇒ Ntt = lt Ntt η mâm Hiệu suất , η N tt (số mâm) Phần