Название: Расчет адсорбера периодического действия
Вид работы: контрольная работа
Рубрика: Промышленность и производство
Размер файла: 63.15 Kb
Скачать файл: referat.me-300154.docx
Краткое описание работы: Ординаты и абсциссы точек изотермы толуола. Молярный объем толуола. Определение статической активности угля по толуолу. Нахождение кинематического коэффициента вязкости воздуха. Определение количества паро-воздушной смеси, проходящей через адсорбер.
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 a 1 * и a 2 * - концентрации адсорбированных бензола и толуола, кг/кг ;
V1 и V2 – молярные объемы бензола и толуола в жидком состоянии, м3 ;
p 1 и p 2 – 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 : a 1 * = 0,25 кг/кг ; p 1 = 8 мм рт. ст . Вычислим координаты соответствующей точки на изотерме толуола:
Вторая точка : a 1 * = 0,30 кг/кг ; p 1 = 57 мм рт. ст . Вычислим координаты соответствующей точки на изотерме толуола:
Третья точка : a 1 * = 0,15 кг/кг ; p 1 = 1 мм рт. ст . Вычислим координаты соответствующей точки на изотерме толуола:
Четвертая точка : a 1 * = 0,28 кг/кг ; p 1 = 20 мм рт. ст . Вычислим координаты соответствующей точки на изотерме толуола:
Пятая точка : a 1 * = 0,20 кг/кг ; p 1 = 2,5 мм рт. ст . Вычислим координаты соответствующей точки на изотерме толуола:
откуда
Шестая точка : a 1 * = 0,26 кг/кг ; p 1 = 10 мм рт. ст . Вычислим координаты соответствующей точки на изотерме толуола:
откуда
Седьмая точка : a 1 * = 0,22 кг/кг ; p 1 = 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 | a 2 * , кг / кг | p 2 , 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 p 0 = 1,4 мм рт. ст. соответствует ордината a 0 * = 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 d з = 0,004 м , и значит
Скорость следовательно:
Коэффициент диффузии при 0 ºС для системы толуол – воздух:
м2
/ч
= 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
-
Расчет нормализованного конденсатора
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра химической технологии и промышленной экологии Контрольная работа № 2 по расчету нормализованного конденсатора
-
Расчет ректификационной колонны для разделения бинарной смеси бензолтолуол
Министерство высшего образования Российской Федерации Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет Кафедра нефтехимии и химической технологии
-
Описание химико-технологической схемы производства метанола
Технологическая схема производства метанола при низком давлении. Технологическая схема производства метанола в трехфазной системе. Показатели работы установок синтеза метанола.
-
Построение бетонной плотины
Расчет бетонной плотины. Расчет автоматического затвора.
-
Расчёт тарельчатого абсорбера 2
3 Расчёт тарельчатого абсорбера 3.1 Определение условий равновесия процесса Определим равновесные концентрации ацетона в воде. В случае абсорбции хорошо поглощаемых газов (паров) расчет равновесных концентраций ведут по закону Рауля [2] c.16:
-
Расчет нормативов сброса сточных вод
Составление схемы очистных сооружений предприятия, которые необходимы для того, чтобы концентрация веществ в воде, сбрасываемой в водный объект с данного предприятия, не превышала нормативы предельно допустимого сброса. Сооружения механической очистки.
-
Адсорбер периодического действия с неподвижным зернистым слоем адсорбента. Технологическая схема для улавливания паров этилового спирта из воздуха
Выбор, разработка технологической схемы процесса улавливания этилового спирта. Описание технологической схемы улавливания. Технологический расчет вертикального кольцевого адсорбера. Схема общего вида, устройство и принцип действия адсорбционной установки.
-
Получения Высоковязкого масла П-40
Промышленный опыт получения Высоковязкого масла П-40. Асфальтобетон с использованием отходов нефтепереработки.
-
Подвижные сосредоточенные источники постоянной мощности
Понятие и основные черты предельного (установившегося) состояния процесса. Процесс нагревания источником постоянной мощности, его периоды и основные характеристики. Принцип наложения в определении уравнений, описывающих процесс распространения теплоты.
-
Подбор теплообменника для проведения процесса охлаждения и конденсации пара толуола
Классификация теплообменных аппаратов. Расчёт гидравлического сопротивления теплообменника. Расчет холодильника первой ступени. Вычисление средней разности температур теплоносителей. Расчет конденсатора паров толуола и поверхности теплопередачи.