Tiểu luận: Tìm hiểu công thức toán học sử dụng trong quá trình trích ly

Chia sẻ: Pham Khanh Dung | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

199
lượt xem 29
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trích ly được sử dụng rộng rãi với mục đích tách các cấu tử quý, thu dung dịch có nồng độ đậm đặc. Để đạt mục đích mức tối đa việc tính toán trong quá trình quan trọng. Vì vậy tìm hiểu công thức toán học sử dụng trong quá trình trích ly là cần thiết.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận: Tìm hiểu công thức toán học sử dụng trong quá trình trích ly

Trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên khoa CNSH & CNTP …….……. Bài tiểu luận Tìm hiểu công thức toán học sử dụng trong quá trình trích ly Giảng viên : Trần Văn Hùng Bộ môn: Hóa Công Khoa: CNSH&CNTP Nhóm: 8 Thái Nguyên, tháng 3 năm 2012
Cấu trúc bài • I.Đặt vấn đề • II. Nội dung • III.Kết luận • IV.Tài liệu tham khảo
I. Đặt vấn đề Trích ly được sử dụng rộng rãi với mục đích tách các cấu tử quý, thu dung dịch có nồng độ đậm đặc. Để đạt mục đích mức tối đa việc tính toán trong quá trình quan trọng. Vì vậy tìm hiểu công thức toán học sử dụng trong quá trình trích ly là cần thiết
II. Nội dung • 1. Đặc điểm của đồ thị tam giác 0 0 a. Thành phần cấu tử 10 10 90 20 C, tham gia trong quá trình 80 % 30 kh 70 äú trích ly i læ 40 60 åü ng ng 50 åü 50 • dung môi đầu L (đỉnh A) i læ 60 äú 40 kh 70 % • cấu tử cần tách M (đỉnh B) 30 B, 80 20 90 • dung môi thứ G (đỉnh C) 10 0 10 0 50 10 70 30 20 60 40 80 0 100 90 A, % khäúlæ ng i åü hình 1
b. Đặc điểm đồ thị tam giác - Mỗi đỉnh của tam giác tương ứng với một cấu tử nguyên chất. - Mỗi cạnh là hỗn hợp của 2 cấu tử. - Điểm trong tam giác thể hiện hỗn hợp 3 cấu tử. - Ví dụ, điểm N cho thành phần các hỗn hợp gồm 50% G, 20% L, 30%M hình 2
2. Quy tắc đòn bẩy a.Quy tắc đòn bẩy B -Khi trộn lẫn 2 hỗn hợp có thành phần a, b trong tam giác sẽ cho một hỗn hợp mới ở mc điểm c nằm trên (x c ) a đường thẳng ab. c ma - Khoảng cách ac và (x a ) bc tỉ lệ nghịch với b mb (x b ) lượng của hỗn hợp C A đầu. hình 3
• Từ hình 3 ta thấy: B • ma + mb = mc • nhưng xa + xb ≠ xc ma mb m a * ac = mb * bc ⇒ = mc bc ac (x c ) và a c mc * ac = mb * ab ma Ta có (x a ) b mb mc mb ma (x b ) mc * bc = ma * ac ⇒ == C A ab ac bc với ma, mb, mc - khối lượng của hỗn hợp a,b,c, kg xa , xb , xc - thành phần của cấu tử A,B,C trong hỗn hợp (a,b,c), %.
•Điểm hỗn hợp N trong đồ thị B tam giác – khi phân thành pha trích E và raphinat R •Theo quy tắc đòn bẩy: E ● N •Các đường N, R, E cùng . ● . ●R nằm trên một đường thẳng ● . •Điểm N chia R và E theo tỉ A C Lượng pha R Hình 4 NE = Lượng pha E NR NE NE Lượng pha R = = RE RN + EN Lượng hỗn hợp N Lượng pha E RN ● = RE Lượng hỗn hợp N
b.Đường cân bằng trong đồ thị tam giác B B d c k d d c b b a c A d b c b a a a C A C hình 5 hình 6 Trong hình 5, abcdKd’c’b’a’ là đường cân bằng. vùng trên là vùng đồng pha và dưới là vùng hai pha, là vùng tách được.
B B d c k d d c b b a c A d b c b a a a C A C • K điểm tới hạn. • Phía trái K pha raphinat và phía phải pha trích. • bb’,cc’, dd’: đường liên hợp. • Trong hình 6, đường abcde là đường cân bằng. phía trái abcde có hỗn hợp dị thể, vùng phía phải là dung dịch tách được.
