thiết bị chưng cất sử dụng hơi nước

LOGO
CHỦ ĐỀ: THIẾT BỊ CHƯNG CẤT
SỬ DỤNG HƠI NƯỚC
CHÀO MỪNG THẦY VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI
BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM 12
CHÀO MỪNG THẦY VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI
BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM 12
Danh sách nhóm
Mai Thanh Tuấn A
Trần Thái Thị Hồng Uyên A
Trương Hoàng Vũ A
Trương Thị Thúy Vân A
Hrăm Buôn Yã A-
Phạm Thị Mỹ Tuyên A-
Mở đầu
•
Ngày nay cùng với sự phát triển vượt bậc của nền công nghiệp thế giới và nước
nhà, các ngành công nghiệp rất cần nhiều hóa chất có độ tinh khiết cao.
•
Chưng cất là một trong những quá trình được ứng dụng từ lâu đời và nghiên cứu
rất kĩ lưỡng. Nó được áp dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm, sinh học và
hóa chất chế biến rượu, cồn, tinh dầu dầu thực vật điều chế oxi, lọc dầu…
I. LÝ THUYẾT CHƯNG CẤT:
•
Chưng cất: là quá trình phân tách hỗn hợp lỏng (hoặc khí lỏng) thành các cấu tử riêng biệt
dựa vào sự khác nhau về mức độ bay hơi của chúng (hay nhiệt độ bay hơi ở cùng áp suất),
bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần quá trình bay hơi – ngưng tụ, trong đó vật chất đi từ pha
lỏng vào pha hơi hoặc ngược lại.
•
Nguyên tắc: dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử.
•

Sản phẩm:
–
Đỉnh: cấu tử có độ bay hơi lớn – nhiệt độ sôi thấp
–
Đáy: cấu tử có độ bay hơi kém – nhiệt độ sôi cao
II. BẢN CHẤT, MỤC ĐÍCH CÔNG NGHỆ VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG.
•
Bản chất:
Chưng cất là phương pháp tách hỗn hợp chất lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa
vào sự khác nhau về độ bay hơi của chúng bằng cách lặp đi lặp lại nhiều lần quá
trình bay hơi và ngưng tụ.
•
Mục đích công nghệ và phạm vi sử dụng:
-Mục đích chuẩn bị: thô chế, làm sạch các tạp chất thô, ví dụ: các chất keo, nhựa, bẩn…trong
quy trình sản xuất rượu hoặc thô chế tinh dầu.
-Mục đích khai thác thu nhận sản phẩm như cất cồn, cất rượu, cất các loại tinh dầu.
-Mục đích nâng cao chất lượng sản phẩm, đó là quá trình tinh chế, ví dụ tinh chế cồn, tinh chế
các loại tinh dầu có giá trị kinh tế cao….
II. BẢN CHẤT, MỤC ĐÍCH CÔNG NGHỆ VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG.
III. PHÂN LOẠI
Theo nguyên lý làm việc:
•
Chưng cất đơn giản (gián đoạn): thường được sử dụng trong các trường hợp sau:
-
Khi nhiệt độ sôi của các cấu tử khác xa nhau.
-
Không đòi hỏi sản phẩm có độ tinh khiết cao.
-
Tách hỗn hợp lỏng ra khỏi tạp chất không bay hơi.
-

Tách sơ bộ hỗn hợp nhiếu cấu tử.
•
Chưng cất bằng hơi nước trực tiếp: dùng để tách các hỗn hợp gồm các chất khó bay hơi và tạp chất không bay
hơi, thường được ứng dụng trong trường hợp chất được tách không hòa tan vào nước.
•
Chưng chân không: dùng trong trường hợp cần hạ thấp nhiệt độ sôi của cấu tử. Đối với cấu tử có nhiệt độ sôi quá
cao hay trường hợp các cấu tử trong hỗn hợp dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao.
Theo áp suất làm việc:
•
Áp suất thấp.
•
Áp suất thường.
•
Áp suất cao.
III. PHÂN LOẠI
Theo phương pháp cấp nhiệt ở đáy tháp:
•
Cấp nhiệt trực tiếp: thường là đối với hệ nước-acid acetic.
III. PHÂN LOẠI
•
Cấp nhiệt gián tiếp: thường được áp dụng trường hợp chất được tách không tan
trong nước.
III. PHÂN LOẠI
IV. Các phương pháp chưng cất hơi nước
•
Trong công nghiệp, người ta chia các phương pháp chưng cất hơi nước
ra làm 3 loại:
–
Chưng cất bằng nước.
–

