đồ án tháp hấp thụ SO2

PHẦN MỞ ĐẦU
**********
Trong suốt hơn 20 năm thực hiện công cuộc đổi mới , đất nước ta đó
cú những bước phỏt triển vượt bậc trên tất cả các lĩnh vực : kinh tế,chính trị,
văn hoá, giáo dục, đời sống… Đặc biệt là nền kinh tế nước ta đó cú những
thành tựu đáng kể .Nhiệm vụ đưa nước ta trở thành một nước công nghiệp tiên
tiến trên thế giới vào năm 2020 đang có tính khả thi hơn bao giờ hết. Tuy nhiên
với một xuất phát điểm thấp cộng thêm bị chiến tranh tàn phá nặng nề cho nên
việc phát triển kinh tế cũng gặp không ít những khó khăn, trở ngại .Một trong
những vấn đề nan giải đó là phát triển kinh tế nhưng vẫn đảm bảo một môi
trường sống an toàn, trong sạch .Vấn đề môi trường ngày càng được quan tâm
không chỉ từ phía những nhà quản lí mà cũn được nhiều nhà sản xuất coi trọng
.Trong nhiều năm trước đây, chúng ta chỉ chú trọng tới việc phát triển kinh tế
của từng ngành, từng địa phương mà quên mất việc xử lí ô nhiễm công
nghiệp .Xu thế phát triển chung của thế giới hiện nay là phát triển bền vững,
phát triển đi đôi với bảo vệ môi trường, bởi vậy nhiều dây chuyền xử lí các loại
chất thải công nghiệp được lắp đặt và hoạt động có hiệu quả đó gúp phần
khụng nhỏ vào việc giảm thiểu ụ nhiễm .Trong những loại khí thải gây ảnh
hưởng xấu đến môi trường phải kể tới khí HCl . Đây là một axít có nhiều ứng
dụng trong công nghiệp như : điều chế cỏc hợp chất hữu cơ như nhựa PVC ,
clo hoá các hợp chất hữu cơ (đặc biệt là cỏc hidrocacbon )…Theo thống kờ
trờn thế giới có khoảng 20 triệu tấn axít được sản xuất hàng năm .Nếu không
xử lí hỗn hợp khí có chứa axít HCl mà thải trực tiếp ra ngoài môi trường có thể
làm giảm pH của một khu vực, gây ra hiện tưọng mưa axít huỷ hoại các công
trỡnh kiến trỳc và hệ sinh thỏi, ngoài ra cũn gõy ảnh hưởng trực tiếp tới sức
khoẻ của dân cư sống xung quanh.Bởi vậy, nhiệm vụ xử lí hỗn hợp khí có chứa
HCl trước khi thải ra ngoài môi trường là yêu cầu tất yếu đối với tất cả các cơ
sở công nghiệp (đặc biệt là các cơ sở có sử dụng và thải ra khí này) . Để xử lí
hỗn hợp khí HCl thỡ phương pháp hấp thụ là phương pháp đơn giản và hiệu
quả nhất .Với phương pháp này chúng ta có thể hấp thụ từ 80 tới trên 90%
lượng HCl có trong hỗn hợp khí .Sau đây tôi xin được giới thiệu bản thiết kế

thỏp đệm cú hấp thụ khí HCl với dung môi là nước . Đây cũng chính là nhiệm
vụ đồ án môn học các quá trỡnh cơ bản trong công nghệ hoá học đối với sinh
viên ngành công nghệ môi trường năm thứ 4, trường đại học Bách Khoa Hà
Nội.

1


Phần I. Tính toán thiết kế tháp
I. cân bằng vật liệu
I.1. Chuyển đổi đơn vị
* Chuyển nồng độ thể tích sang nồng độ phần mol tương đối
Yd: nồng độ phần mol tương đối của HCl trong hỗn hợp khí (kmol/kmol khí
trơ)
y
Yd  d
1  yd
=> Yd =0,01 ( kmol HCl/kmol khớ trơ).
- Mặt khỏc hiệu suất hấp thụ là  = 95%.
Gọi Yc : nồng độ cuối của HCl trong hỗn hợp khớ (kmol HCl/kmol khớ trơ).
  =

Yd  Yc
= 0,95  Yd - Yc = 0,95Yd  0,05Yd = Yc .
Yd

 Yc = 0,05 . 0,01 = 5.10-4 ( kmol HCl/kmol khớ trơ).

yc : nồng độ phần mol của khớ cần hấp thụ trong hỗn hợp
y

d
Yd = 1  y =0.01  yd = 0.0099 (kmol HCl/kmol hỗn hợp khớ).
d

Nồng độ mol tương đối trung bỡnh :
Ytb =

Yd  Yc
0,01  5.10  4
=
= 5,25.10-3 (kmol HCl/kmol khớ trơ).
2
2

Nồng độ phần mol trung bỡnh :
Ytb
5,25.10  3
-3
ytb = 1  Y =
 3 = 5,22.10 (kmol HCl/kmol hỗn hợp khớ).
1  5,25.10
tb

*Chuyển đổi đơn vị lưu lượng từ Nm3/h trở về đơn vị kmol/h :
Theo đề bài ta cú lưu lượng khớ thải vào thỏp Q = 10000 (Nm3/h).
- Do ở điều kiện tiờu chuẩn  lưu lượng khớ thải :
Q

10000

QV = 22,4 = 22,4 = 446,43 (kmol/h).
1.2 Thiết lập phương trỡnh đường cõn bằng :
Phương trỡnh đường cõn bằng cú dạng :
mX

Y = 1  (1  m) X (kmol HCl/kmol khớ trơ).[II]

2


Y

X = (m  1)Y  m (kmol HCl/kmol khớ trơ).[II]
Với m =


là hằng số cõn bằng pha. [II]
P

 : hệ số Henry (mmHg)

P : ỏp suất chung của hỗn hợp.
Do HCl là một chất khớ cũng dễ hũa tan trong nước cho nờn ở đõy toi chọn
thụng số ban đầu P = 1 atm; T = 25 oC.
Tra bảng IX.1 ta cú : ỉHCl ( 25OC) = 0,00215.106 (mmHg)
m=

0, 00215.106
= 2,829

1.760

 Phương trỡnh cõn bằng :

Thay cỏc giỏ trị vào ta cú :
2,829 X

Y = 1  1,829 X (kmol HCl/kmol khớ trơ).
Y

X = 1,829  2,829Y ( kmol HCl/ kmol H2O)
Theo bài dung mụi ban đầu là nước, nồng độ ban đầu trong nước của HCl là
0
 Xd = 0.

