mixer và splitter trong pro II Splitter tách hỗn hợp

72 15 0
  • Loading ...
1/72 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 14/04/2018, 17:26

I. MixerMixer kết hợp hai hay nhiều dòng vào một dòng sản phẩm duy nhất. Áp lực ngõ ra có thể được điều khiển theo ý muốn.Áp suất đầu vào được giả định là áp suất nhỏ nhất của dòng nhập liệu. ProII sẽ tự động tính nhiệt độ, áp suất, trạng thái pha cho từng dòng sản phẩmPhương trình cân bằng vật chất cho 1 cấu tử Trong đó: Fi: Lưu lượng dòng nhập liệu thứ iZi: Thành phần cấu tử trong dòng nhập liệu thứ iFo: lưu lương dòng sản phẩmZo: thành phần cấu tử trong dòng sản phẩmNguyên lý:Khuấy trộn là quá trình cung cấp năng lượng để tạo ra một dòng chảy thích hợp trong thiết bị nhằm làm giảm sự không đồng nhất trong chất lỏng. Đó là sự chênh lệch về nồng độ, độ nhớt, nhiệt độ ở những điểm khác nhau trong lòng chất lỏng.Khuấy trộn trong môi trường lỏng thường được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp hoá chất, thực phẩm để tạo dung dịch huyền phù, nhũ tương, để làm tăng cường quá trình truyền nhiệt, truyền khối phản ứng hoá học..Người ta có thể khuấy trộn chất lỏng bằng cơ khí, bằng khí nén (sục khí) hoặc tuần hoàn chất lỏng.Thiết bị phản ứng trộn lý tưởng • Có 3 cách vận hành : liên tục (ổn định) , gián đoạn và bán liên tục. • Được đặc trưng bằng quá trình trộn là hoàn toàn, do đó hỗn hợp phản ứng đồng nhất về nhiệt độ và thành phần trong tất cả các phần của thiết bị và giống dòng ra của sản phẩm. Điều này có ý nghĩa là phân tố thể tích ΔV trong các phương trình cân bằng có thể được lấy là thể tích V của toàn thiết bị. • Người ta giả thiết rằng ở đầu vào của thiết bị phản ứng, nồng độ của tác chất giảm một cách đột ngột và đúng bằng nồng độ của mọi điểm trong toàn thể tích của thiết bị và nồng độ của dòng sản phẩm ra. Ta có thể biểu diễn sự thay đổi nồng độ của tác chất từ đầu vào đến đầu ra của thiết bị là một đường gấp khúc như sau : Thiết bị phản ứng trộn hoạt động ổn định : • Xét trường hợp đơn giản chỉ có một dòng nhập liệu và một dòng sản phẩm và tính chất của các dòng này không thay đổi theo thời gian, như vậy : •Hai số hạng đầu trong phương trình cân bằng là không đổi : Lượng tác chất nhập vào thể tích V của thiết bị phản ứng là FAo(1xAo).Δt và lượng tác chất ra khỏi thiết bị phản ứng là FAo(1xAf).Δt ; •Vì hỗn hợp phản ứng trong bình có nhiệt độ và thành phần đồng nhất, nên vận tốc phản ứng là không đổi và được xác định với nhiệt độ và thành phần của dòng sản phẩm và bằng (rA ).V.Δt ; •Vì thiết bị phản ứng hoạt động liên tục và ổn định nên không có sự tích tụ tác chất trong thiết bị, vì vậy số hạng thứ tư bằng 0 ; • Vậy phương trình vật chất viết cho thiết bị phản ứng khuấy trộn hoạt động ổn định trong khoảng thời gian Δt là : FAo(1xAo).Δt − FAo (1xAf).Δt − (rA ).V.