Đồ án tính toán và thiết kế tháp hấp thu mâm chóp để hấp thu SO2

[Type the document title]
LỜI CẢM ƠN
Đề tài của em là: “Hấp thu mâm chóp”. Đây là một đề tài không dễ mà cũng
không khó. Ngoài việc tìm thêm tài liệu, sự hỗ trợ từ giáo viên hướng dẫn là cũng là
một điều cần thiết để em hoàn thành đồ án này.
Và sau một thời gian tính toán với sự giúp đỡ của thầy hướng dẫn, em đã hoàn
thành bản báo cáo đồ án này. Tuy nhiên, do em chưa có nhiều kinh nghiệm tính toán và
kiến thức chuyên sâu về máy, thiết bị, nên những sai sót trong tính toán là điều không
thể tránh khỏi. Em rất mong nhận được những ý kiến của thầy để đồ án sau của em có
thể tốt hơn.
Em xin cảm thư viện trường đã tạo điều kiện cho em có được tài liệu tham khảo,
cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Trung đã giúp đỡ tận tình em hoàn thành đồ án, cùng thầy
Tiến cũng đã giúp em giải đáp một số thắc mắc.
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN












[Type the document title]
Phần đánh giá:
• Ý thức thực hiện:
• Nội dung thực hiện:
• Hình thức trình bày:

• Tổng hợp kết quả:
Điểm bằng số: Điểm bằng chữ:
TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2014
Giáo viên hướng dẫn
(Ký ghi họ và tên)

[Type the document title]
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN











TP. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2014
Giáo viên phản biện
(Ký ghi họ và tên)
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU

[Type the document title]
DANH MỤC HÌNH ẢNH

[Type the document title]
LỜI MỞ ĐẦU

Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển và cùng với nó là nhu cầu ngày càng cao về
độ tinh khiết của các sản phẩm. Vì thế, các phương pháp nâng cao độ tinh khiết luôn
luôn được cải tiến và đổi mới để ngày càng hoàn thiện hơn, như là: cô đặc, hấp thụ,
chưng cất, trích ly,… Tùy theo đặc tính yêu cầu của sản phẩm mà ta có sự lựa chọn
phương pháp phù hợp. Đối với hệ SO
2
- không khí là 2 cấu tử tan lẫn hoàn toàn, ta dùng
phương pháp hấp thu để làm sạch khí.
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bị là một môn học mang tính tổng hợp trong quá
trình học tập của các kỹ sư Công nghệ Hóa học tương lai. Môn học giúp sinh viên giải
quyết nhiệm vụ tính toán cụ thể về: quy trình công nghê, kết cấu, của một thiết bị trong
sản xuất hóa chất - thực phẩm. Đây là bước đầu tiên để sinh viên vận dụng những
kiến thức đã học của nhiều môn học vào giải quyết những vấn đề kỹ thuật thực tế một
cách tổng hợp.

[Type the document title]
CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU
1. Tổng quan về khí SO2 và xử lí.
1.1 Tổng quan về SO2
Trong số các chất gây ô nhiễm không khí thì SO
2
là chất gây ô nhiễm khá điển hình.
Sulfuro là sản phẩm chủ yếu của các quá trình đốt cháy các nguyên, nhiên liệu chứa S.
Các nhà máy điện thường là nguồn phát sinh ra nhiều SO
2
trong khí thải, ngoài ra còn
phải kể đến các quá trình tinh chế dầu mỏ, luyện kim, tinh luyện quặng đồng, sản xuất
ximang và giao thông vận tải cũng là nơi phát sinh nhiều SO
2
.