1.3 Phương trỡnh đường làm việc của thỏp :
Phương trỡnh cõn bằng vật liệu đối với khoảng thể tớch thiết bị kể từ
một tiết diện bất kỡ tới phần trờn của thiết bị:
Gtr ( Y – Yc ) = Gx ( X – Xd ).
Trong đú :
Xd : nồng độ ban đầu của cấu tử cần hấp thụ trong dung mụi
( kmol HCl/ kmol H2O).
Yc : nồng độ cuối của cấu tử cần hấp thụ trong hỗn hợp khớ (kmol/kmol khớ
trơ).
Gx : lưu lượng dung mụi đi vào thiết bị hấp thụ ( kmol/h )
Gtr : lượng khớ trơ đi vào thiết bị hấp thụ ( kmol/h ).
Từ phương trỡnh cõn bằng vật liệu ta cú:
- Lưu lượng khớ trơ :
Gtr = Gy ( 1 – yd ) = 446,43 ( 1- 0,0099 ) = 442,01 (kmol/h).
3

Do đề bài khụng cho nồng độ cuối của dung mụi , bởi vậy chỳng ta
phải chọn để đạt được yờu cầu của bài toỏn thiết kế đề ra.
Ta cú :
Yd

Xcmax = m  (m  1).Y
d

[II]

0, 01

= 2,829  (2,829  1).0, 01 = 0,0035 ( kmol/kmol dungmụi).
Yd  Yc

Gxmin = Gtr. X  X = 442,01.
cm
d

0, 01  5, 25.104
0, 0035  0

= 1199,14 (kmol/h).
Gx = õ. Gxmin .
Người ta thường chọn õ = 1,2 : 1,25. Ở đõy chọn õ = 1,2.
 Gx = 1,2 . 1199,74 =1439,69 ( kmol/h).
- Phương trỡnh đường làm việc cho một đoạn thỏp bất kỡ :
Gtr ( Y – Yc ) = Gx (X – Xd ).

 Y=

Gx
G
X  Yc = l.X + Yc - x X d [II].
Gtr
Gtr

Thay số vào ta cú:
- Phương trỡnh đường làm việc :
Y = 3,257.X + 5.10-4
Dưới đõy là bảng giỏ trị, và đồ thị biểu diễn quan hệ của X,Y,Ycb : ( vẽ exel )
II.TÍNH KẾT CẤU THÁP
II.1. Đường kớnh
II1.1.Tớnh cỏc thụng số vật lớ
II1.1.1. Tớnh khối lượng riờng

Đối với pha lỏng:


1

a HCl

1  a HCl

Áp dụng cụng thức :  =  + 
[I]
H O
xtb

HCl
2

Trong đú :

ủxtb : Khối lượng riờng trung bỡnh của hỗn hợp lỏng, ( kg/m3).

aHCl : Phần khối lượng của HCl trong pha lỏng.


ủHCl,  H o : Khối lượng riờng của HCl, H2O ở 25oC ( kg/m3 ),
2

Tra bảng I.5 [I] ở 25oC :  H O = 997,08 ( kg/m3 )
2

4


Tra bảng I.2 [I] ta cú :  HCl (20 o C ) 1149 (kg / m 3 )
 HCl (40 o C ) 1138 (kg / m 3 )

 HCl (25 o C ) 1146 (kg / m 3 )

Dựa vào phương phỏp nội suy 
-Tớnh aHCl :
G

442, 01

4
tr
+ Xc = G (Yd  Yc ) = 1439, 69 (0, 01  5.10 )
x

= 2,92.10-3 (kmol HCl/ kmol dung mụi).
Xd  Xc
2,92.103
=
= 1,46.10-3( kmol HCl/ kmol dung mụi).
2
2
X tb
1, 46.103
-3
+ xtb = 1  X =
( kmol HCl/ kmol dung mụi).
3 = 1,46.10
1

1,
46.10
tb

+ Xtb =

M

.x

HCl tb
Áp dụng cụng thức a HCl = M .x  M (1  x ) [I]
HCl tb
H O
tb
2

Trong đú :
* aHCl : Phần khối lượng trung bỡnh của HCl trong hỗn hợp
* xtb : nồng độ phần mol trung bỡnh của cấu tử cần hấp thụ
trong
pha lỏng.
Thay số vào ta cú :
aHCl =

36,5.1, 46.10 3
= 2,956.10-3
36,5.1, 46.103  18(1  1, 46.103 )

Với Mx = MHCl . xtb + Mnước . ( 1- xtb) là khối lượng phõn tử của hỗn hợp lỏng
Mx
Mx = 36,5 . 1,46.10-3 + 18(1- 1,46.10-3) = 18,027 (kg/kmol).
Như vậy:


 xtb 

a HCl
 HCl

1
1
1  a HCl = 2,956.103 1  2,956.103 = 997,46 ( kg/m3 ).


 H 2O
1146
997, 08

* Đối với pha khớ :
-Tớnh My :
My = ytb.MHCl + (1-ytb).Mkk.
Trong đú :
* My : phõn tử lượng trung bỡnh của hỗn hợp khớ (kg/kmol).
* MHCl, Mkk : khối lượng phõn tử của HCl và khụng khớ (kg/kmol)
*ytb : phần mol trung bỡnh của HCl trong hỗn hợp
5


(kmolHCl/kmol hỗn hợp khớ)
Ta cú :
My = 5,22.10-3 .36,5 + ( 1- 5,22.10-3 ). 29 = 29,04 (kg/kmol).
Tớnh  ytb :
Áp dụng cụng thức :  ytb 

P.M y
RT



My

T

P

. . ( kg/m3) [I]
22,4 To Po

Trong đú :
*  ytb : khối lượng riờng trung bỡnh của hỗn hợp khớ đi trong thỏp (kg/m3).
*My: phõn tử lượng trung bỡnh của hỗn hợp khớ
*To : nhiệt độ ở điều kiện tiờu chuẩn, To = 273 OK.
*T : nhiệt độ làm việc của thỏp, T = 273 + 25 = 298 oK
*Po : ỏp suất ở điều kiện tiờu chuẩn Po = 1atm
*P: ỏp suất lam việc của thỏp, P = 1 atm.
  ytb =

29, 04 298 1
=1,415 ( kg/m3).
22, 4 273 1

II.1.1.2. Độ nhớt ỡx, ỡy
* Đối với pha lỏng ỡx :
Áp dụng cụng thức : lg ỡx = xtb.lg ỡHCl + (1-xtb).lg ỡnước
Trong đú :
* ỡHCl, ỡnước : độ nhớt của HCl, và nước ở 25oC ( Ns/m2)
*xtb : phần mol trung bỡnh của HCl trong hỗn hợp.
Tra bảng I.102 – I, ta cú :
ỡnước (25oC) = 0,8937.10-3 (Ns/m2).