Δt = 0 Hay : trong đó : xAo và xAf Độ chuyển hóa của tác chất trước khi vào thiết bị và sau khi ra khỏi thiết bị ; v lưu lượng của dòng nguyên liệu (lh) Nếu dòng nguyên liệu chứa cấu tử A hoàn toàn chưa chuyển hóa, nghĩa là xAo = 0 thì : II. SplitterSplitter được sử dụng để tách một hay hỗn hợp dòng đầu vào thành hai hay nhiều hơn dòng sản phẩm đồng nhất về thành phần và pha. Phương trình cân bằng vật chất cho 1 cấu tử Trong đó:Fi: Lưu lượng dòng nhập liệu thứ iZi: Thành phần cấu tử trong dòng nhập liệu thứ iFj: lưu lương dòng sản phẩm thứ jZj: thành phần cấu tử trong dòng sản phẩm thứ jÁp suất dòng ra có thể thiết lập theo ý muốn, nhiệt độ và pha dòng ra được xác định bằng 1 flash đoạn nhiệt.Với N dòng sản phẩm, splitter đòi hỏi phải khai báo đặc tính của N1 dòng sản phẩm. Mỗi dòng sản phẩm ( ngoại trừ một dòng không cần khai báo) phải được khai báo lưu lượng của dòng đó. Dòng sản phẩm còn lại sẽ được tính dựa vào lượng nhập liệu và lượng của N1dòng sản phẩm khai báo. Phần 1: Lý thuyết I Mixer Mixer kết hợp hai hay nhiều dòng vào dòng sản phẩm Áp lực ngõ điều khiển theo ý muốn Áp suất đầu vào giả định áp suất nhỏ dòng nhập liệu Pro/II tự động tính nhiệt độ, áp suất, trạng thái pha cho dòng sản phẩm Phương trình cân vật chất cho cấu tử Trong đó: Fi: Lưu lượng dòng nhập liệu thứ i Zi: Thành phần cấu tử dòng nhập liệu thứ i Fo: lưu lương dòng sản phẩm Zo: thành phần cấu tử dòng sản phẩm Nguyên lý: - Khuấy trộn trình cung cấp lượng để tạo dòng chảy thích hợp thiết bị nhằm làm giảm không đồng chất lỏng Đó chênh lệch nồng độ, độ nhớt, nhiệt độ điểm khác lòng chất lỏng - Khuấy trộn mơi trường lỏng thường ứng dụng rộng rãi ngành cơng nghiệp hố chất, thực phẩm để tạo dung dịch huyền phù, nhũ tương, để làm tăng cường trình truyền nhiệt, truyền khối phản ứng hố học - Người ta khuấy trộn chất lỏng khí, khí nén (sục khí) tuần hồn chất lỏng Thiết bị phản ứng trộn lý tưởng • Có cách vận hành : liên tục (ổn định) , gián đoạn bán liên tục • Được đặc trưng q trình trộn hồn tồn, hỗn hợp phản ứng đồng nhiệt độ thành phần tất phần thiết bị giống dòng sản phẩm Điều có ý nghĩa phân tố thể tích ΔV phương trình cân lấy thể tích V tồn thiết bị • Người ta giả thiết đầu vào thiết bị phản ứng, nồng độ tác chất giảm cách đột ngột nồng độ điểm toàn thể tích thiết bị nồng độ dòng sản phẩm Ta biểu diễn thay đổi nồng độ tác chất từ đầu vào đến đầu thiết bị đường gấp khúc sau : Thiết bị phản ứng trộn hoạt động ổn định : • Xét trường hợp đơn giản có dòng nhập liệu dòng sản phẩm tính chất dòng khơng thay đổi theo thời gian, :  Hai số hạng đầu phương trình cân khơng đổi : Lượng tác chất nhập vào thể tích V thiết bị phản ứng F Ao(1-xAo).Δt lượng tác chất khỏi thiết bị phản ứng FAo(1-xAf).Δt ;  Vì hỗn hợp phản ứng bình có nhiệt độ thành phần đồng nhất, nên vận tốc phản ứng không đổi xác định với nhiệt độ thành phần dòng sản phẩm (-rA ).V.Δt ;  Vì thiết bị phản ứng hoạt động liên tục ổn định nên khơng có tích tụ tác chất thiết bị, số hạng thứ tư ; • Vậy phương trình vật chất viết cho thiết bị phản ứng khuấy trộn hoạt động ổn định khoảng thời gian Δt : FAo(1-xAo).