И концентрации в газовой фазе

Равновесные значения парциального давления аммиака

Параметр	х
0,002	0,005	0,01	0,015	0,02	0,025	0,03	0,035
t, °С		21,5		26,4	28,9	31,4	33,9	35,3
H, кПа	80,64	87,71	96,51			141,3		170,6
p,^* Па	159,6
y ^*	0,0009	0,0025	0,0057	0,0097	0,0147	0,0212	0,0284	0,037

Данные табл. 17 показывают, что равновесная концентрация аммиака в газовой фазе, соответствующая его концентрации в жидкой фазе 0,002 равна 0,0009, т.е. меньше действительной конечной концентрации Y _к = 0,0016. Это свидетельствует о том, что процесс абсорбции аммиака не достигает равновесия, т.е. даже в конце процесса абсорбции движущая сила не равна нулю

.

Движущая сила в начале процесса абсорбции

.

Средняя движущая сила процесса

.

Пример 2. Определить размеры насадочного скруббера для улавливания HCl из отбросных газов, если расход газа Q ₀ равен 3600 м³/ч при нормальных условиях, содержание паров HCl в газе y ₁ равно 10 об.% требуемая степень очистки составляет 90%, температура газа равна 50ºС, скруббер работает при атмосферном давлении P = 101,3 кПа.

Решение. 1. Принимаем для абсорбции противоточный насадочный скруббер с одним слоем насадки в виде керамических колец с размерами 50 50 5 мм, правильно уложенных.

Определяем концентрацию y ₂ и парциальное давление хлористого водорода на выходе из насадочного скруббера p ₂

;

кПа.

2. Принимаем в качестве поглотителя 10%-ный раствор Na₂CO₃. Так как поглощение HCl сопровождается химической реакцией, а количество карбоната натрия находится в избытке, то концентрация HCl в растворе близка к нулю и равновесная концентрация в газе и равновесное парциальное давление тоже близки к нулю. Движущая сила процесса абсорбции на выходе газа из абсорбера Δ равна

кПа;

на входе газа в абсорбер Δ

кПа.

Средняя движущая сила процесса рассчитывается как среднее логарифмическое

кПа.

3. Определяем количество HCl, которое поглощается в процессе абсорбции

м³/ч;

кг/ч.

4. Определяем расход газа при рабочих условиях

м³/ч или 1,183 м³/с.

5. Определяем необходимую площадь сечения скруббера, задавая скорость газа в сечении скруббера w = 1м/с,

м².

Рассчитываем диаметр скруббера

м.

Принимаем ближайший нормализованный диаметр D = 1,2 м и уточняем скорость газа в расчете на все сечение скруббера

м/с.

6. Основные параметры выбранной насадки (см.табл.14): свободное сечение s ₀ = 0,735; удельная поверхность a = 110 м²/м³; эквивалентный диаметр = 27 мм = 0,027 м.

Вычисляем скорость газа в свободном сечении насадки w

м/с.

7. Пользуясь номограммой (рис.68) определяем коэффициент массопередачи, при температуре 50ºС и скорости газа в свободном сечении 1,42 м/с K = 0,48 г/(м²·ч·Па).

8. Определяем необходимую поверхность массопередачи

м².

9. Находим объем насадки

м³.

10. Вычисляем высоту слоя насадки h

м.

11. Принимаем плотность орошения ρ_н, м³/ч на 1 м² поверхности насадки 0,15 a, тогда расход жидкости L

м³/ч.

Пример 3. Определить размеры аппарата с неподвижным слоем адсорбента для поглощения бензола из воздуха. Концентрация Y бензола в воздухе составляет 0,02 кг/кг, расход воздуха равен 0,8 м³/с, плотность воздуха ρ = 1,2 кг/м³, время защитного действия слоя высотой 1,1 м составляет 1 ч. Адсорбент – активный уголь с насыпной плотностью
ρ_н = 550 кг/м³.

Решение. 1. Определяем объемную концентрацию бензола C ₀ в воздухе

кг/м³.

2. Находим количество поглощенного до проскока бензола

кг.

3. Определяем необходимую площадь сечения скруббера, задаваясь скоростью в расчете на все сечение аппарата w ₀ = 0,15м/с,

м².

4. Вычисляем диаметр скруббера

м.

5. Рассчитываем объем адсорбента

м³.

5. Определяем массу адсорбента

кг.

6. Рассчитываем величину динамической активности адсорбента

кг/кг.

Пример 4. При термическом разложении NO в присутствии природного газа температура в реакторе равна 1000ºС, расход газа составляет 20 000 м³/ч, концентрация оксида азота в газе равна 0,32%. Определить степень и скорость разложения оксида азота и необходимый объем реактора.

Решение. 1. Степень разложения оксида азота определяем по уравнению (109)

%.

2. Рассчитываем скорость разложения по формуле (110)

кмоль/м³.

3. Находим необходимый объем реактора

м³.

Дата добавления: 2014-12-07