Dựa vào bảng I.107 [I] ta cú :
* ỡHCl (20o C) = 1,7.10-3 (Ns/m2)
* ỡHCl (30o C) = 1,48.10-3 (Ns/m2).
 Dựa vào phương phỏp nội suy ta cú :
* ỡHCl (25o C) = 1,59.10-3 (Ns/m2).
 lg ỡx = 1,46.10-3.lg(1,59.10-3) + (1- 1,46.10-3).lg(0,8937.10-3)
 lg ỡx = - 3,0484
 ỡx = 8,94.10-4 (Ns/m2).
Đối với pha khớ :
Áp dụng cụng thức :
My

y



y tb .M HCl (1  y tb ).M kk

 HCl
 kk

6

[I].


Trong đú :
*  y ,  HCl ,  kk : độ nhớt trung bỡnh của pha khớ, của HCl, và của khụng khớ ở

khớ

nhiệt độ làm việc t = 25oC, Ns/m2.
* My, MHCl, Mkk : khối lượng phõn tử của pha khớ, của HCl, và của khụng
ở nhiệt độ 25oC, P= 1atm.
Tra trờn đồ thị I-35- [II] ta cú :
*  HCl (25 o C ) 145.10  7 ( Ns / m 2 )
*  kk (25 o C ) 180.10  7 ( Ns / m 2 )
y 

y tb .M HCl
 HCl

My
29,04

2
(1  y tb ).M kk
5,25.10 .36,5 (1  5,25.10  2 ).29 =


 kk
145.10  7
180.10  7

1,797.10-5

(Ns/m2)
II.1.2.Tớnh đường kớnh thỏp đĩa lưới :
Áp dụng cụng thức : D 

4.V ytb
3600. . ytb

(m). [II]

Trong đú :
* Vytb : lượng khớ trung bỡnh đi trong thỏp, (m3/h).
* ựytb : tốc độ khớ trung bỡnh đi trong thỏp, m/s.
+ Tớnh lưu lượng thể tớch khớ trung bỡnh đi trong thỏp :
V ytb 

G ytb .M ytb

 ytb

(m3/h)

Với :
* Gytb : lưu lượng khớ trung bỡnh đi trong thỏp.(kmol/h)
* Mytb : khối lượng phõn tử trung bỡnh của khớ đi trong thỏp, kg/kmol
*  ytb : khối lượng riờn trung bỡnh của khớ trong thỏp kg/m3
Ta cú :
 G ytb 

G yd  G yc
2

Gtr (1  Ytb ) = 442,01 .(1+5,25.10-3) = 444,33

(kmol/h)

� Vytb 

444,33.29, 04
 9118,97(m3 / h)
1, 415

- Lưu lượng lỏng trung bình đi trong tháp:
7


G xtb 

G xd  G xc
(kg/h)
2

Gxd = 1439,69 (kmol/h)
Gxc = Gxd + G HCl bị hấp thụ
G HCL bị hấp thụ = Gtrơ (Yđ - Yc) = 442,01(0,01 – 5.10-4) = 4,2 (kmolSO2/h)
G ytb  Vytb * y  9118,97 *1, 415  12903,36 (kg/h)
� Gxtb  Gxd 

G HClbihapthu
2

4, 2
 1441, 79 (kmol/h)
2
= 1441,79 18,027 = 25991,15 (kg/h)

 1439,69 

*Tính vận tốc của khí đi trong tháp  ytb , m/s.
Do đặc thù của tháp đệm là làm việc ổn định và đạt hiệu quả cao nhất ở vận tốc đảo
pha nên ta áp dụng công thức để tính tốc độ hơi (khí) đi trong tháp.
2
  dp
 d  ytb
lg 
3
 g .Vd . xtb

 x

 n





0 ,16


G
  A  1,75. x
G

 y







1/ 4

  ytb
.
  xtb





1/ 8

Trong đó:
  dp : tốc độ bắt đầu tạo nhũ tương hay còn gọi là tốc độ đảo pha, m/s.
 Vđ
: thể tích tự do của đệm.
 d
: bề mặt riêng của đệm.
Do tháp hấp thụ HCl – mang tính axít nên thiết bị loại đệm với đặc tính của đệm:
Đệm vòng Rasig để lộn xộn, kích thước đệm: 30x30x3,5.
Tra bảng thông số kỹ thuật (IX.8 – II ) ta được:
Vd = 0,76 (m3/m3)
 d = 165 (m2/m3)
 g
: gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2)
 Gx, Gy: lượng lỏng và lượng hơi trung bình (kg/h).

Gx = 25991,15 (kg/h)
Gy = 12903,36 (kg/h)
  x ,  n : độ nhớt của pha lỏng theo nhiệt độ trung bình và độ nhớt của nước ở 20 0C,
Ns/m2.
 n (20 0 C ) = 1,005.10-3 (Ns/m2)
 x (25 0 C ) = 9,25.10-4(Ns/m2)

  xtb ,  ytb : khối lượng riêng trung bình của pha lỏng và pha khí (kg/m3)

 x  xtb = 997,46 (kg/m3)
8


 y  ytb = 1,415 (kg/m3)
Thiết bị là tháp hấp thụ loại đệm A = 0,022.
Thế vào phương trình:
0,16
1/ 4
1/ 8
2
� dp
.165.1, 415 �8,94.104 � �
�25991,15 � �1, 415 �
lg �
.�
.�
=>
� � 0, 022  1, 75 �
9,81.0, 763.997, 46 �
1, 005.10 3 � �

12903,36 �
997, 46 �
�
�
�
�
�
�
�

2

lg(  dp .0,053)

= -0,896
2
=>  dp = 2,397 =>  dp = 1,54 (m/s)

Theo thực nghiệm thì quá trình chuyển khối ở chế độ sủi bọt là tốt nhất, xong thực tế tháp
đệm chỉ làm việc ở tốc độ đảo pha vì nếu tăng nữa sẽ rất khó bảo đảm quá trình ổn định.
Vì vậy
Tốc độ thích hợp tính theo phương pháp này thường bằng khoảng:
 y = (0,8 0,9)  dp
Ta chọn  y = 0,85.  dp = 0,85.1,54 = 0,311 (m/s)
Thay các giá trị ta có đường kính tháp.
=> Đường kính của tháp:
D

4.9118,97
 1,57(m)  1, 6(m)

