bao cao chung cat

Báo cáo thí nghiệm Quá trình- Thiết bị Chưng cất

I. GIÔÙI THIEÄU:

1. Muïc ñích, noäi dung thí nghieäm:

Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa löu löôïng doøng hoaøn löu, vò trí maâm nhaäp lieäu ñeán ñoä tinh khieát cuûa saûn phaåm vaø hieäu suaát thaùp chöng caát.

Löïa choïn thoâng soá löu löôïng doøng hoaøn löu vaø vò trí maâm nhaäp lieäu toái öu cho thaùp chöng caát.2. Cô sôû lyù thuyeát:

Moâ hình maâm lyù thuyeát laø moâ hình toaùn ñôn giaûn döïa treân caùc cô sôû sau:

Caân baèng giöõa pha loûng – hôi cho hoãn hôïp hai caáu töû. Ñieàu kieän ñoäng löïc hoïc löu chaát lyù töôûng treân maâm cho 2

pha loûng – hôi laø: Pha loûng phaûi pha troän hoaøn toaøn treân maâm (noàng ñoä ñoàng

nhaát). Pha hôi khoâng loâi cuoán caùc gioït loûng töø maâm döôùi leân maâm

treân vaø ñoàng thôøi coù noàng ñoä ñoàng nhaát taïi moïi vò trí treân thieát dieän maâm.

Treân moãi maâm luoân ñaït söï caân baèng giöõa 2 pha.2.1. Hieäu suaát:Ñeå chuyeån töø soá maâm lyù thuyeát sang soá maâm thöïc ta caàn

phaûi bieát hieäu suaát maâm. Coù 3 loaïi hieäu suaát maâm thöôøng duøng laø :

Hieäu suaát maâm toång quaùt, lieân quan ñeán toaøn thaùp. Hieäu suaát maâm Murphree, lieân quan ñeán moät maâm. Hieäu suaát cuïc boä, lieân quan ñeán moät vò trí cuï theå treân

maâm.a) Hieäu suaát maâm toång quaùt (E 0):

Ñöôïc ñònh nghóa :

Ñôn giaûn khi söû duïng nhöng keùm chính xaùc nhaát.Vôùi noài ñun ñöôïc xem laø töông ñöông vôùi moät maâm lyù

thuyeát.b) Hieäu suaát maâm Murphree (E M)

Trang 1


Trong ñoù :yn : Noàng ñoä thöïc cuûa pha hôi rôøi maâm thöù nyn+1 : Noàng ñoä thöïc cuûa pha hôi vaøo maâm thöù n (töø döôùi

leân)y*n : Noàng ñoä pha hôi caân baèng vôùi pha loûng rôøi oáng

chaûy chuyeàn maâm thöù nHieäu suaát maâm Murphree do ñoù laø tæ soá giöõa söï bieán ñoåi

noàng ñoä pha hôi qua moät maâm vôùi söï bieán ñoåi noàng ñoä cöïc ñaïi coù theå ñaït ñöôïc khi pha hôi rôøi maâm caân baèng vôùi pha loûng rôøi maâm thöù n. Noùi chung vôùi moät maâm coù ñöôøng kính lôùn, pha loûng rôøi maâm vôùi noàng ñoä khoâng baèng vôùi noàng ñoä trung bình pha loûng treân maâm, do ñoù coù khaùi nieäm hieäu suaát cuïc boä.c) Hieäu suaát cuïc boä (E C).

Trong ñoù y’n : Noàng ñoä rôøi khoûi vò trí cuï theå treân maâm ny’n+1 : Noàng ñoä pha hôi vaøo maâm n taïi cuøng vò tríy’en : Noàng ñoä pha hôi caân baèng pha loûng taïi cuøng vò trí

2.2. Moái lieân heä giöõa hieäu suaát maâm Murphree vaø hieäu suaát toång quaùt:

Hieäu suaát toång quaùt cuûa thaùp khoâng baèng vôùi hieäu suaát trung bình cuûa töøng maâm. Moái lieân heä giöõa hai hieäu suaát naøy tuøy thuoäc vaøo ñoä doác töông ñoái cuûa ñöôøng caân baèng vaø ñöôøng laøm vieäc.

