Kỹ thuật thực phẩm 3 - Các quá trình truyền khối

64 trang vanle 4410

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Kỹ thuật thực phẩm 3 - Các quá trình truyền khối", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

ky_thuat_thuc_pham_3_cac_qua_trinh_truyen_khoi.ppt

Nội dung text: Kỹ thuật thực phẩm 3 - Các quá trình truyền khối

MƠN HỌC KỸ THUẬT THỰC PHẨM 3 CÁC QUÁ TRÌNH TRUYỀN KHỐI
Chương I. Những Kiến Thức Cơ Bản Của Quá Trình Truyền Khối A. Khái niệm cơ bản I. Định nghĩa và Phân loại 1.1. Định nghĩa 1.2. Phân loại II. Cách biểu diễn thành phần pha 2.1. Phần khối lượng 2.2. Phần trăm khối lượng 2.3. Phần mol 2.4. Tỷ số mol 2.5. Phần thể tích
Chương I. Những kiến thức cơ bản của quá trình truyền khối A. Khái niệm cơ bản III. Cân bằng pha 3.1. Khái niệm về cân bằng pha 3.2. Quy tắc pha 3.3. Các định luật cân bằng pha 3.3.1. Định luật Hăngri 3.3.2. Định luật Raun
Chương I. Những kiến thức cơ bản của quá trình truyền khối B. Các định luật khuếch tán I. Khuếch tán phân tử 1.1. Vận tốc khuếch tán 1.2. Cơng thức tính hệ số khuếch tán (Tham khảo) II. Khuếch tán đối lưu
Chương I. Những kiến thức cơ bản của quá trình truyền khối C. Cân bằng vật liệu và động lực quá trình I.Phương trình cân bằng vật liệu II. Động lực khuếch tán III. Phương trình truyền khối và động lực trung bình 3.1. Phương trình truyền khối Vận tốc của một quá trình nào cũng tỷ lệ thuận với động lực và tỷ lệ nghịch với trở lực. Trong quá trình truyền khối động lực là hiệu số nồng độ và trở lực là sự cản trở chất khuếch tán chuyển động qua lưu thể dG y − y = bg dF.d Ry
Chương I. Những kiến thức cơ bản của quá trình truyền khối C. Cân bằng vật liệu và động lực quá trình Dựa theo định luật phân bố và tính tốn ta cĩ phương trình truyền khối: G = kyFDytb Hoặc G = kxFDxtb Trong đĩ: ky và kx là hệ số truyền khối trong pha y và pha x 1 1 k = k = y 1 m x 1 1 + +  y  x  x m y
Chương I. Những kiến thức cơ bản của quá trình truyền khối C. Cân bằng vật liệu và động lực quá trình III. Phương trình truyền khối và động lực trung bình 3.2. Động lực trung bình Động lực của quá trình thay đồi từ đầu đến cuối nên khi tính tốn phải dùng động lực trung bình. Khi đường cân bằng là đường cong thì tính theo động lực trung bình tích phân. Khi đường cân bằng là đường thẳng thì tính theo động lực trung bình logarit.
Chương I. Những kiến thức cơ bản của quá trình truyền khối C. Cân bằng vật liệu và động lực quá trình III. Phương trình truyền khối và động lực trung bình 3.2. Động lực trung bình 3.2.1. Động lực trung bình tích phân Dựa vào phương trình truyền khối và phương trình cân bằng vật liệu, động lực trung bình tích phân được xác định theo cơng thức: yd − yc Dytb = yd dy y − y yc cb
Chương I. Những kiến thức cơ bản của quá trình truyền khối C. Cân bằng vật liệu và động lực quá trình III. Phương trình truyền khối và động lực trung bình 3.2. Động lực trung bình 3.2.1. Động lực trung bình logarit Dựa vào phương trình truyền khối khi đường cân bằng là đường thẳng và phương trình cân bằng vật liệu, động lực trung bình logarit ta xác định theo cơng thức: Dy − Dy Dy = c d tb Dy 2,3lg c Dyd
Chương I. Những kiến thức cơ bản của quá trình truyền khối D. Phương pháp tính thiết bị truyền khối Tính thiết bị truyền khối gồm tính kích thước thiết bị (đường kính, chiều cao và các kích thước khác), tính trở lực, cơng suất của bơm, quạt cần thiết, I. Tính đường kính thiết bị II. Tính chiều cao thiết bị Là phần chiều cao làm việc của tháp, kích thước phần trên và dưới tùy thuộc những bộ phận được lắp ở đĩ.
