2 truyền khối giữa hai pha kho tài liệu học tiếng anh

QT & TB TRUYỀN KHỐI
MMH: 605067

BỘ MÔN: QT & TB CNHH
KHOA:
KỸ THUẬT HOÁ HỌC
TRƯỜNG: ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM
NGƯỜI SOẠN: PGS.TS. Trịnh Văn Dũng

22.09.2013

Truywnf khối A

MSMH: 605067

1


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.1 Đònh nghóa và phân loại
2.2 Cân bằng pha
2.3 Cân bằng vật chất
2.4 Động lực quá trình truyền khối
2.5 Tốc độ quá trình truyền khối

22.09.2013

Truywnf khối A

MSMH: 605067

2


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.1 Đònh nghóa và phân loại
Truyền khối giữa hai pha là gì?
Được chia thành mấy loại?
•Quá trình: di chuyển vật chất từ pha này sang pha khác
•
khi hai pha tiếp xúc nhau
•Cấu tử di chuyển gọi là cấu tử khuếch tán

22.09.2013

Truywnf khối A

MSMH: 605067

3


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.1 Đònh nghóa và phân loại
No

Tê n gọ i

Chiề u di
chuyể n

Ý nghóa

Ví dụ

1

Hấ p thụ

K(H)  L

Quá trình hú t khí (hơi) bằ ng chấ t lỏ ng

Hú t CO2, H2S từ khí thả i; nạ p CO2
và o bia …

2

Nhả hấ p thụ

LK

3

Chưng cấ t

LH

22.09.2013

Tá ch chấ t đã bò hấ p thụ ra khỏ i dung
mô i
Tá ch hỗ n hợ p lỏ ng thà nh cá c cấ u tử
riê ng biệ t nhờ độ bay hơi khá c nhau

Truywnf khối A

Nhả CO2 ra khỏ i dung dòch bia …
Tá ch rượ u ra khỏ i nướ c, tá ch cá c
cẩ u tử ra khỏ i hỗ n hợ p dầ u thô …

MSMH: 605067

4


CHƯƠNG 1
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.1 Đònh nghóa và phân loại
No

Tê n gọ i

Chiề u di
chuyể n
LL

4

Trích ly
RL

5

Sấ y

6

Hấ p phụ

7

Trao đổ i ion

22.09.2013

Ý nghóa

Ví dụ

Tá ch cá c chấ t củ a hỗ n hợ p lỏ ng bằ ng Tá ch axit axetic ra khỏ i nướ c bằ n g
dung mô i khô ng tan trong dung mô i ban
benzen, axeton bằ ng Clorua
đầ u
benzen ...
Tá ch cá c chấ t trong chấ t rắ n bằ n g dung Tá ch dầ u ă n khỏ i đậ u tương bằ ng
mô i
hecxan, tá ch cafein bằ n g nướ c …

Tá ch ẩ m ra khỏ i vậ t liệ u bằ ng cá ch cấ p Sấ y gỗ , hoa quả , bộ t giặ t, cafe tan
nhiệ t cho ẩ m bay hơi
bộ t nê m knor …
ướ p trà bằ ng hương sen, tá ch mù i,
Hú t cá c chấ t từ khí (hơi) hay lỏ n g bằ ng
mầ u từ dung dòch bằ ng than hoạ t
chấ t rắ n xố p
K(H) hay L 
tính …
R
Là m mề n nướ c, sả n xuấ t NaOH
Hấ p phụ giữ a dung dòch điệ n ly và nhự a
từ dung dòch nướ c khô ng điệ n
trao đổ i (ionit)
phâ n …
RK

Truywnf khối A

MSMH: 605067

5


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.1 Đònh nghóa và phân loại
No

