QT & TB TRUYỀN KHỐI MMH: 605067 BỘ MÔN: QT & TB CNHH KHOA: KỸ THUẬT HOÁ HỌC TRƯỜNG: ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM NGƯỜI SOẠN: PGS.TS Trịnh Văn Dũng 22.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.1 Đònh nghóa phân loại 2.2 Cân pha 2.3 Cân vật chất 2.4 Động lực trình truyền khối 2.5 Tốc độ trình truyền khối 22.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.1 Đònh nghóa phân loại Truyền khối hai pha gì? Được chia thành loại? •Quá trình: di chuyển vật chất từ pha sang pha khác • hai pha tiếp xúc •Cấu tử di chuyển gọi cấu tử khuếch tán 22.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.1 Đònh nghóa phân loại No Tê n gọ i Chiề u di chuyể n Ý nghóa Ví dụ Hấ p thụ K(H)  L Quá trình hú t khí (hơi) bằ ng chấ t lỏ ng Hú t CO2, H2S từ khí thả i; nạ p CO2 o bia … Nhả hấ p thụ LK Chưng cấ t LH 22.09.2013 Tá ch chấ t bò hấ p thụ khỏ i dung mô i Tá ch hỗ n hợ p lỏ ng nh cá c cấ u tử riê ng biệ t nhờ độ bay c Truywnf khối A Nhả CO2 khỏ i dung dòch bia … Tá ch rượ u khỏ i nướ c, tá ch cá c cẩ u tử khỏ i hỗ n hợ p dầ u thô … MSMH: 605067 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.1 Đònh nghóa phân loại No Tê n gọ i Chiề u di chuyể n LL Trích ly RL Sấ y Hấ p phụ Trao đổ i ion 22.09.2013 Ý nghóa Ví dụ Tá ch cá c chấ t củ a hỗ n hợ p lỏ ng bằ ng Tá ch axit axetic khỏ i nướ c bằ n g dung moâ i khoâ ng tan dung moâ i ban benzen, axeton bằ ng Clorua đầ u benzen Tá ch cá c chấ t chấ t rắ n bằ n g dung Tá ch dầ u ă n khỏ i đậ u tương bằ ng mô i hecxan, tá ch cafein bằ n g nướ c … Tá ch ẩ m khỏ i vậ t liệ u bằ ng cá ch cấ p Sấ y gỗ , hoa , t giặ t, cafe tan nhiệ t cho ẩ m bay t nê m knor … ướ p trà bằ ng hương sen, tá ch mù i, Hú t cá c chấ t từ khí (hơi) hay lỏ n g bằ ng mầ u từ dung dòch bằ ng than hoạ t chấ t rắ n xố p K(H) hay L  tính … R Là m mề n nướ c, sả n xuấ t NaOH Hấ p phụ giữ a dung dòch điệ n ly nhự a từ dung dòch nướ c khô ng điệ n trao đổ i (ionit) phaâ n … RK Truywnf khối A MSMH: 605067 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.1 Đònh nghóa phân loại No Tê n gọ i Chiề u di chuyể n Ý nghóa Ví dụ Thă ng hoa RK Bố c trự c tiế p từ pha rắ n Sấ y sả n phẩ m thự c dượ c phẩ m nhiệ t độ thấ p … Hò a tan RL 10 Kế t tinh LR 11 Mà ng bá n thấ m 22.09.2013 Phâ n bố cá c cấ u tử củ a pha rắ n o dung dòch Tá ch cá c chấ t tan từ dung dòch nướ c, hay kế t khố i dung dòch ng chả y Hò a tan muố i, đườ ng o nướ c … Kế t tinh đườ ng, muố i, t ngọ t … K - M - K hay Tá ch cá c chấ t từ hỗ n hợ p khí hay lỏ ng Siê u, vi lọ c, điệ n thẩ m tích … L-M-L bằ ng mà ng bá n thấ m lọ c nướ c Truywnf khối A MSMH: 605067 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.2 Cân pha Cân pha gì? Xây dựng đường cân bằng: y* = f(x) nào? Xây dựng y* = f(x) để làm gì? 22.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.2 Cân pha Xây dựng đường cân bằng: y* = f(x) a) Hệ lý tưởng: dùng đònh luật nhiệt động học đònh luật Henry đònh luật Raoult đònh luật phân bố phương trình Lang Muyr b) Hệ thực: dùng thực nghiệm 22.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.3 Cân vật chất Mục đích: - Tính suất - Xây dựng đường làm việc Đường làm việc gì? 22.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.3 Cân vật chất Nguyên lý chung: lượng vào +  lượng có sẵn =  lượng +  lượng lại Lập cân cho: - Quá trình bậc - Quá trình tiếp xác pha liên tục xuôi chiều - Quá trình tiếp xúc pha liên tục ngược chiều - Quá trình tầng bậc 22.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 10 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.4 Động lực trình truyền khối: Động lực trình TK gì? Xác đònh nào? Động lực hiệu số dương nồng độ làm việc cân 22.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 11 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.4 Động lực trình truyền khối: Động lực trình TK gì? Xác đònh nào? Động lực QTTK: hiệu số dương nồng độ làm việc nồng độ cân • Nếu y > y*: y (I)  x (II) động lực: y = y – y*; • x = x*  x; • Nếu y < y*: x (II)  y (I) động lực: y = y* – y; • x = x – x* ; Nếu: y = y*, x* = x thì: y = x = 22.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 12 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.4 Động lực trình truyền khối: Động lực trình TK gì? Xác đònh nào? y y* y x 22.