Tuy nhieân, khi phaân tích hoaït ñoäng cuûa thaùp hay moät phaàn cuûa thaùp thöïc teá, trong ñoù, ta xaùc ñònh ñöôïc söï bieán thieân noàng ñoä qua moät hoaëc vaøi maâm ôû caùc vò trí khaùc nhau seõ xaùc ñònh giaù trò chính xaùc cuûa Em vaø Em coù theå laáy baèng E0( Em= E0)3. Thieát bò, duïng cuï vaø nguyeân lieäu:

3.1. Thieát bò – Duïng cuï: Heä thoáng thaùp chöng caát goàm 5 maâm thöïc, loaïi maâm xuyeân

loã.

Trang 2


Caùc ñoàng hoà ño nhieät ñoä caùc doøng nhaäp lieäu; hoaøn löu; saûn phaåm ñænh; noài ñun vaø taïi caùc maâm.

Hai löu löôïng keá ño doøng nhaäp lieäu vaø hoaøn löu.

1 phuø keá ño ñoä röôïu.

2 oáng khaéc vaïch (oáng ñong nhoû vaø lôùn); oáng lôùn ñeå chöùa vaø oáng nhoû ñeå ño löu löôïng saûn phaåm ñænh.

3.2. Nguyeân lieäu:Hoãn hôïp röôïu etanol – nöôùc ñöôïc pha saün coù noàng ñoä nhaát ñònh

vôùi theå tích khoaûng 60 lít.

4. Tieán haønh thí nghieäm:4.1. Sô ñoà heä thoáng thí nghieäm chöng caát:

Ghi chuù:1. Maâm xuyeân loã 10. Bôm saûn phaåm ñaùy2. Boä phaän ngöng hôi 11. Ñieän trôû noài ñun (2,5kW)3. Nöôùc nguoäi 12. Noài ñun4. Van giaûm aùp 13. Löu löôïng keá ño doøng

nhaäp lieäu5. Bình chöùa saûn phaåm ñænh 14. Löu löôïng keá ño doøng

hoaøn löu6. Bình chöùa nguyeân lieäu 15. Ñieän trôû ñun noùng doøng

nhaäp lieäu7. OÁng ñong 16. Ñieän trôû ñun noùng doøng hoaøn

löu8. Bôm hoaøn löu 17. Cöûa nhaäp lieäu noài ñun.9. Bôm nhaäp lieäu

Trang 3


4.2. Noäi dung thí nghieäm:a. Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa löu löôïng doøng hoaøn löu: (3 cheá ñoä

thí nghieäm):Ñieàu chænh löu löôïng doøng nhaäp lieäu ôû ñoä ñoïc 30 vaø nhaäp

lieäu ôû moät maâm coá ñònh (maâm soá 4), vò trí maâm ñöôïc tính töø döôùi leân vaø treân mieäng noài ñun khoâng coù maâm.

Thí nghieäm vôùi 3 cheá ñoä khaùc nhau cuûa doøng hoaøn löu ôû ñoä ñoïc: 5, 10, 15.

b. Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa vò trí maâm nhaäp lieäu: (2 cheá ñoä thí nghieäm):

Trang 4

Sô ñoà heä thoáng chöng caát.

10

W3

1

17

L2

8W2 W19

F311

12 13 F5 14

6

F2F1

7

D1 L1D2

1615

F4

5

4

N1 3

2


Thay ñoåi hai vò trí môùi cuûa doøng nhaäp lieäu vaøo maâm soá 5 vaø soá 2. Löu löôïng doøng nhaäp lieäu vaãn ñöôïc giöõ nguyeân ôû ñoä ñoïc 30 vaø doøng hoaøn löu ôû ñoä ñoïc 10.

Toång coäng coù 5 cheá ñoä thí nghieäm.4.3. Phöông phaùp thí nghieäm:

a. Quan saùt heä thoáng:

Tröôùc khi tieán haønh thí nghieäm phaûi quan saùt heä thoáng vaø ñoái chieáu vôùi sô ñoà hình veõ trong giaùo trình.

b. Khôûi ñoäng:

Kieåm tra nguyeân lieäu Ñöa ñieän vaøo heä thoáng Nhaäp lieäu vaøo noài ñun: khoaûng 1/3 noài Gia nhieät cho noài ñunc. Nhaäp lieäu voâ maâm:

