Đồ án thiết kế tháp chưng luyện loại tháp chóp tách metylic

MỞ ĐẦU
Ngày nay, sản phẩm của rượu nói chung và rượu Metylic nói riêng có nhiều ứng
dụng trong thực tế, phòng thí nghiệm... rượu Metylic thường được dùng để tổng
hợp thuốc nhuộm, formaldehit, hương liệu, dùng làm dung môi pha sơn...
Rượu Metylic là chất lỏng không màu, sôi ở 640C, có tính độc. Rượu Metylic tan
vô hạn trong nước, tan nhiều trong dung môi hữu cơ. Hơi của rượu Metylic tạo với
không khí hoặc oxy một hỗn hợp nổ khi bắt lửa.
Rượu Metylic là chất không có sẵn, nó thường tồn tại ở dạng hỗn hợp. Vì vậy
chúng ta phải sử dụng phương pháp để tách chúng ra khỏi hỗn hợp, lấy sản phẩm
phục vụ cho công nghệ. Muốn tách riêng từng cấu tử ra khỏi hỗn hợp thì có nhiề u
phương pháp nhưn\ chưng luyện, hấp thụ, hấp phụ... Tuỳ thuộc vào đặc điểm của
từng hỗn hợp cần tách mà người ta dùng phương pháp cụ thể. Ở đây, để tách rượu
Metylic ra khỏi hỗn hợp Metylic & nước, người ta dùng phương pháp chưng luyện.

Phương pháp dựa trên cơ sở nhiệt độ bay hơi của Metylic (cấu tử dễ bay hơi) và
nước là khác nhau:
Nhiệt độ sôi của Metylic: 640C
Nhiệt độ sôi của nước: 1000C
Do đó, mục đích của môn đồ án mà chúng ta cần nghiên cứu là:
Thiết kế tháp chưng luyện loại tháp chóp.


I. SƠ ĐỒ DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ (HÌNH I)
II. QUÁ TRÌNH LÀM VIỆC CỦA DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ
Dung dịch (hỗn hợp) đầu được bơm li tâm (1) bơm từ thùng chứa lên thùng
cao vị (2), trên đường ống dẫn người ta có thể lắp thêm van điều chỉnh lưu lượng

sao cho lưu lượng chảy là hợp lý và một van một chiều để tránh chất lỏng có thể
chảy ngược trở lại. Từ thùng cao cị (2) hỗn hợp đầu tự chảy qua van điều chỉnh lưu
lượng vào thiết bị đun nóng hỗn hợp (3) từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ sôi nhờ
hơi nước bão hoà. Hỗn hợp ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt (3) qua van điều chỉnh
lưu lượng đi vào tháp chưng (4). Trong tháp hơi được đi lên nhờ thiết bị đun sôi
đáy tháp (7) qua ống hơi, rồi qua khe chóp sục vào lớp nước trên đĩa (được chảy từ
trên xuống). tại đây chúng thực hiện quá trình chuyển khối. Vì nhiệt độ càng lên
càng thấp, nên khi hơi đi qua các đĩa (từ dưới lên) cấu tử có nhiệt độ sôi cao sẽ
ngưng tụ lại và cuối cùng trên đỉnh ta thu được hỗn hợp gồm hầu hết là cấu tử
Metylic. Hơi đó được đưa qua thiết bị ngưng tụ hồi lưu (5), ở đó nó được ngưng tụ
một phần đủ để hồi lưu, phần còn lại đạt nồng độ yêu cầu cho qua thiết bị ngưng tụ
làm lạnh (6), được ngưng tụ và làm lạnh tới nhiệt độ cần thiết rồi đi vào thùng chứa

sản phẩm đỉnh. Chất lỏng đi từ trên xuống gặp hơi có nhiệt độ cao, một phần rượu
Metylic trong chất lỏng ngày càng giảm và cuối cùng ở đáy tháp thu được hỗn hợp
chứa rất ít rượu Metylic. Chất lỏng ra khỏi tháp một phần cho qua thiết bị đun sôi
bốc hơi (7), phần còn lại qua thiết bị chứa sản phẩm đáy.


A - Tính toán thiết bị chính
I - Các ký hiệu
M : Metylic CH3OH
N: Nước H2O
F, P, W: Lần lượt là lưu lượng hỗn hợp đầu vào, lưu lượng snả phẩm đỉnh, lưư
lượng sản phẩm đáy tính theo kg (kg/h).

GF, GP, GW: Lần lượt là Lưu lượng hỗn hợp đầu vào, lưu lượng sản phẩm đỉnh, lưu
lượng sản phẩm đáy tính theo mol (kmol/h).
vF, vP, vW: Lần lượt là nồng độ hỗn hợp đầu vào, nồng độ sản phẩm đỉnh, nồng đố
ản phẩm đáy tính theo phẩn thể tích (m3/m3 hỗn hợp).
MM, MN: lần lượt là khối lượng mol phân tử của rượu metylic và nước (kg/kmol)
MM = 32 kg/kmol
MN = 18 kg/kmol
ρM, ρN : lần lượt là khối lượng riêng của rượu metylic và nước (kg/m3)
ρM
= 800 kg/m3
[I - 7]
ρN

= 1000 kg/m3
[I - 12]
II - Cân bằng vật liệu cho toàn tháp
nM =

mM
v .ρ
= M M
MM
MM

do m M = v M .ρ M

Gọi xM là nồng độ phần mol của Metylic trong hỗn hợp
xM

vM × ρ M
nM
MM
=
=
v M × ρ M (1 − v M ) × ρ N
nM + n N
+
MM

MN

(kmol/kmol)

Từ đó có:
xF: Nồng độ phần mol của Metylic trong hỗn hợp đầu (kmol/kmol)
vF × ρ M
MM
0,25 × 800 : 32
xF =
=
v F × ρ M (1 − v F ) × ρ N

0,25 × 800 : 32 + (1 − 0,25) × 1000 : 18
+
MM
MN

xF = 0,1304 (kmol/kmol)
Hoàn toàn tương tự ta có:
xP, xW: Lần lượt là nồng độ phần mol của Metylic trong hỗn hợp sản phẩm