Chương I. Những kiến thức cơ bản của quá trình truyền khối D. Phương pháp tính thiết bị truyền khối II. Tính chiều cao thiết bị Là phần chiều cao làm việc của tháp, kích thước phần trên và dưới tùy thuộc những bộ phận được lắp ở đĩ. 2.1. Tính chiều cao theo phương trình truyền khối 2.2. Tính chiều cao theo số bậc thay đổi nồng độ 2.3. Tính chiều cao theo số đơn vị truyền khối 2.4. Tính chiều cao theo cách vẽ đường cong động học
CHƯƠNG II. HẤP THỤ I. Các khái niệm II. Cơ sở vật lý của quá trình hấp thụ III. Quy trình công nghệ IV. Thiết bị hấp thụ
I. Các khái niệm 1. Định nghĩa Hấp thụ là quá trình hút khí bằng chất lỏng, khí được hút gọi là chất bị hấp thụ, chất lỏng dùng để hút gọi là dung môi, hay còn gọi là chất hấp thụ, khí không bị hấp thụ gọi là khí trơ.
I. Các khái niệm 2. Ý nghĩa Quá trình hấp thụ đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất hóa học, nó được ứng dụng để: ▪ Thu hồi các cấu tử quý ▪ Làm sạch khí ▪ Tách hỗn hợp thành cấu tử riêng ▪ Tạo thành sản phẩm cuối cùng
I. Các khái niệm 3. Tính chất của dung môi 1. Có tính chất hòa tan chọn lọc nghĩa là chỉ hòa tan tốt cấu tử cần tách ra và không hòa tan các cấu tử còn lại hoặc chỉ hòa tan không đáng kể. Đây là tính chất chủ yếu của dung môi 2. Độ nhớt dung môi bé. Độ nhớt càng bé chất lỏng chuyển động càng dễ trở lực sẽ nhỏ hơn và hệ số chuyển khối sẽ lớn hơn.
I. Các khái niệm 3. Tính chất của dung môi 3. Nhiệt dung riêng bé, ít tốn nhiệt khi hoàn nguyên dung môi 4. Nhiệt độ sôi khác xa với nhiệt độ sôi của chất hòa tan như vậy sẽ dễ tách cấu tử ra khỏi dung môi 5. Nhiệt độ đóng rắn thấp tránh được hiện tượng đóng rắn làm tắc thiết bị
I. Các khái niệm 3. Tính chất của dung môi 6. Không tạo thành kết tủa, khi hòa tan tránh được tắc thiết bị, và thu hồi cấu tử đơn giản hơn 7. Ít bay hơi, mất mát ít 8. Không độc đối với người, không ăn mòn thiết bị.
II. Cơ sở vật lý của quá trình hấp thụ 1. Độ hòa tan khí trong lỏng ➢ Độ hòa tan của khí trong chất lỏng là lượng khí hòa tan trong một đơn vị chất lỏng. Độ hòa tan có thể biểu thị bằng kg/kg, kg/m3, g/lít ➢ Độ hòa tan của khí trong chất lỏng phụ thuộc vào tính chất của khí và chất lỏng, phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường và áp suất riêng phần của khí trong hỗn hợp. ➢ Sự phụ thuộc có thể biểu thị bằng định luật Henry – Dalton như sau: ycb = m.x
II. Cơ sở vật lý của quá trình hấp thụ 1. Độ hòa tan khí trong lỏng ➢ Đối với khí lý tưởng phương trình có dạng đường thẳng, phù hợp với khí thực khi nồng độ của khí không lớn lắm và độ hòa tan nhỏ. ➢ Đối với các hệ thống không tuân theo định luật Henry khi đó hằng số cân bằng m là một đại lượng biến đổi phụ thuộc vào nồng độ x và đường cân bằng là một đường cong ➢ Đối với khí lý tưởng phương trình có dạng đường thẳng, phù hợp với khí thực khi nồng độ của khí không lớn lắm và độ hòa tan nhỏ. ➢ Đối với các hệ thống không tuân theo định luật Henry khi đó hằng số cân bằng m là một đại lượng biến đổi phụ thuộc vào nồng độ x và đường cân bằng là một đường cong
II. Cơ sở vật lý của quá trình hấp thụ 1. Độ hòa tan khí trong lỏng ➢ Khi tính toán hấp thụ, người ta thường dùng nồng độ tỷ số mol hay nồng độ phần mol tương đối, ta có : y x Y = X = 1− y 1 − x mX Y = 1+ (1− m)X