3600.3,14.1,311

=> Lúc này tốc độ khí trung bình đi trong tháp là:
 ytb 

4.Vytb
D .3600.
2



4.9118,97
 1, 26(m / s)
1, 62.3600.3,14

có  ytb  (0,8 0,9)  dp => kết quả phù hợp.
Kiểm tra điều kiện thiết kế
d dem 4.Vd
4.0, 76
1


 0, 0115 
 0, 02
D
 d .D 165.1, 6
50

dđệm: đường kính đệm
D: đường kính tháp

d
1
Điều kiện thiết kế là dem 
=> đệm trên là phù hợp.
D 50
II.2. Chiều cao
Áp dụng công thức xác định chiều cao của lớp đệm:
Hđ = my.hđv( m )
[II-175]
trong đó:
 my: số đơn vị chuyển khối xác định theo nồng độ trong pha hơi (khí)
9


 hđv: chiều cao của một đơn vị chuyển khối.
* Tính chiều cao của một đơn vị chuyển khối
Ta áp dụng công thức:
G
hdv h1  m. y .h2
Gx

[II-177]

Trong đó:
 h1, h2 : chiều cao của một đơn vị chuyển khối pha khí, pha lỏng (m)
 Gx, Gy: lưu lượng trung bình của pha lỏng, pha khí (kg/h)
 m
: hệ số góc của đường cong cân bằng
* Tính h1
0 , 345

Áp dụng công thức: h1 = 0,615.dtd. Re y

. Pry2 / 3

Trong đó:
 dtd: đường kính tương đương của đệm
 Rey: chuẩn số Reynold cho pha hơi.
 Pry: chuẩn số Prandt cho pha hơi.
d td 

4.Vd 4.0,76

0,018(m)
d
165

Re y 

4. y . y

 d . y

Trong đó:
  y : vận tốc khí đi trong tháp (m/s)

 y   ytb  1, 26(m / s)

  y : khối lượng riêng trung bình của hỗn hợp khí trong tháp (kg/m3)
 y   ytb  1, 415(kg / m3 )

  d : bề mặt riêng của đệm,  d =165 (m2/m3)
  y :độ nhớt trung bình của pha khí, (Ns/m2)
Re y 
Pry 

4 �1, 26 �4, 415
 2406,122
165 �1, 797.105
y

 y .Dy

Trong đó:
  y : độ nhớt hỗn hợp khí, (Ns/m2)
  y : khối lượng riêng trung bình của pha khí, (kg/m3)
 Dy : hệ số khuếch tán của pha khí, m2/s
10


Dy  DHCl  kk 

4,3.107.T 1,5
.
P (u1/SO32  u1/kk3 ) 2

�1
1 �

�

�M SO M kk �
�
� 2
�

[II-127]

 T
: nhiệt độ K, T = 273 + 25 = 298K
 P = 1 atm =1,034 at
 M HCl , M kk : khối lượng mol của HCl, không khí (kg/kmol)
 uHCl , ukk : thể tích mol của HCl, không khí (cm3/mol)
Tra bảng VIII.2 - II
u HCl  28,3(cm3 / mol )
=>
ukk = 29,9(cm3/mol)
� DHCl  kk

=> Pry 

4,3.107 �2981,5
1
1

�

 1, 452.105 (m 2 / s )
1/ 3
1/ 3 2
1, 034 �(28,3  29,9 )

35,5 29

1, 797.105
 0,873
1, 415 �1, 452.105

=> h1= 0,615.0,018.2406,1220,345.0,8732/3=0,152 (m)
* Tính h2 chiều cao của một đơn vị chuyển khối trong pha lỏng
  x2
h2 119 . 2
 x g

1/ 3


 . Re 0x, 25 . Prx0,5 (m)



[III-30 ]

Trong đó:

 x : độ nhớt trung bình của pha lỏng, Ns/m2

 x : khối lượng riêng trung bình của pha lỏng,kg/m3




g : gia tốc trọng trường, g = 9,81 (m/s2)
Rex 

4.wx
 d . x

 d : bề mặt riêng của đệm (m2/m3),  d =165(m2/m3)
G
4.G x
2
wx  x 
2 (kg/m s)
F 3600. .D
Gx: lưu lượng trung bình của pha lỏng, Gx = 25991,15 (kg/h)
4 �25991,15
 3,591(kg / m 2 s )
2
3600 �3,14 �1, 6
4 �3,591
� Re x 
 97, 20
165 �8,94.104
x
Prx 
Dx . xtb
� wx 

Trong đó:
11



 x = 8,94.10-4 Ns/m2



 xtb : khối lượng riêng trung bình của pha lỏng, kg/m3
Dx : hệ số khuếch tán trong pha lỏng, m2/s



1
1

M SO
MH O

10  6
Dx20 

2

2

AB.  H O .(u 1SO/ 3  u 1H/ 3O )
2

2

[II-133]

(m 2 / s )
2

2

Trong đó:
20
 Dx : hệ số khuếch tán của dung dịch lỏng ở 200C (m2/s)
 M HCl , M H O : khối lượng mol của HCl, H2O (kg/kmol)
2

M HCl = 35,5 (kg/kmol)

M H O = 18 (kg/kmol)
2

 A, B: hệ số liên hợp
A = 1; B = 4,7
  H O : độ nhớt của nước ở 200C,  H O = 1cp = 10-3 Ns/s.
2

2

 uHCl , uH O : thể tích mol của HCl, H2O (cm3/mol)
2

u HCL = 44,8 (cm3/mol)

u H O = 18,9 (cm3/mol)
2

1
1

2
35,5 18
9 (m /s)
� Dx20 

1,89.10
4, 7 �1 �
(28,31/ 3  18,91/ 3 ) 2
106

Dx20

20
= Dx [1 + b(t - 20)] (m2/s)

Trong đó:
 b

0,2.  H O
2

3



  H O : độ nhớt của nước ở 200C,  H O = 1cp = 10-3 Ns/s.
2

2

  : khối lượng riêng của nước ở 200C.
Tra bảng I.5 =>  = 998,23 (kg/m3)
=> b  3

0,2. 1
0,02
998,23

12


 Dx 25  1, 469.109 � 1  0, 02.(25  20)   2,079.109
 Prx 

8,96.104
 434,351
998,15 �2, 079.109
2/ 3

� 8,96.104
�
0,25
0,5
 h2  119. �

�998,15 � 9,81 �
� .(97, 20) .(434,351)  0,338(m)
�
�

=> Chiều cao của một đơn vị chuyển khối trong pha lỏng là h2 = 0,338 (m)
*Tính m hệ số góc của đường cân bằng
Dựa vào bảng số liệu => m = 2,846
Gy
=> hdv h1  m .h2
[II -177]
Gx
 h1 = 0,152 (m)
 m = m = 2,846
 h2 = 0,338 (m)
 Gx = 25991,15 (kg/h)
 Gy = 12903,36 (kg/h)
=> Chiều cao của một đơn vị chuyển khối
hdv  h1  m

Gy
Gx

.h2  0,152  2,846.

12903,36
.0,308  0, 63(m)
25991,15

*Tính số đơn vị chuyển khối xác định theo nồng độ trong pha khí

Y
dY
m y 
[II -175]
Y Y  Ycb
2

1

 Y
: thành phần làm việc của hơi.
 Ycb : thành phần mol cân bằng của hơi.
Ta xác định số đơn vị chuyển khối theo phương pháp tích phân đồ thị. Việc tính tích phân
1
1
đó có thể dựa voà việc vận dụng đồ thị Y  Y trong hệ toạ độ
- Y. Giá trị của tích
Y  Ycb
cb
phân bằn diện tích hình thang cong giới hạn bởi đồ thị

1
và đường Yd = 0,01 (kmol
Y  Ycb

HCl/kmol không khí)
Yc = 5.10-4 (kmol HCl/kmol không khí)
X
0

Y
0.0005

Ycb
0

1/(Y-Ycb)
m
2000 2.830553124

13

S
1.755127549


0.0003
0.0006
0.0009
0.0012
0.0015
0.0018
0.0021
0.0024
0.0027
0.0029
0.00292

0.0014771
0.0024542

0.0034313
0.0044084
0.0053855
0.0063626
0.0073397
0.0083168
0.0092939
0.0099453
0.01001044

0.000849166
0.001699265
0.002550298
0.003402267
0.004255174
0.00510902
0.005963806
0.006819535
0.007676207
0.008247847
0.008305035

1592.523896
1324.616953
1135.071262
993.9046771
884.7005749
797.7152894
726.8003778
667.8844564

618.1644209
589.1180728
586.3708184

2.833662786
2.836777575
2.839897502
2.843022579
2.846152818
2.849288229
2.852428823
2.855574614
2.858199962
2.859356219

1.425169162
1.201680677
1.040111195
0.917792596
0.82194427
0.744802129
0.681373276
0.628299179
0.393211908
0.038285673

2.845901294

9.647797616

*Đồ thị tính số đơn vị chuyển khối
Diện tích miền giới hạn của đường cong ta được: my = 9,648
=> Chiều cao của lớp đệm được tính theo công thức: H = my.hdv
 my: số đơn vị chuyển khối
 hdv: chiều cao một đơn vị chuyển khối
=> Hđ = 9,648.0,63 = 6,078 (m)
Ta quy chuẩn chiều cao của lớp đệm Hđ = 6,1 (m)
*Chiều cao của tháp đệm
Áp dụng công thức:
H = Hđ + Hđệm – nắp + Hđệm - đệm + Hđệm - đáy
 Hđệm – nắp
=1m
 Hđệm - đệm
= 0,5 m do tách lớp đệm làm đôi
 Hđệm - đáy
=1m
=> H = 6,1 + 1 + 0,5 + 1 = 8,6 m

II.3. Trở lực
Áp dụng công thức:
P Pu  Pk

Trong đó:
 Pk :Tổn thất đệm khô
 Pu :Tổn thất đệm ướt
14


Tháp hấp thụ đạt hiệu suất cao nhất khi vận tốc của khí bằng vận tốc điểm đảo
pha.

=> Trở lực của tháp đệm đối với hệ khí - lỏng tại điểm đảo pha có thể xác định được
bằng công thức sau:
0 , 405
0 , 225
0, 045


 Gx 
 y 
 x 








Pu (1  K )PK 1  A1
.
.
G 
 
 


 y
 y
 y




[II-190] ( * )

Trong đó:
  Pu: tổn thất áp suất khi đệm ướt tại điểm đảo pha có tốc độ của khí bằng tốc độ
của khí đi qua đệm khô (N/m2)
  PK: tổn thất của đệm khô (N/m2)
 Gx, Gy: lưu lượng của lỏng và của khí (kg/h)
  x ,  y : khối lượng riêng của lỏng và của khí (kg/m3)
  x ,  y : độ nhớt của lỏng và khí (Ns/m2)
 A1: hệ số (ứng với điểm tốc độ làm việc bằng 0,85 tốc độ pha)
=> A1 = 5,1
* Tổn thất áp suất của đệm khô tính theo công thức:
 y . t2 ' H . d  y2 . y
' H
PK  . .
 . 3
[II-189]
d td
2
4 Vd
2
Rey = 2406,122 => ở chế độ xoáy và đệm là đệm vòng đổ lộn xộn
16,0
'
=>   0, 2
Rey
nhưng Rey = 2406,122 >> 400 => tổn thất áp suất của đệm khô xác định theo công
1,56 H . 1y,8 . y0,8 . 1y, 2 . y0, 2

thức : PK 
Vd3

[II-189]

 H
 y
 y

: chiều cao tháp, H = 8,6 (m)
: vận tốc khí trung bình đi trong tháp

 y

: độ nhớt trung bình của hỗn hợp khí trong tháp (Ns/m2)

 d
 Vd

: bề mặt riêng của đệm (m2/m3)
: thể tích tự do của đệm ( m3/ m3)

 y= 1,26 (m/s)

: khối lượng riêng trung bình cúa hỗn hợp khí trong tháp, kg/m3

15


PK 

1,56 �6,1�1, 261,8 �1, 4150,8 �1651,2 �(1,797.10 7 ) 0,2
 2235, 749( N / m 2 )
0, 763

Gx = 25991,15 (kg/h)
Gy = 12903,36 (kg/h)
 y = 1,415 (kg/m3)

 x = 997,46 (kg/m3)
 y = 1,797.10-5 (Ns/m2)
 x = 8,94.10-4 (Ns/m2)
'
Ta lấy  y = 0,85.  y (đảo pha)
=>A1 = 5,1
�G
A1 �� x
�Gy
�
 1,846

0,405

0,045

0,225

�
� �
� �

�� y � �� x �
�
�
� y �
� x �
�
� �

0,405

0,045

0,225

�7,996.10 4 �
�25991,15 �
�3, 602 �
 5,1��
�
�
�
�997, 46 �
5 �
12903,36 �
�
�
�
�
�1, 797.10 � =>

Trở lực của đệm ướt là:
Pu = 2235,749.1,846= 4127,376 (N/m2)
=> P  Pk  Pu  6363,125( N / m 2 )
II.4. Mô phỏng một số trường hợp
Khi đệm thay đổi và các điều kiện khác giữ nguyên

ỏd Vd ủd

Wy

D

Hđ

ÄPk

ÄPư

ÄP

195

0.75

520

1.182568

1.651774

5.580913

2534.842

4679.526

7214.666

165
135

0.76
0.78

520
520

1.311385
1.507394

1.568551
1.46302

6.079972
6.821955

2401.375
2243.523

4433.134

4141.727

6834.508
6385.25

Nhận xét ảnh hưởng của kích thước đệm:
Kích thước đệm ảnh hưởng đến tốc độ khí trong thiết bị, đường kính của tháp,
chiều cao lớp đệm cũng như trở lực của thiết bị.Cùng một loại đệm nhưng có kích thước
khác nhau cũng ảnh hưởng đến các thông số hoạt động của tháp. Đệm có kích thước
riêng tăng thì thể tích tự do giảm sẽ làm cho vận tốc chuyển động của dòng khí giảm,
đường kính của tháp lớn lên và chiều cao lớp đệm giảm xuống, điều đó cũng kéo theo trở
lực của lớp đệm tăng lên. Trong đó,trở lực của lớp đệm ướt bao giờ cũng lớn hơn trở lực
của lớp đệm khô. Từ bản mô phỏng ảnh hưởng của kích thước đệm đến các thông số cấu
tạo và làm việc của tháp chúng ta có thể tính toán để chọn ra được kiểu đệm thích hợp
nhất.
16


Khi nhiệt độ thay đổi với các loại đệm khác nhau

ỏd Vd ủd

T

Wy

D

Hđ

ÄPk

ÄP

ÄP

135

20
25
30

1.523601
1.507394
1.491617

1.467582
1.46302
1.458552

6.878305
6.821955
6.768071

2256.378
2243.523
2230.935

4149.629
4141.727

4133.937

6406.007
6385.25
6364.873

ỏd Vd ủd

T

Wy

D

Hđ

ÄPk

ÄP

ÄP

165

20
25
30

1.325484
1.311385

1.29766

1.573442
1.568551
1.56376

6.12189
6.079972
6.039889

2415.134
2401.375
2387.901

4441.592
4433.134
4424.796

6856.725
6834.508
6812.697

ỏd Vd ủd

T

Wy

D

Hđ

ÄPk

ÄP

ÄP

195

20
25
30

1.195283
1.182568
1.170192

1.656924
1.651774
1.646728

5.613955
5.580913
5.549318

2549.365
2534.842
2520.619

4688.453
4679.526
4670.723

7237.818
7214.366
7191.342

0.78

0.76

0.75

520

520

520

Nhận xét ảnh hưởng của nhiệt độ:
Đối với từng kích thước đệm riêng biệt, khi điều kiện nhiệt độ thay đổi cũng sẽ dẫn
đến sự thay đổi các yếu tố như sự ảnh hưởng của kích thước đệm. Khi nhiệt độ giảm
xuống sẽ làm cho tốc độ của dòng khí trong tháp giảm, đường kính của tháp giảm, chiều
cao của lớp đệm tăng lên và trở lực của toàn tháp giảm xuống.
Đối với các loại kích thước đệm khác nhau thì sự thay đổi cũng khác nhau, sự thay
đổi rõ rệt nhất là đối với các loại đệm có kích thước lớn, còn đối với các loại đệm có kích
thước nhỏ hơn thì sự thay đổi nhỏ hơn.
Khi áp suất thay đổi với các loại đệm khác nhau

ỏd Vd ủd

P

Wy

D

Hđ

ÄPk

ÄPu

ÄP

195

1
1.5
2

1.182568
1.018054
0.913554

1.651774
1.453559
1.328867

5.580913
5.515618
3.465914

2534.842
2677.468
2773.379

4679.526
4588.235
4512.64

7214.366
7265.703
7285.643

ỏd Vd ủd

P

Wy

D

Hđ

ÄPk

ÄPu

ÄP

165

1
1.5
2

1.311385
1.12895
1.013067

1.568551
1.380323
1.261914

6.079972
6.072981
3.79831

2401.375
2536.491
2627.352

4433.134
4346.651
4274.68

6834.508
6883.142

6902.032

ỏd Vd ủd

P

Wy

D

Hđ

ÄPk

ÄPu

ÄP

135

1
1.5
2

1.507394
1.297691
1.164487

1.46302
1.287456

1.177013

6.821955
6.915038
4.297194

2243.523
2369.758
2454.646

4141.727
4060.929
3393.689

6406.007
6430.684
6448.335

0.75

0.76

0.78

520

520

520

*Nhận xét ảnh hưởng của áp suất:
Đối với từng kích thước đệm riêng biệt, khi điều kiện áp suất thay đổi cũng sẽ dẫn
đến sự thay đổi các yếu tố như sự ảnh hưởng của kích thước đệm. Khi áp suất giảm tăng
17


sẽ làm cho tốc độ của dòng khí trong tháp giảm, đường kính của tháp tăng, chiều cao của
lớp đệm tăng lên và trở lực của toàn tháp giảm xuống.
Đối với các loại kích thước đệm khác nhau thì sự thay đổi cũng khác nhau, sự thay
đổi rõ rệt nhất là đối với các loại đệm có kích thước lớn, còn đối với các loại đệm có kích
thước nhỏ hơn thì sự thay đổi nhỏ hơn đặc biệt là sự thay đổi của trở lực.

PHẦN II. TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ PHỤ
Trong việc xử lý HCl dung môi là nước, sử dụng tháp đệm để hấp thụ cần có các
thiết bị phụ giúp cho quá trình vận chuyển chất lỏng cũng như cung cấp chất khí vào tháp
theo đúng như yêu cầu hoạt động và làm việc của tháp giúp cho quá trình đạt được hiệu
suất mong muốn. Trong các thiết bị phụ thì bơm và máy nén là hai thiết bị quan trọng
nhất.
I. BƠM.
Trong công nghiệp bơm li tâm được dùng rộng rãi và có nhiều loại khác nhau về
cấu tạo và cách vận hành. Bơm li tâm được phân loại theo nhiều cách như theo số bậc,
theo cách đặt bơm, theo điều kiện vận chuyển của chất lỏng từ guồng ra thân bơm và
theo một số đặc trưng khác.
Theo dây truyền công nghệ trong bài ta chọn bơm li tâm một cấp đặt nằm ngang.
I.1.Nguyên tắc làm việc của bơm li tâm.
Nguyên tắc hoạt động
Bơm li tâm làm việc theo nguyên tắc li tâm. Chất lỏng được hút và đẩy cũng như
nhận thêm năng lượng là nhờ tác dụng của lực li tâm khi cánh guồng quay. Bộ phận
chính của bơm là cánh guồng trên có gắn những cánh có hình dạng nhất định, bánh
guồng được đặt trong thân bơm và quay với tốc độ lớn. Chất lỏng theo ống hút vào tâm

guồng theo phương thẳng góc rồi vào rãnh giữa các cánh guồng và cùng chuyển động với
guồng. Dưới tác dụng của lực li tâm áp suất của chất lỏng tăng lên và văng ra vào thân
bơm, vào ống đẩy theo phương tiếp tuyến. Khi đó ở tâm guồng tạo nên áp suất thấp. Nhờ
áp lực mặt thoáng bể chứa, chất lỏng dâng lên trong ống hút vào bơm. Khi guồng quay,
chất lỏng được hút liên tục, do đó chất lỏng được chuyển động đều đặn.Đầu ống hút có
lắp lưới lọc để ngăn không cho rác và vật rắn theo chất lỏng vào bơm gây tắc bơm và
đường ống. Trên ống hút có van một chiều giữ cho chất lỏng trên đường ống hút khi bơm
18


ngừng làm việc. Trong ống đẩy có lắp van một chiều để tránh chất lỏng bất ngờ đổ dồn
vào bơm gây ra va đập thuỷ lực làm hỏng bơm.
I.2.Các thông số đặc chưng của bơm.

Áp suát mặt thoáng:
P1 = 9,81.104N/m2.

Áp suất làm việc của tháp:
P = 3.102ì9,81.104= 304306,2 N/m2

Gia tốc trọng trường :
g = 9,81 m/s2

Nước ở 250C:
ủnước = 997,08 kg/m3
ỡnước = 0,8937.10-3 Ns/m2
* Áp suất toàn phần của bơm H (m)
Áp dụng phương trình Becnuli ta có:
2
2

2’

2’

1’
1

1’
P1

Hh

1

+ Mặt cắt 1-1 và 1’-1’
P
2
P1
2
 1  v  v  H h  hmh (1)
 .g 2.g  .g 2.g

+ Mặt cắt 1’-1’ và 2 -2
Pr
 r2
P2
 22




 H d  hmd (2)
 .g 2.g  .g 2.g

Trong đó:
 ủ : khối lượng riêng của nước
 P1 : áp suất bề mặt nước không gian hút
 P2 : áp suất không gian đẩy
 Pv : áp suất trong ống hút lúc vào bơm
 Pr : áp suất của chất lỏng trong ống đẩy lúc ra khỏi bơm
 Hh, Hd: chiều cao ống hút và ống đẩy.
 hmh, hmd: tổn thất áp suất do trở lực gây ra trong ống hút và đẩy
19


P

hmh + hmd=  .g
 P :áp suất toàn phần cần thiết để khắc phục sức cản thuỷ lực trong hệ thống, áp
suất toàn phần của bơm là hiệu áp suất giữa hai giai đoạn hút và đẩy
 ự1: vận tốc nước ở bể chứa, ự1= 0
 ự2: vận tốc nước khi vào tháp hay trong ống đẩy.
 ự1’: vận tốc nước khi vào bơm.
 ự2’: vận tốc nước khi ra khỏi bơm.
thực tế ự2’ = ự2
P2  P1 1'

=> H  H 0  hm 
 .g
2.g

Xác định tổn thất áp suất do trở lực gây ra trên đường ống hút của bơm
hmh =

Ph
 .g

trong đó:
 Ph Pd  Pm  Pc .
Pd : áp suất động lực học cần thiết để tạo tốc độ cho dòng chảy ra khỏi ống

dẫn.
 . h2
Pd 
2
Pm : áp suất để khắc phục trở lực ma sát khi chảy ổn định trong ống thẳng.
Pm .

L  . h2
dh 2

Pc : áp suất cần thiết để khắc phục trở lực cục bộ.
Pc  .

 h2 .
2

=> Ph Pd  Pm  Pc =

 . h2

 2 .
L  2 .
 . . h   . h
2
dh 2
2


 . h2
2


L
1    .
dh






* Đường kính ống hút
dh 

V
0,785. h

[I-369].

Trong đó:

20


 V: lưu lượng thể tích nước đi trong ống, m3/s
V

Gx .M nuoc
1441, 79 �18

 0,00723(m3 / s)
 nuoc .3600 3600 �997, 08

Theo bảng II.2 [I-370] chất lỏng trong ống hút của bơm là
ựh = 0,8-2,0 (m/s).Chọn ựh = 1,5 (m/s)
dh 

0, 00723
 0, 078(m)
0,785 �1,5

Quy chuẩn dh = 0,08 (m)
0, 0072

=> h  0, 082 �0, 785  1, 439( m / s)
Chuẩn số Reynol của chất lỏng trong ống hút:
Re 

h .d h .nuoc 1, 439 �0, 08 �997, 08

 128436, 667  4000

nuoc
0,8937.103

=>dòng ở chế độ chảy xoáy nên hệ số ma sát  được tính theo công thức:
 6,81  0,9  
 

 2. lg 
3,7 

 Re 


1

[I-380]

Trong đó:
  : độ nhám tuyệt đối.Chọn vật liệu làm ống là thép nối không hàn =>  0,07.10  3
  : độ nhám tương đối, được xác định theo công thức


 0, 07.103

 8, 74.104
dh
0, 08

0,9
�

1
� 6,81
� 8, 74.10 4 �
 2.lg �

�
=>
�
128436, 667 �
3, 7 �

�
�
�

=>   0, 021
* Hệ số trở lực cục bộ
Chất lỏng vào ống thẳng , đầu ống hút có lắp lưới chắn đan bằng kim loại.
 1   c

Với  c  0 .
Chọn

F0
0.9 =>
F1

 0 0.14
 1.0

=> trở lực của ống có lắp lưới chắn đan bằng kim loại là:
 ong 1  0.14 1 0.14

Trên ống hút còn lắp một van một chiều. Theo [ I- 399]
21


=>  van 1.5 1.9
=> chọn  1.7
 h 1.14  1.7 2.84
=>
Tra bảng II-34 [ I-441]. Sự phụ thuộc chiều cao hút của bơm li tâm vào nhiệt độ. Ở nhiệt
độ làm việc T = 250C => chiều cao hút của bơm ở khoảng 4ữ5m thì đảm bảo không xảy
ra hiện tượng xâm thực. Tuy nhiên để loại trừ khả năng dao động trong bơm nên giảm
chiều cao hút khoảng 1ữ1.5m so với giá trị trong bảng. vậy chọn chiều cao hút là H h=
2.5m.
=> áp lực toàn phần cần thiết để khắc phục sức cản thuỷ lực trong ống là:
Ph 