đỉnh và sản phẩm đáy (kmol/kmol)
xP = 0,9566 (kmol/kmol)

xw = 0,0032 (kmol/kmol)
Tính GF, GP, GW:
MF: Khối lượng mol phân tử của hỗn hợp đầu (kg/kmol)
MF = xF×MM + (1 - xF)×MN = 0,1304×32 + (1-0,1304)×18
= 19,8256 (kg/kmol)
Tương tự với MP, MW: Khối lượng mol phân tử của hỗn hợp sản phẩm đỉnh và hỗn
hợp sản phẩm đáy (kg/kmol)
MP = xP×MM + (1 – xP)×MN = 0,9566×32 + (1-0,9566)×18
= 31,3924 (kg/kmol)
MW = xW×MM + (1 – xW)×MN = 0,0032×32 + (1-0,0032)×18
= 18,0448 (kg/kmol)
Có : GF = F/MF = 6000/19,8256 = 302,6390 (kmol/h)

Phương trình cân bằng vật liệu
GF = GP + GW
[II – 144]
Đối với cấu tử Metylic:
GF × xF = GP × xP + GW × xW
[II – 144]
Vậy lượng sản phẩm đỉnh:
GP = GF ×

x F − xW
0,1304 − 0,0032
= 302,6390 ×

= 40,3773
x P − xW
0,9566 − 0,0032
(kmol/h)

Lượng sản phẩm đáy:
GW =
GF – GP
GW =
302,6390 - 40,3773 = 262,2617
Chuyển đổi nồng độ:
P = MP × GP = 1267,5404

(kg/h)
W = MW × GW = 4732,4599
(kg/h)

[II – 144]
[II – 144]
(kmol/h)

III - Xây dựng đường cân bằng:
Số liệu thành phần cân bằng lỏng - hơi và nhiệt độ sôi của hỗn hợp MetylicNước ở áp suất khí quyển:
x

0

0,05

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1.0

ycb
t

0 0,268 0,418 0,579 0,665 0,729 0,779 0,825 0,87 0,915 0,958 1,0
100 92,3 87,7 81,7 78 75,3 73,1 71,2 69,3 67,6 66 64,5
[II – 148]
x: nồng độ phần mol của cấu tử trong dung dịch.
ycb: nồng độ phần mol của cấu tử bị hấp thụ trong hỗn hợp khi cân bằng với chất
lỏng.
t: nhiệt độ sôi.
Vẽ đường cân bằng x-y và t-x,y (đồ thị kèm theo).

Tính toán chỉ số hồi lưu:
1 Chỉ số hồi lưu tối thiểu của tháp chưng luyện:
R x min =

x P − y F∗
y F∗ − x F

R x min =

0,9566 − 0,475
= 1,3976
0,475 − 0,1304

[II – 158]
y*F : nồng độ cấu tử Metylic trong pha hơi cân bằng với nồng độ trong pha lỏng xF
của hỗn hợp đầu (y*F chính là ycb).
Xác định y*F trên đồ thị: từ xF = 0,1304 dóng lên đường cân bằng ta có y*F
y*F = 0,475
Vậy:
Chỉ số hồi lưu:
Rx = 1,3.Rx min + 0,3 = 2,1169
Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn luyện:
yL =

Rx
xP
x+
Rx + 1
Rx + 1

[II – 159]

[II – 144]

yL = 0,6792x + 0,3069
Phương trình đường nồng độ làm việc của đoạn chưng:

x=

Rx + 1
L −1
yC +
xW
Rx + L
L + Rx

Với L = GF/GP = 7,4953
x = 0,3243yC + 0,0022
Vậy: yC = 3,0836.x - 0,0068

Xây dựng đồ thị đoạn chưng và đoạn luyện trên hình vẽ.
IV - Đường kính tháp chưng luyện
Công thức chung:

[II – 158]


D = 0,0188

g tb
( ρ yω y ) tb

(m)

[II – 181]

Trong đó:
gtb: lượng hơi khí trung bình đi trong tháp (kg/h)
(ρyωy)tb: tốc độ hơi khí trung bình đi trong tháp (kg/m2.s)
Vì lượng hơi và lượng lỏng thay đổi theo chiều cao cua tháp và khác nhau ở mỗi
đoạn nên ta phải tính lượng hơi trungbình riêng cho từng đoạn, do đó ứng với mỗi
đoạn ta có đường kính tháp khác nhau.
1. Đường kính đoạn luyện:
1.1. Xác định nhiệt độ trung bình của đoạn luyện:

xtbL = (xF + xP) : 2 = 0,5435 (kmol/kmol)
xtbL: nồng độ phần mol trung bình của đoạn luyện.
Tra trên đồ thị x-y có ytbL = 0,8 (kmol/kmol)
Tra trên đồ thị t-x-y xác định nhiệt độ của đoạn luyện:
→ ts = 720C
Dóng xtbL lên đường sôi
ytbL lên đường ngưng tụ → th = 720C
1.2. Lượng hơi khí trung bình đi trong đoạn luyện:
gtbL = (gđ + g1) : 2
[II – 181]
gđ, g1: lần lượt là lượng hơi đi ra khỏi tháp đĩa trên cùng của tháp và lượng hơi đi
vào đĩa dưới cùng của đoạn luyện (kg/h).

Tìm gđ:
gđ = R + P = P.(Rx + 1)
[II – 181]
= 1267,5404 . (2,1169 + 1)
= 3950,7967
(kg/h)
Trong đó: R là lượng chất lỏng hồi lưu (kg/h).
Tìm g1:
Lượng hơi g1, hàm lượng hơi y1 và lượng lỏng G1 đối với đĩa thứ nhất của đoạn
luyện được xác định nhờ hệ phương trình cân bằng vật liệu sau:
g1 = G1 + P
[II – 182]

g1y1 = G1x1 + PxP
[II – 182]
g1r1 = gđrđ
[II – 182]
Với: x1 = xF = 0,1304 (kmol/kmol)


r1: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất
r1 = rMy1 + (1 - y1)rN
rđ: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi ra khỏi tháp
rđ = rMyđ + (1 - yđ)rN
yđ: nồng độ pha hơi ra khỏi đỉnh tháp;

yđ = yP = 0,985 (kmol/kmol) (xác định trên đường cân bằng).
rM, rN: lần lượt là ẩn nhiệt hóa hơi của rượu metylic và nước.
Tại ttbL = 720C có: rM = 265 (kcal/kg)
[I – 305]
rN = 579
(kcal/kg)
[I – 301]
Vậy rđ = rMyđ + (1 - yđ)rN
= 265×0,985 + (1 - 0,985)×579
= 269,71 (kcal/kg)
Ta có: g1r1 = g1(rMy1 + (1 - y1)rN)
= g1y1(rM - rN) + g1rN