Tê n gọ i

Chiề u di
chuyể n

Ý nghóa

Ví dụ

8

Thă ng hoa

RK

Bố c hơi trự c tiế p từ pha rắ n

Sấ y sả n phẩ m thự c và dượ c phẩ m
ở nhiệ t độ thấ p …

9

Hò a tan

RL

10

Kế t tinh

LR

11 Mà ng bá n thấ m

22.09.2013

Phâ n bố cá c cấ u tử củ a pha rắ n và o
dung dòch
Tá ch cá c chấ t tan từ dung dòch nướ c,
hay kế t khố i dung dòch nó ng chả y

Hò a tan muố i, đườ ng và o nướ c …
Kế t tinh đườ ng, muố i, bộ t ngọ t …

K - M - K hay Tá ch cá c chấ t từ hỗ n hợ p khí hay lỏ ng Siê u, vi lọ c, điệ n thẩ m tích … trong
L-M-L
bằ ng mà ng bá n thấ m
lọ c nướ c

Truywnf khối A

MSMH: 605067

6


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.2 Cân bằng pha
Cân bằng pha là gì?

Xây dựng đường cân bằng: y* = f(x) như thế nào?
Xây dựng y* = f(x) để làm gì?

22.09.2013

Truywnf khối A

MSMH: 605067

7


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.2 Cân bằng pha
Xây dựng đường cân bằng: y* = f(x)
a) Hệ lý tưởng: dùng các đònh luật nhiệt động học
đònh luật Henry
đònh luật Raoult
đònh luật phân bố
phương trình Lang Muyr
b) Hệ thực: dùng thực nghiệm

22.09.2013

Truywnf khối A

MSMH: 605067

8

CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.3 Cân bằng vật chất
Mục đích:
- Tính năng suất
- Xây dựng đường làm việc
Đường làm việc là gì?

22.09.2013

Truywnf khối A

MSMH: 605067

9


CHƯƠNG 1
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.3 Cân bằng vật chất
Nguyên lý chung:

lượng vào +  lượng có sẵn =  lượng ra +  lượng còn lại

Lập cân bằng cho:
- Quá trình một bậc
- Quá trình tiếp xác pha liên tục xuôi chiều
- Quá trình tiếp xúc pha liên tục ngược chiều

- Quá trình tầng bậc

22.09.2013

Truywnf khối A

MSMH: 605067

10


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.4 Động lực quá trình truyền khối:
Động lực quá trình TK là gì?
Xác đònh như thế nào?
Động lực là hiệu số dương giữa nồng độ làm việc
cân bằng

22.09.2013

Truywnf khối A

MSMH: 605067

11


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA

2.4 Động lực quá trình truyền khối:
Động lực quá trình TK là gì?
Xác đònh như thế nào?
Động lực QTTK: hiệu số dương của nồng độ làm việc
nồng độ cân bằng
•
Nếu y > y*: y (I)  x (II) động lực: y = y – y*;
•
x = x*  x;
•
Nếu y < y*: x (II)  y (I) động lực: y = y* – y;
•
x = x – x* ;
Nếu: y = y*, x* = x thì: y = x = 0
22.09.2013

Truywnf khối A

MSMH: 605067

12


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.4 Động lực quá trình truyền khối:
Động lực quá trình TK là gì?
Xác đònh như thế nào?
y
y*

y
x

22.09.2013

Truywnf khối A

MSMH: 605067

x

13


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.4 Động lực quá trình truyền khối:
y TB

x TB

y1  y 2

y1
ln
y 2
x1  x 2

x1
ln

x 2

22.09.2013

y2

H

x2
y

h

x

H

y1 x1

Truywnf khối A

x2

y*2 y2
y* y

x

x1

y*1

y1
x, y

MSMH: 605067

14


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
Tính toán thiết bò truyền khối nhằm:
Xác đònh điều kiện hoạt động tối ưu của thiết bò;
Xác đònh các kích thước chính: đường kính,
chiều cao hay chiều dài
Cuối cùng tính toán kết cấu: kiểm tra độ bền
bề dày, bu lông
bích nối …
22.09.2013

