Đề cương môn học Quá trình và thiết bị truyền khối (Mass Transfer process and equipments)

Chia sẻ: Thep Thep | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

85
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung môn học trình bày cơ chế quá trình, phương pháp tiến hành, phương pháp tính toán các quá trình khuếch tán trong một pha cũng như giữa các pha: Hấp thụ, chưng cất, trích ly lỏng – lỏng, sấy, hấp phụ và trao đổi ion, trích ly chất rắn, kết tinh, màng bán thấm. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của các thiết bị truyền khối điển hình (dạng tháp và máy sấy).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề cương môn học Quá trình và thiết bị truyền khối (Mass Transfer process and equipments)

Đại Học Quốc Gia TP.HCM Vietnam National University – HCMC Trường Đại Học Bách Khoa Ho Chi Minh City University of Technology Khoa Kỹ thuật Hóa học Faculty of chemical engineering Đề cương môn học QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRUYỀN KHỐI ( M ass T r an s f e r p ro c e ss and eq uip m ent s ) Số tín chỉ 3 (3.0.6) MSMH Số tiết Tổng: 45 LT: 45 TH: 0 TN: 0 BTL/TL: 0 Tỉ lệ đánh giá BT: 0% TN: 0 KT: 30% BTL/TL: 0% Thi: 70% Hình thức đánh giá - Kiểm tra: viết tự luận, 90 phút - Thi: tự luận, 120 phút Môn tiên quyết Không Môn học trước Hóa lý 1 hoặc Hoá lý – Hoá keo Môn song hành CTĐT ngành Kỹ thuật hóa học Trình độ đào tạo Đại học Cấp độ môn học 2-3 Ghi chú khác 1. Mục tiêu của môn học Môn học trang bị cho người học cơ sở khoa học và phương pháp tính toán các quá trình và thiết bị khuếch tán (truyền khối) trong một pha cũng như giữa các pha: rắn – lỏng – khí. Nguyên lý hình thành các thiết bị để thực hiện những quá trình đó. Từ đó người học có thể thiết kế quy trình công nghệ, lựa chọn thiết bị phù hợp nhằm thiết kế thiết bị để tách, làm sạch và tinh chế các chất ở trạng thái rắn, lỏng, khí đạt năng suất cho trước. Ngoài ra họ cũng có thể tính toán phân tích đánh giá những thiết bị đã có để tăng năng xuất, tăng chất lượng, giảm chi phí vận hành, tăng chất lượng sản phẩm, giảm giá thành, tăng tính cạnh tranh. Nội dung môn học trình bày cơ chế quá trình, phương pháp tiến hành, phương pháp tính toán các quá trình khuếch tán trong một pha cũng như giữa các pha: Hấp thụ, chưng cất, trích ly lỏng – lỏng, sấy, hấp phụ và trao đổi ion, trích ly chất rắn, kết tinh, màng bán thấm. Cấu tạo, nguyên lý hoạt đông, ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng của các thiết bị truyền khối điển hình (dạng tháp và máy sấy). Đây là cơ sở để lựa chọn thiết bị, quy trình công nghệ, xác định chế độ công nghệ thích hợp để vận hành. Tính toán thiết kế thiết bị truyền khối đạt năng xuất, hiệu suất cao với chi phí thấp. Course description Provide to Student scientific basis and method of calculation processes and equipment diffusion (mass transfer) in a phase and between phases: solid - liquid - gas. Student design technological processes, equipment for separating, cleaning and purifying substances in the solid, liquid and gas state. 1/5
The course presents mechanism process, methodology, methods of calculating diffusion process in a phase and between phases: absorption, distillation, extraction liquid - liquid, drying of solids, ion exchange, extraction solid, crystallization, semi-permeable membrane. Structure, operation principles, advantages, disadvantages and field of use of mass transfer equipment (tower and dryer). These are the basis for the selection of equipment, technological process and condition to operate. Economic design of mass transfer equipment design to achieve productive, high performance at low cost. 2. Tài liệu học tập Sách, Giáo trình chính: [1] Võ Văn Bang, Vũ Bá Minh, Quá trình và thiết bị CNH-TP, tập 3: Truyền khối, NXB: ĐHQG TP. HCM 2012, 289 tr. [2] Nguyễn Bin, Các quá trình và thiết bị CN Hóa – TP, tập 3: truyền khối. NXB: KH-KT, Hà nội 2010, 271 tr/. [3] Trịnh Văn Dũng, Bài tập truyền khối. NXB: ĐHQG TP. HCM 2010, 271 tr. Sách tham khảo: [4] Robert, E. Treybal, “Mass Tranper Operations, Mac. Graw Hill, Book Company, 1968 [5] J. R. Welty, C. E. Wicks, R. E. Wilson, Fundamentales of Momentum, Heat and Mass Transfer, Joln Wiley, 1973. [6] Đỗ Văn Đài và cộng sự, Sổ tay QT&TB CN Hóa học, tập 1&2, NXB: KH-KT, Hà nội 2012, 630&464 tr. 3. Mục tiêu môn học Nắm được kiến thức liên quan về: hóa lý, thủy lực, truyền nhiệt để nắm được Nêu được các yếu tố ảnh hưởng, xác định được các thông số đặc trưng Tính toán đánh giá và thiết kế thiết bị truyền khối Lựa chọn được thiết bị truyền khối sấy phù hợp Ứng dụng của các quá trình truyền khối để tách, làm sạch, tinh chế các chất 4. Chuẩn đầu ra môn học STT Chuẩn đầu ra môn học CDIO L.O.1 Nắm được kiến thức liên quan về: hóa lý, thủy lực, truyền nhiệt để nắm được 1.1 L.O.1.1 – Các phương thức, định luật, phương trình khuếch tán vật chất. 1.1.2 L.O.1.2 – Các quá trình khuếch tán vật chất trong một pha hay giữa các pha 1.1.2 L.O.1.3 – Phương pháp biểu diễn thành phần pha 1.1.3 L.O.1.4 – Chiều di chuyển vật chất giữa các pha 1.1.4 L.O.2 Nêu được các yếu tố ảnh hưởng, xác định được các thông số đặc trưng 2.1, 2.2 L.O.2.1 – Các thông số đặc trưng cho truyền khối 2.2.1 L.O.2.1.1 – Hệ số khuếch tán D,  (k), K: bản chất, nhiệt độ, áp suất 2.1.1 L.O.2.1.2 – Năng suất, hiệu suất tách: đường kính, chiều cao L.O.2.1.3 – Hệ số truyền khối L.O.2.2 – Xác định được các đại lượng đặc trưng L.O.2.2.1 – Hệ số khuếch tán phân tử, cấp khối, truyền khối: L.O.2.2.2 – Năng suất, hiệu suất tách: L.O.3 Tính toán đánh giá và thiết kế thiết bị truyền khối 2.1, 2.3 L.O.3.1 – Xác định năng xuất khi biết kích thước 2.1.1 L.O.3.2 – Xác định được các kích thước chính khi biết năng suất 2/5
L.O.3.2.1 – Tính đường kính theo phương trình lưu lượng 2.3.1 L.O.3.2.2 – Tính chiều cao: – Phương trình truyền khối và hệ số truyền khối – Số đơn vị truyền khối và chiều cao đơn vị TK – Số đĩa lý thuyết và chiều cao đĩa lý thuyết – Số đĩa thực và khoảng cách giữa hai đĩa L.O.3.3 – Minh họa việc ứng dụng tính chiều cao tháp hấp thụ, chưng cất ... L.O.4 Lựa chọn được thiết bị truyền khối sấy phù hợp 4.4, 4.5 L.O.5.1 – Thiết bị dạng tháp: cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược 4.4.1 L.O.5.2 – Máy sấy: cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu nhược 4.4.1 L.O.5 Ứng dụng của các quá trình truyền khối để tách, làm sạch, tinh chế các chất 3.1, 4.1 L.O.6.1 – Hấp thụ và nhả hấp thụ: hệ khí – lỏng 3.1.1 L.O.6.2 – Chưng và chưng cất: hệ lỏng – lỏng 3.1.2 L.O.6.3 – Trích ly lỏng – lỏng: hệ lỏng – lỏng 4.1.1 L.O.6.4 – Sấy để giảm chi phí vận chuyển, bảo quản L.O.6.5 – Hấp phụ và trao đổi ion: hệ khí (hơi) hay lỏng – rắn L.O.6.6 – Hòa tan và trích ly chất rắn: hệ rắn – lỏng L.O.6.7 – Màng bán thấm: hệ khí – lỏng – rắn 5. Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá môn học Điểm tổng kết môn học được đánh giá xuyên suốt quá trình học  Giữa kỳ: kiểm tra 30%  Cuối kỳ: thi: 70% Điều kiện dự thi: theo quy chế chung của trường 6. Dự kiến danh sách Cán bộ tham gia giảng dạy Trịnh Văn Dũng, PGS. TS. Mai Thanh Phong, PGS. TS. Bùi Ngọc Pha, TS. Vũ Bá Minh, GVC, ThS. 7. Nội dung chi tiết Tuần / Nội dung Chương 1 Giới thiệu về môn học - Thông tin Thầy/Cô - Các vấn đề liên quan đến môn học - Cách thức dạy và học 2 Các phương thức – định luật khuếch tán và dòng một pha - Phương thức - Định luật - Hệ số khuếch tán - Phương pháp xác định hệ số khuếch tán - Cấp khối hệ số cấp khối - Phương pháp xác định hệ số cấp khối 3/5
- Các chuẩn số đồng dạng trong truyền khối 3 Truyền khối giữa các pha - Định nghĩa phân loại các quá trình truyền khối giữa các pha - Cân bằng pha trong truyền khối - Cân bằng vật chất - Động lực quá trình -Tốc độ truyền khối 4 Thiết bị truyền khối dạng tháp - Sơ đồ cấu tạo - Nguyên lý hoạt động - Ưu nhược điểm - Phạm vi ứng dụng 5 Hấp thụ và nhả hấp thụ 5.1 Khái niệm chung 5.2 Cân bằng pha trong hấp thụ 5.3 Cân bằng vật chất 5.4 Cân bằng nhiệt 5.5 Các yếu tố ảnh hưởng 5.6 Thiết bị hấp thụ 5.7 Tính toán thiết bị hấp thụ 5.8 Nhả hấp thụ 6 Chưng và chưng cất 6.1 Khái niệm chung 6.2 Cân bằng pha trong chưng cất 6.3 Chưng một bậc 6.4 Chưng cất hệ hai cấu tử 6.4.1 Sơ đồ hệ thống 6.4.2 Cân bằng vật chất 6.4.3 Cân bằng nhiệt 6.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng 6.4.5 Thiết bị và tính toán TB chung cất 6.4.6 Các phương pháp chưng đặc biệt 6.4.7 Chưng cất hệ nhiều cấu tử 7 Trích ly lỏng – lỏng 7.1 – Khái niệm chung 7.2 – Cân bằng pha trong trích ly lỏng – lỏng 7.3 – Các phương pháp trích ly 7.3.1 – Trích ly một bậc 7.3.2 – Trích ly nhiều bậc chéo dòng 7.3.3 – Trích ly nhiều bậc ngược dòng 7.3.4 – Trích ly liên tục 7.4 – Thiết bị trích ly 7.5 – Tính toán thiết bị trích ly 7.6 – Sơ đồ hệ thống thiết bị trích ly 8 Sấy vật liệu 8.1 – Một số khái niệm 8.2 – Không khí ẩm – đồ thị H – x 8.3 – Các dạng liên kết ẩm trong vật liệu sấy 8.3 – Cân bằng pha khi sấy 8.3 – Cân bằng vật chất 8.4 – Cân bằng nhiệt 8.5 – Truyền khối trong sấy 8.6 – Các phương thức sấy 8.6.1 – Sấy có bổ sung nhiệt 8.6.2 – Sấy có đốt nòng trung gian 8.6.3 – Sấy tuần hoàn khí thải 4/5
8.7 – Động học sấy 8.8 – Thiết bị sấy 9 Hấp phụ và trao đổi ion 9.1 – Các chất hấp phụ trong công nghiệp 9.2 – Cân bằng pha trong hấp phụ 9.3 – Cân bằng vật chất trong hấp phụ 9.4 – Động học hấp phụ 9.5 – Thiết bị hấp phụ 9.5.1 – Thiết bị và nguyên lý hoạt động 9.5.2 – Tính toán thiết bị hập phụ 9.6 Nhả hấp phụ 9.7 Trao đổi ion 10 Hòa tan và trích ly chất rắn 10.1 – Hòa tan 10.2 – Trích ly chất rắn 10.3 – Các phương pháp trích ly chất rắn và hòa tan L.O.9.4 – Thiết bị trích ly chất rắn và hòa tan L.O.9.5 – Một số ví dụ về chuyển quy mô 11 Quá trình khuếch tán qua màng 11.1 – Một số loại màng 11.2 – Cơ sở hóa lý của quá trình màng 11.2.1 – Màng ngăn: vi học, siêu lọc, nano 11.2.2 – Màng khuếch tán: thẩm thấu ngược 11.2.3 – Màng điện thẩm tích 11.2.4 – Màng khuếch tán nhiệt 11.3 – Tính toán quá trình và thiết bị màng 11.4 – Thiết bị màng 11.5 – Các phương pháp vận hành thiết bị màng và làm sạch màng 8. Thông tin liên hệ Bộ môn/Khoa phụ trách Quá trình và Thiết bị/Khoa Kỹ thuật Hóa học Văn phòng 110-111 B2 Điện thoại 0838647256-5680 Giảng viên phụ trách PGS.TS. Trịnh Văn Dũng Email trinhdung@hcmut.edu.vn Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2014 TRƯỞNG KHOA CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CB PHỤ TRÁCH LẬP ĐỀ CƯƠNG Trịnh Văn Dũng 5/5