= (G1x1 + PxP).(rM - rN) + g1rN
= (G1x1 + PxP).(rM - rN) + (G1 + P)rN
= [x1.(rM - rN) + rN].G1 + PxP.(rM - rN) + P.rN
Mặt khác: g1r1 = gđrđ
Vậy: [x1.(rM - rN) + rN].G1 + PxP.(rM - rN) + P.rN = gđrđ
G1 =

g đ rđ − P.x P ( rM − rN ) − P.rN
x1 .( rM − rN ) + rN

3950,7967 × 269,71 − 1267,5404 × 0,9566 × ( 265 − 579 ) − 1267,5404 × 579
0,1304 × ( 265 − 579 ) + 579

( kg / h )
G1 = 1324,0253
G1 =

Vậy g1 = G1 + P = 1324,0253 + 1267,5404
= 2591,5657 (kg/h)
Vậy lượng hơi khí trung bình đi trong đoạn luyện:
gtbL = (gđ + g1) : 2 = 3271,1812 (kg/h)
1.3. Tính toán tốc độ hơi khí trung bình đi trong đoạn luyện:

(ρ ω )
y

y tbL

= 0,065.ϕ [σ ]. h.ρ xtb .ρ ytb

(kg/m2.s)

[II – 184]

Trong đó:
ρxtb,ρytb: khối lượng riêng trung bình của pha lỏng và pha khí theo
nhiệt độ trung bình (kg/m3).

h: khoảng cách giữa các đĩa (m). Chọn h = 0,35 (m).
φ[σ] hệ số tính tới sức căng bề mặt.
- Tính hệ số tính tới sức căng bề mặt φ[σ]:
1
1
1
=
+
σ hh σ 1 σ 2

[I – 360]

σ1, σ2: sức căng bề mặt của các cấu từ thành phần.
Tại ttbL = 720C có:
σM = 17,5.10-3 N/m = 17,5 đyn/cm
σN = 64,41.10-3 N/m = 64,41 đyn/cm

[I – 363]
[I – 365]

1
1

1
1
1
=
+
=
+
= 0,0727
Vậy σ hh σ 1 σ 2 17,5 64,41

σhh = 13,7611 đyn/cm
Do σhh = 13,7611 đyn/cm < 20 đyn/cm nên chọn φ[σ] = 0,8

- Tính ρxtbL,ρytbL:
ρxtbL = ρtbM×vtbL + (1 - vtbL)×ρtbN
[II - 183]
ρtbM, ρtbN: khối lượng riêng trung bình của Metylic và nước tra theo nhiệt
độ trung bình ttbL = 720C.
ρtbM = 745 kg/m3
[I - 7]
ρtbN = 977,81 kg/m3
[I - 13]
vtbL: phần thể tích trung bình của cấu tử Metylic trong pha lỏng.
vtbL = (vP + vF) : 2 = 0,615
Vậy ρxtbL = 745×0,615 + (1 - 0,615)×977,81

= 834,6319
(kg/m3)
ρ ytbL =

[ ytbL .M M + (1 − ytbL ) M N ].273
22,4.TtbL

ytbL = (yF + yP) : 2 = (0,475 + 0,985) : 2 = 0,73
TtbL = 720C
Vậy ρytbL = 0,9969 (kg/m3)
Toán tốc độ hơi khí trungbình đi trong đoạn luyện:

(ρ ω )
y

y tbL

= 0,065.ϕ [σ ]. h.ρ xtbL .ρ ytbL = 0,8873

1.4. Đường kính đoạn luyện:
DL = 0,0188

g tbL
( ρ yω y ) tbL = 1,1415

(m)

(kg/m2.s)

[II - 183]
(kmol/kmol)


2. Đường kính đoạn chưng:
2.1. Xác định nhiệt độ trung bình của đoạn chưng:
xtbC = (xF + xW) : 2 = 0,0668 (kmol/kmol)

xtbL: nồng độ phần mol trung bình của đoạn chưng.
Tra trên đồ thị x-y có ytbL = 0,34 (kmol/kmol)
Tra trên đồ thị t-x-y xác định nhiệt độ của đoạn chưng:
→ ts = 90,50C
Dóng xtbC lên đường sôi
ytbC lên đường ngưng tụ → th = 90,50C
2.2. Lượng hơi khí trung bình đi trong đoạn chưng:
gtbC = (g1 + g1' ) : 2
[II – 182]
g1, g1': lần lượt là lượng hơi đi ra khỏi đoạn chưng của tháp và lượng hơi đi vào
đoạn chưng (kg/h)
Tìm g1':

Lượng hơi đi vào đoạn chưng g1', hàm lượng lỏng x1' và lượng lỏng G1' được
xác định nhờ hệ phương trình cân bằng vật liệu sau:
G'1 = g'1 + W
[II – 182]
G'1x'1 = g'1yW + WxW
[II – 182]
g'1r'1 = g1r1 = gđrđ
[II – 182]
Với: r'1: ẩn nhiệt hóa hơi của hỗn hợp hơi đi vào đĩa thứ nhất của đoạn
chưng:
r'1 = rMy'1 + (1 - y'1)rN
Tại ttbC = 90,50C có:

rM = 253 (kcal/kg)
[I – 305]
rN = 539
(kcal/kg)
[I – 375]
y'1 = yW = 0,01
(kmol/kmol)
Vậy r'1 = rMy'1 + (1 - y'1)rN
= 253×0,015 + (1 - 0,015)×539
= 534,71
(kcal/kg)
Tính g'1 = g1r1/r'1

Do g1r1 = gđrđ nên
g'1 = gđrđ/r'1 = 3950,7967×269,71/534,71 = 1992,7987
(kg/h)
Có G'1 = g'1 + W = 6725,2586
(kg/h)
Lượng hơi khí trung bình đi trong đoạn chưng:


gtbC = (g1 + g1' ) : 2 = 2292,1822

(kg/h)

2.3. Tính toán tốc độ hơi khí trungbình đi trong đoạn chưng:

(ρ ω )
y

y tbC

= 0,065.ϕ [σ ]. h.ρ xtbC .ρ ytbC

(kg/m2.s)

[II – 184]

Trong đó:
ρxtbC,ρytbC: khối lượng riêng trung bình của pha lỏng và pha khí theo
nhiệt độ trung bình trong đoạn chưng (kg/m3).
h: khoảng cách giữa các đĩa (m). Chọn h = 0,35 (m).
φ[σ] hệ số tính tới sức căng bề mặt.
- Tính hệ số tính tới sức căng bề mặt φ[σ]:
1
1
1
=
+