B B d c k d d c b b a c A d b c b a a a C A C • Cạnh BC biểu thị thành phần của “ dòng bên trên”, là dung dịch của cấu tử phân bố trong dung môi. • đường abcde biểu thị“dòng bên dưới”, là hỗn hợp dị thể gồm pha rắn không hoà tan, cấu tử phân bố và dung môi chứa trong các mao quản của chất rắn. Kéo dài bb’, cc’, dd’ chúng cắt nhau ở đỉnh A.
3. Hệ số phân bố của cấu tử cần tách giữa pha trích và pha raphinat được biểu thị: B yb K 1 K= xb d c •với yb– thành phần cấu tử phân bố e d B trong pha trích, % khối lượng. c b b a C A •xb– thành phần cấu tử phân bố B Hình 7. hệ rắn - lỏng ( t trong pha raphinat,%khối lượng. =const) • Hệ số phân tán phụ thuộc vào nồng độ, nên trong tính toán ch ỉ tính gần đúng.
Cân bằng trong pha lỏng – lỏng • Xác định bằng thế hóa của chất hòa tan trong hai pha • y*, x là nồng độ cân bằng của cấu tử phân bố trong dung dịch trích và trong raphinat • Biểu thức toán của định luật phân bố là y* m= m: hệ số phân bố x Dung dịch thực m phụ thuộc vào nồng độ y*=f(x) là đường cong , m xác định bằng thực nghiệm m = const ,m chỉ phụ thuộc vào nồng độ
4. Nếu không tính đến sự hoà tan lẫn nhau giữa dung môi đầu và dung môi, thì có thể sử dụng đồ thi tam giác theo toạ độ: Kg cấu tử phân bố Trong pha x = xb raphinat b 100 − x Kg dung môi đầu b Kg cấu tử phân bố y = yb Trong pha trích ly b 100 − y b Kg dung môi đầu
. Đồ thị tam giác vẫn được sử dụng có hiệu quả, khi không thể hiện chính xác vì các đường quá dày. Khi đó thường biểu thị qua toạ độ (hình8) a a b b z,z z,z c c d d d d b b k c c a a 1 1 0 0 X,Y X ,Y d 1 1 d c c d d c Y Y c b k b b b a a a a 1 1 0 0 X X a) b) Hình 8.2 Hình 8.1
Hình 8: Hệ lỏng - lỏng với một cặp (a) và hoặc cặp (b) của các cấu tử tan từng phần vào nhau ( t=const) a)Dùng hệ toạ độ z, Z – X,Y và Y-X (đồ thị hỗ trợ để xác đ ịnh đường cân bằng) cho hệ lỏng- lỏng  kgB  XB XC   kg ( A + B )  X= =  Trong pha raphinat X A + X B 100 − X C    kgB  YC YB   kg ( A + B )  Y= = Trong pha trích  YA + YB 100 − YC    kgC  XC XC   kg ( A + B )  z= = Trong pha raphinat  X A + X B 100 − X C    kgC  YC YC Trong pha trích   kg ( A + B )  z= =  YA + YB 100 − YC  
Dùng hệ toạ độ sau cho hệ rắn - lỏng (hình 8.2) •Trong đó XA, XB ,XC – thành phần cấu t ử A, B, C trong pha raphinat (ở dòng dưới), % khối lượng. •YA, YB, YC – thành phần cả cấu tử A, B, C (trong pha trích ở trạng thái cân bằng), % khối lượng. X B  kgB  XB   kg ( B + C )  X= =  Trong pha raphinat X B + X C 100 − X A   YC  kgB  YB   kg ( B + C )  Y= =  Trong pha trích YB + YC 100 − Y A    kgA  XC XA   kg ( B + C )  z= =  Trong pha raphinat X B + X C 100 − X A   Y A  kgA  YA   kg ( B + C )  z= =  Trong pha trích YB + YC 100 − Y A  
III.Kết luận • Trích ly làm hạn chế mức tối thiểu sự hao hụt nguyên liệu trong quá trình sản xuất • Công thức toán học giúp tính toán chính xác và đạt hiệu quả mức tối ưu có thể
IV. Tài liệu tham khảo •Giáo trình các quá trình thiết bị - Nguyễn Bin, NXB KH & KT Đồ án chuyên môn ĐỀ TÀI: “ PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY MỘT SỐ SẢN PHẨM” Sinh viên thực hiện : NGUYỄN THỊ THUÝ GVHD : ĐỖ CHÍ THỊNH LỚP : O5C1