II. Cơ sở vật lý của quá trình hấp thụ 2. Cân bằng vật chất Gọi : ▪ Gy: lượng hỗn hợp khí đi vào thiết bị hấp thụ kmol/h. ▪ Yd: nồng độ đầu của hỗn hợp khí kmol/kmol khí trơ. ▪ Yc:nồng độ cuối của hỗn hợp khí kmol/kmol khí trơ. ▪ Ltr: lượng dung môi đi vào thiết bị kmol/h ▪ Xd: nồng độ đầu của dung môi kmol/kmol dung môi ▪ Xc: nồng độ cuối của dung môi kmol/kmol dungmôi ▪ Gtr: lượng khí trơ vào thiết bị kmol/h
II. Cơ sở vật lý của quá trình hấp thụ 2. Cân bằng vật chất ▪ Lượng khí trơ được xác định theo công thức : 1 Gtr = Gy = Gy (1− yd ) 1+ Yd ▪ Phương trình cân bằng vật liệu Gtr(Yd − Yc ) = Ltr(Xc − Xd )
II. Cơ sở vật lý của quá trình hấp thụ 2. Cân bằng vật chất ▪ Lượng dung môi tối thiểu để hấp thụ được xác định khi nồng độ cuối của dung môi đạt đến nồng độ cân bằng, ta có: Yd − Yc Ltrmin = Gtr Xc max − Xd ▪ Lượng dung môi cần thiết: Yd − Yc Ltr = Gtr Xc − Xd
II. Cơ sở vật lý của quá trình hấp thụ 2. Cân bằng vật chất Phương trình cân bằng vật liệu tại vị trí bất kỳ trong thiết bị: Gtr(Y − Yc ) = Ltr(X − Xd ) Ltr Y = (X −Xd) +Yc Gtr
II. Cơ sở vật lý của quá trình hấp thụ 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất ▪ Nếu nhiệt độ tăng thì hệ số Henry tăng đường cân bằng sẽ dịch chuyển về trục tung động lực trung bình sẽ giảm do đĩ cường độ truyền khối sẽ giảm. Nếu ta tăng nhiệt độ đến một nhiệt độ tới hạn nào đĩ thì quá trình truyền khối sẽ khơng thực hiện được. Nhiệt độ tăng cũng cĩ ảnh hưởng tốt do độ nhớt của dung mơi sẽ giảm, vận tốc khí tăng cường độ truyền khối cũng tăng. ▪ Nếu ta tăng áp suất của hỗn hợp khí thì hệ số cân bằng m sẽ giảm do đĩ đường cân bằng sẽ chuyển gần về trục hồnh. Động lực trung bình sẽ tăng. Nhưng sự tăng áp suất luơn kèm theo tăng nhiệt độ cho nên nĩ cũng ảnh hưởng xấu đến quá trình mặt khác tăng áp cũng gây khĩ khăn cho chế tạo thiết bị.
II. Cơ sở vật lý của quá trình hấp thụ 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất lên quá trình hấp thụ (t1 p2>p3)
III. Thiết bị hấp thụ 1. Thiết bị hấp thụ bề mặt Thiết bị hấp thu loại bề mặt kiểu vỏ và kiểu ống
III. Thiết bị hấp thụ 1. Thiết bị hấp thụ loại màng Thiết bị hấp thụ loại màng kiểu vỏ và kiểu tấm
III. Thiết bị hấp thụ 1. Tháp đệm Tháp đệm và các loại đệm
III. Thiết bị hấp thụ 1. Tháp đĩa (tháp mâm) Tháp đĩa và hoạt động của tháp đĩa
III. Thiết bị hấp thụ 1. Tháp đĩa (tháp mâm)
IV. Sơ đồ hệ thống hấp thụ Sơ đồ hệ thống hấp thụ
CHƯƠNG III. CHƯNG CẤT I. Các khái niệm II. Cân bằng lỏng hơi hệ hai cấu tử III. Chưng cất đơn giản IV. Chưng cất
I. Các khái niệm 1. Định nghĩa Chưng là phương pháp dùng để tách các hỗn hợp chất lỏng cũng như các hỗn hợp khí lỏng thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay hơi khác nhau của các cấu tử trong hỗn hợp (nghĩa là khi ở cùng một nhiệt độ, áp suất hơi của các cấu tử khác nhau)
I. Các khái niệm 1. Định nghĩa Khi chưng hỗn hợp có bao nhiêu cấu tử ta sẽ được bấy nhiêu sản phẩm. Đối với trường hợp hai cấu tử ta có: sản phẩm đỉnh gồm các cấu tử có độ bay hơi lớn và một phần rất ít cấu tử có độ bay hơi bé còn sản phẩm đáy gồm cấu tử có độ bay hơi bé và một phần rất ít cấu tử có độ bay hơi lớn.