σ hh σ 1 σ 2

[I – 360]
σM = 16.10-3 N/m = 16 đyn/cm

Tại ttbL = 90,50C có:

[I

–

363]

σN = 60,74.10-3 N/m = 60,74 đyn/cm
Vậy σhh-1 = σ1-1 + σ2-1 = 16-1 + 60,74-1 = 0,0790
σhh = 12,6641 đyn/cm
Do σhh = 12,6641 đyn/cm < 20 đyn/cm nên chọn φ[σ] = 0,8

[I – 365]

- Tính ρxtbC,ρytbC:
ρxtbC = ρtbM×vtbC + (1 - vtbC)×ρtbN
[II - 183]
ρtbM, ρtbN: khối lượng riêng trung bình của Metylic và nước tra theo nhiệt
độ trung bình ttbL = 90,50C.

ρtbM = 720 kg/m3
[I - 7]
3
ρtbN = 965,34 kg/m
[I - 13]
vtbC = (vW + vF) : 2 = 0,1285
Vậy ρxtbC = 720×0,1285 + (1 - 0,1285)×965,34
= 933,8138 (kg/m3)
ρ ytbC =

[ ytbC .M M + (1 − ytbC ) M N ].273

22,4.TtbC
ρytbC theo công thức:
[II - 183]
ytbC = (yF + yW) : 2 = (0,475 + 0,015) : 2 = 0,245 (kmol/kmol)
TtbC = 90,50C
Vậy ρytbC = 0,7185 (kg/m3)
Tính


Toán tốc độ hơi khí trungbình đi trong đoạn chưng:

(ρ ω )

y

y tbC

= 0,065.ϕ [σ ]. h.ρ xtbC .ρ ytbC = 0,7968

(kg/m2.s)

2.4. Đường kính đoạn chưng:
DC = 0,0188

g tbC

( ρ yω y )tbC = 1,0083

(m)
Do trong công thức tính đường kính không tính đến ảnh hưởng của mật độ
nước tưới và trong quá trình tính toán có nhiều sai số dẫn đến sự chênh lệch giữa
đường kính đoạn chưng và đoạn luyện, trong đó DC < DL. Vậy ta chọn: DC = DL =
1,2 (m)
Khi chọn D = 1,2 (m) tính lại tốc độ hơi đi trong tháp ở mỗi đoạn có:
ωyL = 0,8054 (m/s)
ωyC = 0,7830 (m/s)
V - Các chi tiết của chóp tròn:
- Đường kính ống hơi dh; chọn dh = 100 mm.

- Số chóp phân bố trên đĩa:
n = 0,1

D2
d h2

[II - 236]

Trong đó:

D - đường kính trong của tháp, m
D = 1,2 (m)

Vậy n = 14,4
Chọn n = 15
- Chiều cao chóp phía trên ống dẫn hơi:
h2 = 0,25d h = 0,025 (m)
- Đường kính chóp:
d ch = d h2 + ( d h + 2δ ch )

2

[II - 236]
[II - 236]

Với δ ch - chiều dày chóp, thường lấy 2 ÷ 3 mm, chọn δ ch = 3 mm
Vậy dch = 0,1457 (m)
Chọn dch = 0,15
(m)
- Khoảng cách từ chân đĩa đến mặt chóp:
S = 0 ÷ 25 mm.
Chọn S = 15 mm
- Chiều dày ống hơi, chọn σh = 2.10-3 (m)
- Chiều cao mức chất lỏng trong khe chóp:
h1 = 15 ÷ 40 mm, chọn h1 = 20 mm = 0,02 m

- Chiều cao của chóp:
hch = h2 + hh
hh - chiều cao ống hơi; hh = (1 ÷ 1,2)dh; chọn hh = 1,2dh = 0,12 (m)
hch = 0,025 + 0,12 = 0,145 (m)
- Chiều cao khe chóp:
b=

ξ .W 2 .ρ y
g.ρ x

[II - 236]
4.V y

W =

3600π .d h .n
Trong đó:
Vy: Lưu lượng hơi đi trong tháp m3/h
ξ: Hệ số trở lực của đĩa chóp, thường lấy ξ = 1,5 ÷ 2. Ta chọn ξ = 2
ρx, ρy: Khối lượng riêng TB của pha lỏng và pha hơi ở đoạn luyện kg/m
n: số chóp trên đĩa.
g: gia tốc trọng trường m2/s
Đối với Đoạn luyện:
W=

4.V y
3600π .d .n
2
h

2

=

ξ .W .ρ y

4 × 3271,1812
= 9,6461
3600 × 3,14 × 0,12 ×12

2

b=

=

(m/s)

2 × 9,6461 × 0,9969
= 0,0266
9,81× 834,6319
2

g .ρ x
Vậy
(m)
Chọn b = 0,03 (m)
Chiều rộng khe chóp, chọn a = 0,005 (m)
Đối với Đoạn chưng:
Để tiện gia công lắp ráp, ta chọn chóp của đoạn chưng và đoạn luyện giống nhau.

Cũng tương tự với các chi tiết khác.
- Số khe hở của mỗi chóp:
i=

π
c


d2 
 d ch − h 

4.b 



[II - 236]
c - khoảng cách giữa cáckhe, c = 3 ÷ 4 mm. Chọn c = 3,5 mm.
π
i=
c


d2 
π 
0,12 

 d ch − h  =
 0,15 −
 = 59,8

4.b  0,0035 
4 × 0,03 

khe

Vậy
Chọn i = 60 khe
- Đườn kính ống chảy chuyền:

dc =

4.G x
3600πρ x ω c z

(m)

[II - 236]

Trong đó:
G x - lưu lượng lỏng trung bình đi trong tháp (ở đây tính cho đoạn luyện)

Lượng lỏng đi trong đoạn luyện:
Gx = Rx.GP = 85,4747 (kmol/h)
Lượng lỏng trung bình đi trong đoạn luyện:
G x = x .M .G + (1-x )M .G = 2188,9216 (kg/h)
tbL
M
x
tbL
N
x

z - Số ống chảy chuyền, chọn z = 1.
ωc - tốc độ chất lỏng trong ống chảy chuyền, thường ωc = 0,1÷0,2 m/s
chọn ωc = 0,15 m/s
dc =

4.G x
4 × 2188,9216
=
= 0,079
3600πρ x ω c z
3600 × 3,14 × 834,6319 × 0,15 × 1

Vậy
(m)
Quy chuẩn dc = 80 mm
- Chiều dài của chảy tràn:
l = (0,16 ÷ 1,2)D (m); chọn l = 0,7D = 0,84 (m)
- Khoảng cách từ đĩa đến chân ống chảy chuyền:
S = 0,25dc = 0,02 (m)
[II - 237]
Chọn S = 0,02 (m)
- Chiều cao ống chảy chuyền trên đĩa:
hc = ( h1 + b + S ) − ∆h (m)
[II - 237]

Δh - chiều cao mức chất lỏng phía trên ống chảy chuyền:

V
∆h = 3 
 3600.1,85.π .d c





2

Gx
V - thể tích chất lỏng chảy qua (m3/h); V = ρ x (m3/h)

Đối với đoạn luyện:
Lượng lỏng trung bình đi trong đoạn luyện:
G xL = x .M .G + (1-x )M .G = 2188,9216 (kg/h)
tbL
M
x
tbL
N
x


V
∆h = 3 
 3600.1,85.π .d c

Vậy hcL

2

2



 2188,9216 : 834,6319 
 = 3 
 = 0,0136
 3600 × 1,85 × 3,14 × 0,08 

(m)
= ( h1 + b + S ) − ∆h = ( 0,02 + 0,03 + 0,015) − 0,0136 = 0,0514 (m)

Đối với đoạn chưng:
Lượng lỏng đi trong đoạn chưng:
GxC = GF + RxGP= 302,63 + 2,1169×40,3773 =388,1047
(kmol/h)

Lượng lỏng trung bình đi trong đoạn chưng:
G xC = x .M .G + (1-x )M .G = 7348,8401 (kg/h)
tbC
M
xC
tbC
N
xC



V

∆h = 3 
 3600.1,85.π .d c

2

2


 7348,8401 : 933,8138 
 = 3 
 = 0,028
 3600 × 1,85 × 3,14 × 0,079 


(m)
= ( h1 + b + S ) − ∆h = ( 0,02 + 0,03 + 0,015) − 0,028 = 0,037 (m)

Vậy hcC
- Bước tối thiểu của chóp trên đĩa:
tmin = dch + 2δch + l2
(m)
[II - 237]
l2 - khoảng cách nhỏ nhất giữa các chóp, thường lấy l2 = 35 mm.
Vậy tmin = 0,1595 (m)
- Mặt cắt tự do của thiết bị:

πD 2
= 1,1304
F= 4

(m2)

- Diện tích ống chả chuyền:
f ch =

πd c2
= 0,005
4

(m2)

- Mặt cắt ngang ống hơi:
fh =

πd h2
= 0,0079
4

(m)
- Diện tích làm việc của tháp:

f = F - (fh.i + fch.z) = 0,7699 (m)
VI - Chiều cao của tháp đĩa chóp
Tính số đĩa thực tế theo phương pháp vẽ đường cong động học (hay đường cong
phụ):
Giả sử hệ số chuyển khối thay đổi không tính đến ảnh hưởng léo theo chất lỏng.
Coi chỉ có sự biến đổi nồng độ hơi hay khí (yn+1 --> yn) trên mỗi đĩa, còn nồng độ
chất lỏng xn thực thế coi như không đổi trong tất cả các điểm của đĩa.
- Vẽ đường cong cân bằng ycb = f(x) và xây dựng đường nồng độ làm việc ứng với
chỉ số hồi lưu thích hợp.
- Dựng các đoạn A1C1, A2C2, A3C3.... tại các điểm có hoành độ x tùy ý, song song
với trục tung:
+ Ci nằm trên đường cân bằng.

+ Ai nằm trên đường nồng độ làm việc.
- Tại mỗi giá trị x tìm tg của goc nghiêng của đường cân bằng:
m=

y cb − y
x − x cb

[II - 173]


1. Xác định hệ số cấp khối:
1.1. Đoạn luyện:

Hệ số cấp khối Pha khí:

β yL



 kmol 


D yL ( 0,79 Re y + 11000 )  2 kmol 
=
 m .s.


22,4
kmol 


[II - 164]
2

DyL: hệ số khuyết tán trong pha hơi tại đoạn luyện (m /s)
D yL =

1, 5

0,0043.10 −4.TtbL

(

P. u

1/ 3
M

+u

)

1/ 3 2
N

1
1
+
MM MN

uM, uN: thể tich mol của Metylic và nước
uM = 1×14,8 + 4 ×3,7 + 1×9,9 = 39,5 cm3/mol;
uN = 18,9 cm3/mol

TL: nhiệt độ đoạn luyện. TL = 720C.
Vậy DyL = 2,2.10-5
(m2/s)

[II - 127]
[II - 127]
[II - 127]

Tính chuẩn số Rey đối với đoạn luyện:
Re y =

ω tbyL .h.ρ tbyL

µy

ωyL: tốc độ pha hơi trung bình tính cho mặt cắt tự do trong đoạn luyện (m/s)
ωyL = 0,8054 (m/s)
h: đơn vị chiều dài.
Tính μyL : độ nhớt trungbình của hơi tại đoạn luyện (Ns/m2)
M hh v ML .M M v NL .M N
=
+
µ hh
µM
µN

[I - 94]
Giả thiết không có sự thay đổi thể tích nên % thể tích cũng là % số mol
xF + xP
= 0,5435
2
vML =

; vNL = 1 - 0,5425 =0,4565
Ở nhiệt độ tL = 720C có: μM = 11,2.10-6 (Ns/m2)
μN = 11,5.10-6 (Ns/m2)
Vậy μyL = 11,29.10-6 (Ns/m2)

Rey đối với đoạn luyện:
Rey = ωtbyL.h.ρtbyL/μy = 71116,32

[I - 135]
[I - 135]


Hệ số cấp khối pha khí đoạn luyện:
βyL = 0,066
Hệ số cấp khối pha lỏng ở đoạn luyện:
β yL

38000 ρ x D x 0.62
=
Prx
M x .h

kmol
kmol
m 2 .s.
kmol )
(

[II - 165]

PrxL: hệ số Pran đối với pha lỏng tại đoạn luyện
PrxL = μxL/(ρxtbLDxL)
DxL: hệ số khuếch tán trung bình trong pha lỏng ở đoạn luyện.
Xét hệ số khuyếch tán của hỗn hợp tại 200C:
1
1
+
MA MB

1.10 −6

(

A.B µ N 20 u 1M/ 3 + u 1N/ 3

)

2

Dx20 =
= 1,43.10-9
(m2/s)
[II - 133]

Trong đó:
μN20 : độ nhớt của hơi nước ở 200C; μN20 = 1.10-3 N.s/m2
A, B: lần lượt là hệ số liên hợp, kể đến ảnh hưởng của phẩm chất của
cấu tử Metylic, nước.
A = 1,19; B = 4,7
[II - 133]
0
Hế số khuyếch tán của đoạn luyện ứng với TL= 72 C.
DxL = Dx20 [1 + b(t - 20)]
b: Hế số nhiệt độ
0,2.

