Контрольная работа : Расчет адсорбера периодического действия 


Полнотекстовый поиск по базе:

Главная >> Контрольная работа >> Промышленность, производство


Расчет адсорбера периодического действия




2


Расчет адсорбера периодического действия для улавливания паров толуола из воздуха

Решение. Ординаты и абсциссы точек изотермы толуола вычисляются по формулам (1) и (2):

(1)

(2)

где a1* и a2* - концентрации адсорбированных бензола и толуола, кг/кг;

V1 и V2 – молярные объемы бензола и толуола в жидком состоянии, м3;

p1 и p2 – парциальное давление паров бензола и толуола, мм рт. ст;

pS-1 и pS-2 – давление насыщенных паров бензола и толуола при 20°С, мм рт. ст.;

T1 и Т2 - абсолютная температура бензола и толуола при адсорбции (в данном случае Т1 — Т2 = 293° К);

β - коэффициент аффинности.

Молярный объем бензола:

м3/кмоль.

Молярный объем толуола:

м3/кмоль.

Коэффициент аффинности:

.

На изотерме бензола берем ряд точек

Первая точка: a1* = 0,25 кг/кг; p1 = 8 мм рт. ст. Вычислим координаты соответствующей точки на изотерме толуола:

Вторая точка: a1* = 0,30 кг/кг; p1 = 57 мм рт. ст. Вычислим координаты соответствующей точки на изотерме толуола:

Третья точка: a1* = 0,15 кг/кг; p1 = 1 мм рт. ст. Вычислим координаты соответствующей точки на изотерме толуола:

Четвертая точка: a1* = 0,28 кг/кг; p1 = 20 мм рт. ст. Вычислим координаты соответствующей точки на изотерме толуола:

Пятая точка: a1* = 0,20 кг/кг; p1 = 2,5 мм рт. ст. Вычислим координаты соответствующей точки на изотерме толуола:

откуда

Шестая точка: a1* = 0,26 кг/кг; p1 = 10 мм рт. ст. Вычислим координаты соответствующей точки на изотерме толуола:

откуда

Седьмая точка: a1* = 0,22 кг/кг; p1 = 3,5 мм рт. ст. Вычислим координаты соответствующей точки на изотерме толуола:

откуда

Вычислив ординаты и абсциссы всех точек, полученные данные, сводим в табл. 1.

Таблица 1

Изотерма бензола

Изотерма толуола

a1*, кг/кг

p1, мм рт. ст

a2*, кг/кг

p2, мм рт. ст

0,15

0,20

0,22

0,25

0,26

0,28

0,30

1

2,5

3,5

8

10

20

57

0,15

0,20

0,22

0,25

0,26

0,28

0,30

0,12

0,37

0,55

1,48

1,94

4,46

15,65

По найденным точкам строим изотерму толуола для 20 ºС.

Определим с помощью изотермы статическую активность угля по толуолу при концентрации паро-воздушной смеси

Предварительно необходимо рассчитать парциальное давление, соответствующее по формуле (3):

(3)

По диаграмме абсциссе p0 = 1,4 мм рт. ст. соответствует ордината a0* = 0,248 кг/кг.

Количество активного угля на одну загрузку составляет:

Диаметр адсорбера вычисляется из равенства:

откуда

Так как на изотерме точка, соответствующая исходной концентрации паро-воздушной смеси находится в первой (прямолинейной) области, то продолжительность процесса вычисляется по формуле (4):

(4)

где

скорость газового потока;

H = 0,75 – высота слоя угля;

b – функция, определяемая по табл. 8-3 (стр. 448, [1]) для

значение b = 1,84;

βу – коэффициент массопередачи, который вычисляется по формуле (5):

(5)

Находим кинематический коэффициент вязкости воздуха. Так как по рис. VI (стр. 607, [1]) μ = 0,018 · 10-3 н · сек/м2, то

м2/сек.

Тогда:

Диаметр частицы угля dз = 0,004 м, и значит

Скорость следовательно:

Коэффициент диффузии при 0 ºС для системы толуол – воздух:

м2 = 0,197 · 10-4 м/сек.

Для температуры 20 ºС коэффициент диффузии вычисляется по формуле:

м2/сек.

После подстановки получим объемный коэффициент массопередачи:

сек -1.

Определяем продолжительность процесса:

τ = 622 = 3844 сек = 64 мин = 1,07 ч.

Определим количество паро-воздушной смеси, проходящей через адсорбер за 64 мин:

м3.

По данным на проектирование, за один период через адсорбер должно пройти 2200 м3. Следовательно, диаметр адсорбера следует увеличить:

Необходимо также увеличить количество активированного угля на одну загрузку:

кг.

Список используемой литературы

1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: Учеб. пособие. 6-е изд., доп. и перераб. Л.: Химия, 1964. 634 с.

2. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию/Под ред. Ю.И. Дытнерского 2-ое изд. доп. и перераб.- М/Химия. 1991 г.

3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии: Учебник, 9-е изд. доп. и перераб. – М.:Химия, 1978. 783 с.

4. Кузнецов А.А. Расчеты основных процессов и аппаратов переработки углеводородных газов. – М.:Химия, 1983. – 233 с.

5. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. – М.: Государственное изд-во физико-математической литературы «Физматгиз». 1963. 708 с. с ил.

Похожие работы:

  • Адсорбер периодического действия с неподвижным зернистым слоем адсорбента. Технологическая ...

    Курсовая работа >> Промышленность, производство
    ... через загрузочный люк (К1 4). 4. Расчет адсорберов периодического действия Исходные данные задания № 22: Расход ... схемы расположения адсорберов; представлен технологический расчет вертикального кольцевого адсорбера периодического действия, действие которого ...
  • Проектирование систем очистки выбросов цеха литья пластмасс

    Реферат >> Экология
    ... адсорберы периодического действия) или движущийся слой твердого поглотителя - адсорбента (адсорберы непрерывного действия). Наиболее распространены адсорберы периодического действия ... . Был проведен расчет сетей воздухопроводов, расчет и подбор циклонов ...
  • Воздух рабочей зоны

    Реферат >> Экология
    ... адсорберы периодического действия) или движущийся слой твердого поглотителя - адсорбента (адсорберы непрерывного действия). Наиболее распространены адсорберы периодического действия ... газов (Па). В результате расчета определяют необходимую массу адсорбента, ...
  • Атмосфера

    Реферат >> Экология
    ... мнение (подкрепленное соответствующими модельными расчетами), что планируемый рост числа ... через неподвижный (адсорберы периодического действия) или движущийся слой адсорбента. Наибольшее распространение получили адсорберы пе­риодического действия, в ...
  • Измерение осаждения загрязнителей из воздуха. Мониторинг кислотных осадков

    Реферат >> Экология
    ... Аппараты адсорбционной очистки работают периодически или непрерывно и выполняются ... другими факторами. Наиболее распространены адсорберы периодического действия, в которых период очистки ... 13,42 г 0,32 г Расчет количества загрязнителей, осаждающихся на 1 м2 ...
  • Методы очистки промышленных газовых выбросов

    Реферат >> Экология
    ... Некоторые формулы для расчета абсорбционных и хемосорб­ционных процессов ... полочных реак­торах периодического действия без теплообменных ... адсорбционной газоочистной установки: / — фильтр; 2, 3 — адсорберы; 4 — конденсатор; 5 — сепаратор; / — очищаемый ...
  • Обработка мяса и молока

    Реферат >> Кулинария
    ... действия шприцы разделяют на машины периодического и непрерывного действия. В шприцах периодического действия ... слоя определяют с таким расчетом, чтобы температура нагретой ... конденсаторах, конденсаторах смешения или адсорберах. Большое значение в охране ...
  • Модернизация системы охлаждения двигателя "Газели"

    Дипломная работа >> Транспорт
    ... ЗМЗ-405, каталити­ческий нейтрализатор, адсорбер паров бензина, новые топливопроводы и ... . Здесь он бу­дет включаться периодически, сохраняя тем­пературу охлаждающей жидкости ... вала Для проведения расчета результирующей силы, действующей на шатунную шейку ...
  • Проект улавливания бензольных углеводородов из газа

    Дипломная работа >> Промышленность, производство
    ... адсорбера с насыщенным углем включается свежепропаренный адсорбер. В змеевики отключенного адсорбера ... периодически и довольно часто заменяют свежей. Вода в холодильниках непосредственного действия ... Верхний 30% 2.2 Расчет абсорбционной установки Улавливание ...
  • Защита атмосферы при вторичной переработке пластмасс

    Курсовая работа >> Экология
    ... технико-экономическим расчетом. Следует ... емкость 7. Избыток полимера периодически выводится. Рис. 5. ... рскуперационной установки: 1, 5 — газодувки; 2 — адсорбер; 3 — холодильник; 4 — декантатор; 6 — ... катализаторов окислительного действия и низкотемпературной ...