Quá trình thiết bị Công nghệ Hóa học | Bài giảng môn quá trình thiết bị | Đại học Bách khoa hà nội

Quá trình thiết bị Công nghệ Hóa học. Tài liệu trắc nghiệm môn quá trình thiết bị giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

CH#3400
Quá$trình$và$thiết$bị$công$nghệ$hoá$học$I
!"#$%&'"($)&*%+,-$&."$/&01$
02$3$%+,4$5"$/6/+78349+3'$&
:;&5<$&=0>0:&?*&@A2&/BC&D&0/EC&F/G5
0HIJ$%&KL"&/BC&:MC/&N/O2&@P&$;"
Giới$thiệu$về$môn$học$
Quá$trình$Thiết$bị$Công$nghệ$Hóa$học
Quá$trình$ Thiết$bị$Công$nghệ$Hóa$chất$
Process
Raw
Materials
Product
Consumer
Recycle and
Remediation
Tái chế
Người tiêu dùng
Sn phm
Quá trình và
Thiết b
Nguyên vt liu
Năng lượng
Phn m đầu
Các$sản$phẩm$và$các$quá$trình$

hdb
i
e
V
CAd h

g
cDa
AA
,

H
AA,
fV
VV

AA,
d,H
VV
,
AA,
aD
TV


Phn m đầu
Cấu$trúc$chương$tr ình$đào$tạo $chuyên$ngành$
Quá$trình$Thiết$bị$Công$nghệ$Hóa$học
Hóa$họcToán$hc
Các$hiện$tượng$vận$chuyển
Phân$tách$$$$$$$$$$$$$$$$
(chuyể n $chấ t)
Truyn$nhit
Cơ$học$chất$lỏng$
(truyền $Mo m e nt)
Kỹ$thuật$phản$ứng
Động$học$và$điều$khiển$
quá$trình
Thiết$kế$quá$tnh
Nhiệt$động$học$kỹ$
thu t
Các$thí$nghiệm$
QTTB
Hóa$lý$&$T N
Hóa$hữu$cơ$
&$TN
Cân$bằng$vật$chất$và$Cân$bằng$nhiệt$
lượng
Vật$lý
Nhiệt$động$học$
(cân$b ằn g$p ha )
Hệ#thống
Phn m đầu
1915 1945 1965
Khng hong a công nghip hóa cht
Phát trin các quá trình/ Unit Operations
1925 1935 1955
Tăng cường chú trng vào các khoa hc mũi nhn
S thay đi ca chương trình ging dy
Phn m đầu
!"#$%&'(%#$)*#)%+,,!%-./%01%-23#$%-)4/%
$/5#%67889:;;;
Science & Engineering Indicators (NSF 02-327)
<=%>?@#$%A"#$
Phn m đầu
!"#$%&'(%)*+%,"-.%)/"%01"%$2$%34%56%.78'.8 %9::;%,<=.7%
7">"%)=?.%@AAAB@AAC
56%
19%
1%
11%
2%
DE.7%
.78"#F
38E.7%<G
D8H.8%F8I
:8J,%.78"#F
:/,%.78"#FKD8+L-.%7">
M7'.8%N82$
AICHE Career Services
Phn m đầu
Nhu$cầu$tuyển$dụng$của$các$nghành$công$nghiệp$
đối$với$Kỹ$sư$QTTB
0 5 10 15 20 25
Hóa$chất
Điện$t
Nhiên$liệu
Phần$trăm$các$ngành$công$nghiệp$nhận$Kỹ$sư$QTTB
Thực$phảm/tiêu$dùng
Vật$liệu
Sinh$học/Dược$phẩm
Giấy
Môi$trường
Nghiên$cứu
Thiết$kế,$xây$dựng
Dịch$vụ
Ngành$khác
AICHE Career Services
Phn m đầu
Lương&khởi&điểm
Ngành&QTTB&dẫn&đầu!
Boston Globe, April25, 2003
Phn m đầu
K thut đin
Sinh hc.
Toán hc.
Cơ khí
K thut xây dng.
Khoa hc máy tínhKhoa hc vt liu
Hóa hc.
Vt lý
QTTB
QTTB trong môi liên quan vi các khoa hc khác
QTTB/Chemical Engineering
Phn m đầu
Cu trúc mi ca môn hc
QTTB
Khoa hc cơ bn:
Hóa hc, Sinh hc, Vt lý, Toán hc
Các nguyên lý cơ bn trong QTTB
Các quá trình chuyn khi
Chuyn qui mô
Mô hình hóa
Các ni dung liên quan đến thiết kế
trong ký thu t hóa h c:
Thiết kế quá trình
Thiết kế sn phm
Phn m đầu
CHƯƠNG'1'
Các$khái$niệm$cơ$bản
Các khái nim chung
Quá%trình%gián%đoạn
Quá%trình%liên%tục
Khả%nă n g%tự%độ n g %hó a,%cơ%giớ i%hó a %cao
Tính%ổn%định%cao
Có%thể%trang%bị%đồng%bộ,%giảm%giá%đầu%tư
Quá%trình%bán%liên%tục
Các khái nim cơ bn
1. Tính cân bng vt liu
! !
+=
ttravao
GGG
Tổng&lượng&vật & liệu&được&đưa&vào&thiết&bị&tr on g&quá&trình&sản&
xuất&phải&bằng&tổng&lượng&vật&liệu&đi&ra&khỏi&thiết&bị&(có&kể&đến&
lượng&tổn&thất)
Phương&trì n h& c â n& b ng & v ật & liệu&đúng&cho:
Một&quá&trình&xác&định
Toàn&bộ&quá&trình
Một&không&gian&của&quá&tnh
Phương&trì n h& c â n& b ng & v ật & liệu&có&thể&tính&theo & t o àn & bộ & lượng &
vật&liệu&tham&gia&vào&quá&trình& hoặc&t í nh& t heo& m ột & cấu& t ử& nào& đó&
trong&thành&phần&vật&liệu,&có&thể&được&áp&dụng&cho&một&thiết&bị,&
một&bộ&phận&thiết&bị&hoặc&một&nhóm&thiết&bị
Các khái nim cơ bn
1. Tính cân bng vt liu
! !
+=
ttravao
GGG
Với%phương%trì n h% CBVL%có%thể:
Chọn%dây%chuyền%sản%xuất%và%kích%thước%thiết%bị%thích%hợp
Xác%định%được%hao%tổn%vật%liệu,%lượng%sản%phẩm%phụ%và%tạp%chất%
để%tìm%biện%pháp%khắc%phục
Phương%trì n h% CBVL%dùng%để%đánh%g iá%mức%độ%hoàn%t hiện%c a%
quá%trình%công%nghệ
Các khái nim cơ bn
2. Tính cân bng nhit lượng
! !
+=
mravao
QQQ
Tổng&lượng&nhiệt&đ ư ợc & đ ư a & v ào & b ằn g & t ng & lượng & n hiệt& đ ư c&
lấy&ra&(kể&cả&tổn&thất)
Dựa&vào&phương&trình&câ n&bằng&nh iệt&lượng,&có&thể&tính&toán&
lượng&nhiệt&cần&thiết&cho&quá&trình&cũng&như&kích&thước&cần&
thiết&của&thiết&bị.
Các khái nim cơ bn
2. Tính cân bng nhit lượng
54321
QQQQQ +=++
Q
3
:%Có%thể%sinh%ra%do%thay%đổi%trạng%thái%như:%quá%trình%kết%tinh,%
hòa%tan%hoặc%phản%ứng%hóa%học,… .Mang%dấu%dương%nếu%là%quá%
trình%tỏa%nhiệt,%dấu%âm%nêu%là%quá%trình%thu%nhiệt.
Lượng nhit
do nguyên vt
liu mang vào
Lượng nhit h
nhn được
Lượng nhit ta ra
(sinh ra) trong q
trình
Lượng nhit do sn
phm và vt liu
mang ra
Lượng nhit mt mát
ra môi trường
Các khái nim cơ bn
3. Năng sut
- Là lượng vt liu vào hoc sn phm ra tính
theo mt đơn v thi gian
Đơn v:
kg/h, kg/s, tn/h,…
l/h, l/s, l/ph,…
m
3
/h, m
3
/s,…
Các khái nim cơ bn
4. Hiu sut
- Là t l phn trăm gia lượng sn phm thu
được so vi lượng nguyên liu đầu vào đưa
vào thiết b
5. Cường đ sn xut
- Là năng sut da trên mt đại lượng nào đó
đặc trưng cho thiết b và máy
Các khái nim cơ bn
| 1/23

Preview text:

CH#3400
Quá$trình$và$thiết$bị$công$nghệ$hoá$học$I
Giảng&viên:&Nguyễn&Minh&Tân
Tan.nguyenminh@hust.edu.vn&
Bộ&môn&QT>TB&CN&Hóa&học&&&Thực&phẩm
Trường&Đại&học&Bách&khoa&Hà&nội
Giới$thiệu$về$môn$học$
Quá$trình$Thiết$bị$Công$nghệ$Hóa$học Phần mở đầu
Quá$trình$– Thiết$bị$Công$nghệ$Hóa$chất$ Quá trình và Thiết bị Process Product Sản phẩm Consumer Người tiêu dùng Raw Recycle and Materials Tái chế Nguyên vật liệu Remediation Năng lượng Phần mở đầu
Các$sản$phẩm$và$các$quá$trình$ H h d b A A , i f V e V V V C A d h A A , d ,H V V g , c D a A A A A , a D T V , Phần mở đầu
Cấu$trúc$chương$trình$đào$tạo$chuyên$ngành$
Quá$trình$Thiết$bị$Công$nghệ$Hóa$học Thiết$kế$quá$trình
Động$học$và$điều$khiển$ quá$trình Kỹ$thuật$phản$ứng Hóa$lý$&$TN
Các$hiện$tượng$vận$chuyển #thống Các$thí$nghiệm$ Phân$tách$$$$$$$$$$$$$$$$ Hóa$hữu$cơ$ Hệ QTTB (chuyển$chất) &$TN Truyền$nhiệt Cơ$học$chất$lỏng$ Nhiệt$động$học$ (truyền$Moment) (cân$bằng$pha) Nhiệt$động$học$kỹ$
Cân$bằng$vật$chất$và$Cân$bằng$nhiệt$ thuật lượng Toán$học Vật$lý Hóa$học Phần mở đầu
Sự thay đổi của chương trình giảng dạy
Tăng cường chú trọng vào các khoa học mũi nhọn
Phát triển các quá trình/ Unit Operations
Khủng hoảng ủa công nghiệp hóa chất 1915 1925 1935 1945 1955 1965 Phần mở đầu
Bằng%cấp%nghành%QTTB%tại%Mỹ%trong%thời% gian%196692000 ng bằ ng% ợ lư Số%
Science & Engineering Indicators (NSF 02-327) Phần mở đầu
Việc%làm%đầu%tiên%đối%với%các%Kỹ%sư%nghành%QTTB%trong% giai%đoạn%2000B2001 Ngành%khác
Tốt%nghiệp/Chuyên%gia 11% 2% 1% Thất%nghiệp 9% Chính%phủ 2% 56% Công% nghiệp 19% Không%rõ AICHE Career Services Phần mở đầu
Nhu$cầu$tuyển$dụng$của$các$nghành$công$nghiệp$
đối$với$Kỹ$sư$QTTB Ngành$khác Dịch$vụ Môi$trường Nghiên$cứu Thiết$kế,$xây$dựng Giấy Sinh$học/Dược$phẩm Vật$liệu Thực$phảm/tiêu$dùng Nhiên$liệu Điện$tử Hóa$chất 0 5 10 15 20 25
Phần$trăm$các$ngành$công$nghiệp$nhận$Kỹ$sư$QTTB AICHE Career Services Phần mở đầu Lương&khởi&điểm
Ngành&QTTB&dẫn&đầu! Boston Globe, April25, 2003 Phần mở đầu QTTB/Chemical Engineering
Khoa học vật liệu Khoa học máy tính Vật lý Kỹ thuật điện QTTB Hóa học.
Kỹ thuật xây dựng. Sinh học. Toán h Cơ khí ọc.
QTTB trong môi liên quan với các khoa học khác Phần mở đầu
Cấu trúc mới của môn học QTTB • Khoa học cơ bản:
– Hóa học, Sinh học, Vật lý, Toán học
• Các nguyên lý cơ bản trong QTTB
– Các quá trình chuyển khối – Chuyển qui mô – Mô hình hóa
• Các nội dung liên quan đến thiết kế trong ký thuật hóa học: – Thiết kế quá trình – Thiết kế sản phẩm CHƯƠNG'1'
Các$khái$niệm$cơ$bản Các khái niệm cơ bản Các khái niệm chung • Quá%trình%gián%đoạn • Quá%trình%liên%tục
– Khả%năng%tự%động%hóa,%cơ%giới%hóa%cao – Tính%ổn%định%cao
– Có%thể%trang%bị%đồng%bộ,%giảm%giá%đầu%tư
• Quá%trình%bán%liên%tục Các khái niệm cơ bản
1. Tính cân bằng vật liệu !G = G G vao ! + ra tt
• Tổng&lượng&vật&liệu&được&đưa&vào&thiết&bị&trong&quá&trình&sản&
xuất&phải&bằng&tổng&lượng&vật&liệu&đi&ra&khỏi&thiết&bị&(có&kể&đến& lượng&tổn&thất)
• Phương&trình&cân&bằng&vật&liệu&đúng&cho:
• Một&quá&trình&xác&định
• Toàn&bộ&quá&trình
• Một&không&gian&của&quá&trình
• Phương&trình&cân&bằng&vật&liệu&có&thể&tính&theo&toàn&bộ&lượng&
vật&liệu&tham&gia&vào&quá&trình&hoặc&tính&theo&một&cấu&tử&nào&đó&
trong&thành&phần&vật&liệu,&có&thể&được&áp&dụng&cho&một&thiết&bị,&
một&bộ&phận&thiết&bị&hoặc&một&nhóm&thiết&bị Các khái niệm cơ bản
1. Tính cân bằng vật liệu !G = G G vao ! + ra tt
• Với%phương%trình%CBVL%có%thể:
– Chọn%dây%chuyền%sản%xuất%và%kích%thước%thiết%bị%thích%hợp
– Xác%định%được%hao%tổn%vật%liệu,%lượng%sản%phẩm%phụ%và%tạp%chất%
để%tìm%biện%pháp%khắc%phục
• Phương%trình%CBVL%dùng%để%đánh%giá%mức%độ%hoàn%thiện%của% quá%trình%công%nghệ Các khái niệm cơ bản
2. Tính cân bằng nhiệt lượng !Q = Q Q vao ! + ra m
• Tổng&lượng&nhiệt&được&đưa&vào&bằng&tổng&lượng&nhiệt&được&
lấy&ra&(kể&cả&tổn&thất)
• Dựa&vào&phương&trình&cân&bằng&nhiệt&lượng,&có&thể&tính&toán&
lượng&nhiệt&cần&thiết&cho&quá&trình&cũng&như&kích&thước&cần&
thiết&của&thiết&bị. Các khái niệm cơ bản
2. Tính cân bằng nhiệt lượng Lượng nhiệt Lượng nhiệt do sản do nguyên vật phẩm và vật liệu liệu mang vào mang ra
Q + Q + Q = Q + Q 1 2 3 4 5 Lượng nhiệt hệ Lượng nhiệt tỏa ra Lượng nhiệt mất mát nhận được (sinh ra) trong quá ra môi trường trình
• Q3:%Có%thể%sinh%ra%do%thay%đổi%trạng%thái%như:%quá%trình%kết%tinh,%
hòa%tan%hoặc%phản%ứng%hóa%học,….Mang%dấu%dương%nếu%là%quá%
trình%tỏa%nhiệt,%dấu%âm%nêu%là%quá%trình%thu%nhiệt. Các khái niệm cơ bản 3. Năng suất
- Là lượng vật liệu vào hoặc sản phẩm ra tính
theo một đơn vị thời gian Đơn vị: kg/h, kg/s, tấn/h,… l/h, l/s, l/ph,… m3/h, m3/s,… Các khái niệm cơ bản 4. Hiệu suất
- Là tỉ lệ phần trăm giữa lượng sản phẩm thu
được so với lượng nguyên liệu đầu vào đưa vào thiết bị 5. Cường độ sản xuất
- Là năng suất dựa trên một đại lượng nào đó
đặc trưng cho thiết bị và máy