µ N 20

ρ N 20
b=
= 0,02
[II - 135]
-9
2
DxL = Dx20 [1 + b(t - 20)] = 2,92.10 (m /s)
μxL - độ nhớt trung bình của đoạn luyện ứng với tL = 720C.
lgμxL = xtbLlgμM72 + (1-xtbL)lgμN72
Với μM72, μN72: lần lượt là độ nhớt của (chất lỏng) Metylic và Nước ở 720C

μM72 = 0,3.10-3 (N.s/m2) ; μN72 = 0,38.10-3 (N.s/m2);
μxL = 0,334.10-3 (N.s/m2).
Hệ số Pran đối với pha lỏng tại đoạn luyện
PrxL =

3

µ xL
0,334.10 −3
=
= 137,0467
ρ xtbL .D xL 834,6319 × 2,92.10 −9

Hệ số cấp khối pha lỏng:

[II - 165]


β yL =

38000 ρ x D x 0.62
38000 × 834,6319 × 2,92.10
Prx =
137,0467 0,62

[ 0,5435 × 32 + (1 − 0,5435)18] × 1
M x .h
−9

kmol
= 0,076 m 2 .s. kmol
kmol

1.2. Đoạn chưng:
Hệ số cấp khối Pha khí:

β yc =

D yc ( 0,79 Re y + 11000 )
22,4



 kmol 


 m 2 .s. kmol 



kmol 


[II - 164]

DyC: hệ số khuyết tán trong pha hơi tại đoạn chưng (m2/s)
D yC =

1, 5
0,0043.10 −4.TtbC

(

P. u 1M/ 3 + u

)

1/ 3 2
N

1
1
+
MM MN

[II - 127]
0

TC: nhiệt độ đoạn luyện. TC = 90,5 C.
Vậy DyC = 2,35.10-5
(m2/s)
Tính chuẩn số Rey đối với đoạn chưng:
Re y =

ω yC .h.ρ tbyC
µy

[II - 164]
ωyC: tốc độ pha hơi trung bình tính cho mặt cắt tự do trong đoạn chưng (m/s)
ωyC = 0,7830 (m/s)
Tính μyC : độ nhớt trung bình của hơi tại đoạn chưng (Ns/m2)
M hh v MC .M M v NC .M N
=
+
µ hh
µM
µN
x F + xW

= 0,0668
2
vMC =

[I - 94]

; vNC = 1 - 0,0668 = 0,9332
Ở nhiệt độ tC = 90,5 C có:
μM = 12.10-6 (Ns/m2)
[I - 135]
-6
2

μN = 12,4.10 (Ns/m )
[I - 135]
-6
2
Vậy μyC = 12,35.10 (Ns/m )
Rey đối với đoạn chưng:
Rey = ωtbyC.h.ρtbyC/μyC = 45553,4818
Hệ số cấp khối pha khí đoạn chưng:
βyC = 0,0493
Hệ số cấp khối pha lỏng ở đoạn chưng:
0

β yC =

38000 ρ x D x 0.62
PrxC
M x .h

kmol
kmol
m 2 .s.
kmol )
(

[II - 165]

PrxC: hệ số Pran đối với pha lỏng tại đoạn chưng
PrxC = μxC/(ρxtbCDxC)
DxC: hệ số khuếch tán trung bình trong pha lỏng ở đoạn chưng.
Xét hệ số khuyếch tán của hỗn hợp tại 200C:
1.10 −6

1
1
+

MA MB

(

A.B µ N 20 u 1M/ 3 + u 1N/ 3

)

2

Dx20 =
= 1,43.10-9

(m2/s)
DxC = Dx20 [1 + b(tC - 20)] = 3,45.10-9 (m2/s)
- Tính μxC - độ nhớt trung bình của hỗn hợp lỏng tại đoạn chưng ứng với tC =
90,50C.
lgμxC = xtbClgμM90,5 + (1-xtbC)lgμN90,5
Với μM90,5, μN90,5: lần lượt là độ nhớt của (dạng lỏng) metylic và nước ở
0
90,5 C
μM90,5 = 0,24.10-3 (N.s/m2)
[I - 102]
-3
2

μN90,5 = 0,28.10 (N.s/m )
[I - 102]
Ta được: μxC = 0,277.10-3 (N.s/m2).
Hệ số Pran đối với pha lỏng tại đoạn chưng
µ xC
0,277.10 −3
PrxL =
=
= 85,98
ρ xtbC .D xC 933,8138 × 3,45.10 −9

Hệ số cấp khối pha lỏng:

β yC

38000 ρ x D x 0.62
38000 × 933,8138 × 3,45.10 −9
=
Prx =
85,98 0,62 = 0,102
[ 0,0668 × 32 + (1 − 0,0668)18] × 1
M x .h

kmol
kmol

m 2 .s.
kmol

2. Tính hệ số chuyển khối của pha hơi:(Ky)
Ky =

1
1
m
+
βy βx

(kmol/m2.s)
[II - 162]
trong đó m - giá trị tg của góc nghiêng của đường cân bằng; βx, βy - lần lượt là hệ
số cấp khối của pha lỏng và pha hơi.
Đoạn chưng:


K yC =

1

kmol

kmol
m 2 .s.
kmol

m
20,3840 +
0,102

Đoạn luyện:
K yL =

1

15,152 +

kmol
kmol
m 2 .s.
kmol

m
0,076

(Các giá trị của Ky được tính toán dưới bảng).
3. Xác định số đơn vị chuyển khối đối với một đĩa trong pha hơi:

y n − y n +1 K y . f
=
∆y nT
Gy

m yT =

[II - 173]
2

Ky - hệ số chuyển khối của pha hơi (kmol/m .s)
f - diện tích làm việc của đĩa (m2).

Gy - Lượng hơi đi trong tháp (kmol/m2.s). Do lượng hơi đi trong tháp là
không đổi bằng lượng hơi đi ra khỏi đinh tháp, nên ta có:
 kmol 
 kmol 




Gy = GP.(Rx + 1) = 40,3773(2,1169 + 1) = 125,8520  h  = 0,035  s 
K y × 0,7699
m yT =
0,035

Vậy

4. Xác định hệ số Cy:
Cy = e

m yT

[II - 172]

Tìm các đoạn BC theo công thức sau:
BC =

AC
Cy

Vẽ đường cong phụ đi qua các điểm B1, B2, ....,Bn.
Từ các công thức và số liệu trên ta lập bảng 1.

x
m

0,05
3,933

0,1
2,733

0,2
1,700

0,3
0,968

0,4
0,745

0,5
0,596

0,6
0,478

0,7
0,447

0,8
0,4

KyC
KyL
myT
Cy
AC
BC

16,97.10-3 21,20.10-3
0,3733
1,45
21

14,5

0,4663
1,59
24
15,1

26,65.10-3
0,5862
1,80
27
15

35,86.10-3
0,7888
2,20
30
13,6

40.07.10-3
0,8814
2,41
30
12,4

43,49.10-3
0,9567
2,60
27
10,4

46,64.10-3
1,0259
2,79
22
7,9

BẢNG CÁC GIÁ TRỊ TÍNH TOÁN - BẢNG I

5. Xác định số đĩa thực tế
Vẽ số bậc nằm giữa đường con phụ và đường làm việc: 19 bậc
Số đĩa ở đoạn chưng: 8 đĩa; đoạn luyện: 11 đĩa.
Tổng số đia thực tế là 19 đĩa.
6. Chiều cao của tháp
H = Nt. (Hđ + δ) + (0,8 ÷ 1) (m)
[II - 169]
Trong đó:
Nt: Số đĩa thực tế. Nt = 19

δ: Chiều dày của đĩa. Chọn δ = 0,005 (m).
Hđ: khoảng cách giữa các đĩa. Hđ = 0,35(m).
(0,8 ÷ 1) khoảng cách cho phép ở đỉnh và đáy thiết bị, Chon 1m
Vậy H = 19×(0,35+0,005)+1 = 7,745 (m)

47,54.10-3
1,0457
2,84
17
6,0

47,

1,0
2,8
13
4,6


Lấy H = 8 (m).
VII. Trở lực thiết bị
Trở lực tháp chóp được tính theo công thức:
∆P = N tt .∆Pđ (N/m2)
[II - 192]
trong đó Ntt = số đĩa thực tế của tháp; ΔPđ - tổng trở lực của một đĩa, N/m2.

∆Pđ = ∆Pk + ∆Ps + ∆Pt
[II - 192]
2
ΔPk - Trở lực đĩa khô N/m .
ΔPs - Trở lực do sức căng bề mặt N/m2.
ΔPt - Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa N/m2.
1.Trở lực đĩa khô
Đoạn luyện
∆Pk = ξ

ρ y .ω 02
2

(N/m2)
[II - 192]
ξ - hệ số trở lực, thường ξ = 4,5 ÷ 5; chọn ξ = 5
ρy - KLR pha hơi (khí) (kg/m3).
ω0 - tốc độ khí qua rãnh chóp (m/s).

Trong đó:

ω0
ω
ω

=
⇒ ω0 =
× Sđ
S đ n × St
n × St

Với: St - tổng diện tích các khe trong một chóp (m2).
i = 60 khe; a = 0,005 (m); b = 0,03 (m);
St = i×a×b = 60×0,005×0,03 = 0,009 (m2)
Sđ - diện tích làm việc của đĩa (m2); Sđ = 0,7699 (m2).
Vậy

ω0 =

∆Pk = ξ

ω
0,8054
× Sđ =
× 0,7699 = 4,5932
n × St
15 × 0,009

ρ y .ω

2

2
0

= 5×

(m/s)

0,9969 × 4,5932 2
= 52,58
2

(N/m2)

Đoạn chưng: Số liệu và Tính toán tương tự như trên ta có:
ρ y .ω02
0,7185 × 4,5932 2
∆Pk = ξ
= 5×
= 37,90
2
2
(N/m2)

2. Trở lực của đĩa do sức căng bề mặt
Đoạn luyện:
∆Ps =

4.σ
d tđ

(N/m2)

[II - 192]

σ - sức căng bề mặt của hỗn hợp, Ns/m2.
dtđ - đường kính tương đương của khe rãnh chóp, m.
Khi khe rãnh chóp mở hoàn toàn:
d tđ =

4× f x
π

[II - 194]

fx - diện tích tiết diện tự do của rãnh
fx = a.b = 0,005×0,03 = 1,5.10-4 (m2)

a, b: chiều rộng và chiều cao của rãnh (m).
Л - chu vi rãnh
Л = 2(a + b) = 0,07 (m)
d tđ =

4 × f x 4 × 1,5.10 −4
=
= 0,0086
π
0,07
(m)

4.σ 4 × 13,7611 .10 −3
∆PsL =
=
= 6,40
d tđ
0,0086
Vậy
(N/m2)

Đoạn chưng:
Vì cấu tạo chóp của đoạn chưng và đoạn luyện giống nhau nên ta có:
dtđ = 0,0086 (m)

4.σ 4 × 12,6641.10 −3
∆PsC =
=
= 5,89
d tđ
0,0086
(N/m2)

Vậy
3. Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa (trở lực thủy tĩnh):
Đoạn luyện:
h 


∆Pt = ρ b .g  hb − r 
2  (N/m2)


[II - 194]

hr - chiều cao khe chóp, hr = b = 0,03 (m).
g - gia tốc trọng trường (m/s2)
hb - chiều cao cảu lớp chất bọt trên đĩa (m) .
hb =

( hc + ∆ − hx )( F − f ) ρ x + hx Pb f + ( hch − hx ) fρ b
Fρ b

(m)
[II - 185]
hcL - chiều cao của ống chảy truyền nhô trên đĩa ở đoạn luyện (m);
hc = 0,0514 (m).
Δ - chiều cao lớp chất lỏng trên ống chảy chuyền (m):


G
∆ = 0,00284.K . x

 lc





2

3

(m)

G xL
2188,9216
=
= 2,6226
ρ
834
,
6319
xtbL
Gx - lượng lỏng đi trong đoạn luyện, Gx =
(m3/h)

lc - chiều dài cửa chảy tràn; lc = 0,84 (m)
G x 2,6226
=
= 4,055
2,5
0,84 2,5
Xét l c
tra Sổ tay II - hình IX.22 có: K = 1,055
G
∆ = 0,00284.K . x
 lc





2

3

 2,6262 
= 0,00284.1,055.

