- •6.1. Адсорбери періодичної дії з нерухомим шаром адсорбенту
- •6.1.1.Швидкість газу і діаметр адсорбера
- •6.1.2. Висота та об’єм шару адсорбенту
- •6.1.3. Тривалість адсорбції
- •6.1.4. Матеріальний баланс по речовині, яка поглинається адсорбентом за час роботи адсорбера
- •6.1.5. Гідравлічний опір шару адсорбенту
- •6.1.6. Розрахунок кільцевих адсорберів
- •6.2. Адсорбери неперервної дії з псевдозрідженим шаром адсорбенту
- •6.2.1. Швидкість газу і діаметр адсорбера
- •6.2.2. Об’єм нерухомого шару адсорбенту й кількість тарілок
- •6.2.3. Висота адсорбера
- •6.2.4. Гідравлічний опір адсорбера
- •6.3. Приклади розрахунку адсорберів
- •6.3.1. Розрахунок адсорбера періодичної дії
- •1. Технологічний розрахунок
- •1.1 Визначення діаметру адсорбера.
- •1.2. Побудова ізотерми адсорбції.
- •1.3. Матеріальний баланс. Побудова робочої лінії процесу.
- •1.4. Визначення кількості та висоти одиниць перенесення
- •1.5. Визначення висоти та об’єму шару адсорбенту
- •1.6. Визначення тривалості адсорбції
- •1.7. Матеріальний баланс процесу адсорбції парів ацетону активованим вугіллям аг-5 за період часу .
- •2. Гідравлічний розрахунок
- •3. Конструктивний розрахунок
- •3.1. Товщина обичайки:
- •3.3. Днища
- •3.4. Штуцери
- •3.6. Розрахунок опори.
- •6.3.2. Розрахунок. Адсорберу неперервної дії з псевдозрідженим шаром адсорбенту
- •1. Технологічний розрахунок
- •1.1. Визначення швидкості псевдозрідження та діаметру адсорбера
- •1.2. Побудова ізотерми адсорбції та робочої лінії процесу. Визначення числа одиниць перенесення.
- •1.3. Визначення об’ємного коефіцієнту масопередачі
- •1.4. Визначення висоти апарату
- •2. Гідравлічний розрахунок
- •3. Конструктивний розрахунок
- •3.1. Товщина обичайки:
- •3.3. Днища
- •3.4. Штуцери
- •3.5. Розрахунок опори.
1.2. Побудова ізотерми адсорбції та робочої лінії процесу. Визначення числа одиниць перенесення.
Будуємо рівноважну лінію в координатах х – у згідно таблиці 6.1.. додатку 6. Рівноважна лінія процесу адсорбції парів бензолу з повітря на активованому вугіллі марки СКТ-6А зображена на рис. 2.
Рис. 2. Робоча (АВ) та рівноважна лінії процесу адсорбції бензолу з повітря на активованому вугіллі СКТ-6А.
За рівнянням (6.11.), знаходимо об’ємну витрату адсорбенту (Vад)
Необхідну витрату адсорбенту визначають, приймаючи, що на виході з апарату адсорбент насичений повністю (до ). За ізотермою адсорбції (рис. 2 або таблиці 6.1., додатку 6) знаходимо кг/м3 (таке, що відповідає у п = 0,025 згідно таблиці 6.1. додатку 6 або рис. 2)
Тоді, за рівнянням (6.11)., витрата адсорбенту
м3/с
де k = 1,3 коефіцієнт, який враховує 30% стирання та винесення адсорбенту.
Для побудови робочої лінії (лінія АВ, рис. 2.) визначаємо координати двох точок: точка А (хп, у к), точка В (хк, у п).
Значення у к ; у п відомі згідно завдання; хп = 0.
Значення хк визначають шляхом розв’язку рівняння матеріального балансу (6.10.). відносно хк
кг/м3
Число одиниць перенесення визначаємо методом графічного інтегрування (рис. 3). Вимірюємо площу, обмежену даною кривою і крайніми абсцисами, від до .
За допомогою рівноважної та робочої ліній (рис. 2.) визначаємо допоміжні величини, що необхідні для графічного інтегрування. Як видно з рис. 2., рівноважні значення є разів менші за відповідні їм робочі значення . Отже, рівноважними значеннями , що відповідають робочим значенням в діапазоні від до можна знехтувати. Тоді в цьому прикладі (табл. 1)
Таблиця 1
, кг/м3 |
, м3/кг |
0,025 0,02 0,015 0,01 0,008 0,006 0,004 0,002 0,001 |
40 50 67,7 100 125 166,7 250 500 1000 |
Рис. 3. Визначення числа одиниць перенесення для процесу адсорбції бензолу з повітря на активованому вугіллі СКТ-6А.
Далі рахуємо число одиниць перенесення за рівнянням (6.12.)
1.3. Визначення об’ємного коефіцієнту масопередачі
Об’ємний коефіцієнт масопередачі розраховуємо згідно рівняння (6.33)
де Dу - коефіцієнт дифузії парів бензолу в повітрі м2/с;
м2/с
Dу0 - коефіцієнт дифузії парів бензолу в повітрі за нормальних умов (таблиця 6.5., додаток 6). Згідно таблиці Dу0 = 7,7·10-6 м2/с
П0 , П - загальний тиск за нормальних та робочих умов відповідно, Па або мм.тт.ст.;
Т0 , Т – температура за нормальних та робочих умов відповідно, К;
- концентрація насиченої пари адсорбованої речовини, кг/м3;
Розраховується за рівнянням (6.9.)
де Рs, – тиск насиченої пари бензолу Рs = 75 мм.рт.ст. або 9996 Па
М – молярна маса бензолу М = 78,11 кг/кмоль
- коефіцієнт афінності. Для бензолу = 1 (табл. 6.3., додаток 6);
В1 – структурна константа, 1/град. Для активованого вугілля СКТ-6А,
В1 = 1,05·10-6 1/град (табл. 6.4.б, додаток 6);
Т – температура адсорбції, К; згідно завданню Т=293 К
- площа поперечного перерізу адсорбера, м2, ( м2);
- висота нерухомого шару адсорбенту, м. Приймаємо м (див. п. 6.2.2.б.)