Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong ngành công nghệ hóa học và lọc hóa dầu, quá trình phân tách các hỗn hợp lỏng đồng thể đóng vai trò cốt lõi để thu nhận các cấu tử tinh khiết phục vụ cho sản xuất công nghiệp và tổng hợp hữu cơ. Phương pháp chưng cất là kỹ thuật phân tách phổ biến nhất, hoạt động dựa trên sự khác biệt về độ bay hơi tương đối giữa các cấu tử trong hỗn hợp ở cùng một áp suất làm việc.
Đề tài "Tính toán hệ thống và thiết kế thiết bị tháp mâm chóp chưng cất hỗn hợp" được thực hiện tại Bộ môn Máy & Thiết bị, Khoa Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh. Nhiệm vụ trọng tâm của đồ án là thiết kế hoàn chỉnh hệ thống tháp chưng cất mâm chóp làm việc liên tục ở áp suất khí quyển ($760\text{ mmHg}$), giải quyết bài toán phân tách hệ dung môi hữu cơ với yêu cầu kỹ thuật và công nghệ cụ thể:
- Nhiệm vụ 1: Thiết lập tổng quan lý thuyết về kỹ thuật chưng cất, phân tích lựa chọn loại tháp chưng cất phù hợp và xây dựng bản vẽ sơ đồ quy trình công nghệ (PFD).
- Nhiệm vụ 2: Tính toán cân bằng vật chất cho toàn bộ hệ thống và từng thiết bị đơn lẻ (thiết bị gia nhiệt, ngưng tụ, làm nguội, nồi đun).
- Nhiệm vụ 3: Tính toán cân bằng năng lượng (cân bằng nhiệt lượng) nhằm xác định lượng nhiệt cung cấp, lượng nhiệt giải nhiệt và tiêu hao tác nhân nhiệt (hơi nước, nước làm lạnh).
- Nhiệm vụ 4: Tính toán công nghệ thiết bị chính: xác định chỉ số hồi lưu tối ưu, số mâm lý thuyết, hiệu suất mâm, số mâm thực tế, đường kính tháp đoạn cất và đoạn chưng, khoảng cách mâm, kết cấu chóp, ống chảy chuyền và trở lực của tháp.
- Nhiệm vụ 5: Tính toán cơ khí cho tháp: xác định bề dày thân tháp, nắp, đáy, các loại bích ghép, đường kính ống dẫn các dòng lưu chất và kết cấu đỡ (tai treo, chân đỡ).
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thiết bị chưng cất liên tục kiểu mâm chóp; hỗn hợp hai cấu tử dễ bay hơi và khó bay hơi (hệ dung môi Acetone – Etanol / Aceton – Clorofom / Ethanol – Nước).
- Phạm vi thông số vận hành: Năng suất nhập liệu theo nhiệm vụ thiết kế đạt $1800\text{ kg/h}$ (trong một số phần tính toán mở rộng đạt $3600\text{ kg/h}$); nồng độ nhập liệu $x_F = 28%\text{ mol}$ ($0,28\text{ mol/mol}$); nồng độ sản phẩm đỉnh $x_D = 85%\text{ mol}$ (và cấu hình tách nồng độ cao $70% - 90%\text{ mol}$); nồng độ sản phẩm đáy $x_W = 5% - 6%\text{ mol}$. Nhiệt độ ban đầu của dòng nhập liệu tại bể chứa là $25^\circ\text{C}$.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Cơ sở lý thuyết
Đồ án xây dựng dựa trên nguyên lý nhiệt động học cân bằng pha lỏng - hơi của hệ hai cấu tử không tạo hỗn hợp đẳng phí ở áp suất thường:
- Quá trình chuyển khối và truyền nhiệt diễn ra nghịch dòng: pha hơi đi từ dưới lên qua các khe chóp của mâm, sục vào lớp chất lỏng chảy ngang từ trên xuống qua các ống chảy chuyền.
- Phương trình cân bằng vật chất tổng thể và từng cấu tử dựa trên định luật bảo toàn khối lượng: $$\begin{cases} F = P + W \ F \cdot x_F = P \cdot x_D + W \cdot x_W \end{cases}$$
- Xác định chỉ số hồi lưu tối thiểu ($R_{min}$) và chỉ số hồi lưu thích hợp ($R_x$) thông qua tương quan thể tích thiết bị nhỏ nhất ứng với cực tiểu hàm mục tiêu $N_{lt}(R+1)$.
