Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1271 вуз, 4663 предмет.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Казанский национальный исследовательский технологический университет
Предмет:
[НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Файл:
kf_s.docx
Скачиваний:
190
Добавлен:
06.11.2018
Размер:
738.3 Кб
Скачать
☆
►Содержание►

  1. ладающий большой удельной поверхностью и смачиваемостью абсор­бентом. Существуют также специальные насадки: кольца Рашига, седлообразная насадка, насадка «Инталлокс», хордовая и т.д. Любой тип насадки характеризуется двумя основными параметрами: удель­ной поверхностью (поверхность насадки в единице объема слоя на­садки) и долей свободного объема (объем пустот в единице объема слоя насадки).

  2. В зависимости от скорости движения газового потока и расхода абсорбента насадочный аппарат может работать в различных гидро­динамических режимах: пленочном, подвисания, барботажном (захле­бывания, эмульгирования), режиме уноса.

  3. Цель работы: ознакомление с работой насадочного абсорбе­ра; экспериментальное исследование его массообменных характе­ристик, определение коэффициента массопередачи (расчетного и экспериментального); анализ влияния расходов газа и жидкости на величину экспериментального коэффициента массопередачи.

  4. Описание установки

  5. Абсорбционная установка (рис. 2) предназначена для проведе­ния процесса абсорбции хлористого водорода из смеси с воздухом во­дой при противоточном движении фаз. Она состоит из насадочного абсорбера, линии подачи газовой смеси и абсорбента, контрольно-измерительной и регулирующей аппаратуры. Абсорбер 1 работает при противоточном движении фаз и представляет собой колонный аппарат D=100 мм и высотой 2530 мм.

  6. Абсорбер состоит из восьми секций. В верхней секции разме­щены каплеотбойник и распределитель жидкости. Шесть секций за­полнены насадкой из керамических колец Рашига размером 15x15x2. Удельная поверхность насадки а=200 м /м , доля свободного объема насадки Vcb=0.71 м /м , суммарная высота слоя насадки Н=1500 мм. Каждая из секций снабжена распределителем жидкости. В нижней секции собраны узел подачи газа и узел гидрозатвора для отвода жид­кости.

  7. Вода подается в верхнюю часть абсорбера, стекает по насадке и через узел гидрозатвора 2 сбрасывается в канализацию. Расход воды

  8. 191

  9. регулируется вентилем 3. Газовая смесь подается в нижнюю часть аб­сорбера, проходит через насадку, каплеотбойник и сбрасывается в ат­мосферу. Расход газа регулируется вентилем 4. Давление и темпера­тура в абсорбере измеряются при помощи датчиков 5 и 6 соответст­венно. Начальная и конечная концентрации хлористого водорода в газе измеряются с помощью датчика 7. Выходные сигналы датчиков поступают на вторичный регистрирующий прибор 8.

  10. ГааД_ 5

    1. 1 Вода


    1. "'^^с'с^'С'ч'с^'Сч:^


  11. 7

  12. Рис. 2. Абсорбционная установка: 1 - колонна абсорбционная; 2 - гидрозатвор; 3, 4 - вентили; 5, 6, 7 -датчики давления, температуры и концентрации соответственно; 8 -регистрирующий прибор; 9 - переключатель

  13. Внимание! В целях обеспечения безопасных условий труда на лабораторной установке процесс физической абсорбции хлори­стого водорода водой имитируется электронной резисторной схе­мой, построенной с учетом закономерностей реального процесса и требующей бережного к себе отношения. По входным параметрам.

  14. 192

  15. Задаваемым оператором с пульта, схема отрабатывает алгоритм, моделирующий процесс абсорбции, и выдает конечный результат на стрелочный индикатор.

  16. Порядок проведения работы

  17. Тумблером «Сеть» на пульте установки включают электропита­ние вторичного прибора и преобразователей. После прогрева в тече­ние 3-5 минут регуляторами производят установку заданных препода­вателем расходов жидкости и газа, а затем поворотом переключателя параметров 9 подключают соответствующие датчики к регистрирую­щему прибору 8 и снимают его показания. Опытные данные заносят в табл.1.

  1. Внимание! В опыте 1: 1. Расход газовой смеси (0.8+1)* 10-^ кг/с;

  2. устанавливать в интервале

  1. 2. Удельный расход жидкости i = ^ принять равным 2.

  2. в опыте 2 L уменьшить в два раза по сравнению с опытом 1, а G оставить, как в опыте 1.

  3. В опыте 3 G уменьшить в два раза по сравнению с опытом 1, а L оставить, как в опыте 1.

  4. Таблица 1 Режимные параметры процессов абсорбции

    1. Наименование и размерность величины

    1. Опыт

    1. 1

    1. 2

    1. 3

    1. Расход газовой смеси массовый G см, кг/с

    1. Расход воды массовый L , кг/с

    1. Окончание таблицы 1

    1. Давление в абсорбере р, кПа

    1. Концентрация НС1 в воздухе: на входе в абсорбер ун, % об. на выходе из абсорбера ук, % об.

  6. 193

  1. Обработка опытных данных

  2. Методика обработки опытных данных и основные расчетные зависимости представлены в табл. 2.

  3. Пункт 13 выполняется только для опыта 1.

  4. Таблица 2 Таблица расчетных величин

    1. № п/п

    1. Наименование и размер­ность величины

    1. Расчетная формула

    1. Опыты

    1. 1

    1. 2

    1. 3

    1. 1

    1. Относительная массовая концентрация хлористого водорода в газе, кг/кг на входе в абсорбер на выходе из абсорбе­ра

    1. Y - Ун Мне,

    2. 100-у„Мз^^

    3. Y - Ук Мне,

    4. 100-у М

    1. 2

    1. Расход инертного газа на входе в абсорбер, кг/с

    1. G- ™ 1 + Y„

    1. 3

    1. Масса хлористого водо­рода, поглощаемого в единицу времени, кг/с

    1. m = g(y„-Yk)

    1. 4

    1. Степень извлечения хло­ристого водорода

    1. X Н ~ X к

    2. "'^ Y

    3. X н

    1. 5

    1. Относительная массовая концентрация хлористого водорода в жидкости в нижней части абсорбера, кг/кг

    1. Хк = M/L

    1. 6

    1. Коэффициент распределе­ния

    1. , ЕМ т' = —

    2. Р Мз„зд

  5. 194

    1. 7

    1. Равновесная относительная массовая концентрация хло­ристого водорода в газе в нижней части абсорбера

    1. ¥1=т'Хк

    1. 8

    1. Движущая сила процесса абсорбции, кг/кг:

    2. внизу абсорбера

    3. вверху абсорбера

    1. ay„ = y„-y1

    2. AYk = Yk-y1 (y1=0)

    1. 9

    1. Средняя движущая сила, кг/кг

    1. - AY„-AYk AYcp - _

    2. 1п(АУ„/АУк)

    1. 10

    1. Поверхность массопереда-

    2. чи, м^

    1. F = яВ'аН/4

    1. 11

    1. Коэффициент массопереда-чи (экспериментальный),

    2. кг/м^-с

    1. Уэксп p^Y,p

    1. 12

    1. Скорость газа фиктивная,

    2. м/с

    1. 4G

    2. w = f^

    1. 13

    1. * Коэффициент массопере-да-чи (расчетный), кг/м^с

    1. К - 1

    1. -

    1. -

    1. Ypac, 1 m'

  6. * Рассчитать К- для первого опыта при температуре Т =

  7. 10 С, используя критериальные формулы (9) и (10), приведенные ни­же. Учитывая малое содержание НС1 в газовой и жидкой фазах, можно при расчетах в качестве теплофизических свойств фаз (р, ц) исполь­зовать свойства воздуха и воды соответственно.

  8. Коэффициенты массоотдачи Р^. и Р^ могут быть определены

  9. из критериальных уравнений для насадочных абсорберов с неупоря­доченной насадкой (навалом) при пленочном режиме. Для газовой фазы

  1. NuV=0.407Re,"'''(PrV)

  2. (9)

  1. где Nu

  2. , _РА

  3. Re.

  4. 4wp^

  5. Рг'

  6. рЛ

  1. 195

  1. Pj. - коэффициент массоотдачи в газовой фазе, м/с; р^. - плот­ность воздуха, кг/м ; ц^ - динамический коэффициент вязкости воз­духа. Пас; W - фиктивная скорость газа, м/с; D^. - коэффициент мо­лекулярной диффузии поглощаемого компонента в воздухе, м /с;

  2. 4V

  3. d^ = —^^- - эквивалентный диаметр насадки, м; а - удельная поверх-а

  4. ность насадки, м /м ; V^^ - свободный объем насадки, м /м .

  5. Уравнение (9) справедливо при значениях Re^. от 10 до 10000. Для жидкой фазы

  6. Nu'^ = 0.0021Rer(Pr'.r ^ (Ю)

  1. гдeNu'^=l^; Re^=- ; Рг'^ ,

  2. Р^ - коэффициент массоотдачи в жидкой фазе, м/с; р^ - плот­ность воды, кг/м ; ц.^ - динамический коэффициент вязкости воды. Пас; L - расход воды, кг/с; D^ - коэффициент молекулярной диффу-

  3. Г .2 Л"

  4. vO.33

  5. приве-

    1. уРж§У

  6. зии поглощаемого компонента в воде, м /с; 5^ =

  7. денная толщина жидкой пленки, м; а = - площадь поперечного

  8. 4

  9. сечения колонны, м ; D - внутренний диаметр колонны, м; v|/ - коэф­фициент смоченности насадки.

  10. Для получения значений Р и Р^^, используемых в (7), необхо­димо полученные Р^. и Р^ умножить соответственно на р^ц^д и

  11. Рн,0 . т.е. Ру = Р, Рзозд , Рх = Рж Рн,0

  12. Справочный материал к расчетам

  13. Mjjg, =36 кг/моль; Мд^д =29 кг/моль; Mjjq =18 кг/моль; £=0.0019710*^ мм. рт. ст.=262.6 кПа;

  14. 196

  1. g=9.8M/c^; V^3 =0.71 mVm^

  2. a=200 m-Im; \|/=1; D=0.1 m; T=10 °C.

  3. Контрольные вопросы

  1. Какие процессы называются массообменными?

  2. Дайте характеристику процесса абсорбции.

  3. Составьте материальный баланс в процессах массообмена.

  4. Как описывают равновесие в системах газ-жид кость?

  5. Напишите уравнение массопередачи.

  6. Как выражается связь коэффициента массопередачи и коэффици­ентов массотдачи?

  7. Как оценивается движущая сила процесса массопередачи?

  8. Приведите схему противоточного насадочного абсорбера.

  9. Составьте графическое изображение процесса абсорбции.

  10. Назовите типы насадок и приведите их характеристики.

  11. Дайте описание режимов работы насадочных абсорберов.

  12. Как определяется экспериментальный коэффициент массопере­дачи?

  13. Как определяется расчетный коэффициент массопередачи?

  14. Проанализируйте зависимость К-^^^ от G и L .

  1. 197

  2. Теплофизические свойства воды, воздуха и водяного пара

  1. 00

    1. т,°с

    1. Вода

    1. Воздух

    1. Водяной пар

    1. кг/м

    1. С,

    2. кДж/кгК

    1. Ы0\ Вт/мК

    1. Пас

    1. о10\ Н/м

    1. Пас

    1. Р, ^

    2. кг/м

    1. Рн • 10 -\

    2. Па

    1. DIO^

    2. м /с

    1. 10

    1. 1000

    1. 4,19

    1. 57,5

    1. 1310

    1. 76,2

    1. 16,7

    1. 1,26

    1. 0,122

    1. 0,25

    1. 20

    1. 998

    1. 4,19

    1. 59,9

    1. 1000

    1. 72,8

    1. 18,2

    1. 1,25

    1. 0,237

    1. 0,26

    1. 30

    1. 996

    1. 4,18

    1. 61,8

    1. 804

    1. 71,2

    1. 18,7

    1. 1,16

    1. 0,423

    1. 40

    1. 992

    1. 4,18

    1. 63,4

    1. 657

    1. 69,6

    1. 19,0

    1. 1,12

    1. 0,736

    1. 0,27

    1. 50

    1. 988

    1. 4,18

    1. 64,8

    1. 540

    1. 67,7

    1. 19,4

    1. 1,08

    1. 1,23

    1. 60

    1. 983

    1. 4,18

    1. 65,9

    1. 470

    1. 66,2

    1. 20,0

    1. 1,05

    1. 1,99

    1. 0,29

    1. 70

    1. 978

    1. 4,19

    1. 66,8

    1. 406

    1. 64,3

    1. 20,4

    1. 1,03

    1. 3,12

    1. 80

    1. 972

    1. 4,19

    1. 67,5

    1. 355

    1. 62,6

    1. 20,9

    1. 1,00

    1. 4,74

    1. 0,335

  3. о

  4. X и

  1. библиографический список

  1. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической тех­нологии. М.: Химия, 1971. 784с.

  2. Дытнерский Ю. И. Процессы и аппараты химической технологии. 1, 2ч.М.:Химия, 2002. 400с., 368с.

  3. Процеси i аппарати харчових виробництв / Под ред. В. М. Стабникова. Киев: Вища школа, 1971. 200 с.

  4. Рамм В.П. Абсорбция газов. М.: Химия, 1976. 656 с.

  5. Стабников В.Н., Баранцев В. И. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Пищевая пром-ть, 1974. 356 с.

  6. Александров И А. Ректификационные и абсорбционные аппараты. Л:, Химия, 1965.308 с.

  7. Александров И.А. Массопередача при ректификации и абсорбции многокомпонентных смесей. - Л.: Химия, 1975. 320с.

  1. 8. Скобло А .И., Трегубова И.А., Молоканов Ю .К. Процессы и аппара­ ты нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленно­ сти. - М.: Химия, 1982. 584 с.

  1. Кафаров В.В. Основы массопередачи. - М.: Высшая школа, 1979. 439 с.

  2. Комиссаров Ю.А., Глебов М.Б., Гордеев Л.С., Вент Д.П. Химико-технологические процессы. Теория и эксперимент. - М.: Химия, 1999.358 с.

  3. Плановский А.Н., Рамм ВМ., Каган СВ. Процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1967. 848 с.

  4. Багатуров С.А. Основы теории и расчета перегонки и ректифика­ции. М: Химия, 1974. 440 с.

  5. Олевский ВМ., Ручинский В.Р. Ректификация термически нестой­ких продуктов. М: Химия, 1972. 200 с.

  6. Тепломассобменные процессы: Руководство к лаб. работам / Ф.А. Мусташкин, И.В. Шарнин , Л.К. Сафиуллина; КХТИ. Казань, 1985.40 с.

  7. Петухов Б.С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном тече­нии жидкости в трубах. М.: Энергия, 1967. 412 с.

  1. 199

  1. Павлов К. Ф., Романков П. Г., Носков А. А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1987.576 с.

  2. П. Г. Романков, В.Ф. Фролов, О.М. Флисюк, М.И. Курочкина. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии (примеры и задачи). С.-П.: Химия, 1993. 496 с.

  1. \^. Романков П. Г., Курочкина М.И. Гидромеханические процессы химической технологии. М.: Химия, 1974. 288 с.

  1. Романков П. Г. Руководство к практическим занятиям в лаборато­рии процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1976. 255 с.

  2. Лыков А. В. Теория сушки. М.: Энергия, 1968. 471 с.

  3. Лыков М. В. Сушка в химической промышленности. М.: Химия, 1970.429 с.

  4. Ирисов А. С. Испаряемость топлив для поршневых двигателей и методы ее исследования. М.: Гостоптехиздат, 1955. 303 с.

  5. Муштаев В. И., Ульянов В. М. Сушка дисперсных материалов. -М.: Химия, 1988.

  6. Явления переноса: Учебное пособие/ А.И. Разинов, Г.С. Дьяконов Казан.гос.технол.ун-т. Казань, 2002. 136 с.

  7. Забродский С. С. Гидродинамика и теплообмен в псевдоожижен-ном слое. М.: Госэнергоиздат, 1963. 488 с.

  8. Справочник химика, Т. Ш. М.: Химия, 1964. 1005 с.

  9. Штербачек 3., ТаускП. Перемешивание в химической промыш­ленности. /Под ред. И.С. Павлушенко. Л.: Госхимиздат, 1963. 416 с.

  10. Перри Дж. Справочник инженера-химика, Т.1. Л.: Химия, 1969. 639 с.

  11. Перри Дж. Справочник инженера-химика. Т. 2. Л: Химия, 1969. 504 с.

  1. 200

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности