Процессы и аппараты химической технологии. Рабочая программа, методические указания и контрольные задания

Рис.1. Aппарат для абсорбции Рис.2. Диаграмма абсорбции Рассчитываем относительные массовые составы жидкости и газа на входе и выходе из

него по следующим формулам:

y0 = y(1− y) ; x0 = x(1− x) ;

жидкая фаза на входе в аппарат хм=0,

на выходе из аппарата хк=х0/(1-х0)=[кг SO2/кг воды]; газовая фаза

на входе в аппарат ун=у0/(1-у0)=[кг SO2/кг воздуха], на выходе из аппарата ук=(1-d) у0=[кг SO2/кг воздуха], Значения у0, х0, d подставлять в массовых долях.

Полученные данные являются координатами двух точек:

А(хн, ун) и В(ук,хк), через которые проходит рабочая линия процесса абсорбции (рис2). Количество SO2, поглощаемое водой в абсорбере:

М = G( ун − ук ) .

Расход воды на поглощение SO2:

L = G( yн − ук ) /(хк − хн ) .

Коэффициент молекулярной диффузии:

где Т – температура среды, оК; Р – общее давление, Па;

VA и VB мольные объемы газов (SO2 и воздуха), см3/моль, (44,8 и 29,9); МА и МВ – молекулярные массы SO2 и воздуха.

Высота насадки, эквивалентная одной ступени концентрации,

hэ =108Wпр−0,25 dэ1,24 PrГ0,5 ,

где Wпр =W ρГ - приведенная скорость газа в абсорбере, м/с;

W – рабочая скорость газа, м/с; ρГ – плотность газа, кг/м3;

dэ – эквивалентный диаметр насадки, м;

dэ = 4 Vc , для насадки кольца Рашига 25х25х3 fH

Vc=0,74 м3/м3; fH=204 м2/м3.

PrГ – диффузионный критерий Прандтля:

PrГ = µГ (ρГ DГ ) ,

где µГ и ρГ – соответственно динамическая вязкость (Па с) и плотность (кг/м3) газа (воздуха).

Допустимая рабочая скорость газа (воздуха) в насадочной колонне:

где fH – удельная поверхность насадок, м2/м3, (fН=204 м2/м3); Vc – свободный объем насадки, м3/м3, (Vc=0,74 м3/м3);

µж – вязкость воды, Мпа с; А – опытный коэффициент (для газожидкостных – 0,22)

(для парожидкостных – 0,125); L и G – расход жидкости и газа, кг/с.

Высота абсорбционной колонны:

Н = n hэ + 2hэ + hэ .

Теоретическое число ступеней (nт) абсорбционной колонны определяется графическим методом из диаграммы у-х (рис. 2).

Действительное число ступеней (n): n=(1,3÷1,5)nт. Диаметр абсорбционной колонны:

Поверхность массообмена (F) определяется из общего уравнения массопередачи:

где Км – коэффициент массопередачи (Км = 11,6/3600 кг/кг м с); ∆уср – движущая сила процесса абсорбции.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 2 Свойства насыщенного водяного пара в зависимости от давления.

Пересчет в СИ: 1 ат. = 9,81 104 Па

Приложение 3

Основные физические свойства молока

Приложение 4

Основные физические свойства рассола (концентрация = 22,5%, температура замерзания 253 оК)

Приложение 5 Физические свойства сухого воздуха при атмосферном давлении

Список используемой литературы

1.Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 9-е М.;

Химия, 1973, 750 с.

2.Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов. Л.; Химия, 1976, 552 с.

3.Дытнерский Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии. Курсовое и дипломное проектирование. М., 1991, 471 с.

4.Федосеев К. Г. Процессы и аппараты биотехнологии в химико – фармацевтической промышленности. М., Медицина, 1969, 199 с.