CHƯƠNG III: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (710.84 KB, 67 trang )
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THÁP ĐỆM HẤP THU NH3 BẰNG NƯỚC
GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Hiền
Sơ đồ quy trình công nghệ
Chú thích:
1 - Bơm chất lỏng.
2 – Lưu lượng kế lỏng.
3 – Thiết bị hấp thu.
4 – Áp kế chữ U.
5 – Lưu lượng kế khí.
6 – Quạt thổi khí.
7 – Bồn chứa dung môi trước hấp thu. 8 – Bồn chứa dung môi sau hấp thu.
9 – Bồn cao vị
3.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ:
Quy trình công nghệ hấp thụ tháp đệm được tính toán cụ thể dựa trên lý thuyết để
đảm bảo hoạt động theo yêu cầu.
Tháp đệm ngày nay rất phổ biến trong công nghệ hoá chất. Ngoài ra nó còn áp
dụng trong công nghệ lọc dầu.
Trong quy trình trên, bộ phận chủ yếu đóng vai trò quan trọng đó là tháp đệm, vật
liệu đệm, chiều cao kích thước đệm. Các thiết bị khác đóng vai trò là thiết bị phụ trợ
như bơm, quạt, lưu lượng kế, áp kế chữ U, hệ thống bồn chứa và các thiết bị van.
Tóm tắt quy trình hấp thụ tháp đệm như sau:
Dòng khí hấp thụ đi vào từ phía dưới đáy tháp đệm, di chuyển theo chiều đi lên
xuyên qua lớp đệm nhờ hệ thống quạt (6). Để điều chỉnh lưu lượng dòng khí người ta
dùng các van. Dòng khí trước khi vào tháp đệm nó được điều chỉnh lưu lượng bằng
lưu lượng kế khí (5). Lưu lượng khí hiển thị trên lưu lượng kế. Dòng khí vào trong
tháp đúng với lượng đã tính toán từ trước. Dòng khí này đi ngược lên trên tiếp xúc với
pha lỏng từ trên chảy xuống.
SVTH: Bùi Mạnh Trình 2004110192
Trang: 28
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THÁP ĐỆM HẤP THU NH3 BẰNG NƯỚC
GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Hiền
Áp kế chữ U (4) được dùng để đo áp suất.
Trong khi đó chất lỏng được bơm (1), bơm từ bồn chứa (7) để đưa vào phía trên
của bồn cao vị (9), dòng lỏng từ bồn cao vị sẽ chảy qua van nhằm điều chỉnh lưu
lượng, rồi được đưa vào tháp, trước đó được qua thiết bị điều chỉnh lưu lượng lỏng (2).
Quá trình tiếp xúc pha xảy ra trong tháp giữa hai pha ngược chiều, quá trình hấp
thụ diễn ra.
Sản phẩm sau khi hấp thụ là khí đã hấp thụ xong, đem đi thực hiện các mục đích
khác, dung môi được cho vào bể (8) (có thể đem tái sinh để có thể thực hiện một quy
trình mới).
SVTH: Bùi Mạnh Trình 2004110192
Trang: 29
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THÁP ĐỆM HẤP THU NH3 BẰNG NƯỚC
GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Hiền
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THIẾT BỊ CHÍNH
Các thông số ban đầu:
Nhập liệu : Hỗn hợp khí ban đầu 2000 kg/h
Nồng độ đầu: 7%
Nồng độ sau hấp thu 0,02 %
Nhiệt độ ban đầu : 300C
4.1 Cân bằng vật chất
Phương trình cân bằng của hệ NH3 – H2O được biểu diễn theo định luật Henry:
P = H.x và ycb = H/Pt = m.x (1)
Trong đó:
ycb: phần mol của NH3 trong dòng khí ở điều kiện cân bằng.
x: nồng độ phần mol khí hòa tan trong pha lỏng.
P: áp suất riêng phần của cấu tử khí NH3 hòa tan khi cân bằng.
Pt: áp suất tổng của hệ hấp thu, mmHg.
H: hệ số Henry (mmHg). Ở 30C: H = 0.00241.106 (mmHg).
m: hệ số phân bố.
m=
SVTH: Bùi Mạnh Trình 2004110192
H 0,00241.10 6
=
= 3,17
Pt
760
Trang: 30
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THÁP ĐỆM HẤP THU NH3 BẰNG NƯỚC
Ta có: ycb =
Y
1+Y
, x=
Thay vào (1) ta có:
Ycb =
X
1+X
Ycb
X
=m
1 + Ycb
1+ X
m. X
3,17. X
3,17. X
=
=
1 + (1 − m ). X 1 + (1 − 3,17 ). X 1 − 2.17. X
Ycb =
Vậy PTCB :
GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Hiền
3,17. X
1 − 2,17. X
Trong đó:
X: nồng độ NH3 trên cơ bản cấu tử trơ, kmol NH3/kmol H2O.
Ycb: nồng độ NH3 trên cơ bản không khí ở điều kiện cân bằng, kmol NH 3/ kmol
khí trơ.
4.2 Các thông số dòng khí
Nồng độ thể tích ban đầu: yd = 7% = 0,07
Nồng độ đầu theo tỉ lệ mol:
Yd =
yd
0,1
=
= 0,075
1 − y d 1 − 0,07
(kmol NH3/kmol khí trơ)
Hiệu suất hấp thụ :
η = (Yd − Yc ) / Yd = (0,07 − 0.0002) / 0.07 = 99,7%
Nồng độ thể tích đầu ra:
SVTH: Bùi Mạnh Trình 2004110192
Trang: 31