- Phương trình đường làm việc đoạn cất và đoạn chưng biểu diễn qua các công thức kinh điển của quá trình truyền khối: $$\text{Đoạn cất: } y = \frac{R}{R+1}x + \frac{x_D}{R+1}$$ $$\text{Đoạn chưng: } y = \frac{R+f}{R+1}x - \frac{f-1}{R+1}x_W \quad \left(\text{với } f = \frac{x_D - x_W}{x_F - x_W}\right)$$
Phương pháp nghiên cứu và tính toán
- Phương pháp đồ thị: Vẽ đồ thị cân bằng pha $x - y$, xác định số đĩa lý thuyết bằng phương pháp vẽ bậc McCabe-Thiele tại các hệ số hồi lưu khác nhau ($b_i = 1,2 \div 2,0$).
- Phương pháp giải tích và thực nghiệm chuyển khối: Xác định độ bay hơi tương đối ($\alpha$), độ nhớt hỗn hợp ($\mu_{hh}$), hiệu suất trung bình của đĩa ($\eta_{tb}$) theo phương pháp tra giản đồ O'Connell ($\alpha \cdot \mu_{hh}$).
- Phương pháp thủy lực học và cơ học: Xác định vận tốc hơi cho phép, đường kính tháp ($D$), kiểm tra trở lực đĩa khô ($P_k$), trở lực lớp chất lỏng ($P_t$), trở lực sức căng bề mặt, cùng các tiêu chuẩn tính bền cơ khí theo tiêu chuẩn thiết bị hóa chất.
- Nguồn dữ liệu tra cứu: Số liệu nhiệt động lực học, nhiệt dung riêng, ẩn nhiệt hóa hơi, khối lượng riêng, độ nhớt và kích thước phụ kiện tiêu chuẩn được trích xuất từ Sổ tay Quá trình và Thiết bị Công nghệ Hóa chất (Tập 1 và Tập 2).
Thiết kế và quy trình công nghệ
Hệ thống chưng cất hoạt động theo chu trình liên tục bao gồm tháp chính và hệ thống thiết bị trao đổi nhiệt, bồn chứa phụ trợ được ký hiệu trên sơ đồ PFD:
| Ký hiệu | Tên thiết bị | Chức năng công nghệ |
|---|---|---|
| C-101 | Tháp mâm chóp | Thiết bị phân tách chính gồm phần cất (phía trên đĩa nhập liệu) và phần chưng (phía dưới). |
| E-101 | Thiết bị gia nhiệt nhập liệu | Sử dụng hơi nước bão hòa ($120^\circ\text{C}$, $2\text{ bar}$) để nâng nhiệt độ dòng nhập liệu từ $25^\circ\text{C}$ đến nhiệt độ sôi ($t_s = 66,52^\circ\text{C} \div 86,5^\circ\text{C}$) trước khi vào tháp. |
| E-102 | Thiết bị ngưng tụ đỉnh | Dùng nước làm lạnh ($30^\circ\text{C} \to 45^\circ\text{C}$) để ngưng tụ hoàn toàn dòng hơi đỉnh tháp thành pha lỏng ở nhiệt độ sôi. |
| E-103 | Thiết bị làm nguội sản phẩm đỉnh | Hạ nhiệt độ dòng sản phẩm đỉnh từ nhiệt độ ngưng tụ ($57^\circ\text{C} \div 75,3^\circ\text{C}$) xuống $30^\circ\text{C}$ trước khi đưa vào bồn chứa. |
| E-104 | Nồi đun Kettle đáy tháp | Gia nhiệt tái hóa hơi dòng lỏng đáy tháp ở nhiệt độ $77,3^\circ\text{C} \div 99,9^\circ\text{C}$ tạo dòng hơi hồi lưu đáy cấp nhiệt cho tháp. |
| E-105 | Thiết bị làm nguội sản phẩm đáy | Hạ nhiệt độ dòng lỏng sản phẩm đáy từ $74,92^\circ\text{C} \div 85,78^\circ\text{C}$ xuống $30^\circ\text{C}$. |
| V-102 | Bồn phân phối hồi lưu đỉnh | Chứa lỏng ngưng tụ và chia thành 2 dòng: dòng hồi lưu đỉnh ($L_0$) và dòng sản phẩm đỉnh ($P$). |
| V-103, V-104 | Bồn chứa sản phẩm | Bồn lưu trữ sản phẩm đỉnh ($V-103$) và sản phẩm đáy ($V-104$). |
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan về chưng cất
Chương này trình bày bản chất vật lý của quá trình chưng cất, so sánh ưu nhược điểm của các loại tháp tiếp xúc pha nhằm luận chứng việc lựa chọn tháp mâm chóp:
| Loại tháp | Ưu điểm | Nhược điểm | Kết luận lựa chọn |
|---|---|---|---|
| Tháp chêm (đệm) | Cấu tạo đơn giản, trở lực thấp, làm việc được với chất lỏng bẩn nếu dùng đệm cầu. | Hiệu suất truyền khối thấp do hiệu ứng thành; khó tăng năng suất; độ ổn định không cao, khó vận hành. | Không chọn cho hệ đòi hỏi độ tinh khiết cao. |
| Tháp mâm xuyên lỗ | Trở lực tương đối thấp, hiệu suất khá cao, kết cấu nhẹ hơn tháp chóp. | Không làm việc được với chất lỏng bẩn; khoảng làm việc hẹp hơn mâm chóp. | Phương án dự phòng. |
| Tháp mâm chóp | Hiệu suất truyền khối cao, độ ổn định vận hành rất cao, làm việc tốt ở dải lưu lượng thay đổi rộng. | Kết cấu phức tạp, tiêu tốn nhiều kim loại, khối lượng thiết bị nặng, trở lực mâm lớn. | Được chọn để đảm bảo độ tinh khiết sản phẩm phân tách. |
Chương cũng tổng hợp tính chất hóa lý của các cấu tử trong hệ:
- Acetone ($(CH_3)_2CO$): Khối lượng phân tử $M = 58,08\text{ g/mol}$, nhiệt độ sôi $t_s = 56^\circ\text{C}$, nhiệt độ nóng chảy $-95^\circ\text{C}$, khối lượng riêng $743,62\text{ kg/m}^3$ (ở $61,76^\circ\text{C}$).
- Etanol ($C_2H_5OH$): Khối lượng phân tử $M = 46,07\text{ g/mol}$, nhiệt độ sôi $t_s = 78,37^\circ\text{C}$, nhiệt độ nóng chảy $-114,1^\circ\text{C}$.
Chương 2: Sơ đồ quy trình công nghệ
Chương này mô tả chi tiết đường đi của dòng vật chất và năng lượng trong sơ đồ PFD. Dòng nguyên liệu từ bể chứa qua bơm được đưa qua thiết bị gia nhiệt E-101 để đạt nhiệt độ sôi bão hòa rồi nạp vào mâm nhập liệu của tháp. Quá trình trao đổi chất diễn ra liên tục: pha hơi giàu cấu tử nhẹ bay lên đỉnh qua ống dẫn đến thiết bị ngưng tụ E-102, chảy vào bồn V-102 rồi hồi lưu một phần về tháp theo tỷ số $R$, phần còn lại qua bộ làm nguội E-103 vào bể chứa V-103. Pha lỏng giàu cấu tử khó bay hơi chảy xuống đáy, một phần qua nồi đun Kettle E-104 bốc hơi quay lại tháp, phần còn lại qua E-105 làm nguội xuống $30^\circ\text{C}$ đưa về bồn V-104.
Chương 3: Cân bằng vật chất
Chương này thực hiện toàn bộ các phép tính đại số và đồ thị để xác định suất lượng mol, suất lượng khối lượng và số mâm của tháp:
-
Cân bằng vật chất toàn tháp:
- Suất lượng nhập liệu: $F = 173,08\text{ kmol/h}$ (tương đương $3600\text{ kg/h}$ với khối lượng phân tử trung bình $M_F = 20,8\text{ kg/kmol}$).
- Suất lượng sản phẩm đỉnh: $P = 13,31\text{ kmol/h}$ ($3099,538\text{ kg/h}$ hoặc cấu hình tách $574,992\text{ kg/h}$).
- Suất lượng sản phẩm đáy: $W = 159,77\text{ kmol/h}$.
-
Xác định chỉ số hồi lưu thích hợp ($R$):
- Từ số liệu cân bằng lỏng - hơi và điểm nhập liệu $x_F = 0,1$, tra ra nồng độ hơi cân bằng $y_F^* = 0,442$.
- Chỉ số hồi lưu tối thiểu: $R_{min} = \frac{x_D - y_F^}{y_F^ - x_F}$.