Truywnf khối A

MSMH: 605067

15


CHƯƠNG 2

TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
2.5.1 Tính đường kính kính:

G

0,785w
Trong đó: G – lưu lượng, m3/s;
w – tốc độ pha liên tục, m/s;

22.09.2013

Truywnf khối A

MSMH: 605067

16


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
2.5.2 Tính chiều cao:
Có nhiều phương pháp để xác đònh chiều cao:
1) Tính theo phương trình và hệ số truyền khối;
2) Tính theo số đơn vò và chiều cao của đơn vò truyền khối;
3) Tính theo số đóa lý thuyết và chiều cao của đóa lý thuyết;
4) Tính theo số đóa thực và khoảng cách giữa hai đóa;

22.09.2013

Truywnf khối A

MSMH: 605067

17


CHƯƠNG 1
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
1) Tính theo phương trình và hệ số truyền khối;

G  y1  y2  L x2  x1  G  y1  y2  L x2  x1 



H
K y aSyTB K x aSxTB K yV SyTB K xV SxTB
1
1 m 


K y  y  x 
Kx
  Ky 
1
1
1
m



K x m y  x 
22.09.2013

Truywnf khối A

MSMH: 605067

18


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
1) Tính theo phương trình và hệ số truyền khối;

1



y
1

x
1

y





22.09.2013

1

hay y x Ky  y

x
1

y
1

x

Khí dễ hồ tan

hay  x   y  K x   x Khí khó hồ tan

hay  y   x  K y 
Truywnf khối A

1
1

y



m

x

MSMH: 605067

19


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
2) Tính theo số đơn vò và chiều cao của đơn vò truyền khối;

n0 y

y1  y 2

y TB

h0 y

n0 x

x1  x 2

x TB

L
h0 x 

K x aS

G

K y aS

H  n 0 y h0 y  n 0 x h0 x
22.09.2013

Truywnf khối A

MSMH: 605067

20


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
2) Tính theo số đơn vò và chiều cao của đơn vò truyền khối;

dy 
n0 y
y y  y * 
1
Phương pháp xác đònh số đơn vò

x2
x1  x2
dx  truyền khối

nox 
 *

x
x
xTB

x1

y1  y 2


yTB

22.09.2013

y2

Truywnf khối A

MSMH: 605067

21


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
3) Tính theo số đóa lý thuyết và chiều cao của đóa lý thuyết;
Đóa lý thuyết (bậc thay đổi nồng độ) là gì?

yn

hD

xn-1

yn = y*n

n

yn+1

y

xn

yn+1

xn = x*n

22.09.2013

Truywnf khối A

xn-1

MSMH: 605067

x
22

CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
3) Tính theo số đóa lý thuyết và chiều cao của đóa lý thuyết;
Đóa lý thuyết (bậc thay đổi nồng độ) là gì?
yn

hD

xn-1

H  nt hD

n

yn+1

22.09.2013

Chiều cao của thiết bò:

xn

hD
0, 2  G 
 5,2 Re  
d td
L

Truywnf khối A

0 , 35

 

 K





MSMH: 605067

0, 2

 L 
log

 mG 
mL
1
G
23


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
4) Tính theo số đóa thực và khoảng cách giữa hai đóa;

y

yn  yn1 AB

EMy  *

yn  yn1 AC

xn1  xn AE 

EMx 
*
xn1  xn AF 

C

y*n
yn

B

yn+1 F E

xn
22.09.2013

Truywnf khối A

A
xn-1

MSMH: 605067

x
24


CHƯƠNG 2
TRUYỀN KHỐI GIỮA HAI PHA
2.5 Động học quá trình truyền khối:
4) Tính theo số đóa thực và khoảng cách giữa hai đóa;

nt
E0 
ntt

h

nt
 ntt 
E0

h
h
H


 n t
H  ntt  1h  H  
 1 h  H


 E0

22.09.2013

Truywnf khối A

h
h
h
h

MSMH: 605067

25