Chưng cất rượu là quá trình tách C2H5OH và tạp chất dễ bay hơi khỏi dấm chín, kết quả ta nhận được là rượu thô hoặc cồn thô. Tinh chế hay tinh luyện là quá trình tách các tạp chất khỏi cồn thô và nâng cao nồng độ cồn. Sản phẩm thu được gọi là cồn tinh chế hay cồn thực phẩm có nồng độ 95,596,5%V .Cồn thực phẩm chứa rất ít tạp chất.
I. Lý thuyết về lý thuyết tinh chế cồn
Cồn thô nhận được sau khi chưng cất còn chứa rất nhiều tạp chất (trên 50 chất), có cấu tạo và tính chất khác nhau. Trong đó gồm các nhóm chất như: aldehyt, este, alcol cao phân tử và axit hưu cơ, hàm lượng chung của tạp chất không vượt quá 0,5% so với khối lượng cồn etylic.
Theo số liệu của Viện nghiên cứu Ucrain, hàm lượng tạp chất trong cồn thô nhận được từ mật rỉ dao động trong giới hạn khá lớn. Axit từ 20200 mg/l, este từ 150550 mg/l, aldehyt từ 90900 mg/l, alcol cao phân tử từ 0,20,5% khối lượng và hợp chất chưa nitơ tính theo amoniac chiếm từ 818 mg/l.
Bằng phân tích sắc ký khí người ta nhận thấy rằng trong thành phần của axit gồm có : axit axetic 7585%, axit butylic 510% và còn lại 1015 là các axit khác. Trong số các aldehyt thì aldehyt axetic chiếm 7590%, còn lại 510% aldehyt propylic, 28% butyric. Trong số các este thì 7585% là este của axit axetic, 510% gồm este của axit propylic, valeric v.v Hàm lượng các alcol cao phân tử cũng rất khác nhau nhưng chứa chủ yếu là alcol amylic và alcol izobitylic.
Một số tạp chất mang tính đặc thù của từng nguyên liệu như cồn nhận từ mật rỉ chứa ít furfurol nhưng lại chứa nhiều các tạp chất gây mùi mía nhất là cồn nhận được từ mật rỉ mới sản xuất. Theo quan điểm tinh chế cồn, người ta chia tạp chất thành ba loại chính chính : tạp chât đầu, tạp chất trung gian và tạp chất cuối. Chia như vậy chỉ là tương đối và qui ước vì tính chất của tạp chất có thể thay dổi tuỳ theo nồng độ cồn trong tháp.
• Tạp chất đầu gồm các chất dễ bay hơi hơn alcol etylic ở nồng độ bất kỳ,
87 trang |
Chia sẻ: Dung Lona | Lượt xem: 1434 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Luận án Thiết kế dây truyền tinh chế sản xuất cồn từ nguyên liệu rỉ đường, năng suất 5 Triệu lít/năm, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
kg/s)
- Khối lượng riêng của sản phẩm hồi lưu đáy ở nhiệt độ đỉnh
(kg/m3)
- Đường kính trong của ống hồi lưu sản phẩm đỉnh là:
(m)
Chọn drw =150 (mm) theo bảng XIII.26 trang [6-416] và bảng XIII.32 trang [6-4345] kích thước l =120 (mm)
3. Tính đáy và nắp
a) Xác định chiều dày của đáy và nắp
- Chiều dày của đáy và nắp được tính theo công thức: [6-385]
+C (m)
Trong đó:
C - Đại lượng bổ sung được tính theo công thức, C =2 (mm)
hb - Chiều cao phần lồi của đáy và nắp, chọn theo bảng XIII.10
trang [6-384] ta có hb =350 (mm)
jh - Hệ số bền hàn của mối hàn hướng tâm, jh =0,95
Dt - Đường kính trong của thiết bị , Dt =1400 (mm)
P - Áp suất trong của thiết bị, P=173327,927 (N/m2)
[s] - Ứng suất cho phép của giới hạn bền, [s] =211.106 (N/m2)
K - Hệ số không thứ nguyên
- Chiều dày của đáy và nắp tháp ta chọn chiều dày đáy tháp bằng chiều dày thân tháp
S =3 (mm)
b) Kiểm tra ứng suất thành ở áp suất thử thủy lực
- công thức:
- Nhận xét rằng do đường kính và chiều dày của đáy và nắp giống nhau nên ta chỉ kiểm tra ứng suất thừ của đáy.
+ Po áp suất thử thuỷ lực
P0=Pth+P1, N/m2
Pth=1,5.P =4,6635.105 (N/m2)
P0 =4,6635.105 +210915 =677255 (N/m2)
- Ứng suất thử:
3. Chọn bích nối thiết bị
- Chọn bích nối đáy nắp và thân tháp bằng thép kiểu I theo bảng XII.27 trang [6-421]
- Chọn bích liền nối các ống dẫn kiểu I theo bảng XII.27 trang [6-421]
C.Tính tháp tinh chế
* Các số liệu tính toán ban đầu
Chọn tháp lọai đĩa lỗ có ống chảy chuyền:
X1w =0,02%V =1,5828.10-4% khối lượng =6,194.10-5%mol
X1f =45%V =39,302% khối lượng =20,21 %mol
X1p =95%V =93,47% khối lượng = 84,85 %mol
Coi dấm là hỗn hợp của hai cấu tử eltylic-nước với năng xuất F=1460,637 Kg/h
I. Xác định bậc thay đổi nồng độ:
a) Tính Rmin
Với =0,2021 suy ra =0,5319
Suy ra
b) Tính Rth
+ Chỉ số hồi lưu thích hợp được xác định từ điều kiện thể tích nhỏ nhất của tháp (không xét đến các điều kiện kinh tế vận hành) và được các định thông qua chỉ số hồi lưu tối thiểu như sau:
Rx = b.Rmin
Với b được gọi là chỉ số hồi lưu dư
+ Cho các già trị của b>1 vơi mỗi giá trị của b ta tìm được một giá trị Rx từ đó ta sử dụng chương trình visual ở [phụ lục] ta xác định được chỉ số hồi lưu thích hợp tương ứng với thể tích nhỏ nhất của thiết bị : Rx =3,52
+ Số đĩa lý thuyết là : N = 22
+ Phương trình làm việc đoạn luyện
y = 0,778.x + 0,1877
+ Phương trình làm việc đoạn chưng
y = 1,5337.x – 3,306.10-5
II. Cân bằng vật chất của tháp
Phương trình cân bằng vật chất của tháp
F = W + P (1)
Viết cho cấu tủ phân bố :
F.XF =W.xw + P.xp (2)
Giải hệ phương trình trên ta có
P = 604,1596 (kg/h)
W = 856,4677 (kg/h)
III.Tính đường kính tháp
1. Lượng hơi trung bình đi trong tháp
a) Trong đoạn luyện
-Lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện có thể được tính gần đúng bằng trung bình cộng của lượng hơi đi ra khỏi đĩa trên cùng của tháp và lượng hơi đi vào dưới cùng của đoạn luyện
(Kg/h) [6-181]
Trong đó : - g1 : Lượng hơi thứ bắt đầu vào đĩa dưói cùng đoạn luyện
- gđ : Lượng hơi đi ra khỏi tháp
gđ =Gp(Rx + 1)
Suy ra:
gđ =14.1551.(3,52 + 1) =65,88(Kmol/h)
- Để tính lượng hơi đi vào đoạn luyện g1 , hàm lượng hơi y1 , lượng lỏng của đĩa thứ nhất ta dựa vào phương trình cân bằng vật liệu và cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lương
g1 =G1 + Gp
g1.y1 =G1.x1 + Gp.xP
g1.r1 =gđ.rđ
Trong đó :
· x1 = xF
· r1 : Ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi vào đĩa thứ nhất
r1 =rr.y1 + (1 - y1).rN =rN - y1(rN - rr)
· rđ : Ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi ra khỏi tháp
rđ = rr.yđ + (1 - yđ).rr
· rN ,rr : Ẩn nhiệt hóa hơi của các cấu tử nguyên chất
+ Tại x =xF =0,2021 phần mol và t0 =83,16770C
Nội suy từ bảng I.212 trang [5-310] ta có :
rN = 42,245.106 (J/kmol)
rr = 39,024.106 (J/kmol)
+ Tại x =xp =0, 8485 (phần mol) và t0 =78,4371C
rN = 42,2453.106 (J/kmol)
rr = 39,02.106 (J/kmol)
+ Thay số vào ta được
· rđ =39,02.106.0,8814 + (1-0,8814).42,2453.106
Suy ra : rđ =39,406.106 (J/Kmol)
· r1 =41,9276.106 – 38,02.106.y1
+ Thay số vào hệ phương trình và giải ra ta được
g1 =G1 + 14,1551
g1.y1 =0,2021.G1 + 0,8814.14,1551
g1.( 42,245.106 – 38,024.106.y1) =39,405. 89,1413
Suy ra :
g1 =63,834 (Kmol/h)
G1 =49,267 (Kmol/h)
y1 =0,3468 (Phần Mol)
+ Khối lượng mol trung bình trong đoạn luyện
ML =46.ytb + (1 - ytb).18
Suy ra : ML =34,1014 (Kmol/h)
+ Lượng hơi trung bình trong đoạn luyện
(Kg/h)
b) Trong đoạn chưng
-Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng có thể được tính gần đúng bằng trung bình cộng của lượng hơi đi vào và đi ra khỏi đoạn chưng.
(Kg/h)
Trong đó : - g’1 : Lượng hơi đi vào đoạn chưng
- g’h : Lượng hơi đi ra khỏi đoạn chưng
- Vì lượng hơi ra khỏi đoạn chưng bằng lượng hơi đi vào đoạn luyện nên :
g’h =g1
- Lượng hơi đi vào đoạn chưng g’1 ,hàm lượng hơi x’1 ,lượng lỏng G’1 được xác định dựa vào phương trình cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lượng .
g1 =G1 + Gp
g1.y1 =G1.x1 + Gp.xP
g1.r1 =gđ.rđ
Trong đó :
· Với xw =6,194.10-5 (phần mol) từ đường cong cân bằng lỏng hơi ta tìm được : yw =4,1129.10-5
· r’1 : Ẩn nhiệt hóa hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn chưng
r’1 =rr.y’1 + (1 - y’1).rN
+ Tại x =xw =6,194.10-5 (phần mol) và t0 =99,982 0C
Nội suy từ bảng I.212 trang [5-310] ta có :
rN = 40,6212.106 (J/kmol)
rr = 37,364.106 (J/kmol)
Suy ra : r’1 =37,364.106. 6,194.10-5 + (1 - 6,194.10-5).40,6212.106
r’1 =40,618.106 (J/kmol)
+ Thay số vào hệ phương trình và giải ra ta được
G’1 =g1 + 14,1551
G’1.x’1 =4,1129.10-5.g1 + 6,194.10-5. 47,5788
g’1.40,618 =39,405. 89,1413
Suy ra :
g’1 =64,053 (Kmol/h)
G’1 =66,67 (Kmol/h)
X’1 =4,873.10-4 (Phần Mol)
+ Khối lượng mol trung bình trong đoạn luyện
ML =46.y’tb + (1 - y’tb).18
Suy ra : Mc =22,341 (Kmol/h)
+ Lượng hơi trung bình trong đoan chưng
(Kg/h)
2. Tính khối lượng riêng
a) Đoạn luyện :
* Với pha hơi
+ ytb =0,5957 ttb =273 + 79,7493=352,7493 0C
+ Thay số ta được
Suy ra : (Kg/m3)
* Với pha lỏng
+ Với ttb =79,7493 0C ta nội suy từ bảng I.2 khối lượng riêng của một số chất lỏng và dung dịch trang [5-10]
rxN =972,1372 (Kg/m3)
rxR =735,2481 (Kg/m3)
+ Phần khối lượng trung bình của Etylic trong đoạn luyện
(Phần khối lượng)
+ Thay số vào ta được
Suy ra : (Kg/m3)
b) Đoạn chưng
* Với pha hơi
+ y’tb =0,155 ttb =273 + 86,4636=359,4636 0C
+ Thay số ta được
Suy ra : (Kg/m3)
* Với pha lỏng
+ Với t’tb =86,4635 0C ta nội suy từ bảng I.2 khối lượng riêng của một số chất lỏng và dung dịch trang [5-10]
r’xN =967,4755 (Kg/m3)
r’xR =728,8596 (Kg/m3)
+ Phần khối lượng trung bình của Etylic trong đoạn luyện
(Phần khối lượng)
+ Thay số vào ta được
Suy ra : (Kg/m3)
3. Tốc độ hơi đi trong tháp
Công thức tính tốc độ hơi theo công thức: [6-184]
a) Tốc độ hơi trong đoạn luyện
(m/s)
b) Tốc độ hơi trong đoạn chưng
(m/s)
4. Tính đường kính tháp
a) Đoạn luyện
(m)
b) Đoạn chưng
(m)
Quy chuẩn đường kính đoạn luyện và đoạn chưng ta có : D =0,8 (m)
5. Vận tốc hơi theo đường kính tháp quy chuẩn
a) Đoạn luyện
(m/s)
b) Đoạn chưng
(m/s)
IV. Xác định số đĩa thực tế và chiều cao tháp
1. Xác định độ nhớt
a) Với pha lỏng
* Đoạn luyện
- xtb =0,5417 (phần mol) và ttb =79,74930C
Nội suy từ bảng I.101 trang [5-105] ta có
mN =0,3761.10-3 (Ns/m2)
mr =0,4369.10-3 (Ns/m2)
- Thay số vào ta được
log mhh =0,5417.log 0,4369.10-3 + (1 - 0,5417).log 0, 3761.10-3
Suy ra : mhh =0,4079.10-3 (Ns/m2)
* Đoạn chưng
- x’tb =0,1011 (phần mol) và t’tb =86,4635 0C
Nội suy từ bảng I.101 trang (5-105) và toán đồ ta có
m’N =0,3455.10-3 (Ns/m2)
m’r =0,3994.10-3 (Ns/m2)
- Thay số vào ta được
log m’hh =0,1011.log 0,3994.10-3+ (1 – 0,1011).log 0,3455.10-3
Suy ra : m’hh =0,3507.10-3 (Ns/m2)
b Với pha hơi
* Đoạn luyện
- ytb =0,5957 (Phần mol) và ttb =79,74930C
Dựa vào toán đồ xác định độ nhớt của các chất khí ở áp suất khí quyển trang [5-135] ta được
mN =10,4924.10-6 (Ns/m2)
mr =11,6924.10-6 (Ns/m2)
- Ta có:
Suy ra :
mhh =10,723410-6 (Ns/m2)
* Đoạn chưng
- y’tb =0,1550 (Phần mol) và t’tb =86,4635 0C
Dựa vào toán đồ xác định độ nhớt của các chất khí ở áp suất khí quyển trang [5-135] ta được
m’N =11,8939.10-6 (Ns/m2)
m’r =10,6292.10-6 (Ns/m2)
- Ta có:
Suy ra :
m’hh =11,4587.10-6 (Ns/m2)
2. Hệ số khuếch tán
a) Hệ số khuếch tán trong pha hơi
* Trong đoạn luyện
- Trong đoạn luyện ta có
t =79,7493+273=352,74930C tại p =1 at
- Hệ số khuếch tán trong đoạn luyện
(m2/s)
* Trong đoạn chưng
- Trong đoạn chưng ta có
t’ =86,4635+273=355,4635 0C tại p =1 at
- Hệ số khuếch tán trong đoạn luyện
(m2/s)
b) Trong pha lỏng
* Hệ số khuếch tán trong đoạn luyện
- Dx =1,0915.10-9(1 + 0,02(79,7493-20)) =2,3935.10-9 (m2/s)
* Hệ số khuếch tán trong đoạn chưng
- Dx =1,0915.10-9(1 + 0,02.( 86,4635-20)) =2,5424.10-9 (m2/s)
3. Hệ số cấp khối
a) Trong pha hơi
* Đoạn luyện
Ta có :
Suy ra :
* Đoạn chưng
Ta có :
Suy ra :
b) Hệ số cấp khối trong pha lỏng
a) Đoạn luyện:
Ta có :
Suy ra :
b) Đoạn chưng:
Ta có :
Suy ra :
4. Hệ số chuyển khối
- Hệ số chuyển khối là lượng vật chất chuyển qua một đơn vị bề măt trong một đơn vị thời gian khi hiệu số nồng độ bằng một đơn vị .
- Công thức:
[5-162]
Trong đó : m- Hệ số phân bố vật chất
5. Xây dựng đường cong động học
- Để xây dựng đường cong động học ,ta dựng các điểm A1C1 ,A2C2 … tại các điểm có hoành độ x ta tìm được các điểm Bi ứng với mỗi đoạn AiCi ,kết hơp sử dụng phần mềm Visual Basic ở phụ lục để trợ giúp việc tính toán.
Trong đó : Cy =emyt
myt : Số đơn vị chuyển khối
Ky : Hệ số khuếch tán
F : Diện tích làm việc của đĩa với tháp đĩa ta có
f = F - m.fch
F : Diện tích mặt cắt tự do của tháp
fch : Diện tích mặt cắt ngang của ống chảy chuyền
m : Số ống chảy chuyền
- Tính đường kính ống chảy chuyền:
+Ống chảy truyền đươc tính theo công thức [6-236]
z - Số ống chảy chuyền ,chọn z =2
wc - Tốc độ chất lỏng trong ống chảy chuyền chọn wc =0,15 (m/s)
Gx - Lưu lượng trung bình đi trong tháp
+ Đoạn luyện
(m)
+ Đoạn chưng
(m)
Chon đường kính ống chảy truyền Dc=0,06 (m)
- Diện tích làm việc của đĩa
· Đoạn luyện
(m2)
· Đoạn chưng
(m2)
- Gy lượng hơi lỏng đi trong tháp
· Gy =1925,977 (Kg/h)
· G’y =3035,8673 (Kg/h)
- Dựa vào đồ thị ta xác định được số đĩa thực tế :
NL =54 (đĩa)
Ntt =63(đĩa)
NC =8 (đĩa)
- Vậy chiều cao của tháp là :
H =NttHđ + (0,8¸1)
Trong đó:
Hđ - Khoảng cách giữa các đĩa Hd =0,25 (m)
Ntt - Số đĩa thực tế
0,8¸1 - Khoảng cách cho phép ở đỉnh và đáy tháp, chọn =1(m)
H=63.0,25 + 2 =17,75 (m)
Suy ra: H =17,75 (m)
V. Tính cơ khí tháp tinh chế
Chọn vật liệu làm thân đáy và nắp tháp bằng vật liệu thép X18H10T.
1. Tính thân hình trụ
a) Tính chiều dày thân hình trụ
- Do môi trường làm việc là hỗn hợp lỏng-hơi nên:
P=Pmt+ Ptt (N/m2 )
Pmt - Áp suất môi trường, Pmt =105 (N/m2)
Ptt - Áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng (N/m2)
Ptt =r1.g.H (N/m2)
H - Chiều cao cột chất lỏng, H =21,5 (m)
r1 - Khối lượng riêng của chất lỏng, (kg/m3)
g - Gia tốc trọng trường, g=9,81 (m/s2)
- Áp suất trong của thiết bị
P =105 + 9,81.21,5.103 =310915 (N/m2)
- Đại lượng bổ xung do ăn mòn phụ thuộc vào độ ăn mòn ,bào mòn và dung sai chiều dày
C =C1+C2+C3 =2 (mm)
- Tính chiều dày của tháp
(mm)
Ta chọn chiều dày của thiết bị, S =3 (mm)
b) Kiểm tra ứng suất theo áp suất thử
- Công thức kiểm tra
Trong đó :
Po - Áp suất thử thuỷ lực tính toán
Po =Pth+P1 (N/m2)
Pth - Áp suất thử thủy lực
Pth=1,5.P=1,5.3,109.105=4,6635.105 (N/m2)
P1 - Áp suất thủy tĩnh, P1 =210915 (N/m2)
(N/m2)
Vậy : Po =4,6635.105 + 210915=677255 (N/m2)
- Ứng suất khi thử bằng áp suất thuỷ lực
(N/m2)
Vậy chiều dày của tháp thỏa mãn điều kiện bền.
2. Tính đường kính ống dẫn
a) Đường kính ống dẫn sản phẩm đỉnh
- Đường kính của ống dẫn được tính theo công thức sau:
(m)
w - Vận tốc thích hợp hơi trong ống, chọn w =15 (m/s)
vp - Là lưu lượng thể tích hơi chuyển động trong ống, (m3/s)
Gd - Lượng hơi ra khỏi tháp
Gd =604,1344 (kg/h) =0,1678 (kg/s)
rd - Khối lượng riêng của hơi ở nhiệt độ đỉnh tháp
(Kg/m3)
yp - Nồng độ sản phẩm đỉnh, yp =0,8831 (phần mol)
t - Nhiệt độ sản phẩm đỉnh
T=273 + 78,4372 =351,4372oK
Suy ra :
(kg/m3)
- Đường kính trong của ống dẫn sản phẩm đỉnh là
(m)
Chọn dp =100 (mm) theo bảng XIII.26 trang [6-416] và bảng XIII.32 trang [6-345] kích thước l =120 (mm)
b) Đường kính ống sản phẩm đáy
- Lượng hơi sản phẩm đáy
Gw =856,5025 (kg/h) =0,2379 (kg/s)
- Khối lượng riêng của hỗn hợp ở nhiệt độ đáy tháp
- Chọn vận tốc chảy w=0,2
- Đường kính trong của ống dẫn sản phẩm đáy là:
(m)
Chọn dw =50 (mm) theo bảng XIII.26 trang [6-416] và bảng XIII.32 trang [6-4345] kích thước l =100 (mm)
c) Đường kính ống hỗn hợp đầu
- Vận tốc thích hợp của dung dịch trong ống, chọn w =0,2 (m/s)
- Lượng dung dịch trong hỗn hợp đầu
GF =1460,637 (kg/h) =0,4057 (kg/s)
- Khối lượng riêng của hơi ở nhiệt độ hỗn hợp đầu
- Đường kính trong của ống dẫn hỗn hợp là:
(m)
Chọn dw =50 (mm) theo bảng XIII.26 trang [6-416] và bảng XIII.32 trang [6-4345] kích thước l =100 (mm)
d) Ống hồi lưu sản phẩm đỉnh
- Vận tốc thích hợp của dung dịch trong ống, chọn w =0,2 (m/s)
- Lượng lỏng hồi lưu về
GR =R.Gp =5,2974. 604,1344=0,889 (kg/s)
- Khối lượng riêng của sản phẩm hồi lưu đỉnh ở nhiệt độ đỉnh
- Đường kính trong của ống hồi lưu sản phẩm đỉnh là:
(m)
Chọn dr =80 (mm) theo bảng XIII.26 trang [6-416] và bảng XIII.32 trang [6-4345] kích thước l =120 (mm)
e) Ống hồi lưu sản phẩm đáy
- Vận tốc thích hợp của dung dịch trong ống, chọn w =0,2 (m/s)
- Lượng hơi hồi lưu về
G’R = =0,535 (kg/s)
- Khối lượng riêng của sản phẩm hồi lưu đáy ở nhiệt độ đỉnh
(kg/m3)
- Đường kính trong của ống hồi lưu sản phẩm đỉnh là:
(m)
Chọn drw =150 (mm) theo bảng XIII.26 trang [6-416] và bảng XIII.32 trang [6-345] kích thước l =120 (mm)
3. Tính đáy và nắp
a) Xác định chiều dày của đáy và nắp
- Chiều dày của đáy và nắp được tính theo công thức: [6-385]
(m)
Trong đó:
C - Đại lượng bổ sung được tính theo công thức, C =2 (mm)
hb - Chiều cao phần lồi của đáy và nắp, chọn theo bảng XIII.10
trang 6-384) ta có hb =350 (mm)
jh - Hệ số bền hàn của mối hàn hướng tâm, jh =0,95
Dt - Đường kính trong của thiết bị , Dt =1400 (mm)
P - Áp suất trong của thiết bị, P=173327,927 (N/m2)
[s] - Ứng suất cho phép của giới hạn bền, [s] =211.106 (N/m2)
K - Hệ số không thứ nguyên
- Chiều dày của đáy và nắp tháp ta chọn chiều dày đáy tháp bằng chiều dày thân tháp
S =3 (mm)
b) Kiểm tra ứng suất thành ở áp suất thử thủy lực
- Nhận xét rằng do đường kính và chiều dày của đáy và nắp giống nhau nên ta chỉ kiểm tra ứng suất thừ của đáy.
+ Po áp suất thử thuỷ lực
P0=Pth+P1, N/m2
Pth=1,5.P =4,6635.105 (N/m2)
P0 =4,6635.105 +210915 =677255 (N/m2)
- Ứng suất thử:
3. Chọn bích nối thiết bị
- Chọn bích nối đáy nắp và thân tháp bằng thép kiểu I theo bảng XII.27 trang [6-421]
- Chọn bích liền nối các ống dẫn kiểu I theo bảng XII.27 trang [6-421]
D.Tính tháp làm sạch
* Các số liệu tính toán ban đầua
Chọn tháp làm sạch là loại tháp đĩa lỗ có ông chảy chuyền.
X1w =45,%V =39,3% khối lượng =20,2%mol
X1f =95%V =93,47% khối lượng =84,85%mol
X1p =96%V =95% khối lượng =87,48%mol
Hỗn hợp đầu vào với năng xuất F=604,1421 Kg/h, coi như là hỗn hợp hai cấu tử eltylic-nước.
I. Xác định bậc thay đổi nồng độ:
a) Tính Rx
+ [6-158]
· Gx Lượng lỏng hồi lưu về tháp
· Gp Lượng sản phẩm đỉnh
+ Trong tháp làm sạch lượng lỏng hồi lưu về tháp chỉ chiếm từ 5¸10% lượng sản phẩm đỉnh, do đó
Gx =(100.- pd2).X
Gp =pd2.X
X : Lượng sản phẩm đỉnh
pd2 : % lượng sản phẩm đỉnh lấy ra từ đỉnh tháp, pd2=95% [4]
+ Vậy ta có
b) Phương trình nồng độ làm việc
+ Phương trình làm việc đoạn luyện
y = 0,0544.x + 0,8595
+ Phương trình làm việc đoạn chưng
y = 0,5699.x + 0,087
II. Cân bằng vật chất
Phương trình cân bằng vật chất của tháp
F = W + P
Viết cho cấu tủ phân bố :
F.XF =W.xw + P.xp
Giải hệ phương trình trên ta được
P = 591,0206 (kg/h)
W = 13,1644 (kg/h)
III.Tính đường kính tháp
1. Lượng hơi trung bình đi trong tháp
a) Trong đoạn luyện
-Lượng hơi trung bình đi trong đoạn luyện có thể được tính gần đúng bằng trung bình cộng của lượng hơi đi ra khỏi đia trên cùng của tháp và lượng hơi đi vào dưới cùng của đoạn luyện
(Kg/h) [6-181]
Trong đó : - g1 : Lượng hơi thứ đi đía dưới cùng đoạn luyện
- gđ : Lượng hơi đi ra khỏi tháp
- Để tính lượng hơi đi vào đoạn luyện g1 , hàm lượng hơi y1 , lượng lỏng của đĩa thứ nhất ta dựa vào phương trình cân bằng vật liệu và cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lương
g1 =G1 + Gp
g1.y1 =G1.x1 + Gp.xP
g1.r1 =gđ.rđ
Trong đó :
· x1 = xF
· r1 : Ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi vào đĩa thứ nhất
r1 =rr.y1 + (1 - y1).rN =rN - y1(rN - rr)
· rđ : Ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp đi ra khỏi tháp
rđ = rr.yđ + (1 - yđ).rr
· rN ,rr : Ẩn nhiệt hóa hơi của các cấu tử nguyên chất
+ Tra số liệu và thay vào hệ phương trình giải ra ta được
g1 =14,385 (Kmol/h)
G1 =0,7863 (Kmol/h)
y1 =0,90 (Phần Mol)
+ Khối lượng mol trung bình trong đoạn luyện
ML =46.ytb + (1 - ytb).18
Suy ra : ML =43,43 (Kmol/h)
+ Lượng hơi trung bình trong đoạn luyện
(Kg/h)
b) Trong đoạn chưng
-Lượng hơi trung bình đi trong đoạn chưng có thể được tính gần đúng bằng trung bình cộng của lượng hơi đi vào và đi ra khỏi đoạn chưng.
(Kg/h)
Trong đó : - g’1 : Lượng hơi đi vào đoạn chưng
- g’h : Lượng hơi đi ra khỏi đoạn chưng
- Vì lượng hơi ra khỏi đoạn chưng bằng lượng hơi đi vào đoạn luyện nên :
g’h =g1
- Lượng hơi đi vào đoạn chưng g’1 ,hàm lượng hơi x’1 ,lượng lỏng G’1 được xác định dựa vào phương trình cân bằng vật liệu và cân bằng nhiệt lượng .
g1 =G1 + Gp
g1.y1 =G1.x1 + Gp.xP
g1.r1 =gđ.rđ
Trong đó :
· Với xw =6,194.10-5 (phần mol) từ đường cong cân bằng lỏng hơi ta tìm được : yw =4,1129.10-5
· r’1 : Ẩn nhiệt hóa hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn chưng
r’1 =rr.y’1 + (1 - y’1).rN
+ Tra số liệu và thay vào hệ phương trình giải ra ta được
g’1 =14,086 (Kmol/h)
G’1 =14,637 (Kmol/h)
X’1 =0,5194 (Phần Mol)
+ Khối lượng mol trung bình trong đoạn luyện
ML =46.y’tb + (1 - y’tb).18
Suy ra : Mc =33,537 (Kmol/h)
+ Lượng hơi trung bình trong đoan luyện
(Kg/h)
2. Tính khối lượng riêng
- Khối lượng riêng trung bình trong pha khí được tính bằng công thức theo trang [6-183]
(Kg/m3)
- khối lượng riêng trung bình trong pha lỏng
(Kg/m3)
a) Đoạn luyện :
* Với pha hơi
Suy ra : (Kg/m3)
* Với pha lỏng
Suy ra : (Kg/m3)
b) Đoạn chưng
* Với pha hơi
Suy ra : (Kg/m3)
* Với pha lỏng
Suy ra : (Kg/m3)
3. Tốc độ hơi đi trong tháp
Công thức tính tốc độ hơi theo công thức: [6-184]
a) Tốc độ hơi trong đoạn luyện
(m/s)
b) Tốc độ hơi trong đoạn chưng
(m/s)
4. Tính đường kính tháp
a) Đoạn luyện
(m)
b) Đoạn chưng
(m)
Quy chuẩn đường kính đoạn luyện và đoạn chưng ta có : D =0,4 (m)
5. Vận tốc hơi theo đường kính tháp quy chuẩn
a) Đoạn luyện
(m/s)
b) Đoạn chưng
(m/s)
IV. Xác định số đĩa thực tế và chiều cao tháp
1. Xác định độ nhớt
a) Với pha lỏng
- Độ nhớt của hỗn hợp được tính theo công thức: [5-9]
log mhh =x1.log m1 + x2.log m2 + ××××
- Với hệ Etylic - Nước
log mhh =xtb.log mr + (1 - xtb).log mN
mhh - Độ nhớt của hỗn hợp Etylic - Nước
mr , mN - Độ nhớt của hỗn hợp Etylic - Nước
xtb - Hàm lượng trung bình của Etylic
* Đoạn luyện
log mhh =0,895.log 0,447.10-3 + (1 - 0,895).log 0, 382.10-3
Suy ra : mhh =0,44.10-3 (Ns/m2)
* Đoạn chưng
log m’hh =0,5417.log 0,4369.10-3+ (1 – 0,5417).log 0,3761.10-3
Suy ra : m’hh =0,4079.10-3 (Ns/m2)
b Với pha hơi
- Độ nhớt của hỗn hợp được tính theo công thức: [5-94]
- Với hệ 2 cấu tử Etylic - Nước thì
Trong đó:
ytb - Nồng độ mol trung bình
Mhh ,Mr ,MN -Trọng lượng phân tử của hỗn hợp Etylic và Nước
mhh ,mr ,mN - Độ nhớt của hỗn hợp Etylic và Nước
* Đoạn luyện
Suy ra :
mhh =10,49310-6 (Ns/m2)
* Đoạn chưng
Suy ra :
m’hh =10,756.10-6 (Ns/m2)
2. Hệ số khuếch tán
a) Hệ số khuếch tán trong pha hơi
* Trong đoạn luyện
- Trong đoạn luyện ta có
t =78,40+273=351,400C tại p =1 at
- Hệ số khuếch tán trong đoạn luyện
(m2/s)
* Trong đoạn chưng
- Trong đoạn chưng ta có
t’ =79,749+273=352,749 0C tại p =1 at
- Hệ số khuếch tán trong đoạn luyện
(m2/s)
b) Trong pha lỏng
* Hệ số khuếch tán trong đoạn luyện
- Dx =1,0915.10-9(1 + 0,02(78,40-20)) =2,366.10-9 (m2/s)
* Hệ số khuếch tán trong đoạn chưng
- Dx =1,0915.10-9(1 + 0,02.( 79,749-20)) =2,3958.10-9 (m2/s)
3. Hệ số cấp khối
Hệ số cấp khối là lượng vật chất chuyển qua một đơn vị bề mặt trong một đơn vị thời gian khi hiệu số nồng độ là một đơn vị .
a) Trong pha hơi
* Đoạn luyện
Ta có :
Suy ra :
* Đoạn chưng
Ta có :
Suy ra :
b) Hệ số cấp khối trong pha lỏng
a) Đoạn luyện:
Ta có :
Suy ra :
b) Đoạn chưng:
Ta có :
Suy ra :
4. Hệ số chuyển khối
- Hệ số chuyển khối là lượng vật chất chuyển qua một đơn vị bề măt trong một đơn vị thời gian khi hiệu số nồng độ bằng một đơn vị .
- Công thức:
[5-162]
Trong đó : m- Hệ số phân bố vật chất
5. Xây dựng đường cong động học
- Để xây dựng đường cong động học ,ta dựng các điểm A1C1 ,A2C2 … tại các điểm có hoành độ x ta tìm được các điểm Bi ứng với mỗi đoạn AiCi,kết hơp sử dụng phần mềm Visual Basic ở phụ lục để trợ giúp việc tính toán.
Trong đó : Cy =emyt
myt : Số đơn vị chuyển khối
Ky : Hệ số khuếch tán
F : Diện tích làm việc của đĩa với tháp đĩa ta có
f = F - m.fch
F : Diện tích mặt cắt tự do của tháp
fch : Diện tích mặt cắt ngang của ống chảy chuyền
m: Số ồng hơi và số ống chảy chuyền
- Tính đường kính ống chảy chuyền:
+Ống chảy truyền đươc tính theo công thức [6-236]
z - Số ống chảy chuyền ,chọn z =2
wc - Tốc độ chất lỏng trong ống chảy chuyền chọn wc =0,15 (m/s)
Gx - Lưu lượng trung bình đi trong tháp
+ Đoạn luyện
(m)
+ Đoạn chưng
(m)
Chon đường kính ống chảy truyền Dc=0,032 (m)
- Diện tích làm việc của đĩa
· Đoạn luyện
(m2)
· Đoạn chưng
(m2)
Dựa vào đồ thị ta xác định được số đĩa thực tế :
NL =4 (đĩa)
Ntt =34(đĩa)
NC =30 (đĩa)
- Vậy chiều cao của tháp là :
H =NttHđ + (0,8¸1)
Trong đó:
Hđ - Khoảng cách giữa các đĩa Hd =0,25 (m)
Ntt - Số đĩa thực tế
0,8¸1 - Khoảng cách cho phép ở đỉnh và đáy tháp, chọn =1(m)
H=34.0,25 + 2 =10,5 (m)
Suy ra: H =10,5 (m)
V. Tính cơ khí tháp tinh chế
Chọn vật liệu làm tháp là thép X18H10T.
1. Tính thân hình trụ
a) Tính chiều dày thân hình trụ
- Chiều dày của thân hình trụ được tính theo công thức
[6-360]
trong đó:
Dt - Đường kính trong của tháp
j - Hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc
C - Số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày
P - Áp suất trong của thiết bị, N/m2.
- Do môi trường làm việc là hỗn hợp lỏng-hơi nên:
P=Pmt+ Ptt (N/m2 )
Pmt - Áp suất môi trường, Pmt =105 (N/m2)
Ptt - Áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng (N/m2)
Ptt =r1.g.H (N/m2)
H - Chiều cao cột chất lỏng, H =21,5 (m)
r1 - Khối lượng riêng của chất lỏng, (kg/m3)
g - Gia tốc trọng trường, g=9,81 (m/s2)
- Áp suất trong của thiết bị
P =105 + 9,81.10,5.103 =203005 (N/m2)
- Đại lượng bổ xung do ăn mòn phụ thuộc vào độ ăn mòn ,bào mòn và dung sai chiều dày
C =C1+C2+C3 =2 (mm)
- Tính chiều dày của tháp
(mm)
Ta chọn chiều dày của thiết bị, S =3 (mm)
b) Kiểm tra ứng suất theo áp suất thử
- Công thức kiểm tra
Trong đó :
Po - Áp suất thử thuỷ lực tính toán
Po =Pth+P1 (N/m2)
Pth - Áp suất thử thủy lực
Pth=1,5.P=1,5. 203005=3045075 (N/m2)
P1 - Áp suất thủy tĩnh, P1 =103005 (N/m2)
(N/m2)
Vậy : Po =3045075+ 103005=407512,5 (N/m2)
- Ứng suất khi thử bằng áp suất thuỷ lực
(N/m2)
Vậy chiều dày của tháp thỏa mãn điều kiện bền.
2. Tính đường kính ống dẫn
a) Đường kính ống dẫn sản phẩm đỉnh
- Đường kính của ống dẫn được tính theo công thức sau:
(m)
w - Vận tốc thích hợp hơi trong ống, chọn w =15 (m/s)
vp - Là lưu lượng thể tích hơi chuyển động trong ống, (m3/s)
Gd - Lượng hơi ra khỏi tháp
Gd =590,967 (kg/h) =0,1641 (kg/s)
rd - Khối lượng riêng của hơi ở nhiệt độ đỉnh tháp
yp - Nồng độ sản phẩm đỉnh, yp =0,9023 (phần mol)
t - Nhiệt độ sản phẩm đỉnh
T=273 + 78,6372 =351,6372oK
Suy ra :
(kg/m3)
- Đường kính trong của ống dẫn sản phẩm đỉnh là
(m)
Chọn dp =100 (mm) theo bảng XIII.26 trang [6-416] và bảng XIII.32 trang [6-345] kích thước l =120 (mm)
b) Đường kính ống sản phẩm đáy
- Lượng hơi sản phẩm đáy
Gw =7,323 (kg/h) =0,00203 (kg/s)
- Khối lượng riêng của hỗn hợp ở nhiệt độ đáy tháp
- Chọn vận tốc chảy w=0,2
- Đường kính trong của ống dẫn sản phẩm đáy là:
(m)
Chọn dw =10 (mm) theo bảng XIII.26 trang [6-416] và bảng XIII.32 trang [6-345] kích thước l =100 (mm)
c) Đường kính ống hỗn hợp đầu
- Vận tốc thích hợp của dung dịch trong ống, chọn w =0,2 (m/s)
- Lượng dung dịch trong hỗn hợp đầu
GF =604,1417 (kg/h) =0,1678 (kg/s)
- Khối lượng riêng của hơi ở nhiệt độ hỗn hợp đầu
- Đường kính trong của ống dẫn hỗn hợp là:
(m)
Chọn df =20 (mm) theo bảng XIII.26 trang [6-416] và bảng XIII.32 trang [2-4345] kích thước l =100 (mm)
d) Ống hồi lưu sản phẩm đỉnh
- Vận tốc thích hợp của dung dịch trong ống, chọn w =0,2 (m/s)
- Lượng lỏng hồi lưu về
GR =R.Gp =0,1736(kg/s)
- Khối lượng riêng của sản phẩm hồi lưu đỉnh ở nhiệt độ đỉnh
- Đường kính trong của ống hồi lưu sản phẩm đỉnh là:
(m)
Chọn dr =20 (mm) theo bảng XIII.26 trang [6-416] và bảng XIII.32 trang [2-4345] kích thước l =100 (mm)
e) Ống hồi lưu sản phẩm đáy
- Vận tốc thích hợp của dung dịch trong ống, chọn w =0,2 (m/s)
- Lượng hơi hồi lưu về
G’R = 0,00545 (kg/s)
- Khối lượng riêng của sản phẩm hồi lưu đáy ở nhiệt độ đỉnh
(kg/m3)
- Đường kính trong của ống hồi lưu sản phẩm đỉnh là:
(m)
Chọn drw =20 (mm) theo bảng XIII.26 trang [6-416] và bảng XIII.32 trang [2-4345] kích thước l =10 (mm)
3. Tính đáy và nắp
a) Xác định chiều dày của đáy và nắp
- Chiều dày của đáy và nắp được tính theo công thức: [6-385]
(m)
Trong đó:
C - Đại lượng bổ sung được tính theo công thức, C =3 (mm)
hb - Chiều cao phần lồi của đáy và nắp, chọn theo bảng XIII.10
trang (2-384) ta có hb =350 (mm)
jh - Hệ số bền hàn của mối hàn hướng tâm, jh =0,95
Dt - Đường kính trong của thiết bị , Dt =1400 (mm)
P - Áp suất trong của thiết bị, P=173327,927 (N/m2)
[s] - Ứng suất cho phép của giới hạn bền, [s] =211.106 (N/m2)
K - Hệ số không thứ nguyên
- Chiều dày của đáy và nắp tháp ta chọn chiều dày đáy tháp bằng chiều dày thân tháp
S =3 (mm)
b) Kiểm tra ứng suất thành ở áp suất thử thủy lực
- Ứng suất thử:
3. Chọn bích nối thiết bị
- Chọn bích nối đáy nắp và thân tháp bằng thép kiểu I theo bảng XII.27 trang [6-421]
Chọn bích liền nối các ống dẫn kiểu I theo bảng XII.27 trang [6-421]
E. Bảng tổng hợp kết quả tính toán các tháp
Tháp Thô
Tháp aldehyt
Tháp tinh chế
Tháp làm sạch
Chỉ số hồi lưu
0,415
19
5,2974
Đường kính (mm)
800
700
800
400
Số đĩa đoạn chưng
25
25
54
4
Số đĩa đoạn luyện
9
3
8
30
Số ống chảy chuyền
2
2
2
2
Đường kính ống chảy chuyền
0,4
0,4
0,6
0,32
Chương V: Tính toán cân bằng nhiệt lượng của các tháp
I. Tháp thô
1. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu
Lượng hơi đốt cần thiết để đun nóng hỗn hợp đến nhiệt độ sôi
D1 = ( kg/h ).
Với D1 : Lượng hơi đót cần thiết, kg/h.
CF : Nhiệt dung riêng của hỗn hợp đẩ ra khỏi thiết bị đun sôi hỗn hợp đầu, J/kg
Cf : Nhiệt dung riêng của hỗn hợp đi vào thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu, J/kg
tF : Nhiệt độ của hỗn hợp khi ra khỏi thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu
tf : Nhiệt độ của hỗn hợp khi ra khỏi thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu .
F : Lượng hỗn hợp đầu, kg/h
Tí nh CF , Cf .
CF , Cf được tính theo công thức :
CF = aE .CE + aN . CN
Trong đó :
aE , aN Nồng độ phần trăm khối lượng của etylic, và nước
CE , CN Nhiệt dung riêng của của etylic. ( J/kg.độ )
Tra sô liệu và thay số vào ta được
Cf = 0,0808.3601,568 + (1 – 0,0808).4215,08 = 4165,508 ( J/kg. độ )
CF = 0,0808.3171,068 + (1 – 0,0808).4182,128 = 4100,746 ( J/kg. độ)
Tính r1 .
r1 : ân nhiệt hoá hơi, J/k
Dùng hơi nước ở áp suất P = 4 at.
Từ đó ta tra được nhiệt độ sôi của hơi nước tai p=4at là 142,9oC [5]
Tại = 142,9 0C ta nội suy
r1 = 2093,4.103 ( J/kg ).
Thay vào công thức
D1 = =
= 413,162 ( kg/h)
2.Cân bằng nhiệt lượng cho tháp chưng luyện.
+Tổng nhiệt lượng mang ra khỏi tháp
Qy : Nhiệt do hơi mang ra ở đỉnh tháp kJ/s.
QW : Nhiệt lượng do sản phẩm đáy mang ra, kJ/s.
Qm : Nhiệt lượng do mất mát ra bên ngoài, kJ/s.
Qng : Nhiệt lượng ra nước ngưng mang ra,kJ/s.
+Tổng nhiệt lượng mang vào tháp
QF : Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào tháp, kJ/s.
: Nhiệt lượng do hơi đốt mang vào, kJ/s.
QR : Nhiệt lương do lỏng hồi lưu, kJ/s.
+Ta có tổng nhiệt lượng mang ra khỏi tháp bằng nhiệt lượng mang vào tháp
QF + + QR = Qy + QW + Qm + Qng
+ Tính lượng nhiệt QF .
Lượng nhiệt QF được tính theo công thức
QF = CF . tF . F ( kJ/s ).
QF = CF . tF . F = 4165,242.93,68.2,4341/1000 = 872,462 ( kJ/s)
+Tính lượng nhiệt QR .
QR = CR . tR . GR ( kJ/s ).
QR = 4208,817.82,6533.0,4093.0,415264 = 59,127.103 ( J/s ).
+Tính Qy .
Qy = P.( 1 + R ).l® = 1235,776 ( kJ/s).
+Tính QW
Lượng nhiệt QW được tính theo công thức [5_197] :
QW = W.CW.tW ( kJ/s ).
Cw = 4597,824 ( J/kg.độ ).
QW = W.CW.tW = 844,798 ( kJ/s ).
+Tính Qng theo D2 .
Qng = Gng . C2 . q2 ( J/kg ).
Víi Gng : lîng níc ngng, kg/h.
C2 : nhiÖt dung riªng cña níc ngng, J/kg.®é
q2 : nhiÖt ®é cña níc ngng.
Gng = D2 : lîng h¬i ®èt cÇn thiÕt ®Ó dun s«i dung dÞch ë ®¸y th¸p.
Suy ra lîng h¬i ®èt cÇn thiÕt ®Ó ®un s«i ®¸y th¸p lµ:
D2 =
D2 =0,5263 (kg/s)
r2: ẩn nhiêt hoá hơi của nước 142,90C
+Tính Qm theo D2.
Qm = 0,05 . D2 . r2 ( J/kg ).
Tính theo D2 .
= D2 . l2 = 1548,136( kJ/s ).
II. Tháp aldehyt
+Tổng nhiệt lượng mang ra khỏi tháp
Qy : Nhiệt do hơi mang ra ở đỉnh tháp kJ/s.
QW : Nhiệt lượng mang ra, kJ/s.
Qm : Nhiệt lượng do mất mát ra bên ngoài, kJ/s.
Qng : Nhiệt lượng ra nước ngưng mang ra,kJ/s.
+Tổng nhiệt lượng mang vào tháp
QF : Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào tháp, kJ/s.
: Nhiệt lượng do hơi đốt mang vào, kJ/s.
QR : Nhiệt lương do lỏng hồi lưu, kJ/s.
+Ta có tổng nhiệt lượng mang ra khỏi tháp bằng nhiệt lượng mang vào tháp
QF + + QR = Qy + QW + Qm + Qng
+ Tính lượng nhiệt QF .
Lượng nhiệt QF được tính theo công thức
QF = CF . tF . F ( kJ/s ).
QF = CF . tF . F = 3854,456.81,68. 1600,7593/3600 = 143,45 ( kJ/s)
+Tính lượng nhiệt QR .
QR = CR . tR . GR ( kJ/s ).
QR = 0,96.3078,987.0,0376 = 57,347.103 ( J/s ).
+Tính Qy .
Qy = P.( 1 + R ).l® = 301,2 ( kJ/s).
+Tính QW
Lượng nhiệt QW được tính theo công thức [5_197] :
QW = W.CW.tW ( kJ/s ).
Cw = 3894,56 ( J/kg.độ ).
QW = W.CW.tW = 125,67 ( kJ/s ).
+Tính Qng theo D2 .
Qng = Gng . C2 . q2 ( J/kg ).
Víi Gng : lîng níc ngng, kg/h.
C2 : nhiÖt dung riªng cña níc ngng, J/kg.®é
q2 : nhiÖt ®é cña níc ngng.
Gng = D2 : lîng h¬i ®èt cÇn thiÕt ®Ó dun s«i dung dÞch ë ®¸y th¸p.
Suy ra lîng h¬i ®èt cÇn thiÕt ®Ó ®un s«i ®¸y th¸p lµ:
D2 =
D2 =0,5263 (kg/s)
r2: ẩn nhiêt hoá hơi của nước 142,90C
+Tính Qm theo D2.
Qm = 0,05 . D2 . r2 ( J/kg ).
Tính theo D2 .
= D2 . l2 = 345,89( kJ/s ).
III.Tháp Tinh chế
1. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu
Lượng hơi đốt cần thiết để đun nóng hỗn hợp đến nhiệt độ sôi
D1 = ( kg/h ).
Với D1 : Lượng hơi đốt cần thiết, kg/h.
CF : Nhiệt dung riêng của hỗn hợp đẩ ra khỏi thiết bị đun sôi hỗn hợp đầu, J/kg
Cf : Nhiệt dung riêng của hỗn hợp đi vào thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu, J/kg
tF : Nhiệt độ của hỗn hợp khi ra khỏi thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu
tf : Nhiệt độ của hỗn hợp khi ra khỏi thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu .
F : Lượng hỗn hợp đầu, kg/h
Tí nh CF , Cf .
CF , Cf được tính theo công thức :
CF = aE .CE + aN . CN
Trong đó :
aE , aN Nồng độ phần trăm khối lượng của etylic, và nước
CE , CN Nhiệt dung riêng của của etylic. ( J/kg.độ )
Tra sô liệu và thay số vào ta được
Cf = 4012,67 ( J/kg. độ )
CF = 3978,89 ( J/kg. độ)
Tính r1 .
r1 : Ẩn nhiệt hoá hơi, J/k
Dùng hơi nước ở áp suất P = 4 at.
Từ đó ta tra được nhiệt độ sôi của hơi nước tai p=2at là 142,9oC
Tại = 142,9 0C ta nội suy
r1 = 2093,4.103 ( J/kg ).
Thay vào công thức
D1 = = 25,12 ( kg/h)
2.Cân bằng nhiệt lượng cho tháp chưng luyện.
+Tổng nhiệt lượng mang ra khỏi tháp
Qy : Nhiệt do hơi mang ra ở đỉnh tháp kJ/s.
QW : Nhiệt lượng do hơi mang ra, kJ/s.
Qm : Nhiệt lượng do mất mát ra bên ngoài, kJ/s.
Qng : Nhiệt lượng ra nước ngưng mang ra,kJ/s.
+Tổng nhiệt lượng mang vào tháp
QF : Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào tháp, kJ/s.
: Nhiệt lượng do hơi đốt mang vào, kJ/s.
QR : Nhiệt lương do lỏng hồi lưu, kJ/s.
+Ta có tổng nhiệt lượng mang ra khỏi tháp bằng nhiệt lượng mang vào tháp
QF + + QR = Qy + QW + Qm + Qng
+ Tính lượng nhiệt QF .
Lượng nhiệt QF được tính theo công thức
QF = CF . tF . F ( kJ/s ).
QF = CF . tF . F = 129,67 ( kJ/s)
+Tính lượng nhiệt QR .
QR = CR . tR . GR ( kJ/s ).
QR = 175,92.103 ( J/s ).
+Tính Qy .
Qy = P.( 1 + R ).l® = 898,56 ( kJ/s).
+Tính QW
Lượng nhiệt QW được tính theo công thức [5_197] :
QW = W.CW.tW ( kJ/s ).
Cw = 4335,786 ( J/kg.độ ).
QW = W.CW.tW = 109,341 ( kJ/s ).
+Tính Qng theo D2 .
Qng = Gng . C2 . q2 ( J/kg ).
Với Gng : Lượng nước ngưng, kg/h.
C2 : Nhiệt dung riêng của nước ngưng, J/kg. độ
q2 : Nhiệt độ của nước ngưng.
Gng = D2 : Lượng hơi nước cần thiết dể dun sôi đáy tháp.
Vậy lượng hơi nước cần thiết để đun sôi đáy tháp
D2 =
D2 =0,912,903 (kg/s)
r2: ẩn nhiêt hoá hơi của nước 142,90C
Qd2 =919,78 (kJ/s)
IV. Tháp làm sạch
+Tổng nhiệt lượng mang ra khỏi tháp
Qy : Nhiệt do hơi mang ra ở đỉnh tháp kJ/s.
QW : Nhiệt lượng do hơi mang ra, kJ/s.
Qm : Nhiệt lượng do mất mát ra bên ngoài, kJ/s.
Qng : Nhiệt lượng ra nước ngưng mang ra,kJ/s.
+Tổng nhiệt lượng mang vào tháp
QF : Nhiệt lượng do hỗn hợp đầu mang vào tháp, kJ/s.
: Nhiệt lượng do hơi đốt mang vào, kJ/s.
QR : Nhiệt lương do lỏng hồi lưu, kJ/s.
+Ta có tổng nhiệt lượng mang ra khỏi tháp bằng nhiệt lượng mang vào tháp
QF + + QR = Qy + QW + Qm + Qng
+ Tính lượng nhiệt QF .
Lượng nhiệt QF được tính theo công thức
QF = CF . tF . F ( kJ/s ).
QF = CF . tF . F = 24,678 ( kJ/s)
+Tính lượng nhiệt QR .
QR = CR . tR . GR ( kJ/s ).
QR = 12,92.103 ( J/s ).
+Tính Qy .
Qy = P.( 1 + R ).l® = 254,612 ( kJ/s).
+Tính QW
Lượng nhiệt QW được tính theo công thức [5_197] :
QW = W.CW.tW ( kJ/s ).
Cw = 3867,678 ( J/kg.độ ).
QW = W.CW.tW = 1,2391 ( kJ/s ).
+Tính Qng theo D2 .
Qng = Gng . C2 . q2 ( J/kg ).
Với Gng : Lượng nước ngưng, kg/h.
C2 : Nhiệt dung riêng của nước ngưng, J/kg. độ
q2 : Nhiệt độ của nước ngưng.
Gng = D2 : Lượng hơi nước cần thiết dể dun sôi đáy tháp.
Vậy lượng hơi nước cần thiết để đun sôi đáy tháp
D2 =
D2 =0,2457 (kg/s)
Kết Luận
HiÖn nay, C«ng nghÖ ho¸ häc ®ang ®ãng mét vai trß v« cïng quan träng trong viÖc ph¸t triÓn C«ng nghiÖp c¬ b¶n ë ViÖt Nam.
§èi tîng cña kü thuËt C«ng nghÖ ho¸ häc lµ c¸c qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ. Qua nghiªn cøu c¸c qu¸ tr×nh ®îc thùc hiÖn trong thiÕt bÞ cña c«ng nghÖ s¶n xuÊt c¸c s¶n phÈm ho¸ häc, sÏ t¹o ®iÒu kiÖn c¶i tiÕn qu¸ tr×nh cò, c¶i tiÕn thiÕt bÞ nh»m ®æi míi c«ng nghÖ ®Ó t¨ng nhanh s¶n lîng, n©ng cao chÊt lîng s¶n phÈm. MÆt kh¸c, nghiªn cøu qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ còng nh»m tiÕn hµnh c¬ giíi ho¸ vµ tù ®éng hãa c¸c qu¸ tr×nh s¶n xuÊt, ¸p dông kÜ thuËt tiªn tiÕn, nh»m gi¶m møc sö dông nguyªn vËt liÖu, chi phÝ chÊt ®èt, n¨ng lîng ®Ó ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ cao nhÊt. §ång thêi nghiªn cøu qu¸ tr×nh thiÕt bÞ gióp ®¶m b¶o an toµn cho thiÕt bÞ vµ d©y chuyÒn s¶n xuÊt tr¸nh x¶y ra nh÷ng sù cè trong khi s¶n xuÊt g©y thiÖt h¹i c¶ vÒ kinh tÕ lÉn con ngêi.
NhiÖm vô cña chóng ta hiÖn nay lµ ph¶i ph¸t huy mäi nguån lùc s½n cã nh»m ®a C«ng nghiÖp ho¸ häc ViÖt Nam ph¸t triÓn.
V× vËy nghiªn cøu, n¾m v÷ng nh÷ng kiÕn thøc “Qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ c«ng nghÖ ho¸ häc” lµ ®iÒu tÊt yÕu cña mçi kü s C«ng nghÖ ho¸ häc.
Trong ®å ¸n nµy c¬ b¶n em ®· thiÕt kÕ ®îc nhµ m¸y rîu cån c«ng suÊt 5 triÖu lÝt/n¨m ®i tõ nguyªn liÖu rØ ®êng. Chñ yÕu ®i s©u vµo tÝnh to¸n thiÕt kÕ ph©n xëng tinh chÕ cån nh»m t¹o ®îc chÊt lîng cån thµnh phÈm cao nhÊt, tèi u nhÊt, tiÕt kiÖm n¨ng lîng nhÊt. Víi s¬ ®å 4 th¸p lµm viÖc liªn tôc t¹i ¸p suÊt thêng.
Tài Liệu Tham Khảo
1. Pgs, Pts §ç V¨n §µi; Pgs,Pts NguyÔn Bin; Pts Ph¹m Xu©n To¶n; Pgs, Pts §ç Ngäc Cö, Pts §inh V¨n Huúnh - C¬ së c¸c qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ C«ng nghÖ ho¸ häc
TËp I – Nhµ xuÊt b¶n Trêng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi – Hµ Néi 1999
2. Pgs, Pts §ç V¨n §µi; Pgs,Pts NguyÔn Bin; Pts Ph¹m Xu©n To¶n; Pgs, Pts §ç Ngäc Cö, Pts §inh V¨n Huúnh - C¬ së c¸c qu¸ tr×nh vµ thiÕt bÞ C«ng nghÖ ho¸ häc
TËp II – Nhµ xuÊt b¶n Trêng ®¹i häc B¸ch Khoa Hµ Néi – Hµ Néi 1999
3. Gs, Ts NguyÔn Bin - TÝnh to¸n qu¸ tr×nh, thiÕt bÞ trong c«ng nghÖ ho¸ chÊt vµ thùc phÈm.
TËp II – Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ kÜ thuËt – Hµ Néi 2000
4. Ts. NguyÔn §×nh Thëng; Ts. NguyÔn Thanh H»ng. – C«ng nghÖ s¶n suÊt vµ kiÓm tra cån etylic
Nhµ suÊt b¶n khoa häc vµ kü thuËt -Hµ Néi 2000
5. Pts TrÇn Xoa; Psg, Pts NguyÔn Träng Khu«ng; Pts Ph¹m Xu©n To¶n - Sæ tay c¸c qu¸ tr×nh thiÕt bÞ vµ c«ng nghÖ ho¸ chÊt
TËp I – Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ kÜ thuËt – Hµ Néi 1999
6. Pts TrÇn Xoa; Psg, Pts NguyÔn Träng Khu«ng; Pts Ph¹m Xu©n To¶n - Sæ tay c¸c qu¸ tr×nh thiÕt bÞ vµ c«ng nghÖ ho¸ chÊt
TËp II – Nhµ xuÊt b¶n Khoa häc vµ kÜ thuËt – Hµ Néi 1999
Phụ lục
Chương trình víual Bacsic hô trợ việc tinh toán:
Option Explicit
Dim r, rth, xp, xf, xw, f, p, ycbp, rmin, v, vmin, ap, af, aw, hdiac, hdial, vp, vf, vw
Dim gp, gf, gw, gtbl, gtbc, g1l, g1c, gd, xcbp
Dim m1, m2, mf, mp, mw
Dim n As Byte, nl As Byte, nc As Byte, nmin As Byte, i As Integer
Dim ncmin As Byte, nlmin As Byte
Dim x(30) As Double, y(30) As Double, t(30) As Double
Public Function ptdl(ByVal xs, ByVal r)
ptdl = (r * xs) / (r + 1) + xp / (r + 1)
End Function
Public Function ptdc(ByVal xs, ByVal r)
Dim l
l = gf / gp
ptdc = ((r + l) / (r + 1)) * xs + ((1 - l) / (r + 1)) * xw
End Function
Public Function noisuy(ByVal xs, ByVal xm, ByVal ym) As Double
Dim i As Byte
i = 0
Do
i = i + 1
Loop While xm(i) < xs
If xm(i) = xs Then
noisuy = ym(i)
End If
If xm(i) > xs Then
i = i - 1
noisuy = ym(i) + ((ym(i + 1) - ym(i)) * (xs - xm(i))) / (xm(i + 1) - xm(i))
End If
End Function
Public Sub dialt(ByVal r)
Dim ys, xs
ys = xp
nl = 0
nc = 0
n = 0
Do
xs = noisuy(ys, y, x)
If xs >= xf Then
ys = ptdl(xs, r)
nl = nl + 1
Else
ys = ptdc(xs, r)
nc = nc + 1
End If
n = n + 1
If n = 255 Then
Exit Do
End If
Loop While xs >= xw
End Sub
Private Sub cbop_click()
If cbop.Text = 760 Then
p = 1
x(1) = 0: x(2) = 0.05: x(3) = 0.1: x(4) = 0.2
x(5) = 0.3: x(6) = 0.4: x(7) = 0.5: x(8) = 0.6
x(9) = 0.7: x(10) = 0.8: x(11) = 0.9: x(12) = 1
y(1) = 0: y(2) = 0.332: y(3) = 0.442: y(4) = 0.531
y(5) = 0.576: y(6) = 0.614: y(7) = 0.654: y(8) = 0.699
y(9) = 0.753: y(10) = 0.818: y(11) = 0.898: y(12) = 1
t(1) = 100: t(2) = 90.5: t(3) = 86.5: t(4) = 83.2: t(5) = 81.7
t(6) = 80.8: t(7) = 80: t(8) = 79.4: t(9) = 79
t(10) = 78.6: t(11) = 78.4: t(12) = 78.4
End If
If cbop.Text = 200 Then
p = 200 / 760
x(1) = 0: x(2) = 0.0165: x(3) = 0.033: x(4) = 0.07
x(5) = 0.117: x(6) = 0.171: x(7) = 0.2361: x(8) = 0.3168
x(9) = 0.419: x(10) = 0.5529: x(11) = 0.7356: x(12) = 1
y(1) = 0: y(2) = 0.15: y(3) = 0.3: y(4) = 0.42
y(5) = 0.48: y(6) = 0.5217: y(7) = 0.5525: y(8) = 0.5843
y(9) = 0.6554: y(10) = 0.6869: y(11) = 0.7891: y(12) = 1
t(1) = 63.33: t(2) = 61.215: t(3) = 59.1: t(4) = 55.64: t(5) = 53.75
t(6) = 52.64: t(7) = 51.84: t(8) = 51.1: t(9) = 50.28
t(10) = 49.34: t(11) = 48.34: t(12) = 47.89
End If
If cbop.Text = 1000 / 760 Then
p = 1000 / 760
x(1) = 0: x(2) = 0.0165: x(3) = 0.033: x(4) = 0.07
x(5) = 0.1169: x(6) = 0.1708: x(7) = 0.2361: x(8) = 0.3168
x(9) = 0.419: x(10) = 0.5529: x(11) = 0.7356: x(12) = 1
y(1) = 0: y(2) = 0.14: y(3) = 0.28: y(4) = 0.4031
y(5) = 0.4685: y(6) = 0.5104: y(7) = 0.5435: y(8) = 0.5766
y(9) = 0.6179: y(10) = 0.6782: y(11) = 0.7789: y(12) = 1
t(1) = 107.74: t(2) = 103.41: t(3) = 99.09: t(4) = 94.74: t(5) = 92.26
t(6) = 90.75: t(7) = 84.76: t(8) = 88.79: t(9) = 87.76
t(10) = 86.64: t(11) = 85.58: t(12) = 85.29
End If
End Sub
Private Sub cmdexit_Click()
End
End Sub
Private Sub cmdtinhtoan_Click()
If (cbop.Text = "") Then
MsgBox "Ban can chon ap suat truoc khi tinh", vbOKOnly + vbInformation, "Thong bao"
Else
nmin = 0
nlmin = 0
ncmin = 0
rth = 0
f = Val(txtf.Text)
vp = Val(txtxp.Text) / 100
vf = Val(txtxf.Text) / 100
vw = (txtxw.Text) / 100
m1 = 46: m2 = 18
af = (vf * 0.789) / (vf * 0.789 + (1 - vf) * 0.997)
aw = (vw * 0.789) / (vw * 0.789 + (1 - vw) * 0.997)
ap = (vp * 0.789) / (vp * 0.789 + (1 - vp) * 0.997)
xf = (af / m1) / ((af / m1) + (1 - af) / m2)
xp = (ap / m1) / ((ap / m1) + (1 - ap) / m2)
xw = (aw / m1) / ((aw / m1) + (1 - aw) / m2)
mf = m1 * xf + m2 * (1 - xf)
mw = m1 * xw + m2 * (1 - xw)
mp = m1 * xp + m2 * (1 - xp)
gp = f * ((af - aw) / (ap - aw))
gw = (f - gp)
gf = f / mf
gp = gp / mp
gw = gw / mw
ycbp = noisuy(xf, x, y)
rmin = (xp - ycbp) / (ycbp - xf)
vmin = 1000000000
r = rmin
Do
r = r + rmin / 10
dialt (r)
v = n * (r + 1)
If v < vmin Then
vmin = v
nmin = n
ncmin = nc
nlmin = nl
rth = r
End If
Loop While r <= 5 * rmin
'nong do mol trung binh doan luyen
Dim ytbl, xtbl, ttbl
xtbl = (xf + xp) / 2
ytbl = ptdl(xtbl, rth)
ttbl = noisuy(xtbl, x, t)
'nong do mol trung bin doan chung
Dim ytbc, xtbc, ttbc
xtbc = (xf + xw) / 2
ytbc = ptdc(xtbc, rth)
ttbc = noisuy(xtbc, x, t)
'khoi luong rieng trung binh luyen
Dim tro(5), roe(5), ron(5), roll, rohl, roxn, roxe
tro(1) = 20: tro(2) = 40: tro(3) = 60: tro(4) = 80: tro(5) = 100
ron(1) = 998: ron(2) = 992: ron(3) = 983: ron(4) = 972: ron(5) = 958
roe(1) = 789: roe(2) = 772: roe(3) = 754: roe(4) = 735: roe(5) = 716
rohl = klrph(m1, m2, ytbl, ttbl)
roxe = noisuy(ttbl, tro, roe)
roxn = noisuy(ttbl, tro, ron)
roll = klrpl(roxe, roxn, (af + ap) / 2)
'khoi luong rieng trung binh chung
Dim rolc, rohc
rohc = klrph(m1, m2, ytbc, ttbc)
roxe = noisuy(ttbc, tro, roe)
roxn = noisuy(ttbc, tro, ron)
rolc = klrpl(roxe, roxn, (aw + af) / 2)
'luong hoi trung binh luyen
Dim gd, rd, gl, ml, tah(4), rahe(4), rahn(4), re, rn, tl1, tl2, yl
tah(1) = 20: tah(2) = 60: tah(3) = 100: tah(4) = 140
rahe(1) = 218: rahe(2) = 210: rahe(3) = 194: rahe(4) = 170
rahn(1) = 584: rahn(2) = 579: rahn(3) = 539: rahn(4) = 573
gd = gp * (rth + 1)
tl1 = noisuy(xf, x, t)
tl2 = noisuy(xp, x, t)
re = noisuy(tl2, tah, rahe) * m1
rn = noisuy(tl2, tah, rahn) * m2
rd = re * xp + (1 - xp) * rn
re = noisuy(tl1, tah, rahe) * m1
rn = noisuy(tl1, tah, rahn) * m2
g1l = (gd * rd + gp * xp * (rn - re) - gp * rn) / (rn - xf * (rn - re))
gl = g1l + gp
yl = (g1l * xf + gp * xp) / (gl)
ml = m1 * ytbl + (1 - ytbl) * m2
gtbl = ((gl + gd) * ml) / 2
'luong hoi trung binh doan chung
Dim gc, mc, tc1, tc2, xl, yw
tc1 = noisuy(xw, x, t)
yw = noisuy(xw, x, y)
re = noisuy(tc1, tah, rahe) * m1
rn = noisuy(tc1, tah, rahn) * m2
gc = (gd * rd) / (yw * re + (1 - yw) * rn)
g1c = gc + gw / mw
xl = (gc * yw + gw * xw) / g1c
mc = m1 * ytbc + (1 - ytbc) * m2
gtbc = (gc + gl) * mc / 2
'van toc hoi cua thap
Dim wl, wc
wl = 0.05 * ((roll / rohl) ^ 0.5)
wc = 0.05 * ((rolc / rohc) ^ 0.5)
'duong kinh thap
Dim dl, dc
dl = 0.0188 * ((gtbl / (rohl * wl)) ^ (0.5))
dc = 0.0188 * ((gtbc / (rohc * wc)) ^ (0.5))
'quy chuan duong kinh thap
dl = Round(dl, 1)
dc = Round(dc, 1)
If (dl - dc) <= 0.2 Then
dc = dl
End If
'tim khoang cach giua cac dia
If dl < 1 Then
hdial = 0.25
End If
If 1 <= dl And dl < 1.2 Then
hdial = 0.35
End If
If 1.2 <= dl And dl < 1.5 Then
hdial = 0.45
End If
If 1.5 <= dl And dl < 1.8 Then
hdial = 0.55
End If
If dl >= 1.8 Then
hdial = 0.7
End If
'tim khoang cach giua cac dia doan chung
If dc < 1 Then
hdiac = 0.25
End If
If 1 <= dc And dc < 1.2 Then
hdiac = 0.35
End If
If 1.2 <= dc And dc < 1.5 Then
hdiac = 0.45
End If
If 1.5 <= dc And dc < 1.8 Then
hdiac = 0.55
End If
If dc >= 1.8 Then
hdiac = 0.7
End If
txtr.Text = Str(rmin)
txtrth.Text = Str(rth)
txtdl.Text = Str(dl)
txtdc.Text = Str(dc)
'tinh lai duong kinh thap
wl = ((0.0188 / dl) ^ 2) * gtbl / rohl
wc = ((0.0188 / dc) ^ 2) * gtbc / rohc
'-----*tinh chieu cao thap*-------
'do nhot trung binh doan luyen
Dim upll, uplc, uphl, uphc, ue, un
Dim ule(5), uln(5), tdnl(5), uhe(10), uhn(10), tdnh(10)
ule(1) = 0.825 * 10 ^ (-3): ule(2) = 0.701 * 10 ^ (-3): ule(3) = 0.591 * 10 ^ (-3): ule(4) = 0.435 * 10 ^ (-3): ule(5) = 0.326 * 10 ^ (-3)
uln(1) = 0.636 * 10 ^ (-3): uln(2) = 0.549 * 10 ^ (-3): uln(3) = 0.469 * 10 ^ (-3): uln(4) = 0.375 * 10 ^ (-3): uln(5) = 0.284 * 10 ^ (-3)
tdnl(1) = 40: tdnl(2) = 50: tdnl(3) = 60: tdnl(4) = 80: tdnl(5) = 100
uhe(1) = 0.0093 * 10 ^ (-3): uhe(2) = 0.0097 * 10 ^ (-3): uhe(3) = 0.01 * 10 ^ (-3): uhe(4) = 0.0102 * 10 ^ (-3)
uhe(5) = 0.0105 * 10 ^ (-3): uhe(6) = 0.0107 * 10 ^ (-3): uhe(7) = 0.011 * 10 ^ (-3)
uhn(1) = 0.0102 * 10 ^ (-3): uhn(2) = 0.0107 * 10 ^ (-3): uhn(3) = 0.011 * 10 ^ (-3): uhn(4) = 0.0114 * 10 ^ (-3)
uhn(5) = 0.0117 * 10 ^ (-3): uhn(6) = 0.012 * 10 ^ (-3): uhn(7) = 0.0125 * 10 ^ (-3)
tdnh(1) = 40: tdnh(2) = 50: tdnh(3) = 60: tdnh(4) = 70: tdnh(5) = 80: tdnh(6) = 90: tdnh(7) = 100
ue = noisuy(ttbl, tdnl, ule)
un = noisuy(ttbl, tdnl, uln)
upll = donhotl(xtbl, ue, un)
ue = noisuy(ttbl, tdnh, uhe)
un = noisuy(ttbl, tdnh, uhn)
uphl = donhoth(m1, m2, ytbl, ue, un, ml)
'do nhot trung binh doan chung
ue = noisuy(ttbc, tdnl, ule)
un = noisuy(ttbc, tdnl, uln)
uplc = donhotl(xtbc, ue, un)
ue = noisuy(ttbc, tdnh, uhe)
un = noisuy(ttbc, tdnh, uhn)
uphc = donhoth(m1, m2, ytbc, ue, un, mc)
'he so khuech tan trong pha hoi
Dim dyl, dyc, ve, vn
ve = 59.2
vn = 19.8
dyl = hsktph(ttbl, ve, vn, p)
dyc = hsktph(ttbc, ve, vn, p)
'he so khuech tan trong pha long
Dim d20 As Double, a, b, dxl, dxc
a = 1.24
b = 4.7
d20 = 10 ^ (-6) * ((1 / m1 + 1 / m2) ^ (0.5)) / (a * b * (1.005 ^ (0.5)) * ((ve ^ (1 / 3) + vn ^ (1 / 3)) ^ 2))
dxl = d20 * (1 + 0.02 * (ttbl - 20))
dxc = d20 * (1 + 0.02 * (ttbc - 20))
'he so cap khoi trong pha hoi
Dim reh, rel, byl, byc
reh = wl * rohl / uphl
byl = hsckph(dyl, reh)
reh = wc * rohc / uphc
byc = hsckph(dyc, reh)
'he so cap khoi trong pha long
Dim prl, bxl, bxc, mxl, mxc
mxl = m1 * xtbl + (1 - xtbl) * m2
prl = upll / (roll * dxl)
bxl = hsckpl(dxl, roll, prl, mxl)
mxc = m1 * xtbc + (1 - xtbc) * m2
prl = uplc / (rolc * dxc)
bxc = hsckpl(dxc, rolc, prl, mxc)
'he so chuyen khoi
Dim ky(30), m(30)
Dim xcb(30), ycb(30), ni
xcb(1) = 0: xcb(2) = xw: ycb(1) = 0
i = 2
Do
i = i + 1
xcb(i) = xcb(i - 1) + 0.05
Loop While xcb(i) <= 1
xcb(i) = 1
ni = i
For i = 2 To ni
ycb(i) = noisuy(xcb(i), x, y)
Next
For i = 2 To ni - 1
If xcb(i) <= xf Then
ycbp = ptdc(xcb(i), rth)
Else
ycbp = ptdl(xcb(i), rth)
End If
xcbp = noisuy(ycbp, y, x)
m(i - 1) = (ycb(i) - ycbp) / (xcb(i) - xcbp)
Next
For i = 2 To ni - 1
If xcb(i) <= xf Then
ky(i - 1) = 1 / (1 / byc + m(i - 1) / bxc)
Else
ky(i - 1) = 1 / (1 / byl + m(i - 1) / bxl)
End If
Next
'chon so ong chay truyen bang 2
Dim dchl, dchc, fttl, fttc, myt(30), cy(30), dctl, dctc, dctm(16)
dctm(1) = 0.01: dctm(2) = 0.015: dctm(3) = 0.02: dctm(4) = 0.025
dctm(5) = 0.032: dctm(6) = 0.04: dctm(7) = 0.05: dctm(8) = 0.08: dctm(9) = 0.1
dctm(10) = 0.125: dctm(11) = 0.15: dctm(12) = 0.2: dctm(13) = 0.25:
dctm(14) = 0.3
dctl = Round((4 * ((g1l * mxl + gp * rth * mp) / 2) / (3600 * 3.1416 * 0.15 * roll * 2)) ^ (0.5), 3)
dctc = Round((4 * ((g1c * mxc + gf * mf + g1l * mxl) / 3) / (3600 * 3.1416 * 0.15 * rolc * 2)) ^ (0.5), 3)
i = 0
Do
i = i + 1
Loop While dctl >= dctm(i)
dctl = dctm(i)
i = 0
Do
i = i + 1
Loop While dctc >= dctm(i)
dctc = dctm(i)
If dctl > dctc Then
dctc = dctl
End If
If dctl < dctc Then
dctl = dctc
End If
fttl = (3.1416 / 4) * (dl * dl - 2 * dctl * dctl)
fttc = (3.1416 / 4) * (dc * dc - 2 * dctc * dctc)
For i = 2 To ni - 1
If xcb(i) <= xf Then
myt(i - 1) = ky(i - 1) * fttc / (gtbc / (mc * 3600))
Else
myt(i - 1) = ky(i - 1) * fttl / (gtbl / (ml * 3600))
End If
cy(i - 1) = Exp(myt(i - 1))
Next
'thiet lap duong cong phu
Dim ycbpp(30)
ycbpp(1) = 0
ycbpp(ni) = 1
For i = 2 To ni - 1
If xcb(i) <= xf Then
ycbpp(i) = ptdc(xcb(i), rth) + (ycb(i) - ptdc(xcb(i), rth)) * cy(i - 1)
Else
ycbpp(i) = ptdc(xcb(i), rth) + (ycb(i) - ptdl(xcb(i), rth)) * cy(i - 1)
End If
Next
For i = 1 To ni
x(i) = xcb(i)
y(i) = ycbpp(i)
Next
'tinh so dia thuc te
dialt (rth)
'chieu cao cua thap
Dim hthap
hthap = nc * hdiac + nl * hdial + 2
txtH.Text = Str(hthap)
txtn.Text = n
txtnl.Text = nl
txtnc.Text = nc
End If
End Sub
Public Function donhoth(ByVal m1, ByVal m2, ByVal y, ByVal ue, ByVal un, ByVal mhh) As Double
donhoth = un * ue * mhh / (un * y * m1 + (1 - y) * m2 * ue)
End Function
Public Function donhotl(ByVal x, ByVal ue, ByVal un) As Double
donhotl = (ue ^ x) * (un ^ (1 - x))
End Function
Public Function hsktph(ByVal t, ByVal ve, ByVal vn, ByVal p) As Double
hsktph = 0.0043 * 10 ^ (-4) * ((t + 273) ^ 1.5) * ((1 / m1 + 1 / m2) ^ (0.5)) / (p * ((ve ^ (1 / 3) + vn ^ (1 / 3)) ^ 2))
End Function
Public Function hsckph(ByVal dy, ByVal re) As Double
hsckph = dy * (0.79 * re + 11000) / 22.4
End Function
Public Function hsckpl(ByVal dx, ByVal rox, ByVal pr, ByVal m) As Double
hsckpl = 3800 * dx * rox * (pr ^ 0.62) / m
End Function
Public Function klrpl(ByVal roe, ByVal ron, ByVal a) As Double
klrpl = (roe * ron) / (a * ron + (1 - a) * roe)
End Function
Public Function klrph(ByVal m1, ByVal m2, ByVal y, ByVal t) As Double
klrph = ((y * m1 + (1 - y) * m2) * 273) / (22.3 * (t + 273))
End Function
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- HA35.DOC