Khi thaáy coù pha hôi boác leân nhieàu vaø ngöng tuï chaûy thaønh gioït treân caùc maâm trong thaùp, noái ñaàu oáng daãn nhaäp lieäu vôùi van ôû maâm soá 4

Baät nuùt feed pump Baät coâng taéc ñieän trôû gia nhieät cho doøng nhaäp lieäu

(feed preheat) Chænh löu löôïng keá cuûa doøng nhaäp lieäu ôû ñoä ñoïc 30

baèng van phía treân löu löôïng keá (môû heát van vaø chænh nheï nhaøng cho taâm vieân bi ngay vaïch 30). Löu yù: phaûi luoân chænh löu löôïng doøng nhaäp lieäu khoâng thay ñoåi trong suoát quaù trình thí nghieäm.

d. Khôûi ñoäng doøng hoaøn löu

Khi thaáy coù doøng saûn phaåm ñænh ngöng tuï – chaûy trong bình chöùa saûn phaåm ñænh, môû van hoaøn löu vaø khoùa van chaûy traøn

Baät coâng taéc bôm hoaøn löu (nuùt reflux pump) Baät coâng taéc ñieän trôû gia nhieät cho doøng hoaøn löu (nuùt

reflux preheat) Chænh löu löôïng keá cuûa doøng hoaøn löu ôû ñoä ñoïc caàn

khaûo saùt baèng van maøu ñoû ngay döôùi löu löôïng keá (môû heát

Trang 5


van vaø chænh nheï nhaøng cho taâm vieân bi ngay vaïch caàn khaûo saùt).

e. Tieán haønh caùc cheá ñoä thí nghieäm:

Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa löu löôïng doøng hoaøn löu:

Khi khaûo saùt löu löôïng doøng hoaøn löu, thì vò trí maâm nhaäp lieäu laø khoâng ñoåi (maâm soá 4); löu löôïng doøng nhaäp lieäu khoâng ñoåi (ôû ñoä ñoïc 30) vaø chæ coù löu löôïng cuûa doøng hoaøn löu thay ñoåi ôû caùc giaù trò caàn khaûo saùt.

Ño soá lieäu trong moät cheá ñoä thí nghieäm: Caùc thoâng soá caàn ño: löu löôïng cuûa saûn phaåm ñænh,

nhieät ñoä caùc doøng: nhaäp lieäu, hoaøn löu, saûn phaåm ñænh (doøng hôi vaø doøng loûng ngöng tuï), ñoä röôïu cuûa doøng nhaäp lieäu (chæ ño moät laàn vì hoãn hôïp nhaäp lieäu coù noàng ñoä khoâng ñoåi trong quaù trình thí nghieäm) vaø ñoä röôïu saûn phaåm ñænh.

Nguyeân taéc ño: Heä thoáng phaûi hoaït ñoäng oån ñònh vaø caùc thoâng soá treân phaûi tieán haønh ño cuøng moät luùc.

Caùch ño:- Löu löôïng saûn phaåm ñænh: doøng saûn phaåm ñænh

khoâng coù löu löôïng keá ñeå ño, do ñoù phaûi ño baèng caùch coå ñieån: ño theå tích doøng saûn phaåm ñænh chaûy trong thôøi gian khoaûng 30 giaây (thöù nguyeân cuûa löu löôïng laø theå tích/thôøi gian).

- Ñoä röôïu: ño baèng phuø keá (laø phaàn traêm theå tích cuûa röôïu trong dung dòch). Tieán haønh ño nhö sau: laáy khoaûng 120ml chaát loûng caàn ño vaøo oáng ñong nhoû; cho nheï ngaøng phuø keá vaøo oáng ñong (khoâng ñöôïc thaû maïnh seõ laøm vôõ phuø keá); chôø cho phuø keá heát dao ñoäng – noåi caân baèng, thì ñoïc maët cong cuûa möïc chaát loûng truøng vôùi vaïch naøo cuûa phuø keá thì ñoïc vaïch ñoù.

Khaûo saùt aûnh höôûng cuûa vò trí maâm nhaäp lieäu:

Khi khaûo saùt vò trí maâm nhaäp lieäu (hai vò trí maâm soá 2 vaø soá 5) thì löu löôïng doøng nhaäp lieäu vaãn khoâng ñoåi vaø löu löôïng doøng hoaøn löu cuõng giöõ khoâng ñoåi (ôû ñoä ñoïc 10).

f. Moät soá löu yù trong quaù trình vaän haønh thaùp:Trang 6


Kieåm tra doøng nöôùc ra khoûi TBNT – ñeà phoøng maát nöôùc seõ khoâng ngöng tuï hôi nöôùc ñöôïc gaây thaát thoaùt hôi vaø hö hoûng caùc van bít kín cuûa TBNT.

Ñang thí nghieäm, khoâng ñöôïc cho vaøo bình nguyeân lieäu baát cöù hoãn hôïp saûn phaåm naøo vì seõ laøm thay ñoåi noàng ñoä ban ñaàu cuûa nguyeân lieäu.

Theo doõi thöôøng xuyeân möïc chaát loûng trong noài ñun, neáu möïc chaát loûng daâng ñaày oáng thuûy phaûi xaû bôùt chaát loûng trong noài baèng van xaû ñaùy phía döôùi ñaùy noài vaø cho vaøo bình nhöïa khoâng ñöôïc cho vaøo bình chöùa nguyeân lieäu.

Khi thay ñoåi vò trí nhaäp lieäu, phaûi taét bôm nhaäp lieäu. Khi môû caùc van trong heä thoáng phaûi môû ñeán ñoä môû

toái ña. Khi thaùp hoaït ñoäng phaûi quan saùt quaù trình xaûy ra treân

töøng maâm trong thaùp vaø ghi nhaän laïi.g. Keát thuùc thí nghieäm:

Taét ñieän - nöôùc Bôm saûn phaåm ñaùy hoaøn veà bình chöùa nguyeân lieäu Hoaøn saûn phaåm ñænh vaø saûn phaåm ñaùy (neáu coù)

trong bình nhöïa veà bình chöùa nguyeân lieäu Kieåm tra heä thoáng moät laàn nöõa vaø veä sinh khu vöïc thí

nghieäm.

5. Phöông trình ñöôøng nhaäp lieäu vaø phaàn caát:

5.1. Doøng nhaäp lieäu:

Phöông trình ñöôøng laøm vieäc cho doøng nhaäp lieäu laø:

Trong ñoù:

HG laø enthalpy mol cuûa pha hôi

HL laø enthalpy mol cuûa pha loûng

Trang 7


HF laø enthalpy mol cuûa doøng nhaäp lieäu: laø tæ soá giöõa nhieät caàn thieát ñeå bieán ñoåi 1 mol nhaäp lieäu töø trang thaùi ban ñaàu ra thaønh hôi baõo hoøa vôùi aån nhieät boác hôi mol (HG-HL).

Nhaäp lieäu vaøo thaùp coù theå ôû traïng thaùi nhieät baát kì töø loûng döôùi ñieåm soâi ñeán hôi quaù nhieät vaø töông öùng vôùi moãi traïng thaùi nhieät laø coù moät giaù trò q. Giaù trò cho töøng nhöõng tröôøng hôïp tieâu bieåu ñöôïc cho trong baûng 1 :

Baûng 1 : Baûng traïng thaùi nhaäp lieäu :

Ñieàu kieän nhaäp lieäu

GF

Mol/s

LF

Mol/s

HGF

Mol/s

HLF

Mol/s

HF

Mol/s

Loûng döôùi ñieåm soâi

0 F HF < HL > 1.0 > 1

Loûng baõo hoøa

0 F HF = HL 1.0 0<<1

Hoãn hôïp

loûng vaø hôi caân baèng

GF LF HG HLH

L<HF<HG

0 < q < 1.0 < 0

Hôi baõo hoaø F 0 HF HG 0 0

Hôi quaù nhieät F 0 HF HF > HG < 0 0<

<1

5.2. Phaàn caát :Trang 8


Phöông trình ñöôøng laøm vieäc cho phaàn caát laø:

Trong ñoù :R : Tæ soá hoaøn löu ( R=L0/D)xD: Noàng ñoä phaàn mol cuûa saûn phaåm ñænh

II. KEÁT QUAÛ THÍ NGHIEÄM:

1.Số liệu thí nghiệm:

1.1. Baûng soá lieäu thoâ:

TN Vị trí mâm

Lưu lượng(độ đọc) Độ rượu Nhiệt độ

Nhập liệu

Đỉnh (ml/30s)

Hoàn lưu

Nhập liệu

Đỉnh Nhập liệu

Đỉnh Hoàn lưu

Đáy

1 4 30 51 5 28 80 66 84 86 96

2 4 30 48 10 28 75 66 84 78 96

3 4 30 25 15 28 72 68 84 78 96

4 2 30 38 10 28 70 66 86 79 96

5 5 30 38 10 28 68 67 86 80 96

1.2. Baûng tính toaùn moät soá thoâng soá:

TN Vị trí mâm

Lưu lượng dòng (ml/phút)= độ dọc x 5.64

Phân mol dòng

Nhập liệuF

Đỉnh D (ml/ph)

Hoàn lưu Lo

Nhập liệuxF

ĐỉnhxD

ĐáyxW

Đáy xW

(tra)

1 4 169,2 102 28,2 0,104 0,541 -0,1051 0,0094

2 4 169,2 96 56,4 0,104 0,470 -0,0753 0,0094

3 4 169,2 50 84,6 0,104 0,432 0,0324 0,0094

4 2 169,2 76 56,4 0,104 0,408 -0,0136 0.0094

5 5 169,2 76 56,4 0,104 0,385 -0,0094 0.0094

** Do xw tính toán âm nên ta tra xw dựa vào nhiệt độ sôi của đáyGiaù trò naøy ñöôïc noäi suy töø baûng soá lieäu can baèng pha T-x,y vaø x-y cuûa dung dòch ethanol vaø nöôùc.

Trang 9


1.3. Baûng khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc vaø cuûa röôïu Etylic :

Nhập liệu Đỉnh Đáy rượu (g/ml)

nước (g/ml)

rượu (g/ml)

nước (g/ml)

rượu (g/ml)

nước (g/ml)

748,300 980,000 731,200 969,200 719,800 960,800

748,300 980,000 731,200 969,200 719,800 960,800

746,400 979,000 731,200 969,200 719,800 960,800

748,300 980,000 729,300 967,800 719,800 960,800

747,350 979,500 729,300 967,800 719,800 960,800

1.4. Bảng qui đổi lưu lượng các dòng từ ml/phút sang mol/phút :

Lưu lượng dòng(mol/phút)

Nhập liệuF

ĐỉnhD

7,403 2,396

7,403 2,437

7,395 1,326

7,403 2,069

7,399 2,127

Trang 10


Cách tính :

Lưu lượng nhập liệu : F = Độ đọc * 5.64 = 30*5.64 = 169.2

Lưu lượng hoàn lưu : Lo = Độ đọc * 5.64 = 5*5.64 = 28.2

Phân mol dòng nhập liệu :

Phân mol sản phẩm đỉnh :

Phân mol đáy :

2. Số liệu cần thiết khi làm thí nghiệm :

Bảng số liệu cân bằng pha x – y của hệ nước – etylic ở 25oC :

x 0 0.05 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1HH

đẳng phí

y 00,33

20,442 0,534

0,576

0,614 0,654 0,699 0,753 0,818 0,898 1 89,4

T 100 90,5 86,5 83,2 81,7 80,8 80 79,4 79 78,6 78,4 78,4 78,15 Đồ thị:

Trang 11


3. Kết quả tính toán3.1. Kết quả tính toán các thông số

TN Vị trí mâm

Tỉ sốhoàn lưu R

tF HF HGF HLF q

1 4 0,276 66 259,64 2339,96 334,46 1,037 27,8022 4 0,588 66 259,64 2339,96 334,46 1,037 27,8023 4 1,692 68 268,01 2336,61 335,13 1,034 30,8204 2 0,742 66 259,64 2339,96 334,46 1,037 27,8025 5 0,742 67 263,82 2338,29 334,80 1,035 29,227

Cách tính:

Tỉ số hoàn lưu R:

3.2. Phương trình các đường làm việc và đường nhập liệu

TNPhương trình đường nhập liệu

Phương trình đường chưng cất

1 y= 27,802x-2,790 y= 0,217x+0,4242 y= 27,802x-2,790 y= 0,370x+0,2963 y=30,820x-3,100 y= 0,629x+0,1604 y= 27,802x-2,790 y= 0,426x+0,2345 y= 29,227x-2,936 y= 0,426x+0,221

