6.2.3. Висота адсорбера

6.2.3.1. Визначають висоту (Н_пз), псевдозрідженого шару адсорбенту,

Висота псевдо зрідженого шару

(6.35)

де, м³/м³

Пористість киплячого шару:

(6.36)

де - критерій Архімеда

6.2.3.2. Визначають загальну висоту апарату (Н_ап)

де - висота тарілчастої частини апарата, м.

Відстань між тарілками (h_Т) з врахуванням конструкції перетічних пристроїв, нерівномірності псевдозрідження та можливих коливань швидкості газового потоку згідно рекомендацій [1, 9] приймають рівним h_Т =

- відстань від кришок апарату до верхньої та нижньої тарілок, м.

Величина визначається конструкціями розподільних та живильних пристроїв. Приймають величину () вдвічі більшою за відстань між тарілками (h_Т).

Тоді

(6.37)

6.2.4. Гідравлічний опір адсорбера

Для псевдозріджених шарів, згідно рекомендацій [2] гідравлічний опір визначається за рівнянням

(6.38)

Гідравлічний опір вибраної решітки визначають за рівнянням:

(6.39)

де - доля живого перерізу решітки;

w – робоча швидкість газоповітряної суміші, м/с;

коефіцієнт гідравлічного опору решітки приймають [2].

Загальні втрати тиску в апараті:

=+ (6.40)

6.3. Приклади розрахунку адсорберів

6.3.1. Розрахунок адсорбера періодичної дії

Завдання. Розрахувати адсорбер періодичної дії для уловлення парів ацетону з повітря за наступних умов: об’ємна витрата парогазової суміші V_г = 2000 м³/год, температура – 20 ⁰С, тиск – 760 мм.рт.ст., початкова концентрація парів ацетону в повітрі - кг/м³, концентрація парів ацетону в повітрі після адсорберу - кг/м³

Виходячи із заданої продуктивності, згідно таблиці 6.6 додатку 6 вибираємо вертикальний адсорбер.

Як адсорбент, використовуємо активоване вугілля марки АГ-5, виходячи з таблиці 6.4 додатку 6.

Технологічна схема та її опис

Рис.1. Технологічна схема установки.

Газоповітряна суміш (повітря, що містить ацетон), вентилятором В подається в адсорбер А, заповнений активованим вугіллям. Попередньо газоповітряна суміш проходить фільтр Ф, що існує для видалення пилу, вогнезатримувач Вг, який необхідний для запобігання поширенню вогню по трубопроводам у випадку спалаху суміші, і холодильник Х. Після насичення шару адсорбенту ацетоном, адсорбер А переключається на стадію десорбції. Суміш, що лишилася, виноситься в атмосферу, проходячи через циклон Ц, який затримує частинки адсорбенту.

1. Технологічний розрахунок

Мета технологічного розрахунку – визначення геометричних розмірів апарату та тривалості процесу адсорбції.

1.1 Визначення діаметру адсорбера.

Визначаємо діаметр адсорбера з рівняння (6.1.). Значення w_г приймаємо 0,28 м/с, згідно п.6.1.1.

м

Розраховане значення D_a заокруглюємо до більшого значення стандартизованих діаметрів (таблиця 6.6, додатку 6). Виходячи зі значення стандартизованого діаметру D_a = 1,6 м, визначаємо дійсну швидкість газового потоку:

1.2. Побудова ізотерми адсорбції.

Будуємо ізотерму адсорбції в координатах х – у.

Для розрахунку координат точок ізотерми адсорбції ацетону активованим вугіллям АГ-5 використовуємо дані за стандартної речовини – бензолу. Дані про рівновагу процесу адсорбції парів бензолу з повітрям на активованому вугіллі АГ-5 беремо з таблиці 6.1, додатку 6.

Використовуючи довідникові дані таблиці 6.3, додатку 6 або рівняння (6.6.), визначаємо коефіцієнт афінності для ацетону. Розраховуємо координати фазової діаграми х – у за рівняннями (6.5.), (6.8.), згідно методики, що описана в п.6.1.2.

Тиски насичених парів бензолу та ацетону вибираємо з таблиці 6.2 додатку 6.

Для бензолу:

P_s1 = 75 мм.рт.ст. = 10006,2 Па

М₁ = 78,11 кг/кмоль

Для ацетону:

P_s2 = 186 мм.рт.ст. = 24815,4 Па

М₂ = 58,08 кг/кмоль

Значення абсцис ізотерми адсорбції парів ацетону активованим вугіллям марки АГ-5, розраховуємо за рівнянням (6.5.)

Отримані значення для ацетону заносимо в таблицю 1.

Значення ординат ізотерми адсорбції парів ацетону активованим вугіллям марки АГ-5, розраховуємо за рівнянням (6.8.)

Значення у_н1 у_н2 визначаємо за рівнянням (6.9.)

кг/м³

кг/м³

Далі розраховуємо:

Отримані значення для ацетону заносимо в таблицю 1.

Розрахункові значення координат точок ізотерми адсорбції ацетону активованим вугіллям АГ-5 та довідникові значення координат точок ізотерми адсорбції бензолу згідно таблиці 6.1 додатку 6 зведені в таблицю 1.

Таблиця 1.

Розрахункові та довідникові значення координат точок ізотерм адсорбції бензолу та ацетону активованим вугіллям АГ-5

Точка	Бензол		Ацетон
	кг/м3	кг/м3	кг/м3	кг/м3
1 2 3 4 5 6	0.0004494 0,00095444 0.00428 0.01284 0.03424 0.05564	51.5 61 104 116.5 131 138	0,00182 0,00352 0,013 0,035 0,085 0,126	58.52 69.32 118.18 132.39 148.86 156.82

Згідно даних таблиці 1 будуємо ізотерму адсорбції, що зображена на рис. 2.