 0,84 

2

3

= 0,0064

Vậy
hx - chiều cao lớp chất lỏng không lẫn bọt trên đĩa (m):

(m)

b
0,03 


S + 
 0,015 +

2 = 
2  = 0,03 (m)
hx = 

F - phần bề mặt đĩa có gắn chóp (diện tích làm việc của chóp); F = 0,7699

2

(m )
πd ch2 3,14 × 0,15 2
=
4
f - tổng diện tích các chóp trên đĩa; f = 4
= 0,018 (m2)

ρx - khối lượng riêng trung bình của lòng; ρx = ρxtbL = 834,6319 (kg/m3)
ρb - khối lượng riêng của bọt, thường ρb = (o,4 ÷ 0,6)ρx;
chọn ρb = 0,5ρx = 417,316

Chiều cao lớp chất bọt trên đĩa:

hb =

( 0,0514 + 0,0064 − 0,03)( 0,7699 − 0,018)834,6319 + 0,03.417,316.0,018 + ( 0,145 − 0,03).0,018.417,316
0,7699.417,316

hb = 0,058

Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa:
h 
0,03 



∆Pt = ρ b .g  hb − r  = 417,316 × 9,81 ×  0,058 −
 = 176,04
2
2 


(N/m2)

Đoạn chưng:
Công thức giống như đoạn luyện, thay số liệu ta được:

hb - chiều cao cảu lớp chất bọt trên đĩa (m) .
hb =

( hc + ∆ − hx )( F − f ) ρ x + hx Pb f + ( hch − hx ) fρ b
Fρ b

(m)
[II - 185]
hcC - chiều cao của ống chảy truyền nhô trên đĩa ở đoạn chưng (m);


hc = 0,037 (m).

Δ - chiều cao lớp chất lỏng trên ống chảy chuyền (m):
G
∆ = 0,00284.K . x
 lc





2

3

(m)

G xC
7348,8401
=
= 7,87
Gx - lượng lỏng đi trong đoạn chưng, Gx = ρ xtbC 933,8138
(m3/h)
Gx
7,87
=

= 12,17
2,5
2,5
l
0
,
84
c
Xét
tra Sổ tay II - hình IX.22 có: K = 1,16

Vậy

G
∆ = 0,00284.K . x
 lc

b

S + 
2 =
hx = 






2

3

 7,87 
= 0,00284.1,16.

 0,84 

2

3

= 0,015

(m)

0,03 

 0,015 +


2  = 0,03 (m)


ρx - khối lượng riêng trung bình của lòng; ρx = ρxtbC = 933,8138 (kg/m3)
ρb - khối lượng riêng của bọt, thường ρb = (0,4 ÷ 0,6)ρx;
chọn ρb = 0,5ρx = 466,9069 (kg/m3)
Chiều cao lớp chất bọt trên đĩa:

hb =

( 0,037 + 0,015 − 0,03)( 0,7699 − 0,018) 933,8138 + 0,03.466,9069.0,018 + ( 0,145 − 0,03).0,018.466,9069

hb = 0,046

0,7699.466,9069
(m)

Trở lực của lớp chất lỏng trên đĩa:
h

∆Pt = ρ b .g  hb − r
2


0,03 


 = 466,9069 × 9,81×  0,046 −
 = 141,99
2 


(N/m2)

4. Trở lực toàn tháp
Tổng trở lực của một đĩa:

Đoạn luyện:
ΔPđL = 52,58 + 6,4 + 176,04 = 235,02 (N/m2)
Đoạn chưng:
ΔPđC = 37,90 + 5,89 + 141,99 = 185,78 (N/m2)
Trở lực của toàn tháp:
ΔP = n1.ΔPđC + n2.ΔPđL = 8. 185,78 + 11.235,02 = 4071,46 (N/m2)
B - Tính toán thiết bị phụ


I - Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu
- Mục đích: thiết kế được thiết bị truyền nhiệt để đun nóng hỗn hợp rượu Metylic
và nước từ nhiệt độ đầu 200C đến nhiệt độ sôi 860C (tra theo xF trong bảng t-x-y).

- Chọn thiết bị truyền nhiệt kiểu ống chùm, kiểu đứng, ống làm bằng hợp
(60Cu+40Ni), có đường kính d = 402 mm, chiều cao H = 1,5 m.
- Sử dụng hơi nước bão hoà để đun nóng tới áp suất tuyệt đối P = 2 atm
⇒ tbh = 119,620 C

[I- 272]
Xác định nhiệt độ của dung dịch, ta xác định nhiệt độ trung bình các lưu thể:
Hệ số nhiệt độ trung bình:
∆t tb =

∆t 1 − ∆t 2
∆t

2,3 × lg 1
∆t 2

[II- 5]

∆t1 = t tb − t1 = 119,62 − 20 = 99,62 C
0

∆t 2 = t tb − t 2 = 119,62 − 86 = 33,62 0 C
∆t tb =

99,62 − 33,62

= 60,830 C
99,62
2,3 × lg
33,62

- Nhiệt độ trung bình của dung dịch:
t tb = 119,62 − 60,83 = 58,79 0 C

- Nhiệt lượng cần thiết để đun nóng dung dịch:
Q = G.C ( t 2 − t1 )

[II- 46]

G: lượng dung dịch đầu, kg/s.
t1, t2: nhiệt độ vào, ra thiết bị, 0C.
C: nhiệt dung riêng của hỗn hợp, J/kg độ.
C = C M a M + 4186(1 − a M )

(J/kg.độ)
aM =

[I - 181]

0,1304.32

= 0,2105
0,1304.32 + (1 − 0,1304 ).18
> 0,2

Chọn công thức trên do
aM - nồng độ khối lượng của Metylic trong hỗn hợp.
CM - nhiệt dung riêng của Metylic ở 58,790C, J/kg.độ
CM = 0,65 kcal/kg.độ =2721,42 J/kg.độ

C = 2721,42 × 0,2105 + 4186(1 − 0,2105) = 3877,7059
Q=

6000
× 3877,7059 × ( 86 − 20) = 426547,65
3600
(W)

(J/kg.độ)

[I - 200]