- Khảo sát biến thiên hệ số $b_i$:
| Hệ số $b$ | Chỉ số hồi lưu $R = b \cdot R_{min}$ | Số mâm lý thuyết ($N_{lt}$) | Tích số $N(R+1)$ |
|---|---|---|---|
| 1,2 | 0,91 | 7 | 13,37 |
| 1,4 | 1,06 | 6 | 12,36 |
| 1,6 | 1,21 | 5 | 11,05 (Cực tiểu) |
| 1,8 | 1,36 | 5 | 11,80 |
| 2,0 | 1,51 | 5 | 12,55 |
Kết luận: Điểm vận hành tối ưu đạt tại $R = 1,21$ với số mâm lý thuyết $N_{lt} = 5$ mâm.
-
Phương trình đường làm việc:
- Đoạn cất: $y = 0,548x + 0,317$
- Đoạn chưng: $y = 6,430x - 0,271$
-
Xác định hiệu suất mâm và số mâm thực tế:
- Hiệu suất tại mâm nhập liệu: $\eta_F \approx 39,8%$ (với $\alpha \cdot \mu_{hh} = 2,403$).
- Hiệu suất tại mâm cất: $\eta_D \approx 53,4%$ (với $\alpha \cdot \mu_{hh} = 0,695$).
- Hiệu suất trung bình toàn tháp: $\eta_{tb} = 43,57%$.
- Số mâm thực tế: $N_{tt} = \frac{5}{0,4357} \approx 11\text{ mâm}$ (Đoạn cất: $9\text{ mâm}$, Đoạn chưng: $2\text{ mâm}$, Đĩa nhập liệu: vị trí chuyển tiếp).
-
Cân bằng vật chất các thiết bị trao đổi nhiệt:
- Lưu lượng nước làm nguội ngưng tụ đỉnh tại E-102: $G_n = 4982,65\text{ kg/h}$.
- Lưu lượng nước làm nguội sản phẩm đỉnh tại E-103: $G_n = 1094,77\text{ kg/h}$.
- Lưu lượng nước làm nguội sản phẩm đáy tại E-105: $G_n = 5855,07\text{ kg/h}$.
- Lưu lượng hơi nước gia nhiệt tại nồi đun Kettle E-104: $D = 431,166\text{ kg/h}$.
- Lưu lượng dòng hơi trung bình đoạn cất $g_{tb} = 958,65\text{ kg/h}$; đoạn chưng $g'_{tb} = 565,66\text{ kg/h}$.
Chương 4: Cân bằng năng lượng
Chương này tính toán chi tiết tải nhiệt cho từng cụm thiết bị (với giả thiết tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh $Q_{tt} = 5%$):
| Thiết bị | Phương trình cân bằng nhiệt | Tải nhiệt tính toán ($kJ/h$) |
|---|---|---|
| Gia nhiệt nhập liệu (E-101) | $Q_{nl} = F \cdot C_{pF} \cdot (t_{Fr} - t_{Fv}) + Q_{mnl}$ | $195.153,83$ |
| Ngưng tụ đỉnh (E-102) | $Q_{nt} = (R+1) \cdot P \cdot r_P + Q_{mnt}$ | Tính toán theo ẩn nhiệt hóa hơi $r_D = 550,24\text{ kJ/kg}$ |
| Làm nguội đỉnh (E-103) | $Q_{lnđỉnh} = P \cdot C_{pP} \cdot (t_{Pv} - t_{Pr}) + Q_{mlnđ}$ | Hạ nhiệt từ $57^\circ\text{C}$ xuống $30^\circ\text{C}$ |
| Làm nguội đáy (E-105) | $Q_{lnđ} = W \cdot C_{pW} \cdot (t_{Wv} - t_{Wr}) + Q_{mlnđ}$ | Hạ nhiệt từ $74,92^\circ\text{C}$ xuống $30^\circ\text{C}$ |
| Nhiệt dòng hoàn lưu | $Q_{Lo} = P \cdot R \cdot C_{pP} \cdot t_P$ | $149.708,34$ |
| Cân bằng toàn tháp | $Q_F + Q_K + Q_{Lo} = Q_W + Q_P + Q_{nt} + Q_m$ | Xác định lượng nhiệt cấp đáy tháp $Q_K$ |
Chương 5: Tính toán thiết bị chưng cất
Chương này xác định kích thước hình học chính của tháp:
- Đường kính tháp ($D$): Tính riêng cho đoạn cất và đoạn chưng dựa trên lưu lượng thể tích hơi trung bình ($V_{tb}$) và tốc độ hơi làm việc thích hợp $(\rho_y \cdot \omega_y)_{tb}$.
- Khoảng cách mâm ($h$): Khảo sát đường kính tính toán theo các khoảng cách mâm $h \in [0,25\text{ m}; 0,6\text{ m}]$. Kết quả chọn khoảng cách mâm $h = 0,35\text{ m}$ (thỏa mãn điều kiện đường kính thực tế nằm trong khoảng $0,6 \div 1,2\text{ m}$ với $D_{tt} \approx 0,65\text{ m}$).
- Thủy lực mâm: Tính toán kích thước ống hơi, chóp mâm, khe chóp, ống chảy chuyền và kiểm tra tổng trở lực thủy lực gồm trở lực đĩa khô ($P_k$), trở lực do sức căng bề mặt ($\sigma = 9,31\text{ dyn/cm} < 20\text{ dyn/cm}$), và trở lực thủy tĩnh lớp chất lỏng ($P_t$).
Tính toán cơ khí và các thiết bị phụ
Phần này hoàn thiện các thông số kết cấu phục vụ thiết kế chế tạo:
- Bề dày thân tháp, nắp và đáy: Thân hình trụ hàn, đáy và nắp elip tiêu chuẩn chịu áp suất làm việc và áp suất thủy tĩnh.
- Đường kính ống dẫn và bích nối: Tính toán kích thước ống và chọn bích tiêu chuẩn cho:
- Ống dẫn dòng nhập liệu vào mâm tiếp liệu.
- Ống dẫn dòng hơi đỉnh sang thiết bị ngưng tụ E-102.
- Ống dẫn dòng hoàn lưu lỏng từ bồn V-102 về tháp.
- Ống dẫn hơi hồi lưu từ nồi đun Kettle E-104 vào đáy tháp.
- Ống tháo lỏng đáy tháp sang E-105 và nồi đun.
- Kết cấu đỡ tháp: Tính toán chọn kích thước bệ đỡ, chân đỡ hoặc tai treo chịu tải trọng toàn tháp khi vận hành và khi thử thủy lực.
Kết quả và đóng góp
Kết quả tính toán kỹ thuật chính
Đồ án đã đưa ra bảng thông số kỹ thuật hoàn chỉnh cho hệ thống tháp chưng cất mâm chóp:
- Chế độ công nghệ: Làm việc liên tục ở áp suất khí quyển $760\text{ mmHg}$.
- Chỉ số hồi lưu làm việc: $R = 1,21$ (với $R_{min} = 0,756$, $b = 1,6$).
- Số bậc chuyển khối lý thuyết: $N_{lt} = 5$ mâm.
- Hiệu suất đĩa trung bình: $\eta_{tb} = 43,57%$.
- Số mâm thực tế: $N_{tt} = 11$ mâm (gồm 9 mâm cất, 2 mâm chưng).
- Khoảng cách giữa các mâm: $h = 0,35\text{ m}$.
- Kích thước thiết bị chính: Đường kính tháp $D \approx 0,65\text{ m}$.
- Hệ thống truyền nhiệt: Xác định chính xác phụ tải nhiệt và lưu lượng chất tải nhiệt cho toàn bộ 5 thiết bị trao đổi nhiệt phụ trợ ($E-101 \to E-105$).
Đóng góp thực tiễn của đồ án
- Xây dựng quy trình tính toán hệ thống hóa, kết hợp chặt chẽ giữa cân bằng vật chất, cân bằng năng lượng và thiết kế thủy lực - cơ khí cho thiết bị tháp mâm chóp.
- Hoàn thiện 02 bản vẽ kỹ thuật khổ A1 phục vụ chế tạo: Bản vẽ sơ đồ quy trình công nghệ (PFD) và Bản vẽ chi tiết thiết bị chính.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Toàn bộ tính toán được tiến hành với giả định hệ vận hành ổn định ở trạng thái tĩnh (steady-state); giả thiết tổn thất nhiệt cố định $5%$; chưa xét đến biến động thành phần nguyên liệu đầu vào và quá trình điều khiển tự động vòng lặp kín (control loops).
- Hướng mở rộng:
- Ứng dụng các phần mềm mô phỏng công nghệ chuyên ngành (như Aspen HYSYS, Aspen Plus, ChemCAD) để kiểm chứng số liệu cân bằng pha phi lý tưởng và tối ưu hóa nhiệt động học.
- Thiết kế chi tiết hệ thống đo lường và điều khiển tự động (P&ID) cho các vòng điều khiển mức bồn, lưu lượng hoàn lưu và nhiệt độ đáy tháp.
Giá trị tham khảo
Tài liệu là nguồn tham khảo trực tiếp cho:
- Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Hóa học, Máy và Thiết bị Hóa chất thực hiện đồ án môn học "Quá trình và Thiết bị Công nghệ Hóa học", "Tính toán và Thiết kế Thiết bị Hóa chất" hoặc khóa luận tốt nghiệp.
- Kỹ sư thiết kế công nghệ tham khảo phương pháp tính toán cân bằng nhiệt - chất, tra cứu các hệ số truyền khối, và quy trình chọn kích thước cơ khí tiêu chuẩn cho tháp mâm chóp.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao đồ án lại lựa chọn tháp mâm chóp thay vì tháp đệm hay tháp mâm xuyên lỗ?
Tháp mâm chóp được lựa chọn vì có hiệu suất truyền khối cao, độ ổn định vận hành lớn và có khả năng làm việc linh hoạt trong dải biến thiên lưu lượng pha hơi - lỏng rộng mà không xảy ra hiện tượng rò rỉ chất lỏng qua đĩa như mâm xuyên lỗ, đáp ứng yêu cầu độ tinh khiết cao của sản phẩm phân tách.
2. Chỉ số hồi lưu thích hợp $R = 1,21$ được xác định dựa trên tiêu chí nào?
Chỉ số hồi lưu thích hợp được chọn dựa trên bài toán tối ưu hóa kinh tế - kỹ thuật: cực tiểu hóa thể tích tháp (tương đương với giá trị $N(R+1)$ đạt cực tiểu). Qua khảo sát dải hệ số $b \in [1,2 \div 2,0]$, tại $b = 1,6$ cho giá trị $N(R+1) = 11,05$ là nhỏ nhất, tương ứng với $R = 1,21$ và $N_{lt} = 5$ mâm.
3. Số mâm thực tế của tháp là bao nhiêu và được phân bố như thế nào giữa các đoạn?
Tháp có tổng cộng $11$ mâm thực tế (dựa trên hiệu suất mâm trung bình $\eta_{tb} = 43,57%$), trong đó phần cất gồm $9$ mâm và phần chưng gồm $2$ mâm.
4. Thiết bị gia nhiệt E-101 và nồi đun E-104 sử dụng tác nhân nhiệt gì?
Cả hai thiết bị đều sử dụng hơi nước bão hòa: E-101 sử dụng hơi nước ở nhiệt độ $120^\circ\text{C}$ (áp suất $2\text{ bar}$) để gia nhiệt dòng nhập liệu đến nhiệt độ sôi; nồi đun Kettle E-104 tiêu thụ lưu lượng hơi nước bão hòa $D = 431,166\text{ kg/h}$ để tái bốc hơi dòng lỏng đáy tháp.
5. Khoảng cách giữa các mâm $h = 0,35\text{ m}$ được lựa chọn dựa trên cơ sở nào?
Khoảng cách mâm $h = 0,35\text{ m}$ được chọn từ bảng tính toán thủy lực đối chiếu giữa đường kính lý thuyết ($0,6 \div 1,2\text{ m}$) và đường kính thực tế ($D_{tt} = 0,65\text{ m}$), đảm bảo không gian tách giọt lỏng trong pha hơi và chống ngập lụt mâm.
Kết luận
Đồ án đã hoàn thành toàn diện việc tính toán công nghệ và thiết kế cơ khí cho hệ thống tháp chưng cất mâm chóp hoạt động liên tục ở áp suất thường. Các kết quả cân bằng vật chất, cân bằng năng lượng và kích thước hình học ($D \approx 0,65\text{ m}$, $11$ mâm thực tế, khoảng cách mâm $0,35\text{ m}$) được tính toán khoa học dựa trên các giáo trình và sổ tay chuyên ngành chuẩn mực. Hệ thống thiết bị phụ trợ bao gồm 5 bộ trao đổi nhiệt được xác định đầy đủ thông số tải nhiệt và tiêu hao tác nhân, đảm bảo tính khả thi cao cho việc triển khai chế tạo và vận hành thực tế.