Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối | Bài giảng môn Quá trình thiết bị | Đại học Bách khoa hà nội

Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối. Tài liệu trắc nghiệm môn Hóa học 1 giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

Quá$trình$&$Thiết$bị$
Công$nghệ$Hoá$học$III
QUÁ$TRÌNH$&$THIẾT$BỊ$CHUYỂN$KHỐI
Chương$1: Các$kiến$thức$cơ$bản$của$quá$
trình$chuyển$khối
Giảng viên:)Nguyễn Minh)Tân
Bộ môn QT7TB)CN)Hóa học &)Thực phẩm
Trường Đại học Bách khoa Nội
nguyen.minhtan@gmail.com
2
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
Email trao đổi tài liu
tailieu.qttb@gmail.com
qttb98305
1. Định nghĩa và phân loi
Định nghĩa: Quá trình di chuyn vt cht t v trí này sang v
trí khác trong 1 pha hoc t pha này sang pha kia, khi có s
tiếp xúc trc tiếp gia hai pha gi là quá trình truyn cht,
hoc chuyn khi hoc khuếch tán.
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
1. Định nghĩa và phân loi
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
Phân loi các quá trình Chuyn Khi:
Hp th/Absorption: quá trình hút khí hoc hơi bng
cht lng. Vt cht di chuyn t pha khí vào pha lng.
1. Định nghĩa và phân loi
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
Phân loi các quá trình Chuyn Khi:
Hp Ph/Adsorption: quá trình hút khí/hơi hoc lng
trên b mt vt liu xp nh các lc b mt.
Vt liu xp gi cht hp ph/adsobent
Cht b “gntrên b mt cht hp ph gi cht b hp
ph
1. Định nghĩa và phân loi
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
Phân loi các quá trình truyn cht:
Chưng/distilation: quá trình tách các hn hp lng
thành các cu t riêng bit. Vt cht di chuyn t pha lng
vào pha hơi ngược li.
1. Định nghĩa và phân loi
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
Phân loi các quá trình truyn cht:
Trích ly/Extraction: quá trình tách hoàn toàn hay mt
phn cht hoà tan trong hn hp lng hay rn đồng nht
bng mt cht lng khác (dung môi)
1. Định nghĩa và phân loi
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
Trao đổi ion/ ion exchanger: tách các ion trong pha lng
hoc khí nh trao đổi các nhóm ion linh động vi cht trao
đổi ion (thường pha rn).
1. Định nghĩa và phân loi
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
Sy/drying: quá trình tách nước ra khi vt liu m, vt
cht (hơi nước) đi t pha rn vào pha khí.
1. Định nghĩa và phân loi
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
Hoà tan/dissolving: vt cht di chuyn t pha rn vào pha lng.
Kết tinh/crystalization: vt cht di chuyn t pha lngvào pha rn
Thành phn ca cu t trong pha được biu din theo các
đơn v:
phn khi lượng, phn mol, phn th tích, áp sut riêng phn,
phn khi lượng tương đối và phn mol tương đối.
Mi pha có th gm nhiu cu t. Ký hiu pha:
Φ
X
- pha lng khi chưng luyn, hp th, pha phân tán khi
trích ly, pha rn khi hp ph.
Φ
y
- pha hơi khi chưng luyn, hp th, hp ph, pha liên
tc khi trích ly.
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
2. Biu din thành phn pha
Thng nht các ký hiu biu din thành phn:
G
y
- Khi lượng pha
Φ
y
, kg
G
x
- Khi lượng pha
Φ
x
, kg
n
y
S mol ca pha
Φ
y
n
x
- S mol ca pha
Φ
x
g
k
- Khi lượng ca mt cu t bt k trong pha
Φ
x
, kg
g’
k
- Khi lượng ca mt cu t bt k trong pha
Φ
y
, kg
n
k
- S mol ca mt cu t bt k trong pha
Φ
x
n’
k
- S mol camt cu t bt k trong pha
Φ
y
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
2. Biu din thành phn pha
Thng nht các ký hiu biu din thành phn:
a
k
Nng độ phn % khi lượng ca mt cu t bt k trong pha
Φ
x
a’
k
- Nng độ phn % khi lượngca m t cu t bt k trong pha
Φ
y
Nng độ phn khi lượng ca mt cu t bt k trong pha
Φ
x
- Nng độ phn khi lượngca mt cu t b t k trong pha
Φ
y
x
k
Nng độ phn mol ca mt cu t bt k trong pha
Φ
x
y
k
- Nng độ phn mol ca mt cu t bt k trong pha
Φ
y
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
2. Biu din thành phn pha
x
k
y
k
Thng nht các ký hiu biu din thành phn:
- Nng độ phn khi lượng tương đối ca mt cu t bt k trong
pha
Φ
x,
kg/kg
- Nng độ phn khi lượng tương đối ca mt cu t bt k trong
pha
Φ
y
, kg/kg
X
k
Nng độ phn mol tương đối ca mt cu t bt k trong pha
Φ
x,
kmol/kmol
Y
k
- Nng độ phn mol tương đối ca mt cu t bt k trong pha
Φ
y,
kmol/kmol
v
k
phn th tích ca cu t bt k
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
2. Biu din thành phn pha
X
k
Y
k
Phn khi lượng
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
2. Biu din thành phn pha
x
k
=
g
k
G
x
y
k
=
g'
k
G
y
Phn trăm khi lượng
a
k
= x
k
100%
a '
k
= y
k
100%
Phn mol
y
k
=
n'
k
n
y
Phn khi lượng
tương đối
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
2. Biu din thành phn pha
X
k
=
g
k
G
x
g
k
X
k
=
n
k
n
x
n
k
Y
k
=
g'
k
G
y
g'
k
Phn mol tương
đối
Y
k
=
n'
k
n
y
n'
k
Phn th tích
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
2. Biu din thành phn pha
v
k
=
V
k
V
Đối vi hn hp khí, phn th tích bng phn mol
Th tích ca cu t
bt k
Th tích ca pha
v
k
=
p
k
P
Áp sut riêng phn ca cu
t bt k trong hn hp
Áp sut chung ca
hn hp
Biu din nng độ h hai pha (ví d: pha lng và pha khí)
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
Biu đồ tam giác
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
2. Biu din thành phn pha
Phương pháp Chiu cao
Altitude Method
Biu đồ tam giác
Chương 1: Các kiến thc cơ bn ca quá tnh chuyn khi
2. Biu din thành phn pha
Phương pháp Giao đim
Intersection Method
| 1/63

Preview text:

Quá trình & Thiết bị
Công nghệ Hoá học III
QUÁ TRÌNH & THIẾT BỊ CHUYỂN KHỐI
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
Giảng viên: Nguyễn Minh Tân
Bộ môn QT-­TB CN Hóa học & Thực phẩm
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội nguyen.minhtan@gmail.com
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối Email trao đổi tài liệu tailieu.qttb@gmail.com qttb98305 2
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
1. Định nghĩa và phân loại
Định nghĩa: Quá trình di chuyển vật chất từ vị trí này sang vị
trí khác trong 1 pha hoặc từ pha này sang pha kia, khi có sự
tiếp xúc trực tiếp giữa hai pha gọi là quá trình truyền chất,
hoặc chuyển khối hoặc khuếch tán.

Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
1. Định nghĩa và phân loại
Phân loại các quá trình Chuyển Khối:
Hấp thụ/Absorption: là quá trình hút khí hoặc hơi bằng
chất lỏng. Vật chất di chuyển từ pha khí vào pha lỏng.
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
1. Định nghĩa và phân loại
Phân loại các quá trình Chuyển Khối:
Hấp Phụ/Adsorption: là quá trình hút khí/hơi hoặc lỏng
trên bề mặt vật liệu xốp nhờ các lực bề mặt.
Vật liệu xốp gọi là chất hấp phụ/adsobent
Chất bị “gắn” trên bề mặt chất hấp phụ gọi là chất bị hấp phụ
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
1. Định nghĩa và phân loại
Phân loại các quá trình truyền chất:
Chưng/distilation: là quá trình tách các hỗn hợp lỏng
thành các cấu tử riêng biệt. Vật chất di chuyển từ pha lỏng
vào pha hơi và ngược lại.

Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
1. Định nghĩa và phân loại
Phân loại các quá trình truyền chất:
Trích ly/Extraction: là quá trình tách hoàn toàn hay một
phần chất hoà tan trong hỗn hợp lỏng hay rắn đồng nhất
bằng một chất lỏng khác (dung môi)

Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
1. Định nghĩa và phân loại
Trao đổi ion/ ion exchanger: tách các ion trong pha lỏng
hoặc khí nhờ trao đổi các nhóm ion linh động với chất trao
đổi ion (thường là pha rắn).
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
1. Định nghĩa và phân loại
Sấy/drying: là quá trình tách nước ra khỏi vật liệu ẩm, vật
chất (hơi nước) đi từ pha rắn vào pha khí.
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
1. Định nghĩa và phân loại
Hoà tan/dissolving: vật chất di chuyển từ pha rắn vào pha lỏng.
Kết tinh/crystalization: vật chất di chuyển từ pha lỏngvào pha rắn
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
2. Biểu diễn thành phần pha
Mỗi pha có thể gồm nhiều cấu tử. Ký hiệu pha:
– ΦX - pha lỏng khi chưng luyện, hấp thụ, pha phân tán khi
trích ly, pha rắn khi hấp phụ.
– Φy - pha hơi khi chưng luyện, hấp thụ, hấp phụ, pha liên tục khi trích ly.
Thành phần của cấu tử trong pha được biểu diễn theo các đơn vị:
phần khối lượng, phần mol, phần thể tích, áp suất riêng phần,
phần khối lượng tương đối và phần mol tương đối.
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
2. Biểu diễn thành phần pha
Thống nhất các ký hiệu biểu diễn thành phần:
• Gy - Khối lượng pha Φy, kg
• Gx - Khối lượng pha Φx, kg
• ny – Số mol của pha Φy
• nx - Số mol của pha Φx
• gk - Khối lượng của một cấu tử bất kỳ trong pha Φx, kg
• g’k - Khối lượng của một cấu tử bất kỳ trong pha Φy, kg
• nk - Số mol của một cấu tử bất kỳ trong pha Φx
• n’k - Số mol củamột cấu tử bất kỳ trong pha Φy
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
2. Biểu diễn thành phần pha
Thống nhất các ký hiệu biểu diễn thành phần:
• ak – Nồng độ phần % khối lượng của một cấu tử bất kỳ trong pha Φx
• a’k - Nồng độ phần % khối lượngcủa một cấu tử bất kỳ trong pha Φy
x – Nồng độ phần khối lượng của một cấu tử bất kỳ trong pha Φx k
y - Nồng độ phần khối lượngcủa một cấu tử bất kỳ trong pha Φ k y
• xk – Nồng độ phần mol của một cấu tử bất kỳ trong pha Φx
• yk - Nồng độ phần mol của một cấu tử bất kỳ trong pha Φy
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
2. Biểu diễn thành phần pha
Thống nhất các ký hiệu biểu diễn thành phần:
- Nồng độ phần khối lượng tương đối của một cấu tử bất kỳ trong Xk pha Φx, kg/kg •
- Nồng độ phần khối lượng tương đối của một cấu tử bất kỳ trong Yk pha Φy, kg/kg
• Xk – Nồng độ phần mol tương đối của một cấu tử bất kỳ trong pha Φx, kmol/kmol
• Yk - Nồng độ phần mol tương đối của một cấu tử bất kỳ trong pha Φy, kmol/kmol
• vk – phần thể tích của cấu tử bất kỳ
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
2. Biểu diễn thành phần pha Phần khối lượng g x = k g'k k y = G k x Gy
Phần trăm khối lượng a = x ⋅100% k k a' = y ⋅100% k k Phần mol n x n' = k k k y = n k x ny
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
2. Biểu diễn thành phần pha Phần khối lượng g g' X = k Y = k tương đối k G g k G g' x k y k n n' Phần mol tương X = k Y = k k k đối n n n n' x k y k
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
2. Biểu diễn thành phần pha Thể tích của cấu tử Phần thể tích bất kỳ V v = k k V Thể tích của pha
Áp suất riêng phần của cấu p
tử bất kỳ trong hỗn hợp v = k k P Áp suất chung của hỗn hợp
Đối với hỗn hợp khí, phần thể tích bằng phần mol
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
Biểu diễn nồng độ hệ hai pha (ví dụ: pha lỏng và pha khí)
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
2. Biểu diễn thành phần pha Biểu đồ tam giác
Phương pháp Chiều cao Altitude Method
Chương 1: Các kiến thức cơ bản của quá trình chuyển khối
2. Biểu diễn thành phần pha Biểu đồ tam giác
Phương pháp Giao điểm Intersection Method