Расчет адсорберов (примеры)
Пример 1.Определить требуемое количество активного угля, высоту слоя адсорбента и диаметр адсорбера периодического действия для поглощения паров бензина из смеси его с воздухом. Расход паровоздушной смеси г = 3450 м3/ч. Начальная концентрация бензина в парогазовой смеси = 0,02 кг/м3. Скорость паровоздушной смеси г =0,23 м/с, считая на полное сечение аппарата, динамическая активность угля по бензину д = 7 % (масс.), остаточная активность после десорбции a0 = 0,8 % (масс.), насыпная плотность угля rн = 500 кг/м3. Продолжительность адсорбции, десорбции, сушки и охлаждения адсорбента составляет τ = 1,45 ч.
Pешение. Количество поглощенного адсорбентом бензина можно определить по уравнению материального баланса:
,
откуда получим количество адсорбента для поглощения бензина за 1,45 ч
кг.
Объем слоя адсорбента равен
м3.
При заданной скорости паровоздушной смеси = 0,23 м/с и расходе ее = 3450 м3/ч диаметр адсорбера по уравнению расхода должен быть равен:
м.
Высоту слоя адсорбента определим по формуле:
м.
Расчет вертикального адсорбера
Пример 2. Рассчитать вертикальный адсорбер периодического действия для улавливания паров ацетона из воздуха при следующих условиях: объем парогазовой смеси составляет = 2000 м3/ч, температура = 20 °С, давление p = 1,013.105 Па (760 мм рт.ст.), скорость газа в сечении аппарата = 0,28 м/с; начальная концентрация паров ацетона = 0,01 кг/м3, концентрация паров ацетона в удаляемом воздухе после адсорбера = 2.10-4 кг/м3. В качестве адсорбента применяется активный уголь марки АР-А (эквивалентный диаметр зерен сорбента = 1,3.10-3 м, пористость сорбента eнас = 0,3).
Решение. Строится изотерма адсорбции и рабочая линия процесса в координатах x-y.
Для расчета координат точек изотермы адсорбции ацетона активным углем АР-А используются данные (табл. 1) по стандартному веществу (бензолу).
Таблица 1
Равновесные данные по адсорбции паров бензола и их смеси с воздухом
на активных углях
Марка
угля
| Концентрация
бензола, кг/м3
|
Марка угля
| Концентрация
бензола, кг/м3
| в газовой фазе,
| в твердой фазе,
| в газовой фазе,
| в твердой фазе,
| АР-А
| 0,854
| 109,0
| СКТ
| 0,085
| 60,0
|
| 2,560
| 134,2
|
| 0,213
| 125,6
|
| 5,125
| 139,8
|
| 0,850
| 174,0
|
| 9,390
| 143,0
|
| 4,270
| 178,0
|
| 17,060
| 147,3
|
| 12,805
| 185,1
|
| 25,610
| 151,2
|
| 17,060
| 188,0
|
|
|
|
| 24,400
| 193,4
|
|
|
|
| 25,610
| 198,0
| АГ-3
| 0,035
| 75,0
| СКТ-6А
| 0,000
| 150,0
|
| 0,427
| 120,0
|
| 1,000
| 220,0
|
| 2,134
| 157,5
|
| 2,000
| 263,0
|
| 4,691
| 170,5
|
| 4,000
| 276,0
|
| 8,540
| 180,0
|
| 5,000
| 280,0
|
| 17,060
| 197,5
|
| 6,000
| 284,0
|
| 25,610
| 215,0
|
| 8,000
| 285,0
|
|
|
|
| 10,000
| 290,0
|
|
|
|
| 16,000
| 296.0
|
|
|
|
| 25,000
| 300,0
|
|
|
|
| 30,000
| 300,0
|
Используя справочные данные (табл. 2), определяется коэффициент аффинности, рассчитываются ординаты фазовой диаграммы y - x.
Таблица 2
Значение коэффициентов аффинности
Вещество
| b
| Вещество
| b
| Ацетон
| 0,88
| Пентан
| 1,12
| Бензол
| 1,00
| Пропан
| 0,78
| Бромистый метил
| 0,57
| Сероуглерод
| 0,70
| Бутан
| 0,90
| Толуол
| 1,25
| Бутилацетат
| 1,48
| Уксусная кислота
| 0,79
| Гексан
| 1,35
| Хлористый этил
| 0,76
| Гептан
| 1,59
| Хлороформ
| 0,86
| Дихлорэтан
| 1,31
| Хлорпикрин
| 1,28
| Диэтиловый эфир
| 1,09
| Этиловый спирт
| 0,61
| Метиловый спирт
| 0,40
| Четыреххлористый углерод
| 1,05
| Муравьиная кислота
| 0,61
| Циклогексан
| 1,03
|
Для определения соответствующих абсцисс фазовой диаграммы используются уравнения
;
,
а также данные по давлению насыщенных паров бензола и ацетона (табл. 3).
Таблица 3
©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|