SO
2
là chất khí không màu, mùi kích thích mạnh, dễ hóa lỏng, dễ hòa tan trong
nước, khi hòa tan trong nước tạo thành dung dịch Sunfuro, SO
2
có nhiệt độ nóng chảy
C
o
75−
và nhiệt độ sôi ở
C
o
10
−
. Nguyên tử S trong phân tử SO
2
có cặp electron hóa
trị tự do, linh động và ở trạng thái oxy hóa trung gian (+4) nên SO
2
có thể tham gia
phản ứng theo nhiều kiểu khác nhau.
Trong môi trường không khí SO
2
dễ bị oxi hóa và biến SO
3
trong khí quyển, SO
3
tác
dụng với nước trong môi trường ẩm và biến thành axit hoặc muối Sunfat. Chúng sẽ
nhanh chóng tách khỏi khí quyển và gây ô nhiễm môi trường đất và nước. SO

2
làm
thiệt hại mùa màng, nhiễm độc cây trồng. Mưa axit có nguồn gốc từ SO
2
làm thay đổi
pH của đất, nước, hủy hoại các công trình kiến trúc, ăn mòn kim loại.
 Chính vì những tác động tiêu cực trên mà việc giảm tải lượng cũng như nồng độ
SO
2
phát thải SO
2
vào môi trường đang là vẫn đề rất được quan tâm.
1.2 Phương pháp xử lí SO
2
SO
2
được xử lí bằng phương pháp các phương pháp khác nhau trong đó hấp thu là
chủ yếu, để hấp thu SO
2
ta có thể dùng nước, dung dịch hoặc huyền phù của muối kim
loại kiềm, kiềm thổ
Hấp thu bằng nước:

+−
+⇔+
HHSOOHSO
322
độ hòa tan của SO
2
trong nước khá thấp nên cần sử

dụng lưu lượng dung môi lớn.
2. Tổng quan về hấp thu và hấp thu mâm chóp.

[Type the document title]
2.1 Hấp thu
Trong quá trình sản xuất hóa học thường chúng ta thu được hỗn hợp nhiều cấu tư,
muốn tiếp tục gia công, chế biến chúng thì chúng ta phải tách chúng ra thành từng cấu
tử. Có nhiều phương pháp để tách hỗn hợp khí ra thành các cấu tử riêng biệt, trong đó
hấp thu là phương pháp rất quan trọng để: Thu hồi cấu tử quý, làm sạch khí, tạo hỗn
hợp thành cấu tử riêng biệt hay tạo sản phẩm cuối cùng. Trong đó làm sạch khí là vấn
đề được đề cấp đến trong nhiệm vụ đồ án này.
Hấp thu là quá trình hút khí bằng chất lỏng, khí được hút gọi là chất bị hấp thu, chất
lỏng dùng để hút gọi là dung môi, khí không bị hút gọi là khí trơ.
2.2 Thiết bị mâm chóp (đĩa chóp)
Trong sản xuất người ta dùng nhiều loại thiết bị khác nhau để thực hiên quá trình
hấp thu, với yêu cầu chung là bề mặt tiếp xúc pha lớn. Các loại thiết bị thường dùng
như: Thiết bị loại bề mặt, loại màng, loại đệm, loại đĩa, loại thiết bị phun. Trong đó,
thiết bị loại tháp mâm (đĩa) là loại thiết bị được giới thiệu trong nhiệm vụ đồ án này.
Tháp đĩa được ứng dụng rất nhiều trong kĩ thuật hóa học. Trong tháp đĩa khí hơi
phân tán qua các lớp chất lỏng chuyển động chậm từ trên xuống dưới, sự tiếp xúc riêng
biệt trên các đĩa. (Người ta thường chọn tháp làm việc ở chế độ chảy dòng hoặc sủi
bọt). Trong tháp đĩa người ta phân ra thành tháp đĩa chóp, tháp đĩa lưới… Trong đồ án
lần này tháp đĩa chóp được chọn để hấp thu, vì tháp đĩa chóp có ưu điểm là: Hiệu suất
truyền khối cao, ổn định, ít tiêu hao năng lượng hơn nên số mâm ít hơn, nhưng bên
cạnh đó cũng có nhược điểm là chế tạo phức tạp, trở lực lớn.
3. Khảo sát, lựa chọn dung môi
Quá trình hấp thu thực hiện được tốt hay xấu phần lớn do tính chất của dung môi
quyết định. Một dung môi tốt cần có những đặc điểm sau đây:
 Có tính hòa tan chọn lọc, nghĩa là chỉ hòa tan tốt cấu tử cần phân tách và
không hòa tan các cấu tử còn lại hoặc chỉ hòa tan không đáng kể. Đây là tính

chất chủ yếu của dung môi.
 Độ nhớt dung môi bé, chất lỏng chuyển động dễ dàng và trở lực nhỏ, làm
cho hệ số truyền khối lớn.
 Nhiệt dung riêng bé, ít tốn nhiệt khi hoàn nguyên dung môi.
 Nhiệt độ sôi khác xa với nhiệt độ sôi của chất hòa tan, như vậy dễ tách cấu
tử ra khỏi dung môi.

[Type the document title]
 Nhiệt độ đóng rắn thấp, tránh hiện tượng đóng rắn làm tắt thiết bị.
 Không tạo kết tủa, khi hòa tan tránh tắt thiết bị và thu hồi cấu tử đơn giản
hơn.
 Ít bay hơi mất mát ít.
 Không độc với người, không ăn mòn thiết bị.
Trong thực tế thì không có dung môi nào đạt được tất cả các tính chất trên, khi
chọn dung môi phải dựa vào điều kiện cụ thể mà quan trọng nhất là tính hòa tan
chọn lọc.
Sau khi suy đi, tính lại, đối chiếu các điều kiện thì nước là dung môi phù hợp,
thỏa đáng và phù hợp với nhiều điều nhất cho hấp thu SO
2
trong đồ án này,
nước cũng là dung môi có sẳn và dễ kiếm.
4. Sơ đồ quy trình công nghệ và thuyết minh quy trình

[Type the document title]
Hình 1: Sơ đồ quá trình hấp thu
CHÚ THÍCH:
 Bồn chứa nước 7. Tháp mâm chóp
 Bơm ly tâm 8. Thùng chứa nước sau hấp thu
 Van 9. Quạt khí
 Bồn cao vị 10. Lưu lượng kế khí

 Ống chảy tràn 11. Ống xả khí
 Lưu lượng kế lỏng 12. Thiết bị chứa SO
2
cần hấp thu
• Thuyết minh quy trình
Nước từ bồn chứa nước 1 qua van được bơm 2 bơm lên bồn cao vị 4 được duy trì ở
một lượng không đổi thông qua sự điều chỉnh lưu lượng ở van (nếu đầy nước quá thì
nước sẽ chảy theo ống chảy tràn 5 xuống lại bồn chứa nước 1). Sau đó nước từ thùng

[Type the document title]
cao vị chảy theo ống xuống lưu lượng kế 6 để kiểm soát lượng nước thông qua điều
chỉnh van, sau đó vào tháp hấp thu 7.
Hỗn hợp khí chứa SO
2
12 cần hấp thu sẽ được máy quạt khí 9 quạt vào ống đến lưu
lượng kế 10 và được điều khiển bởi van để kiểm soát lưu lượng khí sau đó vào tháp.
Trong tháp hấp thu 7 thì dòng nước được đưa từ trên xuống, còn dòng khí chứa SO
2
cần hấp thu được đưa từ dưới lên, hai dòng này sẽ tiếp xúc ngược chiều nhau, khí SO
2
được hấp thu sẽ đi lên nắp tháp và theo ống xả khí ra ngoài, còn dòng nước hấp thu sẽ
đi qua đáy tháp qua van xả dung môi và chảy vào thùng chứa nước sau hấp thu để xử lí
hay nhả hấp thu thì tùy.

[Type the document title]
CHƯƠNG II: CÂN BẰNG CHẤT VẬT
1.Các thông số ban đầu
 G
d
: lưu lượng hỗn hợp khí đi vào thiết bị hấp thu, kmol/h.

 G
c
: lưu lượng hỗn hợp khí đi ra khỏi thiết bị hấp thu, kmol/h.
 Y
d
: nồng độ đầu của hỗn hợp khí, kmol/kmol khí trơ.
 Y
c
: nồng độ cuối của hỗn hợp khí, kmol/kmol khí trơ.
 L
d
: lưu lượng hỗn hợp lỏng đi vào thiết bị hấp thu, kmol/h.
 L
c
: lưu lượng hỗn hợp lỏng đi ra khỏi thiết bị hấp thu, kmol/h.
 L
tr
: lưu lượng dung môi tinh khiết cần sử dụng, kmol/h.
 X
d
: nồng độ đầu của hỗn hợp lỏng, kmol/kmol dung môi.
 X
c
: nồng độ cuối của hỗn hợp lỏng, kmol/kmol dung môi.
 G
tr
: lưu lượng khí trơ vào thiết bị, kmol/h.
Số liệu cho trước:
 Tháp mâm chóp: Hỗn hợp SO
2

– Không khí
 Áp suất làm việc: 1atm = 101325 Pa
 Nhiệt độ làm việc:
C
O
35
 Hỗn hợp khí ra khỏi tháp có hàm lượng SO
2
: 2,5% thể tích
 Lưu lượng hỗn hợp khí ra khỏi tháp: 2400
hm /
3
 Hiệu suất hấp thu: 80%
 Nồng độ đầu của dung môi: 1,5% khối lượng SO
2
2.Tính toán
Lưu lượng hỗn hợp khí ra khỏi tháp là 2400
hm /
3
, làm việc ở nhiệt độ

C
O
35
và áp
suất 1atm nên:
Gc=
95
)35273.(082,0
2400.1.

=
+
=
RT
VP
(kmol/h)
Hỗn hợp khí ra khỏi tháp có hàm lượng SO2 2,5% nên yc=0,025

[Type the document title]
02564,0
025,01
025,0
1
=
−
=
−
=⇒
c
c
c
y
y
Y
(kmol/kmol khí trơ)
Lượng khí trơ vào thiết bị:
Gtr = Gc.(1-yc) = 95.(1-0,025) = 92,625 (kmol/h)
Độ hấp thu A=0,8 mà
)1.( AYY
dc

−=
1282,0
8,01
02564,0
1
=
−
=
−
=⇒
A
Y
Y
c
d
(kmol/kmol khí trơ)
Nồng độ đầu của dung môi:
Xd=
004283,0
18
015,01
64
015,0
=
−
(kmol/kmol dung môi)
Áp dụng định luật Raoult, ta có phương trình đường cân bằng:
Y
cb
=

( )
Xm
Xm
.11
.
−+
trong đó
P
P
m
bhi
=

P
bhi
: áp suất hơi bão hòa của SO
2
ở nhiệt độ 308
o
C
5
.4ln.3/21ln
C
bhi
TCTCTCCP
+++=
(Table 2-8, page 2-60, [III])
C1 = 47,365 C2 = -4084,5 C3 = -3,6469
C4 = 1,799.10
-17

C5 = 6

222,13308.10.779,1308ln.6469,3
308
5,4084
365,47ln
617
=+−−=
−
bhi
P

[Type the document title]

7,552384
222,13
==
eP
bhi
(Pa)

45,5
101325
7,552384
==m
thay vào phương trình cân bằng ta được
X
X
X
X

Y
cb
45,41
.45,5
)45,51(1
.45,5
−
=
−+
=
Thiết lập phương trình đường làm việc:
Lượng dung môi cần sử dụng L
tr
=b.L
trmin

Trong đó ta chọn giá trị b=1,5
dc
cd
trtr
XX
YY
GL
−
−
=
max
min
.
X

cmax
được rút ra từ việc thay Y
d
và phương trình
đường cân bằng
0213,0
.45,41
45,5
1282,0
max
=⇒
−
=
c
X
X
X
(kmol/kmol dung môi)
243,558
004283,00213,0
02564,01282,0
.625,92
min
=
−
−
=
tr
L
36,837243,558.5,1 ==⇒

tr
L
(kmol/h)
Vậy, phương trình đường làm việc:
004283,0.
625,92
36,837
02564,0.
625,92
36,837
−+=−+= XX
G
L
YX
G
L
Y
d
tr
tr
c
tr
tr
Hay Y = 9.X – 0,013
0156,0004283,0
36,837
02564,01282,0
.625,92. =+
−
=+

−
==>
d
tr
cd
trc
X
L
YY
GX

[Type the document title]

Hình 2: Vẽ số mâm lý thuyết

[Type the document title]
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN VÀ CHỌN THIẾT BỊ CHÍNH
1.Đường kính tháp
Áp dụng công thức:
tb
tb
V
D
ωπ
.3600.
4
=
(Công thức IX.89, trang 181, [II])
Trong đó:
V

tb
lưu lượng khí trung bình đi trong tháp
hm /(
3
)
tb
ω
tốc độ khí trung bình đi trong tháp (m/s)
Tính lưu lượng khí trung bình theo
:)/(
3
hm
2
cd
tb
GG
V
+
=
Theo đề cho G
c
=2400
)/(
3
hm
Theo cân bằng vật chất ở trên
)1()1.(
ccdd
yGyG −=−
=>

d
cc
d
y
yG
G
−
−
=
1
)1.(
, y
c
=0,025
1136,0
1282,01
1282,0
1
1282,0 =
+
=
+
==>=
d
d
dd
Y
Y
yY


)/(2640
1136,01
025,01
.2400
3
hmG
d
=
−
−
=

[Type the document title]

)/(2520
2
24002640
3
hmV
tb
=
+
=
Tính vận tốc khí đi trong tháp:
[ ]
ytbxtbtbyy
h
ρρσϕωρ
065,0).( =
(

)./
2
smkg
(Công thức IX.105, trang 184, [II])
Trong đó:
xtb
ρ
: khối lượng riêng trung bình của pha lỏng (
)/
3
mkg
ytb
ρ
: khối lượng riêng trung bình của pha khí (
)/
3
mkg
h: khoãng cách giữa các đĩa (m)
Với D = 0,6
÷
1,2 thì
35,03,0
÷=
h
(Bảng trang 184, Sổ tay quá trình và
thiết bị hóa chất tập II). Ta chọn h=0,3
[ ]
σϕ
: hệ số tính đến sức căng bề mặt.
)/(20 cmdyn>

σ
nên
[ ]
σϕ
= 1 (Bảng I.242, trang 301, Sổ tay quá trình và
thiết bị hóa chất tập I) 1(dyn/cm) =0,001(N/m)
Tính
ytb
ρ
:
kktbSOtbytb
MyMyM ).1(.
2
−+=
mà
0693,0
2
1136,0025,0
2
=
+
=
+
=
cd
tb
yy
y
(mol/mol hỗn hợp)
 M

ytb
=0,0693.64+(1-0,0693).29=31,4255 (kg/kmol)

[Type the document title]
Áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng ta đổi 1kmol ra thể tích:
256,25
1
308.082,0.1
===
P
nRT
V
(m
3
)

244,1
256,25
4255,31
===
V
M
ytb
ytb
ρ
(
)/
3
mkg
Tính

xtb
ρ
:
OHtbSOtbxtb
MxMxM
22
).1(.
−+=
00426,0
004283,01
004283,0
1
=
+
=
+
=
d
d
d
X
X
x

(kmol/kmol hỗn hợp)
01536,0
0156,01
0156,0
1
=

+
=
+
=
c
c
c
X
X
x
(kmol/kmol hỗn hợp)
00981,0
2
01536,000426,0
2
=
+
=
+
=
cd
tb
xx
x
(kmol/kmol hỗn hợp)
 M
xtb
=0,00981.64+(1-0,00981).18=18,45(kg/kmol)
Lại có:
2

1
1
1
1
1
xtb
tb
xtb
tb
xtb
aa
ρρρ
−
+=
(Công thức IX.104a, trang 183, [II])
với a
tb1
là phần khối lượng trung bình của cấu tử 1 trong pha lỏng
034,0
45,18
64.00981,0
.
2
1
===
xtb
SOtb
tb
M
Mx

a
(kg/kg)
06,994
35,
2
2
==
COH
xtb
o
ρρ
(
)/
3
mkg
(Bảng I.5, trang 12, [I])

[Type the document title]
)/(1383
3
30,
2
mkg
CSO
o
=
ρ

)/(1327
3

40,
2
mkg
CSO
o
=
ρ
(Bảng I.2, trang 9, [I])
=>
1341
35,
1
2
==
CSO
xtb
o
ρρ
(
)/
3
mkg
88,1002
06,994
034,01
1341
034,0
1
1
1

2
1
1
1
=
−
+
=
−
+
=⇒
xtb
tb
xtb
tb
xtb
aa
ρρ
ρ
(
)/
3
mkg
Từ đó ta được
77,994.2361,1.325,0.1.065,0).( =
tbyy
ωρ
)/(0555,1
244,1
88,1002.244,1.325,0.1.065,0

sm
ytb
==⇒
ω
Vậy
9189,0
0555,1.3600.
2520.4
==
π
D
(m)
Chọn D=0,9(m) phù hợp cách chọn h=0,3(m)
2.Tính chiều cao thân tháp
H = N
tt
.
( )
δ
+
đ
H
+ (0,8
÷
1) (m) (Công thức IX.54, trang 169, [II])
Trong đó:
H
đ
: khoãng cách giữa các đĩa, chọn theo đường kính như trên H
đ

=0,3 (m)
0,8
÷
1: khoãng cách cho phép ở đỉnh và đáy thiết bị, chọn bằng 0,9 (m)
δ
:chiều dày của đĩa (m) đã chọn
δ
= 2.10
-3
(m)
N
tt
: số đĩa thực tế

[Type the document title]
o
lt
tt
E
N
N =

Trong đó :
N
lt
là số mâm lý thuyết ta đã đếm được 6 mâm
E
o
là hiệu suất mâm tổng quát. Ta sẽ xác định hiệu suất mâm tổng quát cho tháp
hấp thu mâm chóp dựa vào Hình 5.24a (trang 93, [IV]). Tìm

L
LL
Mm
ρ
µ

:
45,5=m
đã tính ở cân bằng vật chất
xtbL
MM =

: là phân tử lượng trung bình pha lỏng đã tính, M
l
= 18,45
(kg/kmol)
L
ρ
: khối lượng riêng pha lỏng :
L
ρ
=
xtb
ρ
=1002,88 (kg/m
3
) = 0,062428.1002,88 = 62,61 (lb/ft
3
)
2211

lglglg
µµµ
xx
hh
+=
(Công thức I.12, trang 84, [I])
3
30,
10.279,0
2
−
=
CSO
o
µ
(Ns/m
2
),
3
20,
10.304,0
2
−
=
CSO
o
µ
(Ns/m
2
)

(Bảng I.101, trang 91, [I])
ta được phương trình hồi quy để tính độ nhớt của SO
2
: y.10
6
=354-2,5x
(x là nhiệt độ, y là độ nhớt)

[Type the document title]
)/(10.5,26610).35.5,2354(
266
35,
2
mNs
CSO
o
−−
=−=
µ
=0,2665 (cP)

3
35,
10.7225,0
2
−
=
COH
o
µ

(Ns/m
2
) = 0,7225 (cP) (Bảng I.102, trang 94, [I])
x
1
, x
2
: lần lượt là phần mol của SO
2
và nước trong hỗn hợp lỏng.
=
+
=
+
=
2
01536,000426,0
2
1
cd
xx
x
0,00981 (mol/mol hỗn hợp)
 x
2
=(1-x
1
)=(1-0,00981)=0,99019 (mol/mol hỗn hợp)
Suy ra :
1454,07225,0lg.99019,02665,0lg.00981,0lg −=+=

hh
µ

715,0==
hhL
µµ
(cP)
Thay các số liệu vào công thức
L
LL
Mm
ρ
µ

=
1483,1
61,62
45,18.715,0.45,5
=
 !"#$%&'$(
)*+,$-($./
01'*2 3**!4*'5$.(6(/6($(./
3.Thiết kế đĩa chóp
 Số chóp phân bố trên đĩa:
2
2
.1,0
h
d
D

n =
(Công thức IX.212, trang 236, [II])

[Type the document title]
 Đường kính ống hơi d
h
, thường 50, 75, 100, 120,… mm. Ta chọn d
h
= 0,05 (m)

33
05,0
9,0
.1,0
2
2
==n
chóp
 Chọn n = 34 chóp.
 Đường kính chóp:
d
ch
=
( )
2
2
2
chh
h
dd

δ
++
(m) (Công thức IX.214, trang 236, [II])
ch
δ
: là chiều dày chóp, nằm trong khoãng 2
÷
3 (mm)
Ta chọn
ch
δ
= 2 (mm) = 2.10
-3
(m).
 d
ch
=
232
)10.2.205,0(05,0
−
++
= 0,074 (m).
 Chiều cao chóp phía trên ống hơi
h
2
= 0,25d
h
(Công thức IX.213, trang 236, [II])
 h
2

= 0,25.0,05 = 0,0125 (m)
 chiều cao khe chóp.
b =
x
yy
g
ρ
ρωξ
.

2
(Công thức IX.215, trang 236, [II])

ξ
: là hệ số trở lực của đĩa chóp 1,5
÷
2 lấy
ξ
= 2
y
ω
=
nd
V
h
y
3600.
.4
2
π

V
y
: lưu lượng hơi đi trong tháp = V
tb
= 2520 (m
3
/h)

[Type the document title]

y
ω
=
34.1,0.3600.
2520.4
2
π
= 2,6 (m/s)
 b =
88,1002.81,9
244,1.6,2.2
2
= 0,02 (m).
 Số lượng khe hở của mỗi chóp:
)
4
(
2
b
d

d
c
i
h
ch
−=
π
(Công thức IX.216, trang 236, [II])
c: khoãng cách giữa các khe
mmc 43
÷=
, chọn c = 0,003 (m).

45)
02,0.4
05,0
074,0(
003,0
2
=−=
π
i
khe hở
Chiều rộng khe chóp chọn = 0,002 (m)
 Chiều cao mức chất lỏng trên khe chóp: h
1
= 0,015 ÷ 0,040 (m)
Chọn h
1
= 0,03 (m) (trang 236, [II])

 Chiều cao ống dẫn hơi:
Chọn h
ống hơi
= 0,07 (m)
 Chiều cao chóp:
h
ch =
h
ống hơi
+ h
2
= 0,07 + 0,0125 = 0,0825 (m)
 bước tối thiểu của chóp trên đĩa:
t
min
= d
ch
+ 2δ
ch
+ l
2
(Công thức IX.220, Trang 237, [II])
l
2
: khoãng cách nhỏ nhất giữa các chóp
l
2
= 12,5 + 0,25d
ch
= 12,5 + 0,25.74 = 31 (mm)

chọn l
2
= 0,035 (mm) (thường lấy bằng 35mm, trang 237, [II])
⇒ t
min
= 0,074 + 0,002.2 + 0,035 = 0,113 (m) = 113 (mm)
 Đường kính tương đương của ống chảy chuyền:
Chọn d
c
= 0,05 (m)
 Khoảng cách từ đĩa đến chân ống chảy chuyền

[Type the document title]
l
3
= 0,25d
c
(Công thức IX.218, trang 237, [II])
l
3
= 0,25.0,05 = 0,0125 (m)
 Bề dày ống chảy chuyền:
Chọn
002,0=
c
δ
(m)
 Chiều cao ống chảy chuyền trên đĩa
h
c

= (h
1
+ b + S) - ∆h (Công thức IX.219, trang 237, [II])
h
1
:

Chiều cao mức chất lỏng trên khe chóp: h
1
= 0,015 ÷ 0,040 (m)
Chọn h
1
= 0,03 (m) (trang 236, [II])
S: là khoãng cách từ mặt đĩa đến chân chóp
)250( mm÷
(Trang 236, , [II])
chọn S = 0,0125 (m)
 Chọn chiều cao gờ chảy tràn là 0,05 (m)
 Khoảng cách từ tâm ống chảy chuyền đến tâm chóp gần nhất:
t
1
= d
c
/2 + δ
c
+ d
ch
+ δ
ch
+ l

1
với l
1
là khoãng cách gần nhất giữa chóp và ống chảy chuyền : Chọn l
1
= 0,075
(m) => t
1
= 0,05/2 + 0,002 + 0,074 + 0,002 + 0.075 = 0,178 (m)

∆
=
h
∆
: chiều cao chất lỏng bên trên ống chảy chuyền (hay trên gờ chảy tràn)
h
∆
=
3
2
85,1.3600








c

d
V
π
(m) (Công thức trang 237, [II])
V: là thể tích chất lỏng chảy qua ống chảy chuyền (m
3
/h)
V
x
thể tích chất lỏng trung bình đi trong tháp

[Type the document title]
56,15
88,1002
68,845.45,18
.
===
xtb
tbxtb
x
LM
V
ρ
(m
3
/h)

h
∆
=

3
2
05,0 85,1.3600
56,15






π
= 0,06 (m)
 h
c
= (0,03 + 0,0125 + 0,02) – 0,06 = 0,0025 (m)
Chiều cao lớp bọt trên đĩa:
h
b
=
( ) ( ) ( )
b
bxchbxxxc
F
fhhfhfFhh
ρ
ρρρ
.
−++−−∆+
(m)
(Công thức IX.110, trang 185, [II])

Trong đó:
∆
=
h∆
: chiều cao chất lỏng bên trên ống chảy chuyền
b
ρ
: Khối lượng riêng của bọt
( )
x
ρ
.6,04,0 ÷∈
(trang 194, [II])
Chọn
b
ρ
=
x
ρ
⇒5,0
= 0,5.1002,88 = 501,44 (Kg/m
3
)
F: là diện tích bề mặt có gắn chóp (nghĩa là trừ đi 2 phần diện tích để ống chảy
chuyền) (Trang 185, [II])
F = S
đ
– 2.S
1
S

đ
là diện tích đĩa, S
đ
=
)(636,0
4
9,0.
4
.
2
22
m
D
==
ππ
S
1
: là diện tích 1 ống chảy chuyền, tương đối nhỏ so với S
đ
.

[Type the document title]
Vậy nên F gần = S
đ
= 0,636 (m
2
)
h
x
: là chiều cao lớp chất lỏng trên mâm:

h
x
= h
1
+ ( S + h
sr
+ b ) h
sr
: khoảng cách từ mép dưới của chóp đến mép
dưới của khe chóp, chọn h
sr
= 5 mm
 h
x
= 0,03 + (0,0125 + 0,005 + 0,02).0,005 = 0,03 (m) (gần bằng h
1
)
f là tổng diện tích các chóp trên đĩa:
f = n. S
1ch
S
1ch
là diện tích 1 chóp : S
1ch
=
)(0043,0
4
074,0.
4
.

2
2
2
m
d
ch
==
ππ

f=33.0,0043=0,146 (m2)
Thay số vào công thức tính h
b
ta được:
h
b
=
44,501.636,0
88,1002).146,0636,0).(03,006,00025,0( −−+
+
44,501.636,0
146,0.44,501.03,0
+
44,501.636,0
44,501.146,0).03.00825,0( −
= 0,07(m)
