DISSOLVER THIẾT BỊ HÒA TAN

38 258 0
DISSOLVER THIẾT BỊ HÒA TAN

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

A. LÝ THUYẾT VỀ DISSOLVER Là một trong các đơn vị tổ chức xử lý chất rắn: DISSOLVER,… DISSOLVER THIẾT BỊ HÒA TAN • Những thông tin chung. • Các mô hình phát triển của dissolver. • Hệ số truyền khối tương quan. • Phân phối theo kích thước hạt. • Phương trình cân bằng vật chất và năng lượng. Đồ thị cân bằng pha. • Quá trình giải quyết. Keywords: dissolver, dissolution, solvent, solution, crytal I. THÔNG TIN CHUNG: Sự hòa tan chất rắn vào trong dung dịch lỏng là một quá trình truyền khối được sử dụng rộng rãi trong công nghệ hóa học, cả trong quá trình hữu cơ lẫn vô cơ. Mục đích của thiết bị thùng khuấy hòa tan là trộn đều các chất bằng bộ phận khuấy, và khi thiết bị hoạt động liên tục thì được gọi là thùng khuấy hòa tan liên tục hay CSTD ( continuous stirred tank dissolver). Thiết bị khuấy hòa tan trong phần mềm PROII là thiết bị liên tục CSTD. Dòng cấp nhiệt có thể được sử dụng trong thiết bị nếu có yêu cầu. Hình 1. Thiết bị khuấy hòa tan liên tục ( CSTD). II. PHÁT TRIỂN CÁC MÔ HÌNH DISSOLVER: Sự hòa tan chất tan từ các phần tử rắn vào môi trường lỏng xung quanh có thể được mô hình hóa thành mức độ giảm thể tích của các phần tử rắn theo công thức sau: (1) trong đó: ρp = khối lượng riêng của phần tử rắn, kgm3 Vp = thể tích của phần tử rắn, m3 Ap = diện tích bề mặt của phần tử, m2 kL = hệ số truyền khối pha lỏng, kg m2.sec ρL = khối lượng riêng của chất lỏng, kgm3 S = độ hòa tan, kg chất tan kg chất lỏng C = nồng độ chất tan trong pha lỏng, kgm3  = thời gian, sec  Ý nghĩa của phương trình: Khi , phương trình (1) trở thành: (2) , (3) với r= bán kính phần tử rắn, m (4) Phương trình (4) mô tả mức độ truyền khối trên một đơn vị diện tích thì phụ thuộc vào hai yếu tố; hệ số truyền khối và sự khác biệt nồng độ. Hệ số truyền khối ở đây là hệ số pha lỏng, kể từ lúc phân tán chất tan bề mặt phần tử qua màng phin chất lỏng tới lúc chiếm phần lớn trong dung dịch lỏng là chiếm ưu thế hay các bước mức độ điều khiển. Sự khác biệt nồng độ là sự khác biệt giữa nồng độ cân bằng tại đường cân bằng lỏng rắn và nồng độ chất tan trong chất lỏng hòa tan. Tích phân phương trình (4) với hằng số kL: (5) Thấy rằng sự thay đổi kích thước của phần tử rắn phụ thuộc vào quá trình hòa tan. Sau đây là những giả thiết đơn giản được dùng để phát triển mô hình dissolver: Phần tử rắn có dạng hình cầu. Không có sự lắng cặn (settling), nứt vỡ, hay sự kết tụ của các phần tử rắn. Chất lỏng trong thiết bị dissolver phải là loại dòng liên tục trong thùng khuấy, cho dù phần tử rắn có thể là dòng ngắt quãng (plug flow). Như là tất yếu, nhiệt độ và nồng độ pha lỏng trong dissolver thì không đổi, và tất cả phần tử rắn thì có cùng thời gian lưu. Sự hòa tan một cấu tử rắn đơn lẻ chỉ là được mô hình hóa, và sự hiện diện của cấu tử trơ thì không tác động đến quá trình hòa tan. III. HỆ SỐ TRUYỀN KHỐI TƯƠNG QUAN: Hệ số truyền khối pha lỏng có kL là một hàm thay đổi theo biến số lượng như sự phân tán của chất tan trong dung môi lỏng, công suất và đường kính cánh khuấy, và tính chất vật lý của cấu tử rắn và lỏng. Đối với những phần tử lớn, hệ số này được thấy là có phụ thuộc vào kích thước phần tử rắn, dù đối với phần tử nhỏ, thì hệ số này tăng khi kích thước phần tử giảm. Mối tương quan sau đây được đề nghị bởi Treybal cho truyền khối pha lỏng trong huyền phù lỏng rắn: Khi dp < 2mm, (6) Khi dp> 2mm, (7) trong đó: dp = đường kính phần tử rắn, m ShL= số Sherwood của pha lỏng, không có thứ nguyên Rep= số Reynolds của phần tử rắn, không thứ nguyên di = đường kính cánh khuấy, m dt = đường kính thiết bị dissolver, m ScL = số Shmidt của pha lỏng, m Từ ShL ta có thể suy ra được giá trị của kL . Đó là mối quan hệ mặc định được dùng trong mô hình dissolver để tính toán hệ số truyền khối. Nếu dữ liệu truyền khối chi tiết thì khả năng, mối quan hệ sau đây có thể được chọn bởi các thông số đơn giản a,b và dcut Khi dp < dcut, (8) Trong đó a, b = các tham số của hệ số truyền khối dcut = giới hạn đường kính của phần tử rắn, m Khi hệ số truyền khối kL là một hàm theo kích thước phần tử rắn, phương trình (4) có thể lấy tích phân như sau: (9) dùng trong số cầu phương (numerical quadrature). Chú ý : cả bán kính r và đường kính dp đều được dùng cho kích thước phần tử rắn ở đây, nhưng sự chuyển đổi qua lại giữa r và dp được thực hiện trong chương trình. IV. PHÂN PHỐI THEO KÍCH THƯỚC HẠT: Đối với một chất rắn được hiện diện theo phân bố riêng biệt theo kích thước, r1f, r2f,.. rif và m1f, m2f,.. mif là kích thước phần tử và lưu lượng khối lượng của dòng vào rắn, và r1p, r2p,.. rip là phân phối theo kích thước phần tử của sản phẩm rắn. Trong trường hợp hằng số không đổi kL, từ phương trình (5), (10) và mức độ hòa tan:

... nhiệm vụ dissolver tính thơng số cấu tử tan trạng thái biến đổi Ví dụ: Một ví dụ minh họa Rating- đánh giá khả hòa tan thiết bị Một thiết bị hòa tan để tinh CaCl2 tích hoạt động thiết bị m3, khảo... riêng, q trình hòa tan đường sản phẩm nước giải khát, hòa tan đường sản xuất syrup, hòa tan muối q trình tinh muối Dissolver thiết bị trung gian, thông số của dòng nhập liệu thiết bị trước tính... tan từ tính thể tích thiết bị để hòa tan lượng cấu tử rắn  Fraction of Solute Dissolved- Tỉ lệ chất tan hòa tan: nhập vào tỉ lệ tổng chất tan dòng hỗn hợp nhập liệu hòa tan  Biết tỉ số rif/rip

Ngày đăng: 14/04/2018, 15:42

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • PHẦN 1: LÝ THUYẾT TỔNG QUAN

    • A. LÝ THUYẾT VỀ DISSOLVER

      • I. THÔNG TIN CHUNG:

      • II. PHÁT TRIỂN CÁC MÔ HÌNH DISSOLVER:

      • III. HỆ SỐ TRUYỀN KHỐI TƯƠNG QUAN:

      • IV. PHÂN PHỐI THEO KÍCH THƯỚC HẠT:

      • V. CÂN BẰNG VẬT CHẤT – NĂNG LƯỢNG. GIẢN ĐỒ CÂN BẰNG PHA:

      • VI. QUÁ TRÌNH GIẢI QUYẾT:

      • B.NHỮNG TÍNH CHẤT CỦA CẤU TỬ RẮN

        • I. TỔNG QUAN

        • II. MÔ TẢ NHẬP LIỆU

        • III. TÍNH CHẤT CẤU TỬ TINH KHIẾT

        • C. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP NHIỆT ĐỘNG

          • I. LÝ THUYẾT NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC HỌC

          • II. LÝ THUYẾT NHIỆT ĐỘNG CHO DISSOLVER

          • Cân bằng rắn-lỏng cho hầu hết các hệ thống có thể được miêu tả trong PRO/II bởi phương pháp hòa tan Van’t Hoff ( Ideal ) hoặc Solubility Data.

          • 2.2. Solubility Data:

          • PHẦN 2: TÌM HIỂU ỨNG DỤNG DISSOLVER TRONG PRO/II

            • I. THIẾT BỊ DISSOLVER TRONG PRO/II- NHỮNG THÔNG TIN KỸ THUẬT

            • II. CỬA SỔ CHÍNH CỦA DISSOLVER

            • PHẦN 3: VÍ DỤ VỀ DISSOLVER

              • Ví dụ: Một ví dụ minh họa Rating- đánh giá khả năng hòa tan của thiết bị

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan