Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

системы защиты среды обитания Костарев / контрольная работа СИСТТЕМЫ ЗАЩИТЫ.pdf

Скачиваний:

653

Добавлен:

13.03.2016

Размер:

1.19 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 166 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

U =

58,5

=0,0154

м3

= 55

м3

ρж 0,785

DК

2,22

м2

1000 0,785

м3

опт =5

[9, с. 667];

м2

(U = 55) > (Uопт = 5).

Так как U > Uопт, принимаем выбранную насадку – керамические кольца Рашига 25 × 25 × 3 мм.

4.4 Определение высоты колонны

Высота насадочного абсорбера определяется по формуле (3.28). Для начала необходимо определить: среднюю движущую силу по формуле (3.10), коэффициент массопередачи по формуле (3.13) и высоту насадки по формуле

(3.11).

4.4.1 Определение движущей силы внизу колонны

Движущая сила процесса внизу колонны определяется по формуле:

∆Р	= РSO2	− P*SO2	,	(4.20)
н	н	н

где РнSO2 – парциальное давление SO2 на входе в абсорбер; Pн*SO2 – пар-

циальное давление SO2 в газе, равновесном с жидкостью, вытекающей из абсорбера.

Парциальное давление SO2 на входе в абсорбер определяется по формуле:

PSO2	= y	н	П;	(4.21)
н		н

PнSO2 =0,028 141,5 = 3,96 кПа.

Конечная концентрация SO2 в жидкости, выраженная в мольных долях, определяется по выражению:

M SO

кмоль SO

xк =

;

(4.22)

кмоль(SO2 + H2O)

X к

M SO

M H

0,00205

кмольSO2

xк =

=0,000575

0,00205

кмоль(SO2 + H2O)

Парциальное давление SO2 в газе, равновесном с жидкостью, вытекающей из абсорбера, определяется по формуле:

Р*SO2	= Kx	к	;	(4.23)
н		к

Рн*SO2 =5725 0,000575 =3,29 кПа.

Тогда движущая сила внизу колонны составит

∆Рн = 3,96 −3,29 = 0,67 кПа.

4.4.2 Определение движущей силы вверху колонны

Движущая сила процесса вверху колонны определяется по формуле:

∆Р =РSO2	− Р*SO2	,	(4.24)
в в	в

где РвSO2 – парциальное давление SO2 в газе, выходящем вверху из абсор-

бера; Рв*SO2 – парциальное давление SO2 в равновесном с водой газе.

Парциальное давление SO2 в газе, выходящем вверху из абсорбера, определяется по выражению:

РSO2	= y	к	П;	(4.25)
в		к

РвSO2 =0,0018 141,5 =0,26 кПа.

Так как на орошение абсорбера подается чистая вода, то парциальное давление SO2 в равновесном с водой газе равно нулю (Рв*SO2 = 0); отсюда движущая сила процесса абсорбции на верху колонны:

∆Рв =РвSO2 − Рв*SO2 = 0,26 −0 = 0,26 кПа.

После подстановки в формулу (3.10) соответствующих значений получаем среднюю движущую силу абсорбции:

∆Р	=	∆Рн − ∆Рв		=	0,67 −0,26		=0,43 кПа.

ср			∆Рн		2,3 lg	0,67
		2,3 lg
						0,26
			∆Р
			в

4.4.3 Определение коэффициента массопередачи

Коэффициент массопередачи K∆Р определяется по формуле (3.13) [8, с. 287]. Константа в этом уравнении φ определяется по формуле:

ϕ =	К МH	O	,	(4.26)
	2
	ρH2O

где К – коэффициент Генри	для водных растворов,			определяется по

[8, с. 539] или приложению Б данного пособия. Для водного раствора SO2 при t = 35 °С коэффициент Генри К = 42950 мм рт. ст. = 5725 кПа. Моле-

кулярная масса и плотность воды: M H2O =18 кг/ кмоль; ρH2O =1000 кг/ м3.

ϕ= 5725100018 =103.

Коэффициентмассоотдачисостороныгазаопределяетсяпоформуле(3.14)

βy = Nu' Dy ρy ,

dэ Риг Мсм

где Dy – коэффициент диффузии SO2 в воздухе при рабочих условиях;

ρy	= 1,63	кг	– средняя плотность газовой фазы при рабочих условиях;
		м3

dэ	= 0,0145 м – эквивалентный диаметр насадки; Риг – среднее парци-

альное давление инертного газа (в данном случае воздуха) в газовой смеси, кПа; Мсм = 29,53 кг/кмоль – средняя молекулярная масса газовой смеси.

Критерий Рейнольдса определяется по формуле (3.16):

Re y =	4 w ρy	=	4 0,36 1,63	=639.
	σ µy		204 0,0185 10−3

Коэффициентдиффузииприрабочихусловияхопределяется поформуле:

П0

Dy =Do

(4.27)

Т0

где D

SO2

=10,3 10−6

м2

– коэффициент диффузии газа SO2 в возду-

хе, определяется по [8, с. 540, таблица XLII].

101

308

м2

Dy =10,3 10

−6

=8,84

−6

141,5

273

При отсутствии экспериментальных данных коэффициент (молекулярной) диффузии газа А в газе В (или газа В в газе А) может быть вычис-

лен по формуле (6.20) [8, c. 288]:

				3								м2
	4,3	10−7 Т						1		1
Dг =	4,3	10−7 Т			2			1	+	1	,		,		(4.28)
							2	M A		M B
		1		1								с
		1		1								с
	р (vA )		3	+ (vB )		3

где Т – температура, К; р – давление (абсолютное),												кгс		;	vA и vB – моль-
где Т – температура, К; р – давление (абсолютное),												см2		;	vA и vB – моль-
												см2

ные объемы газов А и В, определяемые как сумма атомных объемов элементов, входящих в состав газа (атомные объемы некоторых элементов и мольные объемы некоторых газов приведены в [8, с. 288, таблица 6.3]; МА и МВ – мольные массы газов А и В, кг/кмоль.

Критерий Прандтля – по формуле (3.17):

Pr' =	µy	=		0,018	10	−3	=1,25.
	ρy Dy		1,63 8,84 10−6

Критерий Нуссельта – по формуле (3.15):

Nu' = 0,027 Re0y,8 (Pr' )0,33 = 0,027 6390,8 1,250,33 = 5,1.

Среднеепарциальноедавлениеинертногогазаопределяется поформуле:

Р	=П − p	SO2	=П − yср	П = П(1− yср	);	(4.29)
иг		SO2	SO	SO
			2	2

Риг =141,5 (1 −0,015)=139 кПа.

Определяемкоэффициентмассоотдачисостороныгазапоформуле(3.14):


βy =	5,1	8,84		10−6	1,63	=1,23 10	−6	кмоль		.
	0,0145		139 29,53					м2	с кПа

Коэффициент массоотдачи со стороны жидкости (жидкостной пленки) определяется по формуле (3.18):

βx =

Nux

кмоль

dэ

м2 с кПа

где

Nux – критерий Нуссельта в жидкой фазе, определяется по формуле

Dx – коэффициент диффузии SO2 в воде,

м2

dэ = 0,0145 м – экви-

(3.19);

;

валентный диаметр насадки.

м2

Коэффициент диффузии SO2 в воде D

= D

= 0,604 10−9

H O

определяется согласно [8, с. 540, таблица XLII] или рассчитывается по

приближенной формуле (6.22) [8, с. 289] при 20 °С:

Dx =

1 10−6

(4.30)

1 2

M A

M B

АВ µ

(vA )

+(vB )

где

– коэффициент диффузии,

м2

; А и В – коэффициенты, зависящие

от свойств растворенного вещества и растворителя (значения коэффициентов А и В для некоторых веществ приведены в [8, с. 289]; µ – динамиче-

ский коэффициент вязкости жидкости, мПа с; vA и vB – мольные объемы

газов А и В, определяемые как сумма атомных объемов элементов, входящих в состав газа (приведены в [8, с. 288, таблица 6.3]; МА и МВ – мольные массы газов А и В, кг/кмоль.

Определяем критерии Re, Pr и Ga в жидкой фазе. Критерий Рейнольдса определяем по формуле (3.20):

Rex

4 L

4 58,5

= 377,

204 0,8 10−3

σ µx SK

3,8

где

– площадь

поперечного

сечения

колонны, м2,

= 0,785 D2

= 0,785 2,22

=3,8 м2 .

Критерий Прандтля – по формуле (3.21):

µx

0,8 10−3

=1325.

ρx Dx

1000 0,604 10−9

Критерий Галилея – по формуле (3.22):

Ga =

dн3 ρ2х

0,0253 10002 9,81

= 239

µ2х

(0,8 10−3 )2

где dн – наружный диаметр элемента насадки, м ( dн =

0,025 м).

Подставляем в формулу (3.19) и находим критерий Нуссельта:

Nuх = 0,00595 3770,67 13250,33 (239 106 )0,33 =1976.

Подставляем в формулу (3.18) и находим коэффициент массоотдачи со стороны жидкости:

βx =	1976 0,604 10−9	= 82 10−6	кмоль	.
	0,0145
			м2 с кПа

Подставляем все найденные значения в формулу (3.13) и находим коэффициент массопередачи:

K∆Р =			1			=0,48	10	−6	кмоль		.
K∆Р =	1			+	103	=0,48	10		м2	с кПа	.
	1				103				м2	с кПа
		1,23 10−6			82 10−6

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 56 / 166 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке системы защиты среды обитания Костарев

#
13.03.2016531.97 Кб600958581_FD56C_prezentaciya_vidy_absorberov_v_himicheskoi_promyshlennosti.ppt
#
13.03.201636.35 Кб29варианты контрольной СИстЕмы ЗАЩИТЫ-15.doc
#
13.03.20161.19 Mб653контрольная работа СИСТТЕМЫ ЗАЩИТЫ.pdf
#
13.03.2016229.38 Кб51методичка системы защиты.DOC
#
13.03.2016347.65 Кб41Системы защиты среды обитания.doc