Bài giảng Quá trình thiết bị công nghệ hóa học: Chương 3 - Nguyễn Minh Tân

Bài giảng "Quá trình thiết bị công nghệ hóa học: Chương 3 - Phân riêng hệ lỏng không đồng nhất" được biên soạn với các nội dung chính sau: Tìm hiểu khái niệm hệ lỏng không đồng nhất; Phân riêng hệ lỏng không đồng nhất; Lắng dưới tác dụng của trọng lực; Lắng dưới tác dụng của lực ly tâm;... Mời các bạn cũng tham khảo bài giảng tại đây!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Quá trình thiết bị công nghệ hóa học: Chương 3 - Nguyễn Minh Tân PHÂN%RIÊNG% HỆ%LỎNG%KHÔNG%ĐỒNG%NHẤT (Phân%riêng%bằng%cơ%học) Giảng&viên:&Nguyễn&Minh&Tân& Bộ&môn&QT7TB&CN&Hóa&học&&&Thực&phẩm Trường&Đại&học&Bách&khoa&Hà&nội Phân%riêng%hệ%lỏng%không%đồng%nhất Khái%niệm Hệ lỏng không đồng nhất -Huyền phù -Huyền phù thô -Huyền phù mịn -Chất lỏng đục -Dung dịch keo -Nhũ tương -Hệ bọt Phân riêng hệ lỏng không đồng nhất -Lắng -Lọc -Ly tâm Phân%riêng%hệ%lỏng%không%đồng%nhất Thông số đặc trưng Lắng%gạn - Khối lượng riêng của huyền phù (kg/m3, kg/l) - Nồng độ huyền phù: lượng hạt rắn trong một lít huyền phù, kg/l - Tỉ lệ giữa lượng hạt rắn và lượng nước trong : lượng hạt rắn trong một lít nước trong, g/l (nồng độ tương đối của hạt rắn trong huyền phù) h # l - Thể tích hạt rắn: = !r = 1# !l r # l - Thể tích lỏng: ! h # !l l = 1# r = 1# ! r # !l - Lượng lỏng có trong huyền phù - Lượng huyền phù R R L+R HP = L + R, kg L= l !l , kg L= ,l HP = ,l r !r !h - Độ nhớt huyền phù : µ = µ (1 + 4,5! ) l r Lắng%dưới%tác%dụng%của%lực%ly%tâm Lắng dưới tác dụng của trọng lực: là quá trình tách hạt rắn trong huyền phù nhờ trọng lực của hạt. Dưới tác dụng của trọng lực: Hạt rắn trong huyền phù sẽ lắng xuống đáy bể tạo thành lớp bã Nước trong theo gờ chảy tràn ra ngoài - Lắng có chi phí rẻ hơn lọc (1/5) - Bê lắng cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích - Thường dùng để tách sơ bộ trước khi dùng phương pháp lọc hay ly tâm - Vận tốc lắng phụ thuộc: kích thước khối lượng riêng hình dáng hạt lực tương hỗ giữa các hạt nồng độ huyền phù lực hút hoặc lực đẩy Lắng%dưới%tác%dụng%của%trọng%lực Các giai đoạn của quá trình lắng (Fitch) Sự lắng của một hạt đơn chiếc: Khi huyền phù quá loãng, các hạt lắng riêng lẻ. Vận tốc lắng G=W+A tính cho từng hạt độc lập Vận tốc lắng chung: 4 dg (! r # !l ) ws = 3 w ! l Vận tốc lắng tính qua chuẩn số Re: Re µ ws = d!l Vận tốc lắng cho các hạt không cầu: Re µ 6 mk ws = d td = 3 Vk = 1,243 d td !l !r Lắng%dưới%tác%dụng%của%lực%ly%tâm Vận tốc lắng của một hạt cầu trong nước tại 10 độ C Vận tốc lắng của một khối hạt Khi nồng độ huyền phù tăng, các hạt không lắng riêng lẻ mà cản trở lẫn nhau, lắng theo khối Vận tốc lắng không phụ thuộc vào dạng hạt: w= ( # r $ #l )g 2 ! f f : bề mặt riêng hệ số cấp γ phụ thuộc vào nồng độ của huyền phù Với hạt dạng cầu: = 8,33µf (1 # ! )2 !2 d 2 ( r # l )g 4 0,06! 4 w= ! = ws ( 300µ 1 # ! )2 (1# ! )2 Vận tốc lắng của khối hạt phải tính đến sự giảm tốc độ lắng, thể hiện qua hệ số K w = ws K K Lắng%dưới%tác%dụng%của%trọng%lực Kích%thước%cơ%bản%của%thiết%bị%lắng Các vùng nồng độ trong bể lắng liên tục Lắng%dưới%tác%dụng%của%trọng%lực Kích thước cơ bản của thiết bị lắng Đường làm việc Lắng%dưới%tác%dụng%của%trọng%lực Kích thước cơ bản của thiết bị lắng Lắng%dưới%tác%dụng%của%trọng%lực Kích thước cơ bản của thiết bị lắng Lắng%dưới%tác%dụng%của%trọng%lực Kích thước cơ bản của thiết bị lắng Lắng%dưới%tác%dụng%của%trọng%lực Trợ lắng -Quá trình lắng không thực hiện được với Huyền phù loãng, có kích thước hạt rắn bé - Sự kết khối của các hạt rắn có tác dụng tốt với quá trình lắng -Sự kết khối các hạt nhỏ được tăng cường nhờ tác dụng của khuyấy trộn cơ (vận tốc giới hạn là 0, 18 – 0,36 m/s) -Để tránh sự tách khối, cần có sự kết hợp của sự tạo khối với quá trình lắng để đảm bảo các khối tạo ra lắng hết xuống đáy Chất trợ lắng - Là các chất hoạt động bề mặt hoặc các chất làm thay đổi pH của huyền phù: Các chất điện phân: axit, bazơ, muối…(sữa vôi, sô đa, nhôm, sunfat, sắt, clorua sắt,..) - Các loại sợi nh ...