Cách tính:Phương trình đường nhập liệu:

Trang 12


Phương trình đường cất;

3.3. Kết quả thí nghiệm:

TN R Số mâm lý thuyết

xD Hiệu suất mâm tổng quát

1 0,276 7 0,541 120%2 0,588 4 0,470 60%3 1,692 3 0,432 40%4 0,742 3 0,408 40%5 0,742 3 0,385 40%

Cách tính:

Hiệu suất mâm tổng quát: 4. Đồ thị:Thí nghiệm 1:

Trang 13


Thí nghiệm 2:

Thí nghiệm 3:Thí nghiệm 4:

Trang 14


Thí nghiệm 5:

5. Bàn luận:5.1 Ảnh hưởng của dòng hoàn lưu và vị trí mâm nhập liệu đến độ tinh khiết của sản

phẩm và hiệu suất tổng quát của tháp chưng cất: Aûnh höôûng cuûa löu löôïng doøng hoaøn löu:

Theo lý thuyết khi lưu lượng dòng hoàn lưu tăng thì độ tinh khuyết của sản phẩm đỉnh càng tăng, tuy nhiên bên cạnh đó nó cũng kèm theo chi phí vận hành tháp tăng vì lượng sản phẩm thu được sẽ bị giảm khi lưu lượng dòng hoàn lưu tăng, cần 1 lượng nhiệt lớn hơn để gia nhiệt dòng hoàn lưu, nếu không sẽ gây ảnh hưởng đến hiệu suất. Nhưng thực chất trong bài thí nghiệm kết quả ngược lại tức là khi lưu lượng dòng hoàn lưu tăng thì nồng độ sản phẩm đỉnh lại bị giảm, nguyên nhân có thể là do một số lý do sau:

- Thứ 1: Nồi đun chúng ta nhập liệu một lần duy nhất với nồng độ ethanol bằng nồng độ ethanol ở mâm nhập liệu: ban đầu nồi đun có nồng độ ethanol cao nhưng sau đó giảm dần. do đó ở những thí nghiệm đầu và những thí nghiệm cuối có sự khác nhau về nồng độ ethanol ban đầu. Những thí nghiệm đầu tiên có cả ethanol của nồi hơi bốc lên và ethanol của dòng nhập liệu, nên cả hiệu suất và độ tinh khiết (độ rượu) đều cao. Trong các thí nghiệm sau, khi tháp đã hoạt động ổn định, nhiệt độ nồi đun tăng lên gần 100oC chứng tỏ nồng độ rượu tại nồi đun giảm xuống còn rất nhỏ. Trong nồi đun lúc này chỉ còn cấu tử khó bay hơi (nước)

Trang 15


- Thứ 2: Có thể tháp chưa hoạt động ổn định: Có thể do quá vội trong làm thí nghiệm, không chờ để thu được sản phẩm đỉnh nhất định khi mõi lần khảo sát.

- Thứ 3: có thể lưu lượng kế bị trồi trụt trong quá trình thí nghiệm.- Thứ 4: có thể do sai số các phép đo lưu lượng.

Do vậy theo kết quả thí nghiệm thu được, lưu lượng dòng hoàn lưu 28.2 ml/phút sẽ thu được hiệu suất và độ tinh khiết cao nhất. Tuy nhiên do sai sót khi làm thí nghiệm, kết quả này không đáng tin.

Aûnh höôûng cuûa vò trí maâm nhaäp lieäu.Theo lý thuyết vị trí nhập liệu càng thấp thì sản phẩm cho độ tinh khuyết càng cao, và ngược lại. Vì khi vị trí nâm nhập liệu càng thấp thì thời gian tách pha của các cấu tử nhiều hơn tức là do quảng đường đi dài hơn. Còn thực nghiệm thì sao?

Thật vậy trong bài thí nghiệm của tôi nồng độ sản phẩm đỉnh thu được tại mâm số 2 cao hơn so mâm số 5. Khi vị trí mâm nhập liệu thấp, dòng hơi trong tháp sẽ đi qua nhiều mâm hơn, mỗi mâm là sự cân bằng pha lỏng hơi giữa rượu và nước ở mỗi điểm khác nhau trên giản đồ cân bằng pha, càng lên cao, nhiệt độ càng giảm, nếu chiều cao tháp ở phần cất càng lớn(càng nhiều mâm) thì ở đỉnh sẽ thu được cấu tử có độ bay hơi mạnh hơn với nồng độ cao hơn so với các tháp thấp hơn

Về lượng nhiệt để biến đổi 1 mol nhập liệu thành hơi bão hòa khác nhau không đáng kể(thể hiện qua tỉ số q). Do mô hình nhỏ thí nghiệm nhỏ chỉ gồm 5 tháp nên không thấy được sự khác biệt rõ rệt. Tuy nhiên có thể thấy nhập liệu ở mâm 5 lượng nhiệt cung cấp sẽ ít hơn(q=1.035) so với nhập liệu mâm 2 và mâm 4(q=1.037). Để tối ưu hiệu suất và độ tinh khiết theo kết quả thí nghiệm thu được nên nhập liệu ở mâm 2

Để tối ưu hóa các thông số làm việc của tháp như lưu lượng dòng hoàn lưu và vị trí mâm nhập liệu dựa trên 5 thí nghiệm trên là rất khó để có thể chính xác, hơn nữa do thiếu kinh nghiệm nên quá trình thí nghiệm dẫn đến việc đo các thông số chưa chính xác. Do đó, để có thể xác định lưu lượng dòng hoàn lưu và vị trí mâm nhập liệu cần phải tiến hành thêm nhiều thí nghiệm nữa.

5.2 Caùc nguyeân nhaân daãn ñeán sai soá vaø caùch khaéc phuïc.

- Trong quaù trình thí nghieäm Caùc van khoâng môû heát neân löu löô|ïng khoâng oån ñònh Vieân bi luoân troài suït neân phaûi luoân theo doõi löu löôïng

keá Ño ñoä röôu baèng phuø keá khoâng chính xaùc do ngöôøi

ñoïc Sai soá do ño löu löông ( baám ñoàng hoà khoâng chính xaùc,

löu löôïng khoâng oån ñònh)Trang 16


Thieát bò ngöng tuï vaø thaùp chöng khoâng boïc caùch nhieät vì theá nhieät ñoä ño ñöôïc khoâng chính xaùc

Khoâng ñoïc caùc giaù trò ño cuøng luùc Sai soá heä thoáng do vaïch chia nhoû nhaát cuûa caùc thieát

bò : ño nhieät, phuø keá, ño löu löôïng Hệ thống hoạt động không thực sự ổn định:

Để có thể so sánh kết quả các thí nghiệm với nhau, ta phải đảm bảo thực hiện các thí nghiệm ở cùng điều kiện. Trong thực tế thí nghiệm, sản phẩm đáy không được tháo ra khỏi tháp mà tích tụ trong nồi đun nên nồng độ sản phẩm đáy giảm dần theo thời gian tiến hành thí nghiệm. Điều này thể hiện qua sự tăng dần nhiệt độ ở đáy nồi đun.

- Trong quaù trình tính toaùn : Laøm troøn soá lieäu, tra baûng, chuyeån ñoåi ñôn vò ño, veõ ñoà thò khoâng chính xaùc.

- Caùch khaéc phuïc: Tieán haønh chính xaùc vaø ñoàng boä caùc thao taùc thí

nghieäm, töøng thaønh vieân trong nhoùm phaûi phoái hôïp thaät nhòp nhaøng ñeå ño ñöôïc keát quaû chính xaùc.

Baûo ñaûm ñoä oån ñònh cuûa thaùp khi baét ñaàu tieán haønh ño baèng caùch ñôïi trong moät khoaûng thôøi gian nhaát ñònh khi noàng ñoä cuûa saûn phaåm ñænh oån ñònh thì môùi baét ñaàu tieán haønh ño.

Khi chuyeån sang cheá ñoä thí nghieäm khaùc thì phaûi chôø ñeå laáy moät löôïng saûn phaåm ñænh nhaát ñònh ôû cheá ñoä môùi roài sau ñoù xaû boû löôïng saûn phaåm vöøa thu ñöôïc, tieán haønh laáy saûn phaåm ñænh sau khi ñaõ xaû boû ñeå tieán haønh caùc pheùp ño. Khi ñoù, noàng ñoä saûn phaåm ñænh ñaõ ñaït ñeán ñoä oån ñònh caàn thieát.

