Đồ án quá trình thiết bị cô đặc NaOH

ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
PHệN M ệU
GIẽI THIU
CHUNG Vệ NaOH
1 Tờnh chỏỳt vỏỷt lyù vaỡ hoaù hoỹc cuớa NaOH
Cỏc hiroxit MOH l cht rn mu trng, núng
chy nhit tng i thp to nờn cht lng linh
ng v trong sut.
trng thỏi núng chy, chỳng n mũn thy tinh,
s v (khi cú mt khụng khớ) c platin cho nờn nu
chy chỳng, cn phi dựng cỏc dng c bng st, niken
hoc bc.
Tt c hiroxit u hỳt m mnh. Khi trong
khụng khớ, that u chỳng b t v sau mt thi gian
cú th tan thnh dung dch.
Quỏ trỡnh hũa tan phỏt ra nhng lng nhit ln,
vo khong 40kJ/mol. Theo nguyờn lý L Satliờ,
tan ca chỳng phi gim xung khi nhit tng lờn.
Nhng thc t tan ca NaOH vn tng theo nhit
.
Hiroxit MOH cng d tan trong ru metylic,
ru etylic.
nhit cao hn, KOH cú kin trỳc lp phng
kiu mui n, cũn LiOH cú kin trỳc lp.
trng thỏi rn cng nh trng thỏi dung dch cỏc
hiroxit MOH u gm hon ton cỏc ion.
L cht kim mnh, cỏc hiroxit MOH tng tỏc
d dng vi cỏc oxit axit v axit to nờn mui.
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang1
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
Natri hiroxit l cht rn khụng trong sut, cú

mu trng, hỳt m rt mnh. Nú tan d dng trong
nc v ru. Quỏ trỡnh tan trong nc phỏt nhit
nhiu. Ngi ta bit c mt s hirat ca nú nh
NaOH.H
2
O, NaOH.3H
2
O v NaOH.2H
2
O.Nc trong
cỏc hirat ú ch mt hon ton khi chỳng núng chy.
2 ióửu chóỳ vaỡ ổùng duỷng cuớa NaOH
Trc kia trong cụng nghip, ngi ta iu ch
NaOH bng cỏch cho canxi hiroxit tỏc dng vi dung
dch natri cacbonat loóng v núng:
Ca(OH)
2
+ Na
2
CO
3
= 2NaOH + CaCO
3
Ngy nay ngi ta dựng phng phỏp hin i l
in phõn dung dch NaCl bóo hũa:
2NaCl + 2H
2
O
dũng in
Cl

2
+ H
2
+
2NaOH
NaOH c dựng sn xut xenluloz t g, sn
xut x phũng, giy v t nhõn to, tinh ch du thc
vt v cỏc sn phm chng ct du m, ch phm
nhum v dc phm, lm khụ cỏc khớ v l thuc th
rt thụng dng trong phũng thớ nghim húa hc.
3 Sồ lổồỹc vóử quaù trỗnh cọ õỷc:
Trong cụng nghip húa cht v thc phm thng
lm m c dung dch nh un sụi gi l quỏ trỡnh cụ
c, c im ca quỏ trỡnh cụ c l dung mụi c
tỏch khi dung dch dng hi, cũn dựng cht hũa tan
trong dung dch khụng bay hi, do ú nng ca
dung dch s tng dn lờn, khỏc vi quỏ trỡnh chng
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang2
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
ct, trong quỏ trỡnh chng ct cỏc cu t trong hn hp
cựng bay hi ch khỏc nhau v nng trong hn hp.
Hi ca dung mụi c tỏch ra trong quỏ trỡnh cụ
c gi l hi th, hi th nhit cao cú th dựng
un núng mt thit b khỏc, nu dựng hi th ung
núng mt thit b ngoi h thng cụ c thỡ ta gi hi
ú l hi ph. Truyn nhit trong quỏ trỡnh cụ dc cú
th trc tip hoc giỏn tip, khi truyn nhit trc tip
thng dựng khúi lũ cho tip xỳc vi dung dch, cũn
truyn nhit giỏn tip thng dựng hi nc bóo hũa
t núng.

Quaù trỗnh cọ õỷc coù thóứ tióỳn haỡnh trong thióỳt bở cọ
õỷc mọỹt nọửi hoỷc nhióửu nọửi, laỡm vióỷc lión tuỷc hoỷc
giaùn õoaỷn.Quaù trỗnh cọ õỷc coù thóứ õổồỹc thổỷc hióỷn ồớ caùc
aùp suỏỳt khaùc nhau tuyỡ theo yóu cỏửu kộ thuỏỷt, khi laỡm
vióỷc ồớ aùp suỏỳt thổồỡng thỗ coù thóứ duỡng thióỳt bở hồớ, khi
laỡm vióỷc ồớ aùp suỏỳt thỏỳp thỗ duỡng thióỳt bở kờn cọ õỷc
trong chỏn khọng vỗ coù ổu õióứm laỡ coù thóứ giaớm õổồỹc bóử
mỷt truyóửn nhióỷt( khi aùp suỏỳt giaớm thỗ nhióỷt õọỹ sọi cuớa
dung dởch giaớm dỏứn õóỳn hióỷu sọỳ nhióỷt õọỹ giổợa hồi õọỳt
vaỡ dung dởch tng).
Cọ õỷc nhióửu nọửi laỡ quaù trỗnh sổớ duỷng hồi thổù thay
cho hồi õọỳt, do õoù noù coù yù nghộa kinh tóỳ cao vóử sổớ
duỷng nhióỷt.Nguyón từc cuớa quaù trỗnh cọ õỷc nhióửu nọửi
coù thóứ toùm từt nhổ sau: nọửi thổù nhỏỳt, dung dởch õổồỹc
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang3
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
õun noùng bũng hồi õọỳt, hồi thổù cuớa nọửi naỡy õổa vaỡo
õun nọửi thổù hai, hồi thổù nọửi hai õổa vaỡo õun nọửi
ba hồi thổù nọửi cuọỳi cuỡng õi vaỡo thióỳt bở ngổng tuỷ.Coỡn
dung dởch õi vaỡo lỏửn lổồỹt tổỡ nọửi noỹ sang nọửi kia, qua
mọựi nọửi õóửu bọỳc hồi mọt phỏửn, nọửng õọỹ dỏửn tng
lón.ióửu kióỷn cỏửn thióỳt õóứ truyóửn nhióỷt trong caùc nọửi laỡ
phốa coù chónh lóỷch nhióỷt õọỹ giổợa hồi õọỳt vaỡ dung dởch
sọi, hay noùi caùch khaùc laỡ chónh lóỷch aùp suỏỳt giổợa hồi
õọỳt vaỡ hồi thổù trong caùc nọửi, nghộa laỡ aùp suỏỳt laỡm vióỷc
trong caùc nọửi phaới giaớm dỏửn vỗ hồi thổù cuớa nọửi trổồùc laỡ
hồi õọỳt cuớa nọửi sau.Thọng thổồỡng nọửi õỏửu laỡm vióỷc ồớ
aùp suỏỳt dổ, coỡn nọửi cuọỳi laỡm vióỷc ồớ aùp suỏỳt thỏỳp hồn aùp
suỏỳt khờ quyóứn.
Trong caùc loaỷi hóỷ thọỳng cọ õỷc nhióửu nọửi thỗ hóỷ

thọỳng cọ õỷc nhióửu nọửi ngổồỹc chióửu õổồỹc sổớ duỷng
nhióửu.
ặu nhổồỹc õióứm cuớa hóỷ thọỳng cọ õỷc nhióửu nọửi
ngổồỹc chióửu.
ặu õióứm :Tổỡ nọửi õỏửu õóỳn nọửi cuọỳi nọửng õọỹ cuớa
dung dởch vaỡ nhióỷt õọỹ õóửu tng nón õọỹ nhồùt khọng
tng mỏỳy,kóỳt quaớ hóỷ sọỳ truyóửn nhióỷt trong cỏỳc nọửi hỏửu
nhổ khọng giaớm .khi cọ õỷc ngổồỹc chióửu lổồỹng nổồùc
bọùc hồi vaỡo thióỳt bở ngổng tuỷ nhoớ hồn xuọi chióửu.
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang4
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
Khuyóỳt õióứm : Hóỷ thọỳng cọ õỷc nhióửu nọửi ngổồỹc
chióửu laỡ cỏửn phaới coù bồm vỏỷn chuyóứn dung dởch.
4.Sồ õọử thuyóỳt minh lổu trỗnh cọng nghóỷ:
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang5
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
PHệN I:TấNH CNG NGH
Caùc thọng sọỳ vaỡ sọỳ lióỷu ban õỏửu:
Dung dởch cọ õỷc:
NaOH
Nọửng õọỹ õỏửu cuớa dung dởch (x
õ
):
10%
Nọửng õọỹ cuọỳicuớa dung dởch (x
c
)
35%
Aùp suỏỳt hồi õọỳt nọửi 1 3at
Aùp suỏỳt coỡn laỷi trong thióỳt bở ngổng(at)

0,15 at
Nng suỏỳt tờnh theo dung dởch õỏửu (Tỏỳn/giồỡ)
12
I CN BềNG VT CHT :
1.1 Lng dung mụi nguyờn cht bc hi (lng
hi th) khi nng dung dch thay i t x

n
x
c
:
W = Gõ(1-
xc
xd
),kg/h; (VI.1 STQTTB T2)
=12000*(1-
35
10
)=8571.4 kg/h;
G

- lng dung dch u, kg/s; x

, x
c
- nng
u v nng cui ca dung dch, % khi lng.
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang6
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
Giaớ thióỳt lổồỹng hồi thổù ồớ caùc nọửi nhổ sau:

W1=W2=
2
W
=
2
4.8571
= 4285.7 kg/h
1.2 Nng cui ca dung dch trong tng ni:

1
1
WG
xG
x
d
dd


=
% khi lng;
250012000
1012000


=
= 12,63 % khi lng;

)W(
21
1

2
WG
xG
x
d
+

=
, % khi lng;

500012000
1012000


=
= 17,14 % khi lng;
x
1
, x
2
- nng cui ca dung dch trong cỏc % khi
lng; W
1
, W
2
- lng hi th bc lờn t cỏc ni kg/h;
x

- nng u ca dung dch, % khi lng; G

-
lng dung dch u, kg/h;
1.3 Xaùc õởnh nhióỷt õọỹ vaỡ aùp suỏỳt mọựi nọửi
Goỹi P
1
,P
2
vaỡ P
nt
laỡ aùp suỏỳt cuớa nọửi 1,nọửi 2 vaỡ aùp
suỏỳt ngổng tuỷ cua Barọmet.
P
1
,P
2
laỡ hióỷu sọỳ aùp suỏỳt cuớa nọửi 1 so vồùi nọửi
2,vaỡ cuớa nọửi 2 so vồùi Barọmet.
P :laỡ hióỷu sọỳ aùp suỏỳt cho toaỡn bọỹ hóỷ thọỳng
Aùp suỏỳt hồi õọỳt nọửi 1 p
h
= 3 at
Aùp suỏỳt ngổng tuỷ ồớ Barome p
nt
= 0,15 at
Aùp suỏỳt trong caớ hóỷ thọỳng : p = p
1
- p
nt
= 4 - 0,15
= 3,85 at

Vồùi : P
1
=P
h
+P
nt
= 3 + 1 = 4 at
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang7
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
Choỹn tố lóỷ phỏn bọỳ aùp suỏỳt cho caùc nọửi nhổ sau:
2
1
p
p


=
1
2,2

P = p
1
+p
2
= 2,2p
2
+p
2
=3,85 at
p

2
=
2,3
85,3
= 1,203 at
p
1
= 3,85 -1,203 = 2,647
P
2
= P
1
- p
1
= 4 - 2,647 =1,353 at
Nhióỷt õọỹ hồi nổồùc baợo hoaỡ theo aùp suỏỳt ( tra baớng I.251
STQTTB T1 ):
Baớng 1.1
Nọửi 1 Nọửi 2 TB Ngổng
tuỷ
P (at) T
o
c P (at) T
o
c P
(at)
T
o
c
Hồi

õọỳt
4 142,9 1,353 105,2
6
0,15 53,6
Hồi
thổù
1,308 106,2
6
0,192 54,6
1.4 Tọứn thỏỳt nhióỷt õọỹ:
Tọứn thỏỳt nhióỷt õọỹ trong hóỷ thọng cọ õỷc bao gọửm:
tọứn thỏỳt do nọửng õọỹ, tọứn thỏỳt do aùp suỏỳt thuyớ tộnh vaỡ
tọứn thỏỳt do trồớ lổỷc õổồỡng ọỳng.
1.41 Tọứn thỏỳt nhióỷt do nọửng õọỹ

SVTH :Họử Vn Huỡng Trang8
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
cuỡng mọỹt aùp suỏỳt nhióỷt õọỹ sọi cuớa dung dởch bao
giồỡ cuợng lồùn hồn nhióỷt õọỹ sọi cuớa dung mọi nguyón
chỏỳt
Hióỷu sọỳ nhióỷt õọỹ giổợa nhióỷt õọỹ sọi cuớa dung dởch
vaỡ nhióỷt õọỹ sọi cuớa dung mọi nguyón chỏỳt goỹi laỡ tọứn
thỏỳt nọửng õọỹ :


=
o

* f
Vồùi f = 16.2*

r
T
s
2
Trong õoù :
o

laỡ tọứn thỏỳt nhióỷt õọỹ do t
sdd
> t
sdm
ồớ aùp suỏỳt
thổồỡng.
f : Hóỷ sọỳ hióỷu chốnh.
Tra STQTTB
2
/59,67 ta coù
Baớng 1.2
Nọửi I II
Nọửng õọỹ % 12.63 17.14

o

3.53 5.71
Nhióỷt õọỹ
o
c 106,26 54,6
F 1,059 0,713

I

=
oi

* f 3,738 4,071


=
1

+
2

= 3,738 +4,071 = 7,9
0
C
1.42 Tọứn thỏỳt nhióỷt õọỹ do aùp suỏỳt thuyớ tộnh:
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang9
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
Nhit sụi ca dung dch cụ c tng cao vỡ hiu
ng thy tnh


(tn tht nhit do ỏp sut thy tnh
tng cao):
p sut thy tnh lp gia ca khi cht lng cn cụ
c:
g
h
hPP

ddstb
++=

)
2
(
0
, N/m
2
;
Trong ú P
0
ỏp sut hi th trờn mt thoỏng
dung dch, N/m
2
; h - chiu cao ca lp dung dch sụi
k t ming trờn ng truyn nhit n mt thoỏng ca
dung dch, m; h - chiu cao ng truyn nhit, m;
dds

-
khi lng riờng ca dung dch khi sụi, kg/m
3
; g gia
tc trng trng, m/s
2
.
Vy ta cú:

= t
tb
t
0
, ;
õy t
tb
- nhit sụi dung dch ng vi ỏp sut p
tb
,
0
C; t
0
- nhit sụi ca dung mụi ng vi ỏp sut p
0
,
0
C.
t
0
nhit sụi ca dung mụi ng vi ỏp sut p
0
,
0
C tra õổồỹc ồớ baớng I.22,STQTTB
1
/34
Bng 1.3
Ni i x% p
0

(at) t
o
(
0
C)

dd

dds
P
tb
1
12,63 1,308
106,26
1190
595 1,41
2 17,14
0,192
54,6
1195.7
597,8 0,4
Hi
t
3 132,2
óứ tờnh P
th
:
Choỹn h = 0,5 m
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang10
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt

h = 4 m
Aùp suỏỳt thuyớ tộnh cuớa tổỡng nọửi:
Nọửi 1:
g
h
hPP
ddstb
++=

)
2
(
0
N/m
2












+
+=
4

10*81,9
*)
2
( g
h
h
PoPtb
dds

=












+
+
4
10*81,9
81,9*595)
2
4
5,0(

26,1
= 1,41 at
Nọửi2:
g
h
hPP
ddstb
++=

)
2
(
0
(N/m
2
)













+

+=
4
10*81,9
*)
2
( g
h
h
PoPtb
dds

= 0,254 +












+
4
10*81,9
81,9*8,597)
2
4

5,0(
= 0,4 at
tớnh t
o
s
ca dung dch NaOH ng viP
tb
ta duỡng
cọng thổùc BaBo:

)(
Ps
P
t
=K
Vồùi : P aùp suỏỳt hồi baớo hoaỡ cuùa dung mọi trón bóử
mỷt dung dởch
P
s
aùp suỏỳt hồi cuùa dung mọi nguyón chỏỳt ồớ aùp suỏỳt
thổồỡng.
Tra STQTTB
1
/236 & 311.
Nọửng õọỹ cuớa dung dởch =12,63 % nhióỷt õọỹ sọi t
o
s
= 104
o
C cuợng ồớ nhióỷt õọỹ õoù aùp suỏỳt hồi baợo hoaỡ cuớa

nổồùc laỡ 1,22 at.
Nọửi 1:
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang11
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt

Ps
P
=
22,1
1
P
s
= 1,22 P
-P = P
tb
P
s1
= 1,22*1,41 =1,72 at
t
o
tb1
= 114
o
C

- P =P
o
P
o
s1

=1,22*1,308 =1,596 at
t
o
s1
= 112,5
o
C




1
= t
o
tb1
- t
o
s1
= 114 -112,5 = 1,5
o
C
Tra STQTTB
1
/236 & 311.
Nọửng õọỹ cuớa dung dởch =17,14 % nhióỷt õọỹ sọi t
o
s

= 106
o

C cuợng ồớ nhióỷt õọỹ õoù aùp suỏỳt hồi baợo hoaỡ cuớa
nổồùc laỡ 1,24 at.
Nọửi 2:

Ps
P
=
24,1
1
P
s
=1,24 P
-P = P
tb2
P
s2
= 1,24*0,4 = 0,496 at
t
o
tb2
= 80,4
o
C

- P =P
o
P
o
s2
= 1,24*0,192 =0,238 at

t
o
s2
=61,65
o
C


2
= t
o
tb2
- t
o
s2
=

80,4 - 61,65 = 18,75
o
C
Tọứng tọứn thỏỳt do aùp suỏỳt thuyớ tốnh:


=

1
+

2
= 1,5 + 18,75 = 20,25

o
C
1.43 Tọứn thỏỳt nhióỷt õọỹ do õổồỡng ọỳng gỏy ra
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang12
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
Choỹn tọứn thỏỳt nhióỷt õọỹ mọựi nọửi: 1
0
C
Tọứn thỏỳt nhióỷt õọỹ do õổồỡng ọỳng gỏy ra caớ hóỷ thọỳng
= 2
0
C
1.44 Tọứn thỏỳt nhióỷt õọỹ caớ hóỷ thọỳng:
= + + ,
0
C ;
= 7,9 +20,25 +2 = 30,15
0
C
1.45 Chónh lóỷch nhióỷt õọỹ hổợu ờch cuớa tổỡng
nọửi vaỡ caớ hóỷ thọỳng:
Tọứng chónh lóỷch nhióỷt õọỹ cuớa hóỷ thọỳng: t = t
h
- t
nt
,

0
C ;
=132,2 53,6 =78,6

0
C
Tọứng chónh lóỷch hổợu ờch cuớa caớ hóỷ thọỳng: t
hi
= t -
,
0
C
= 78,6 30,15 =
48,45
0
C
Nhióỷt õọỹ hồi õọỳt cuớa mọựi nọửi:
Nọửi 1: t
h1
=142,9
0
C ;
Nọửi 2: t
h2
= t
hth1
-1 = 106,26 - 1 = 105,26
0
C
Nhióỷt õọỹ sọi cuớa dung dởch tổỡng nọửi:
Nọửi 1: t
s1
= t
hth1

+
1
+
1
= 106,26 + 3,738 +
1,5 = 111,5
0
C
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang13
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
Nọửi 2: t
s2
= t
hth2
+
2
+
2
= 54,6 + 4,071 +
18,75 = 77,42
0
C
Chónh lóỷch hổợu ờch cuớa tổỡng nọửi:
Nọửi 1:
h1
= t
h1
- t
s1
= 27,4

0
C
Nọửi 2:
h2
= t
h2
- t
s2
= 23,5
0
C
II CN BềNG NHIT LặĩNG:
2.1 Nhióỷt dung rióng
Nhióỷt dung rióng cuớa dung dởch coù nọửng õọỹ nhoớ hồn
20% tờnh theo cọng thổùc sau:
C = 4186.(1 - x), J/kg.õọỹ; ( 1.43-STQTTB
T1/152)
x nọửng chỏỳt hoaỡ tan, phỏửn khọỳi lổồỹng(%);
Nọửi 1: C
1
= 4186.(1 - 0,1263) = 3657,3 J/kg.õọỹ;
Nọửi 2: C
2
= 4186.(1 - 0,1714) = 3468,5 J/kg.õọỹ;
Nhióỷt dung rióng õỏửu: C
õ
= 4186.(1 - 0,1) = 3767,4
J/kg.õọỹ;
Theo cọng thổùc I.144 ( STQTTB T1/152)
M

NaOH
.C
ht
= C
i
.N
i
M :Khọỳi lổồỹng phỏn tổớ chỏỳt õoù
C
i
:Nhióỷt dung rióng cua caùc õồn chỏỳt
N
i
:Sọỳ nguyón tổớ trong phỏn tổớ.
Vồùi : C
Na
=26000 (J/kgõọỹ); C
o
= 16800 (J/kgõọỹ)
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang14
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt

C
H
= 9630 (J/kgõọỹ)
Vỏỷy : C
ht
=
NaOH
HHOONaNa

M
CNCNCn ++

=
40
9630*116800*126000*1 ++
= 1310,75(J/kgõọỹ)
2.2 Nhióỷt lổồỹng rióng
Goỹi I :nhióỷt lổồỹng rióng hồi õọỳt (J/kgỹ)
i : nhióỷt lổồỹng rióng hồi thổù (J/kgỹ)
Tra baớng I.250 STQTTB
1
/312
Bng 1.4
Nọửi
Hồi õọỳt Hồi thổù
T
o
C I.10
-3
T
o
C i.10
-3
1 142,9 2742 106,26 2694
2 105,26 2688 54,6 2595,6

Mọ hỗnh quaù trỗnh cỏn bũng nhióỷt lổồỹng 2 nọửi cọ õỷc
nhổ hỗnh dổồùi
:

Phổồng trỗnh cỏn bũng nhióỷt lổồỹng:
nhióỷt vaỡo = nhióỷt ra
Nhióỷt lổồỹng vaỡo gọửm coù:
*Nọửi 1:
- Nhióỷt do hồi õọỳt mang vaỡo: D.i
h
- Nhióỷt do dung dởch õỏửu mang vaỡo: G
õ
c
õ
t
õ
*Nọửi 2:
- Nhióỷt do lổồỹng hồi thổù mang vaỡo: W
1
i
1
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang15
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
- Nhióỷt do dung dởch sau nọửi 1 mang vaỡo: (G
õ
-
W
1
)c
1
t
s1
Nhióỷt mang ra gọửm:
*Nọửi 1:

Hồi thổù mang ra: W
1
i
1
Do dung dởch mang ra: (G
õ
-W
1
)c
1
t
s1
Do hồi nổồùc ngổng tuỷ: D
1
c
n1

1
Do tọứn thỏỳt chung: Q
m1
=0.05.D
1
(i
1
- c
n1

1
)

W
1
i
1
Q
2m
Q
1m
Di
h
G
õ
c
õ
t
õ
W
2
i
2
W
1
c
n2

2
Dc
n1

1

(G
õ
-W
1
)c
1
t
s1
(G
õ
-W
1
-W
2
)c
2
t
s2

Hỗnh 2.1
*Nọửi 2:
- Hồi thuù mang ra: W
2
i
2
- Do dung dởch mang ra: (G
õ
-W)c
2
t

s2
- Do hồi nổồùc ngổng tuỷ: D
2
c
n2

2
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang16
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
Do tọứn thỏỳt chung: Q
m2
=0.05.W
1
(i
2
- c
n2

2
)
Trong õoù :
D- Lổồỹng hồi õọỳt tióu tọỳn, kg/h;
G
õ
- Lổồỹng dung dởch õỏửu, kg/h;
W,W
1
,W
2
- Lổồỹng hồi thổù bọỳc lón ồớ caớ hóỷ thọỳng vaỡ

tổỡng nọửi, kg/h;
i
h
,i
1
,i
2
- Haỡm nhióỷt cuớa hồi õọỳt vaỡ hồi thuù ồớ tổỡng
nọửi, J/kg;
c
n
,c
1
,c
2
- Nhióỷt dung rióng cuớa nổồùc vaỡ dung dởch
õi vaỡo caùc nọửi, J/kg.õọỹ;
t
s1
,t
s2
- Nhióỷt õọỹ sọi cuớa dung dởch caùc nọửi,
0
C;

1
,
2
- Nhióỷt õọỹ cuớa nổồùc ngổng ồớ caùc nọửi,
0

C;
Phổồng trỗnh cỏn bũng nhióỷt lổồỹng ồớ mọựi nọửi nhổ sau:
*Nọửi 1: D
1
i
1
+ G
õ
c
õ
t
õ
= W
1
i
1
+ (G
õ
-W
1
)c
1
t
s1
+
D
1
c
n1

1
+ Q
m1
(1)
*Nọửi 2: D
2
i
2
+ (G
õ
-W
1
)c
1
(ts1-1)= W
2
i
2
+ (G
õ
-W)c
2
t
s2
+
D
2
c
n2

2
+ Q
m2
(2)
Vồùi :
W = W
1
+W
2
(3) ;D
2
= W
1
W
2
i
2
+ (G
õ
-W
1
)c
1
(ts1-1) = Wi
2
+ (G
õ
-W)c
2
t

s2
-
W
1
c
n2

2
+0.05W
1
(i
2
-C
n2

2
)
W
1
=
[ ]
222222
1122222
95.0*95.0
)(

ns
SSdS
CitCI
tCtCGtCiW

+
+
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang17
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
Tra baớng I.148, STQTTB
1
/166.
Bng 2.2
Nọửi T
si
(
o
C)

i
(
o
C) C
ni
(J/k
gõọỹ)
I10

3
(J/kg)
i. 10
-
3
(J/kg)
C

i
(J/k
gõọỹ
1 111,5 142,9 4294,5
4
2742 2694 3657,
3
2 77,42 105,2
6
4240,2 2688 2617,6 3468,
5
W
1
=
[ ]
26,105*2,4240*95.010.6,261742,77*5,346810.2688*95.0
5,111*3,365742,77*5,346812000)42,77*5,346810.6,2617(*4,8571
33
3
+
+

W
1
= 4259,3 (kg/h)
W
2
= W - W
1
=8571,4 - 4259,3 = 4312,1(kg/h)

Tờnh sai sọỳ :

1
=
gt
gt
W
WW
1

*100% =
7,4285
3,42597,4285
*100% = 0,62 %

2
=
gt
gt
W
WW
2

*100% =
7,4285
1,43127,4285
*100% = 0,62 %

i
< 5% chỏỳp nhỏỷn õổồỹc.

Thay W
1
,W
2
vaỡo phổồng trỗnh (1) ta õổồỹc.
D
1
=
)(95,0
)()1()(
111
1122211

n
SdSd
CI
tCWGtCWGiW

+
=
)9,142*5,42942742000(*95,0
5,111*3,3657*)4,857112000(42,76*5,3468*)4,431612000(2694000*3,4259

+
= 5359,4 (kg/h)
III/ Tờnh bóử mỷt truyóửn nhióỷt:
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang18
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
3.1.Tờnh caùc thọng sọỳ vỏỷt lyù:
ọỹ nhồùt dung dởch: Cọng thổùc

Pavồlọỳp(QTTB&CNHH 1 / 27)
constk
tt
==


21
21

(*)
Trong õoù:
t
1
,

t
2
: nhióỷt õọỹ maỡ taỷi õoù chỏỳt loớng A coù õọỹ nhồùt
tổồng ổùng laỡ à
1
vaỡ à
2

1
,
2
: nhióỷt õọỹ maỡ taỷi õoù chỏỳt loớng chuỏứn coù cuỡng
õọỹ nhồùt laỡỡ à
1
vaỡ à

2
*Nọửi 1: Tra baớng I.107/STQTTB1/trang 100,101, ta coù
dung dởch NaOH 12,63% coù õọỹ nhồùt ổùng vồùi caùc nhióỷt
õọỹ laỡ:
t
1
= 60
o
C à
NaOH
= 1.42.10
-3
Ns/m
2
t
2
= 40
o
C à
NaOH
= 1.55.10
-3
Ns/m
2
Choỹn nổồùc laỡm chỏỳt chuỏứn, tra baớng
I.102/STQTTB1/94:
à
H20
= 1.42.10
-3

Ns/m
2

1
= 7
o
C
à
H20
= 1.55.10
-3
Ns/m
2

2
= 4
o
C
Thay vaỡo (*):
K=
=


21
21

tt
=

47
4060
6,6
Dung dởch NaOH 12.63% coù t
s1
= 111,5
o
C, suy ra
à
NaOH


ồớ nhióỷt õọỹ õoù bũng :
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang19
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt

=


20
605,111
1

6,6
Suy ra
H2O
= 27,8
o
C à
H20

= 0,8508.10
-3
Ns/m
2
Vỏỷy, à
1
cuớa NaOH =.0,8508.10
-3
Ns/m
2
* Nọửi 2: dung dởch NaOH 17.14% coù õọỹ nhồùt ổùng vồùi
caùc nhióỷt õọỹ laỡ:
t
1
= 60
o
C à
NaOH


= 1,42.10
-3
Ns/m
2
t
2
= 50
o
C à
NaOH

= 1,73.10
-3
Ns/m
2
Choỹn nổồùc laỡm chỏỳt chuỏứn, tra baớng
I.102/STQTTB1/94:
à
H20
= 1,42.10
-3
Ns/m
2

1
= 7
o
C
à
H20
= 1,73.10
-3
Ns/m
2

2
= 1
o
C
Thay vaỡo (*):
K =

=


21
21

tt

=


17
5060
1,67
Dung dởch NaOH 17.14% coù t
s2
= 77,4
o
C, suy ra à
NaOH
ồớ nhióỷt õọỹ õoù bũng :

=


7
604.80
1

1,67

Suy ra
H2O
= 17,4
o
C à
H20
= 1,0722.10
-3
Ns/m
2
Vỏỷy, à
2
cuớa NaOH = 1,0722.10
-3
Ns/m
2
3.2 Hóỷ sọỳ truyóửn nhióỷt cuớa dung dởch:(QTTB
& CNHH
1
/207)
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang20
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
Hỏửu hóỳt caùc chỏỳt loớng õóửu coù õọỹ dỏựn nhióỷt giaớm
khi nhióỷt õọỹ tng (trổỡ nổồùc vaỡ Glyxórin).ọỳi vồùi chỏỳt
loớng,õọỹ dỏựn nhióỷt coù thóứ tờnh theo cọng thổùc sau:

dd
= Ac
p

M

3
, (W/m.õọỹ)
A - Hóỷ sọỳ phuỷ thuọỹc vaỡo mổùc õọỹ lión kóỳt cuớa chỏỳt
loớng; A=3.58.10
-8
;
C
p
- Nhióỷt dung rióng cuớachỏỳt loớng, J/kg.õọỹ;
- Khọỳi lổồỹng rióng cuớa chỏỳt loớng, kg/m
3
;
M - Phỏn tổớ lổồỹng cuớa chỏỳt loớng;
m
i
nọửng õọỹ phỏửn mol;
M = m
i
.M
dd
+(1-m
i
)M
H2O
*Nọửi 1:
m
1
=

OHNaOH
NaOH
M
x
M
x
M
x
2
11
1
1
+
=
18
1263.01
40
1263.0
40
1263.0

+
=0,061
M
1
= 0.061*40 + ( 1-0.061)*18 = 19.342
Tra baớng I.34 STQTTB
1
/34 :dung dởch NaOH coù
12.63% coù t

s1
=111,5
o
C,coù
1
= 1121,05 kg/m
3
Suy ra :
1
=Ac
p

M

3
=3.58.10
-8
*3657,3*1121,05
342,19
05,1121
3
= 0,568 (W/m.õọỹ)
*Nọửi 2:
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang21
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
m
2
=
OHNaOH
NaOH

M
x
M
x
M
x
2
22
2
1
+
=
18
1714.01
40
1714.0
40
1714.0

+
= 0.0857
M
2
=0.0857*40 + (1-0.0857)*18 =
19.89
Tra baớng I.34 STQTTB
1
/22 :dung dởch NaOH coù
17.14 % coù t
s2

=77,4
o
C,coù
2
= 1158 kg/m
3

2
= Ac
p

M

3
=
3,58.10
-8
* 3468,5*1158
342,19
1158
3
= 0,5625 W/m.õọỹ)
*Hóỷ sọỳ cỏỳp nhióỷt:
Quaù trỗnh truyóửn nhióỷt gọửm 3 giai õoaỷn:
-Nhióỷt truyóửn tổỡ hồi õọỳt õóỳn mỷt ngoaỡi cuớa ọỳng
truyóửn nhióỷt vồùi hóỷ sọỳ cỏỳp nhióỷt
1
vaỡ nhióỷt taới rióng q
1
-Dỏựn nhióỷt qua thaỡnh ọỳng

-Nhióỷt truyóửn tổỡ bóử mỷt ọỳng õóỳn dung dởch vồùi hóỷ
sọỳ cỏỳp nhióỷt
2
Ta coù : t
1
= t
hõ
- t
T1
t
2
= t
T2
- t
o
dd
t = t
1
+ t
2
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang22
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt

1
2

tht
Hỗnh 2.2
3.2.1 Hóỷ sọỳ cỏỳp nhióỷt
1

phờa hồi ngổng tuỷ.
Vồùi ọỳng truyóửn nhióỷt õỷt thúng õổùng thỗ hóỷ sọỳ cỏỳp
nhióỷt õọỳi vồùi hồi baợo hoaỡ ngổng tuỷ õổồỹc tờnh theo cọng
thổùc 7.63 QTTB & CNHH
1
/231

1
= 2.04
4
1
22
Ht
r

à

Trong õo:ù r : ỏứn nhióỷt ngổng tuỷ cuớa hồi nổồùc baợo hoaỡ,
J/kg;
H : Chióửu cao õổùng cuớa thióỳt bở, m;
:khọỳi lổồỹng rióng cuớa nổồùc ngổng

1
= 2.04.A
4
1
Ht
r

, W/m

2
õọỹ
A :hóỷ sọỳ phuỷ thuọỹc nhióỷt õọỹ maỡng t
m
=
2
11 T
tt +
Trong õoù: t
1
=t
1
- t
T1

t
m
=t
hd
-
2
1
t
3.2.2 Hóỷ sọỳ cỏỳp nhióỷt
2
phờa dung dởch sọi:
Hóỷ sọỳ cỏỳp nhióỷt khi chỏỳt loớng sọi õổồỹc tờnh theo cọng
thổùc .7.70QTTB
1

2
= .
n
;W/m
2
.õọỹ
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang23
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
Vồùi
n
:hóỷ sọỳ cỏỳp nhióỷt cuớa nổồùc, W/m
2
.õọỹ

n
= 3.14p
0.15
q
.0.7
, W/m
2
.õ
Maỡ = (
n
dd


)
0.565
[(

n
dd


)
2
(
n
dd
C
C
) (
dd
n
à
à
)]
0.435
(7-71)(QT vaỡ
TBCNHH T1 )
*Tờnh cho nọửi 1:
-Tờnh
1
:

1
= 2.04.A
4
1
Ht

r

, (W/m
2
õọỹ)
Vồùi H : chióửu cao ọỳng truyóửn nhióỷt (Choỹn H =4 m)
-Giaớ thióỳt :t
1
= t
1
- t
T1
=2,1
o
C
t
T1
= t
1
- t
1
= 142,9-2,1 = 140,8
o
C
Nhióỷt õọỹ maỡng :
t
m
=
2
11 T

tt +
=
2
2
11
tt
=
2
1,29.142*2
= 141,85
o
C
Suy ra A = 196,7 (VII.64/231CSLTQTTB
1
)
Tổỡ t
1
= 142.9
o
C, suy ra r
1
= 2139,5.10
3
(J/kg)
( STQTTB I/313)

1
= 2.04.A
4
1

Ht
r

= 2,04* 196,7
4
3
4.1,2
10.5,2139
=
9014,5 (W/m
2
õọỹ)
q
1
=
1
. t
1
= 9014,5 * 2,1 = 18930,45 (W/m
2
)
-Tờnh
2
:

n
= 3,14(p
tb
)
0.15

(q
1
)
0.7
= 3,14(1,41)
0.15
(18930,45)
0.7
= 3260,8 W/m
2
õọỹ
Bng 1.6
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang24
ọử aùn mọn hoỹc Khoa hoaù kyợ thuỏỷt
(W/m.õọỹ
)

dd
(kg/m
3
) C(J/kgõọỹ
)
à(Ns/m
2
)
Dung
dởch
0,568
1190 3657,3 0,8508.10
-

3
Nổồùc 2,1965 944,54 2071,5 0,2356.10
-
3
Chuù thờch:
Tra baớng I.129STQTTB
1
/133.
H2O
(t
s1
= 111,5
o
C,
p
tb
= 1,41 atm) = 2,1965 (W/m.õọỹ)
Tra baớng I.1.5STQTTB
1
/11
H2O
(t
s1
= 111,5

o
C ) = 944,54 (kg/m
3
)
Tra baớng I.149STQTTB

1
/168 C
n
(t
s1
= 111,5
o
C ,
p
tb
= 1.41 atm) = 2071,5 (J/kgõọỹ)
Tra baớng I.104 STQTTB
1
/96 à
n
=

0,2356

.10
-3

Ns/m
2
Suy ra: = (
n
dd


)

0.565
[(
n
dd


)
2
(
n
dd
C
C
) (
dd
n
à
à
)]
0.435
= (
1965,2
568,0
)
0.565
[(
54,944
1190
)
2

(
5,2071
3,3657
) (
3
3
10.8508,0
10.2356,0


)]
0.435
= 0,417
Vỏỷy :
2
= .
n
= 0,417 * 3260,8 = 1359,75
W/m
2
.õọỹ
Nhióỷt taới qua tổồỡng:
q
t
=


r
tt
TT 21

(*)
Trong õoù:r =r
1
+r
2
+r
3
SVTH :Họử Vn Huỡng Trang25