I. Các khái niệm 2. Các phương pháp chưng cất 1. Chưng đơn giản: Dùng để tách các hỗn hợp gồm có các cấu tử có độ bay hơi rất khác nhau. Phương pháp này thường dùng để tách sơ bộ và làm sạch các cấu tử khỏi tạp chất. 2. Chưng bằng hơi nước trực tiếp: Dùng để tách các hỗn hợp gồm các chất khó bay hơi và tạp chất không bay hơi, thường được ứng dụng trong trường hợp chất được tách không tan vào nước.
I. Các khái niệm 2. Các phương pháp chưng cất 3.Chưng chân không: Dùng trong trường hợp cần hạ thấp nhiệt độ sôi của cấu tử, như trường hợp các cấu tử trong hỗn hợp dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao hay trường hợp các cấu tử có nhiệt độ sôi quá cao. 4.Chưng cất: là phương pháp phổ biến nhất dùng để tách hoàn toàn hỗn hợp các cấu tử dễ bay hơi có tính chất hoà tan một phần hoặc hòa tan hoàn toàn vào
I. Các khái niệm 2. Các phương pháp chưng cất 5. Chưng cất ở áp suất thấp dùng cho các hỗn hợp dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao và các hỗn hợp có nhiệt độ sôi quá cao. 6. Chưng cất ở áp suất cao dùng cho các hỗn hợp không hoá lỏng ở áp suất thường
II. Cân bằng lỏng hơi hệ 2 cấu tử ➢ Dung dịch lý tưởng là dung dịch mà trong đó lực liên kết giữa các phân tử cùng loại và lực liên kết giữa các phân tử khác loại bằng nhau, khi đó các cấu tử hoà tan vào nhau theo bất cứ tỉ lệ nào. Cân bằng giữa lỏng và hơi hoàn toàn tuân theo định luật Rauolt. ➢ Dung dịch thực là những dung dịch không hoàn toàn tuân theo định luật Rauolt, sai lệch với định luật Raoult.
II. Cân bằng lỏng hơi hệ 2 cấu tử ❖Sai lệch dương: lực liên kết giữa các phân Sai lệch tử khác loại nhỏ hơn dương lực liên kết giữa các phân tử cùng loại ❖sai lệch âm: lực liên Sai lệch âm kết giữa các phân tử khác loại lớn hơn lực liên kết giữa các phân Hình 3.1 Quan hệ giữa áp suất và thành phần của tử cùng loại. dung dịch hai cấu tử
II. Cân bằng lỏng hơi hệ 2 cấu tử ➢ Các cấu tử không hoà tan vào nhau hoặc hoà tan không đáng kể khi lực liên kết giữa các phân tử khác loại rất bé so với lực liên kết giữa các phân tử cùng loại. ➢ Cân bằng pha trong dung dịch thực chỉ được xác định bằng thực nghiệm. Đối với các dung dịch lý tưởng cân bằng phải được xác định bằng định luật Rauolt.