Khi tieán haønh thí nghieäm phaûi baûo ñaûm taát caû nguyeân lieäu ñeàu ôû trong thuøng chöùa, khoâng coù löôïng naøo ñöôïc chöùa tröôùc trong noài ñun vì nhö theá seõ laøm aûnh höôûng ñeán noàng ñoä nhaäp lieäu cuûa nguyeân lieäu. Sau khi thí nghieäm xong phaûi bôm saûn phaåm trong noài ñun veà laïi thuøng chöùa nguyeân lieäu.

Trong khi tieán haønh thí nghieäm, khoâng ñoå baát cöù dung dòch naøo vaøo thuøng chöùa nguyeân lieäu, gaây aûnh höôûng ñeán noàng ñoä nguyeân lieäu, aûnh höôûng ñeán keát quaû thí nghieäm.

Trang 17


III. PHUÏ LUÏC:Caùc coâng thöùc söû duïng trong tính toaùn chöng caát laø:1. Phaàn mol C2H5OH ( x) cuûa doøng nhaäp lieäu, doøng saûn phaåm ñænh.

2. Suaát löôïng mol cho doøng nhaäp lieäu.

Fmol=F thetich. a . ρR

46+(1−a ) . F thetich. ρN

18Trong ñoù:

Fmol : Suaát löôïng mol doøng nhaäp lieäu ( Kmol/phuùt)Fthetich : Suaát löôïng theå tích doøng nhaäp lieäu ( m3/phuùt)N : khoái löôïng rieâng cuûa H2O ( Kg/m3)R : khoái löôïng rieâng cuûa C2H5OH ( Kg/m3) : ñoä röôïu

3.Noàng ñoä saûn phaåm ñaùy .

xW=xF . F−xD . D

F−D4.Tæ soá hoaøn löu R ñöôïc tính theo coâng thöùc:

DLR 0

Lo : suaát löôïng mol cuûa doøng hoaøn löu

D : suaát löôïng mol cuûa doøng saûn phaåm ñænh5. Nhieät dung rieâng trung bình cuûa hoãn hôïp C2H5OH - H2O

(Chh)

Chh=x . CR+(1−x )C NCN : Nhieät dung rieâng cuûa nöôùc. (Kcal/Kmol.oC)

Trang 18


CR : Nhieät dung rieâng cuûa röôïu. (Kcal/Kmol.oC)6. AÅn nhieät hoaù hôi trung bình cuûa hoãn hôïp C2H5OH - H2O

(Kcal/Kmol)

rhh=x . rR+(1−x )rNrhh, rR, rN : aån nhieät hoaù hôi cuûa hoãn hôïp, röôïu nguyeân chaát,

nöôùc ôû nhieät ñoä t ñang xeùt

7.Entalpi cuûa doøng nhaäp lieäu, doøng hôi vaø doøng loûng hoaøn löu ñöôïc tính theo coâng thöùc:

HF = CF . tF

HGF = CFs . tFs + rFs

HLF = CFs . tFs

HF : enthalpy cuûa doøng nhaäp lieäu

HGF : enthalpy cuûa pha hôi trong doøng nhaäp lieäu

HLF : enthalpy cuûa pha loûng trong doøng nhaäp lieäu

CF : nhieät dung rieâng cuûa doøng nhaäp lieäu

CFs : nhieät dung rieâng cuûa doøng nhaäp lieäu ôû nhieät ñoä soâi

rFs : aån nhieät hoaù hôi cuûa doøng nhaäp lieäu

IV.TAØI LIEÄU THAM KHAÛO:[1].Taäp theå CBGD boä moân Maùy – Thieát bò, Taøi lieäu höôùng daãn thí nghieäm Quaù trình vaø Thieát bò, Ñaïi hoïc Baùch khoa Tp.HCM.

[2]GS.TSKH. VũBá Minh, Quaù trình vaø Thieát bò công nghệ hóa học và thực phẩm – taäp 3 – truyeàn khoái, Ñaïi hoïc Baùch khoa Tp.HCM.

[3] Boä moân maùy vaø thieát bò , Baûng tra cöùu quaù trình cô hoïc truyeàn nhieät- truyeàn khoái, Ñaïi hoïc quoác gia TP HCM.

Trang 19


Trang 20

bao cao chung cat

Data & Analytics