Расчет биохимической очистки

Направим кубовый остаток после ректификации на биологическую очистку, исходная концентрация С₂Н₄О_2.= г/л. Необходимо произвести снижение концентрации С₂Н₄О₂ до ПДК Ск = мг/л путем биохимического разложения.

Например, известно, что разложение С₂Н₄О₂ описывается кинетическим уравнением первого порядка с константой скорости при температуре С.

Уравнение кинетики первого порядка

Разделяем переменные и интегрируем это уравнение

Где С₀, С - концентрации С₂Н₄О₂ в моменты времени 0 и. Подставляем в него исходные данные и получаем уравнения, которые позволяют прогнозировать изменение концентрации и скорости процесса во времени.

Для построения кинетической кривой рассчитываем изменение концентрации и скорости процесса в произвольные моменты времени до достижения концентрации ниже ПДК. Полученные данные сводим в таблицу.

Таблица. Кинетика биохимического разложения С₂Н₄О_2.

Из таблицы видно, что ПДК может быть достигнута за время не менее ч. Скорость разложения С₂Н₄О₂ велика в начале процесса, когда концентрация С₂Н₄О₂ в растворе большая, а затем быстро уменьшается из-за снижения движущей силы процесса – разницы рабочей и равновесной концентрации. Кинетические кривые, построенные согласно вычислениям:

Наблюдается линейная зависимость lnC =, конечный участок кинетической кривой представлен в большем масштабе:

Время достижения ПДК можно вычислить по уравнению:

Кроме концентрации на скорость существенное влияние оказывает температура, например в данном случае предварительные исследования показали, что при увеличении температуры до С константа скорости возросла в раза. Это позволяет вычислить энергию активации и с помощью уравнения Аррениуса прогнозировать скорость процесса при изменении температуры:

Решая систему уравнений, вычисляем энергию активации Е и предэкспоненциальный множитель:

Таким образом, для данного процесса уравнение Аррениуса можно записать в виде:

Энергия активации Е = характерна для кинетической области протекания процесса биологической очистки.

Задание 3.5. Адсорбционная очистка вентиляционных газов от вещества А с концентрированием и разделением раствора

1. См п. 1 в разд. 3.3.

2. Полученный после абсорбции раствор с концентрацией х_раб = 0,978% для повышения концентрации до х_н =0,11 направили на разделение методом обратного осмоса.

2.1.Дать характеристику мембранных процессов

2.2.Рассчитать осмотическое давление разбавленного и концентрированного раствора, какое количество раствора надо подать на разделение, чтобы получить раствор с концентрацией х_н= 0,11 в количестве G_н = 150 кг, какое количество чистой воды при этом будет получено.

3. Концентрат после мембранного разделения направили на окончательное разделение методом ректификации для получения дистиллята и кубового остатка с концентрациями х_д = 0,07 и х_к = 0,98 соответственно.

3.1. Дать характеристику процессов перегонки.

3.2. Рассчитать процесс ректификации.

Решение:

2.1. Характеристика мембранных процессов

Дата добавления: 2015-06-28