II. Cân bằng lỏng hơi hệ 2 cấu tử Xét hỗn hợp gồm hai cấu tử A và B, theo định luật Rauolt ta có áp suất riêng phần của các cấu tử là : pA = PbhA.xA pB = PbhB.xB = PbhB.(1 – xA) Và áp suất chung của hỗn hợp hơi trên dung dịch là: P = pA + pB = PbhA.xA + PbhB.(1 – xA)
II. Cân bằng lỏng hơi hệ 2 cấu tử t B A D x I x II Hình 3.2 Các dạng đồ thị I. P-x; II. t-x; III. y -x x III
II. Cân bằng lỏng hơi hệ 2 cấu tử ➢ Đồ thị P–x ở hình 3.2. (I) các đường thẳng OB biểu thị sự phụ thuộc giữa áp suất hơi của cấu tử A vào thành phần của nó trong dung dịch; đường DA biểu thị sự phụ thuộc giữa áp suất hơi của cấu tử B vào thành phần của nó trong dung dịch; đường AB biểu thị sự phụ thuộc giữa áp suất chung của hỗn hợp vào thành của các cấu tử ở nhiệt độ khác nhau
II. Cân bằng lỏng hơi hệ 2 cấu tử Đối với các dung dịch lý tưởng ta có thể xây dựng đồ thị bằng cách tính giá trị áp suất hơi bão hoà của các cấu tử nguyên chất ở nhiệt độ khác nhau. Ta có: P − P P x = bhB bhA A yA = xA PbhA − PbhB P Ở mỗi nhiệt độ ta tìm các PbhA, PbhB rồi tính theo x, y theo các phương trình trên. Ta được đường cân bằng lỏng hơi hệ 2 cấu tử A và B
III. CHƯNG CẤT ĐƠN GIẢN Nước vào TB ngưng tụ Nồi chưng Bình chứa sản phẩm Hơi nước Nồi đun Nước ngưng
III. CHƯNG CẤT ĐƠN GIẢN Dung dịch được cho vào nồi chưng. Hơi tạo thành vào thiết bị ngưng tụ. Sau khi ngưng tụ và làm lạnh đến nhiệt độ cần thiết chất lỏng đi vào các thùng chứa. Thành phần chất lỏng ngưng luơn luơn thay đổi. Sau khi đã đạt được yêu cầu chưng, chất lỏng cịn lại trong nồi được tháo ra
III. CHƯNG CẤT ĐƠN GIẢN Chưng đơn giản được ứng dụng cho những trường hợp sau: • Khi nhiệt độ sơi của hai cấu tử khác nhau xa • Khi khơng địi hỏi sản phẩm cĩ độ tinh khiết cao • Tách hỗn hợp lỏng ra khỏi tạp chất khơng bay hơi • Tách sơ bộ hỗn hợp nhiều cấu tử
III. CHƯNG CẤT ĐƠN GIẢN Nhận xét: • Lượng sản phẩm đỉnh tăng, lượng sản phẩm đáy giảm khi tăng thời gian chưng. • Nồng độ sản phẩm đáy và đỉnh giảm dần theo thời gian chưng.
IV. CHƯNG CẤT Sơ đồ quy trình cơng nghệ
Thiết bị ngưng yD=xD; G; tSD tụ xD; Gx; Dịng hồi lưu tSD LUYỆN (CẤT) xD; D; tSD xW ; W; tSW xF; F; tSF CHƯNG TB làm lạnh TB làm sp đỉnh TB gia nhiệt yW=xW; tSW Nồi đun lạnh sp đáy nhập liệu D2 D1 xW ; W; tW Bình chứa sản phẩm đỉnh xW; tSW xF; F; tF Bình chứa Bình chứa xD ; D; tD nhập liệu sản phẩm đáy
III. CHƯNG CẤT 2. Nguyên tắc làm việc - Pha lỏng đi từ trên xuống cĩ nồng độ cấu tử dể bay hơi giảm dần. - Pha khí đi từ dưới lên cĩ nồng độ cấu tử dể bay hơi tăng dần. - Nồng độ các cấu tử thay đổi theo chiều cao của tháp, nhiệt độ sơi cũng thay đổi tương ứng với sự thay đổi nồng độ.
III. CHƯNG CẤT 2. Nguyên tắc làm việc - Trên mỗi đĩa xảy ra quá trình chuyển khối giữa pha lỏng và pha hơi . Do đĩ một phần cấu tử dễ bay hơi chuyển từ pha lỏng vào pha hơi và một phần ít hơn chuyển từ pha hơi vào pha lỏng, lặp lại nhiều lần bốc hơi và ngưng tụ như vậy, hay nĩi một cách khác, với một số đĩa tương ứng, cuối cùng ở trên đỉnh tháp ta thu được cấu tử dễ bay hơi ở dạng nguyên chất và ở đáy tháp ta thu được cấu tử khĩ bay hơi ở dạng nguyên chất.
III. CHƯNG CẤT 2. Nguyên tắc làm việc - Theo lý thuyết thì mỗi đĩa của tháp là một bậc thay đổi nồng độ: thành phần hơi khi rời khỏi đĩa bằng thành phần cân bằng với chất lỏng khi đi vào đĩa. Do đĩ theo lý thuyết thì số đĩa bằng số bậc thay đổi nồng độ. Thực tế thì ở trên mỗi đĩa quá trình chuyển khối giữa 2 pha thường khơng đạt được cân bằng
III. CHƯNG CẤT 3. Cân bằng vật chất Các giả thuyết trong tính tốn • Hỗn hợp nhập liệu và dịng hồi lưu vào tháp ở trạng thái lỏng sơi. • Quá trình ngưng tụ và bốc hơi khơng làm thay đổi thành phần pha. • Số mol pha hơi khi đi từ dưới lên bằng nhau trong tất cả tiết diện của tháp. • Số mol chất lỏng khơng thay đổi theo chiều cao của đoạn chưng và đoạn cất. • Đun sơi đáy tháp bằng hơi đốt gián tiếp.
