Рассчитать абсорбер для поглощения паров ацетона из воздуха. Аппарат орошается водой в количестве кг/ч. Средняя температура в скруббере t = 20°C. Через абсорбер пропускается под атмосферным

Рассчитать абсорбер для поглощения паров ацетона из воздуха. Аппарат орошается водой в количестве кг/ч. Средняя температура в скруббере t = 20°C. Через абсорбер пропускается под атмосферным давлением смесь воздуха и ацетона, содержащая % об ацетона. Чистого воздуха в этой смеси G = 1250 м³/ч (считая на нормальные условия).В абсорбере улавливается %, m=1,68 . Насадка кольца Рашига 25х25х3.

Решение

1. Переводим мольные проценты в массовые концентрации

где кг/кмоль, кг/кмоль – молекулярные массы воздуха и этанола.

кмоль ацетона/кмоль воздуха,

Относительная массовая концентрация паров ацетона в воздухе конечная.

кмоль ацетона/кмоль воздуха,

2. Обозначим А-абсортив, В – инертный газ, С – адсорбент

3. Запишем уравнение материального баланса

Уравнение равновесной линии

[1c. 190]

кмоль ацетона/кг воды.

4. Расход газовой смеси:

Пересчитываем расход газа по условиям в абсорбере:

кг/с.

Производительность абсорбера по поглощаемому компоненту:

,

кг/с.

Расход поглотителя (воды):

Отсюда

кмоль ацетона/кг воды.

5. Расчет движущей силы процесса:

Определяем движущую силу внизу аппарата:

кмоль ацетона/кмоль воздуха,

Определяем движущую силу вверху аппарата:

кмоль ацетона/кмоль воздуха,

Средняя движущая сила определится:

кмоль ацетона/кмоль воздуха,

6. Расчет скорости газа и диаметра абсорбера.

Кольца Рашига

Материал – керамика, способ укладки – неупорядоченные, размеры насадки

Характеристика насадки, [1c. 195 табл. 5.1]

Свободный объем насадки a = 200

Удельная поверхность насадки

Эквивалентный диаметр м

Насыпная плотность кг/

Согласно [2 с. 105] скорость газа определится по формуле:

где Па с - динамическая вязкость газа, [2 с.513 т. V]

- плотность воды кг/ [2 с.537 т. XXXIX]

А = -0,022, В = 1,75 [1c. 195 табл. 5.1]

м/с.

Фактическая скорость в аппарате

м/с

Диаметр аппарата будет равен:

м

Принимаем м

Уточнение скорости газовой смеси в аппарате:

Площадь поперечного сечения

[1c. 197]

7. Определение плотности орошения и активной поверхности насадки

Определение плотности орошения (скорости жидкости)

[1c. 198]

8. Расчет коэффициентов массоотдачи.

Определение коэффициентов массоотдачи в газовой фазе

Критерий Рейнольдса для газовой фазы в насадке

[1c. 199]

Коэффициенты молекулярной диффузии в газовой фазе

[1c. 200]

Мольные объемы газов

паров ацетона [2 с 288 т. 6.3]

воздух [2 с 277 т. 6.3]

Диффузионный критерий Прандтля для газовой фазы

[1c. 200]

Диффузионный критерий Нуссельта для газовой фазы

Коэффициент массоотдачи в выбранной размерности

[1c. 200]

Выразим коэффициент массоотдачи в выбранной размерности

[1c. 200]

Определение коэффициентов массоотдачи в жидкой фазе

Модифицированный критерий Рейнольдса для стекающей по насадке пленки жидкости

[1c. 200]

Параметр ассоциации молекул растворителя

вода

Коэффициенты молекулярной диффузии в жидкой фазе

Диффузионный критерий Прандтля для газовой фазы

[1c. 200]

Диффузионный критерий Нуссельта для газовой фазы

[1c. 200]

Приведенная толщина стекающей пленки жидкости

[1c. 200]

Коэффициент массоотдачи в жидкости

[1c. 200]

Выразим коэффициент массоотдачи в выбранной размерности

[1c. 200]

9. Расчет коэффициента массопередачи.

Коэффициент массопередачи по газовой фазе

[1c. 200]

Определение поверхности массопередачи и высоты насадки

Поверхность массопередачи

[1c. 201]

10. Определяем высоту насадки

м [1c. 201]

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии /Учебное пособие/, К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков, 9-ое изд. перераб. и дополнен. Л. Химия,1987-575с.

2. Основные процессы и аппараты химической технологии /Пособие по проектированию / Под. ред. Ю.И. Дытнерского.- М: Химия, 1983 – 272 с.

Дата добавления: 2015-08-27