Chưng cất bằng nước và hơi nước.
–
Chưng cất bằng hơi nước.
1. Chưng cất bằng nước.
Trong trường hợp này, nước phải kín nguyên liệu, nhưng phải chừa một khoảng không gian
tương đối lớn phía trên lớp nước, để tránh khi nước sôi mạnh làm văng chất nạp qua hệ thống
hoàn lưu. Nhiệt cung cấp có thể đun trực tiếp bằng củi lửa hoặc đun bằng hơi nước dẫn từ nồi
hơi vào (sử dụng bình có hai lớp đáy).
Trong trường hợp chất nạp quá mịn lắng chặt xuống đáy nồi gây hiện tượng cháy khét nguyên
liệu ở mặt tiếp xúc với đáy nồi, lúc đó nồi phải trang bị những cánh khuấy trộn đều bên trong
trong suốt thời gian chưng cất.
IV. Các phương pháp chưng cất hơi nước.
2. Chưng cất bằng nước và hơi nước.
Trong phương pháp này, nguyên liệu được xếp trên một vỉ đục lỗ và nồi cất được đổ nước sao cho nước không
chạm đến vỉ.
Nhiệt cung cấp có thể là ngọn lửa đốt trực tiếp hoặc dùng hơi nước từ nồi hơi dẫn vào lớp bao chung quanh phần
đáy nồi.
IV. Các phương pháp chưng cất hơi nước.
3. Chưng cất bằng hơi nước:
Hơi nước tạo ra từ nồi hơi, thường có áp suất cao hơn không khí, được đưa thẳng vào bình chưng cất. Trong kỹ
nghệ ngày nay phương pháp này thường dùng để chưng cất tinh dầu xả… hoặc chưng cất các phần tử nặng
trong chế biến dầu mỏ.
IV. Các phương pháp chưng cất hơi nước.
V. THIẾT BỊ CHƯNG CẤT:
•
Trong sản xuất thường sử dụng rất nhiều loại tháp chưng cất, nhưng chúng đều
có một yêu cầu cơ bản là diện tích bề mặt tiếp xúc pha phải lớn, điều này phụ
thuộc vào độ phân tán của lưu chất này vào lưu chất kia.
•
2 loại thường dùng là tháp mâm và tháp chêm (tháp đệm).

I. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của thiết bị chưng cất.
1. Tháp mâm.
1.1 Tháp mâm xuyên lỗ.
1.2 Tháp mâm chóp.
2. Tháp chêm.( tháp đệm).
V. THIẾT BỊ CHƯNG CẤT:
1.1 THÁP MÂM:
•
Thân tháp hình trụ, thẳng đứng phía trong có gắn các mâm có cấu tạo khác nhau để chia thân tháp
thành các đoạn bằng nhau, trên mâm pha lỏng và pha hơi được tiếp xúc với nhau. Tùy theo cấu tạo
của đĩa ta có:

Tháp mâm chóp: trên mâm có chóp dạng tròn hay một dạng khác, có rãnh xung quanh để pha khí
đi qua và ống chảy chuyền có hình tròn.

Tháp mâm xuyên lỗ: trên mâm bố trí các lỗ có đường kính 0,8-8mm được bố trí trên các đỉnh tam
giác đều, chiều dày của đĩa lấy bằng 0,5-0,8mm đường kính của lỗ.
www.themegallery.com
1. Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của thiết bị chưng cất.
1.2 Tháp mâm xuyên lỗ
1. Ống hơi bay ra
2. Ống hoàn lưu
3. Phần cất
4. Phần chưng
5. Ống hơi vào
6. Ống lỏng ra
7. Mâm
8. Ống nhập liệu
1.2 Tháp mâm xuyên lỗ
Nguyên lí hoạt động:

-Hỗn hợp nhập liệu được đưa vào tháp qua ống nhập liệu(8), trong tháp chưng cất pha lỏng và pha hơi tiếp xúc với
nhau trên mâm dẫn đến cấu tử nhẹ bị lôi cuốn lên trên đỉnh còn cấu tử nặng thì chảy xuống đáy theo ống chảy chuyền.
-Tại đáy tháp, hỗn hợp lỏng được tháo ra qua ống(6) , một phần được lấy làm sản phẩm đáy, phần còn lại qua nồi đun
đáy tháp hóa hơi và quay lại tháp chưng cất qua ống(5).
-Tại đỉnh tháp, hơi ra khỏi tháp qua ống (1) rồi đi vào thiết bị ngưng tụ thành lỏng-sôi. Một phần được lấy làm sản
phẩm đỉnh, phần còn lại hoàn lưu lại tháp qua ống hoàn lưu (2).
1.3 Tháp mâm chóp.
1. Ống hơi bay ra.
2. Ống hoàn lưu.
3. Phần cất.
4. Phần chưng.
5. Ống hơi vào.
6. Ống lỏng ra.
7. Mâm.
8. Ống nhập liệu.
1
2
3
4
5
1
6
7
7
8
1.3 Tháp mâm chóp.
•
Nguyên lí hoạt động:
-Tương tự như mâm xuyên lỗ, khác ở chổ hơi đi từ dưới lên qua chóp và tiếp xúc với
dòng lỏng làm bốc hơi cấu tử nhẹ.

•
Hỗn hợp nhập liệu được đưa qua hệ thống gia nhiệt nguyên liệu (3) và đưa vào tháp
qua ống nhập liệu. trong tháp chưng cất(2) pha lỏng và pha hơi tiếp xúc với nhau trên
mâm dẫn đến cấu tử nhẹ bị lôi cuốn lên trên đỉnh còn cấu tử nặng thì chảy xuống đáy
theo ống chảy chuyền.
•
Tại đáy tháp, hỗn hợp lỏng được tháo ra, một phần được lấy làm sản phẩm đáy, phần
còn lại qua nồi đun bốc hơi, hóa hơi và quay lại tháp chưng cất qua ống hơi vào.
•
Khi hơi đi ra từ đỉnh tháp, pha hơi đã có nồng độ chất dễ bay hơi như ý muốn, nó được
đưa qua thiết bị ngưng tụ hồi lưu(4) làm mát bằng nước.một phần pha hơi được biến
thành pha lỏng có nồng độ xem như của pha hơi, từ thiết bị ngưng tụ hồi lưu(4) chảy về
đỉnh tháp (chảy vào đĩa trên cùng). Phần hơi còn lại sẽ được ngưng tụ hết ở thiết bị
ngưng tụ làm lạnh(5),làm mát bằng nước sản phẩm lỏng chảy qua thiết bị đo nồng độ rồi
xuống thùng chứa.
•
Dòng lỏng hồi lưu có nồng độ cao ở đỉnh tháp, giảm dần khi xuống đáy tháp theo dòng chảy
trong tháp.Theo thời gian làm việc thì nồng độ thành phần dễ bay hơi trong nồi nấu và trong pha
hơi bay lên, liên tục giảm xuống.Đến khi nào pha lỏng còn lại trong nồi có nồng độ chất dễ bay
hơi theo như tính toán thì dừng quá trình chưng cất(ngừng cấp hơi đốt).Tháo cặn bã ra khỏi nồi
nấu qua thiết bị làm nguội sản phẩm đáy(6).Nếu cặn bã còn giá trị kinh tế thì được gọi là sản
phẩm đáy.Khi cặn bã không có giá trị kinh tế thì xử lí như chất thải rồi trả về môi trường thiên
nhiên.