III. CHƯNG CẤT 3. Cân bằng vật chất a. Cân bằng vật chất: Tổng quát: F = D+W Cấu tử dể bay hơi: F.xF = D.xD +W.xw F,D,W: lượng mol nhập liệu, sản phẩm đỉnh, đáy (kmol/h) xF, xD,xW: nồng độ phần mol của nhập liệu, sản phẩm đỉnh, đáy (kmol/kmolhh)
III. CHƯNG CẤT 3. Cân bằng vật chất b. Phương trình đường làm việc: • Phương trình đường làm việc đoạn cất: R x y = x + D R + 1 R + 1 • Phương trình đường làm việc đoạn chưng: L + R L −1 y = x − x R + 1 R + 1 W G R = x : chỉ số hồi lưu (hồn lưu) D F L = : tỉ số lưu lượng nhập liệu và đỉnh D
III. CHƯNG CẤT 3. Cân bằng vật chất c. Chỉ số hồi lưu (hồn lưu): R=b.Rmin R=1,3.R +0,3 * min y F hoặc R=(1,2÷2,5).Rmin Rmin: chỉ số hồi lưu tối thiểu * Phương pháp đại số: * xD − yF Rx min = * yF − xF * x 1 yF : nồng độ pha hơi cân bằng 0 F ứng với nồng độ nhập liệu pha lỏng.
* Phương pháp đồ thị: * y F * y F xD Rx min +1 1 0 xF xD 1 0 xF xD
III. CHƯNG CẤT 3. Cân bằng vật chất d. Số mâm lý thuyết: yD yF xD R +1 yW 0 xW xF xD
III. CHƯNG CẤT 3. Cân bằng năng lượng a. Thiết bị gia nhiệt nhập liệu: Q = D1.r1 = F.CF .(tSF − tF ) + Qm D1: lượng hơi đốt cần sử dụng. r1: nhiệt hố hơi của hơi đốt. F: lưu lượng nhập liệu. CF: nhiệt dung riêng hỗn hợp nhập liệu. Qm: năng lượng mất mát ra mơi trường xung quanh 5÷10%Q
b. Thiết bị ngưng tụ: * Ngưng tụ hồn tồn: Q = Gy .rD = D.(R +1).rD = G1.C1.(tr − tv ) + Qm * Ngưng tụ hồi lưu: ' ' ' ' Q = Gx .rD = D.R.rD = G1.C1.(tr − tv ) + Qm rD: nhiệt ngưng tụ của hỗn hợp hơi đỉnh tháp. F G1, G1’: lưu lượng nước cần làm lạnh. C1,C1’: nhiệt dung riêng nước làm lạnh. tv, tr: nhiệt độ vào và ra nước giải nhiệt Qm: năng lượng mất mát ra mơi trường xung quanh 5÷10%Q
c. Thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh: Q = D.CD .(tSD − t D ) = G2 .C2 .(tr − tv ) + Qm d. Thiết bị làm lạnh sản phẩm đỉnh: Q = W.CW .(tSW − tW ) = G3 .C3 .(tr − tv ) + Qm CD: nhiệt dung riêng của hỗn hợp hơi đỉnh tháp. C : nhiệt dung riêng của hỗn hợp hơi đáy tháp. W F G2,G3: lưu lượng nước cần làm lạnh. C2,C3: nhiệt dung riêng nước làm lạnh. tv, tr: nhiệt độ vào và ra nước giải nhiệt Qm: năng lượng mất mát ra mơi trường xung quanh 5÷10%Q
e. Tồn tháp: F.CF .tSF +W.(CW .tSW + rW ) + D.R.CD.tSD = Gy.(CD.tSD + rD ) +W.CW .tSW +Qm W.rW = D.(R +1).(CD .tSD + rD ) − D.R.CD .tSD − F.CF .tSF + Qm Q = D2.r2 = D.(R +1).rD + D.CD.tSD − F.CF .tSF +Qm D.(R +1).rD + D.CD .tSD − F.CF .tSF D2 = + Qm r2 F D2: lưu lượng hơi đốt cần đun nĩng. r2 : nhiệt hĩa hơi của hơi đốt. Qm: năng lượng mất mát ra mơi trường xung quanh 5÷10%Q