Δt − FAo (1-xAf).Δt − (-rA ).V.Δt = Hay : : xAo xAf - Độ chuyển hóa tác chất trước vào thiết bị sau khỏi thiết bị ; v - lưu lượng dòng nguyên liệu (l/h) Nếu dòng nguyên liệu chứa cấu tử A hồn tồn chưa chuyển hóa, nghĩa x Ao = : II Splitter Splitter sử dụng để tách hay hỗn hợp dòng đầu vào thành hai hay nhiều dòng sản phẩm đồng thành phần pha Phương trình cân vật chất cho cấu tử Trong đó: Fi: Lưu lượng dòng nhập liệu thứ i Zi: Thành phần cấu tử dòng nhập liệu thứ i Fj: lưu lương dòng sản phẩm thứ j Zj: thành phần cấu tử dòng sản phẩm thứ j Áp suất dòng thiết lập theo ý muốn, nhiệt độ pha dòng xác định flash đoạn nhiệt Với N dòng sản phẩm, splitter đòi hỏi phải khai báo đặc tính N-1 dòng sản phẩm Mỗi dòng sản phẩm ( ngoại trừ dòng không cần khai báo) phải khai báo lưu lượng dòng Dòng sản phẩm lại tính dựa vào lượng nhập liệu lượng N-1dòng sản phẩm khai báo Phần 2: Ứng dụng I Ứng dụng mixer Pro/II Khi sử dụng trình có sử dụng thiết bị khuấy trộn đơn giản trình khuấy trộn hay nhiều dòng nhập liệu Mixer kết hợp hai hay nhiều dòng vào dòng sản phẩm Áp lực ngõ điều khiển theo ý muốn Nhiệt độ đầu điều kiện pha xác định adiabatic flash từ điều kiện nhập liệu Trong thiết bị khuấy trộn cần cài đặt thông số áp suất tổn thất option Pressure Drop (thông thường ta giữ nguyên giá trị mặc định 0) hay áp suất đầu option outlet Pressure Khi cài đặt thông số độ tổn thất áp suất hay áp suất đầu thay đổi đơn vị cách chọn thẻ tab UOM Hệ thống nhiệt động option thermodynamic System không lựa chọn thiết bị mixer mà để chế độ mặc định Hệ thống nhiệt động phương pháp sử dụng cho tính tốn máy trộn lựa chọn việc chọn phương pháp từ hộp danh sách xuống hệ thống nhiệt động cửa sổ mục vào liệu máy trộn PRO / II tự động đặt điều kiện nhiệt độ điều kiện pha cho sản phẩm II Ứng dụng Splitter Pro/II Splitter sử dụng để tách hay hỗn hợp dòng đầu vào thành hai hay nhiều dòng sản phẩm đồng thành phần pha Áp suất dòng đặt muốn, flash đoạn nhiệt sử dụng để xác định nhiệt độ pha dòng Có tùy chọn sẵn cung cấp dành cho dòng đầu vào khơng đầy đủ để thỏa mãn tỉ lệ đầu xác định a) Hệ thống nhiệt động học phương pháp sử dụng cho tính tốn splitter lựa chọn từ Thermodynamic System dropdown list box cửa sổ liệu b) Tùy chọn cho tỉ lệ nhập liệu khơng đầy đủ: Có tùy chọn cho trường hợp dòng nhập liệu khơng đầy đủ để thỏa mãn tất đặc tính tỉ lệ dòng sản phẩm Chúng chọn nút radio cửa sổ liệu Splitter: o Satisfy Each Specification in Order Until Feed is Exhausted: dòng sản phẩm lúc bị giới hạn với giá trị khả dụng nhập liệu, sản phẩm lại mặc định “zero rate” (đây tùy chọn default) o Satisfy Each Specification and Normalize Flowrates if Needed: tất đặc tính tỉ lệ sản phẩm thiết lập thỏa mãn, tỉ lệ tổng hợp tiêu chuẩn hóa với tổng tỉ lệ nhập liệu Sản phẩm với tỉ lệ không xác định đưa “zero flow” Nếu muốn thay đổi dòng sản phẩm list box, click vào nút Change Stream Specification Order… cửa sổ liệu Có thể đặt lại vị trí dòng cách click nút Reset