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

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