997, 08
2,5 �
�
2
�1, 4392 ��
1  2,84  0,021�
� 4641, 65( N / m )
2
0,
08
�

�
P

4641, 65

h
=> hmh   .g  997,08 �9,81  0, 475(m)
Xác định tổn thất áp suất do trở lực gây ra trên đường ống đẩy.
* Đường kính ống đẩy
Theo bảng II.2 [I-370] chất lỏng trong ống đẩy của bơm là
ựd = 1,5-2,5 m/s. Chọn ựd = 2,0 m/s

=> d d 

0, 00723
 0, 068(m)
0, 785 �2

Quy chuẩn dd = 7 cm
Vận tốc ống đẩy là:
0,00723
=> ựd = ————— = 1,88 (m )
0,072ì0,785
Chuẩn số Reynol của chất lỏng trong ống đẩy.
Re 

d .d d . 1,88 �0, 07 �997,08

 146823,01  4000


0,8937.103

Đối với thành nhẵn Re > 2.105 thì bỏ qua tổn thất ma sát ợcong=A.B.C
Góc  90 0  A 1
R

Chọn: d 2  B 0,15
d
a
0,5  C 1,45
b

θ

22


=>  cong 1 0,15 1,45 0,2175
Hệ số trở lực cục bộ của cả ống đẩy:
  cong   thang 0,2175  2,84 3,0575

Chọn chiều dài ống đẩy là Hd=12m.
=> dòng ở chế độ chảy xoáy nên hệ số ma sát  được tính theo công thức:
 6,81  0,9  
 

 2. lg 
3,7 

 Re 



1

[I-380]

Trong đó:
  : độ nhám tuyệt đối.Chọn vật liệu làm ống là thép nối không hàn =>  0,07.10  3
  : độ nhám tương đối, được xác định theo công thức


0, 07.103
 1.103
0, 07

0,9
�
1
� 6,81 � 1.10 3 �
 2.lg �

�
=>
�
146823, 01 �
3, 7 �

�
�
�

=>   0, 024
Vậy áp lực toàn phần cần thiết để khắc phục sức cản thuỷ lực trong ống đẩy là:
Pd 

997, 08
12 �
�
�1,882 ��
1  3, 0575  0, 024 �
 14399, 01( N / m 2 )
�
2
0, 07 �
�
P

14399, 01

d
=> hmh   .g  997, 08 �9,81  1, 472(m)

hm = hmh + hmd= 0,475 + 1,472 = 1,947 (m)
P1  98100  Ph  98100  4641, 65  93458,35( N / m2 )
P2  Pd  P  14399,01  304306, 2  318708, 21( N / m2 )

Vậy áp suất toàn phần của bơm:
H  2,5  12 

318705, 21  93458,35 1, 4392


 2, 461  40, 09 m
997, 08 �9,81
2 �9,81

I.3. Công suất của bơm
* Công suất yêu cầu trên trục bơm
Áp dụng công thức:
N

Q.g.H .
(kW)
10 3.

[I-439]

Trong đó:
23









 : khối lượng riêng của nước(kg/m3)

N : hiệu suất của bơm (kW)

Q : năng suất của bơm (m3/s); Q= 0,024m3/s.
g : gia tốc trọng trường (m/s2)
H: áp suất toàn phần của bơm tính bằng mặt cắt cột chất lỏng bơm.
 : hiệu suất chung của bơm.
  0. tl tk
[I-439]
Trong đó:
  0 : hiệu suất thể tích tính đến sự hao hụt chất lỏng chảy từ vùng áp suất cao đến
vùng áp suất thấp và do chất lỏng rò từ các chỗ hở của bơm.
  tl : hiệu suất thuỷ lực.
  tk : hiệu suất cơ khí.
Hiệu suất toàn phần  phụ thuộc vào loại bơm và năng suất. Khi thay đổi chế độ làm việc
của bơm thì hiệu suất cũng thay đổi.
Đối với bơm li tâm :
 0 0,85 0,96
 tl 0,8 0,85
 ck 0,92 0,96

Chọn  0 0,9 ;  tl 0,8 ;  ck 0,9
=>   0. tl tk 0,9.0,8.0,9 0,648
Vậy công suất yêu cầu trên trục bơm:
N

0, 024 �997, 08 �9,81�40, 09
 14, 76(kW )
1000 �0, 648

* Công suất động cơ điện Ndc (kW).
N
N dc 

 tr . dc

Với

 tr 0,85 :hiệu suất truyền động

 dc 0,9 :hiệu suất truyền động cơ
N
13, 76
=> N dc   .  0,85 �0,9  17,99(kW )
tr dc

Thường động cơ điện được chọn có công suất lớn hơn so với công suất tính toán .
Chọn  1,15 [I-439]
=> N dcc   .N dc  1,15 �17,99  20, 69(kW )

24


II. MÁY NÉN KHÍ.
Tháp làm việc ở điều kiện P = 1 atm, T = 30 0C, áp suất là tương đối nên ta chọn máy nén
li tâm.
Máy nén li tâm là một loại máy nén và đấy khí nhờ tác dụng của lực li tâm do bánh
guồng sinh ra. Dùng máy nén li tâm khi áp suất đẩy từ 2ữ10 at. Độ nén của máy li tâm là
nhỏ do đó máy nén thường có nhiều cấp, số cấp thường là từ 3ữ7.
 Độ nén trong một cấp từ 1,2 ữ 1,5; khi tốc độ vòng nhỏ hơn 200m/s.
 Đường kính bánh guồng từ 700ữ1400 mm.
 Cánh guồng có thể cong ra hoặc hướng tâm.
Các điều kiện của khí đầu vào: T1= 250C, P = 1atm
II.1. Công của máy nén li tâm

áp dụng công thức:

m  P2
Ldb  R.T1 .
.
m  1  P1






m 1
m


 1 ( J / kg )



[I- 465]

Trong đó:
 PA, PB : áp suất trước và sau nén, at.
 T1: nhiệt độ đầu của khí, K.
 T1 = 250C + 273 = 298K
 M: chỉ số đa biến,m = 1,2 ữ 1,62.Chọn m = 1,2
 R : hằng số khí tính theo công thức
848

R = 29, 04  29, 20

B

2
2
B

A

1

Pa

A

Áp dụng phương trình becnuli cho mặt cắt 1-1 và A-A. Chọn mặt cắt 1-1 làm mặt chuẩn:
P1
12
PA  A2



 Z A  hmh
 .g 2.g  .g 2.g

Do ống nằm ngang nên ZA=0.
Chọn vận tốc khí trong bể chứa tĩnh 1 =0
25