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 x 13 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.4 Động lực trình truyền khối: y TB x TB y1  y  y1 ln y x1  x  x1 ln x 22.09.2013 y2 H x2 y h x H y1 x1 Truywnf khối A x2 y*2 y2 y* y x x1 y*1 y1 x, y MSMH: 605067 14 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.5 Động học trình truyền khối: Tính toán thiết bò truyền khối nhằm: Xác đònh điều kiện hoạt động tối ưu thiết bò; Xác đònh kích thước chính: đường kính, chiều cao hay chiều dài Cuối tính toán kết cấu: kiểm tra độ bền bề dày, bu lông bích nối … 22.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 15 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.5 Động học trình truyền khối: 2.5.1 Tính đường kính kính: G  0,785w Trong đó: G – lưu lượng, m3/s; w – tốc độ pha liên tục, m/s; 22.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 16 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.5 Động học trình truyền khối: 2.5.2 Tính chiều cao: Có nhiều phương pháp để xác đònh chiều cao: 1) Tính theo phương trình hệ số truyền khối; 2) Tính theo số đơn vò chiều cao đơn vò truyền khối; 3) Tính theo số đóa lý thuyết chiều cao đóa lý thuyết; 4) Tính theo số đóa thực khoảng cách hai đóa; 22.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 17 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.5 Động học trình truyền khối: 1) Tính theo phương trình hệ số truyền khối; G  y1  y2  L x2  x1  G  y1  y2  L x2  x1     H K y aSyTB K x aSxTB K yV SyTB K xV SxTB 1 m    K y  y  x  Kx   Ky  1 1 m   K x m y  x  22.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 18 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.5 Động học trình truyền khối: 1) Tính theo phương trình hệ số truyền khối;  y x y   22.09.2013 hay y x Ky  y x y x Khí dễ hồ tan hay  x   y  K x   x Khí khó hoà tan hay  y   x  K y  Truywnf khối A 1 y  m x MSMH: 605067 19 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.5 Động học trình truyền khối: 2) Tính theo số đơn vò chiều cao đơn vò truyền khối; n0 y y1  y  y TB h0 y n0 x x1  x  x TB L h0 x  K x aS G  K y aS H  n y h0 y  n x h0 x 22.09.2013 Truywnf khối A MSMH: 605067 20 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.5 Động học trình truyền khối: 2) Tính theo số đơn vò chiều cao đơn vò truyền khối; dy  n0 y y y  y *  Phương pháp xác đònh số đơn vò  x2 x1  x2 dx  truyền khối nox   *  x x xTB  x1  y1  y   yTB 22.09.2013 y2 Truywnf khối A MSMH: 605067 21 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.5 Động học trình truyền khối: 3) Tính theo số đóa lý thuyết chiều cao đóa lý thuyết; Đóa lý thuyết (bậc thay đổi nồng độ) gì? yn hD xn-1 yn = y*n n yn+1 y xn yn+1 xn = x*n 22.09.2013 Truywnf khối A xn-1 MSMH: 605067 x 22 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.5 Động học trình truyền khối: 3) Tính theo số đóa lý thuyết chiều cao đóa lý thuyết; Đóa lý thuyết (bậc thay đổi nồng độ) gì? yn hD xn-1 H  nt hD n yn+1 22.09.2013 Chiều cao thiết bò: xn hD 0,  G   5,2 Re   d td L Truywnf khối A , 35     K    MSMH: 605067 0,  L  log   mG  mL 1 G 23 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.5 Động học trình truyền khối: 4) Tính theo số đóa thực khoảng cách hai đóa; y yn  yn1 AB  EMy  *  yn  yn1 AC  xn1  xn AE   EMx  * xn1  xn AF  C y*n yn B yn+1 F E xn 22.09.2013 Truywnf khối A A xn-1 MSMH: 605067 x 24 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2.5 Động học trình truyền khối: 4) Tính theo số đóa thực khoảng cách hai đóa; nt E0  ntt h nt  ntt  E0 h h H   n t H  ntt  1h  H    1 h  H   E0 22.09.2013 Truywnf khối A h h h h MSMH: 605067 25 ...CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2. 1 Đònh nghóa phân loại 2. 2 Cân pha 2. 3 Cân vật chất 2. 4 Động lực trình truyền khối 2. 5 Tốc độ trình truyền khối 22 .09 .20 13 Truywnf khối A MSMH: 605067 CHƯƠNG TRUYỀN... đơn vò  x2 x1  x2 dx  truyền kho i nox   *  x x xTB  x1  y1  y   yTB 22 .09 .20 13 y2 Truywnf khối A MSMH: 605067 21 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2. 5 Động học trình truyền khối: 3)... y  x  22 .09 .20 13 Truywnf khối A MSMH: 605067 18 CHƯƠNG TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA 2. 5 Động học trình truyền khối: 1) Tính theo phương trình hệ số truyền khối;  y x y   22 .09 .20 13 hay