Stream Specification c) Thiết lập liệu với dòng sản phẩm đầu Product Rate Specification.:   Thiết lập liệu cho dòng (Click vào parameter cửa sổ trên) Xác định giá trị lưu lương dòng( Click vào value) Trong dòng sản phẩm đầu chọn  All components: Tất thành phần có dòng nhập liệu  Selected components : Lựa chọn thành phần có dòng nhập liệu Wet basis : thiết lập lưu lượng dòng sản phẩm mặc định để máy tính dòng lại Wet cho dòng trạng thái lỏng, Dry cho dòng trạng thái rắn Chúng ta chuyển đổi thứ nguyên cho dòng cách click chuột vào đơn vị hành màu xanh cửa sổ cài đặt liệu cho dòng sản phẩm Trong mục Component Mole, nhập số liệu thành phần phân mol chất Kết thu cửa sổ sau  Thiết lập nhiệt độ áp suất dòng Trong mục First Specification Thermol Condition chọn Temperature, nhập 15 chuyển đổi thứ nguyên sang 0C Trong mục Second Specification chọn Pressure, nhập 200 Kết thu cửa sổ sau Bước 5: Thiết lập liệu thiết bị Kích đơi chuột vào thiết bị SP1 Kích chuột vào dòng chữ đỏ Parameter dòng S2 Kích chuột vào dòng chữ đỏ Parameter cửa sổ Chọn All Components  OK Kích chuột vào dòng chữ màu xanh lb-mol/hr để thực chuyển đổi thứ ngun sang kg/h Kích chuột vào dòng chữ đỏ value cửa sổ nhập giá trị 13000 Trong mục Pressure Specification chọn giá trị Pressure Drop mặc định Bước 6: Chạy mơ Kích chuột vào biểu tượng Standard Tool Bar để thực việc tính tốn Nếu có lỗi hay cảnh báo, nút bấm Status bảng công cụ di động Run bị viền đỏ hay vàng Kích chuột vào nút bấm Status View  Status để cửa sổ Flowsheet Status.Cửa sổ hiển thị thông báo lỗi hay cảnh báo liệu sơ đồ trình gây Tiến hành chỉnh sửa lỗi sơ đồ q trình Nếu khơng có lỗi hay cảnh báo, nút bấm Status viền màu đen Kích chuột vào nút bấm Status ta thu cửa sổ Ta kích chuột vào nút bấm Run Khi phần mềm Pro/II thực việc tính tốn sơ đồ trình, màu biểu tượng sơ đồ chuyển từ màu xanh sang xanh da trời Kích chuột vào nút bấm Messages bảng cơng cụ di động Run để cửa sổ Messages Cửa sổ chứa trình tự bước tính tốn hồn tất dạng cuộn Kích chuột vào nút bấm Messages lần để đóng cửa sổ Messages Kích chuột vào biểu tượng Standard Tool Bar chọn Output Generate Report, lưu với tên Splitter để cửa sổ Programmer’s File Editor cho Splitter Để hiển thị điều thị thơng số dòng, ta kích chuột vào dòng cầ thị kích chuột vào nút bấm Flash Hot key công cụ kích chuột vào dòng kích chuột vào nút bấm View Results công cụ di động Run Chọn File  Save Ctrl + S để tiến hành lưu file tên Splitter.prz Kết quả: Sau phân tách ta thu dòng sản phẩm khác S2 S3 với tỉ lệ thành phần bảng Dòng S2 có suất lượng 341.76 lb-mol/h Dòng S3 có suất lượng 184.205 lb-mol/h0 Cả dòng S1 S2 với nhiệt độ 68 C áp suất 200 psia Bảng đánh giá điểm thành viên STT Họ tên MSSV Điểm sinh viên đánh giá SV ký tên Nhận xét giáo viên:
- Xem thêm -

Xem thêm: mixer và splitter trong pro II Splitter tách hỗn hợp, mixer và splitter trong pro II Splitter tách hỗn hợp

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay