Процессы и аппараты защиты атмосферы от газовых выбросов (стр. 21 )

для чего задаются рядом значений Y в интервале (Yн - Yк), определяются Y* (рис. 26, 28), (Y – Y*), 1/(Y – Y*). Полученные данные сводят в табл. 9.

Таблица 9.

Значения параметров для графического интегрирования

Y, кг/м3	Y*.103, кг/м3	(Y – Y*), кг/м3	1/(Y – Y*), м3/кг
0,010	2,5	0,0035	285,7
0,008	2,0	0,003	333,3
0,006	1,5	0,0025	400,0
0,004	0,8	0,0022	454,5
0,002	0,5	0,0015	666,7
0,001	0,3	0,0007	1428,6
0,0002	0	0,0002	5000

Рис. 28. Изотерма адсорбции и рабочая линия процесса.

Указанная графическая зависимость представлена на рис. 29.

Определяют площадь под кривой, ограниченной ординатами Yн = 0,010 и Yк = 0,0002 кг/м3.

Определяют число единиц переноса. По рис. 29 число единиц переноса Ny = 6,5.

д) Определяется высота единицы переноса h.

Вначале рассчитывают критерий Рейнольдса:

Затем определяем критерий Нуссельта:

Критерий Прандтля определяется в соответствии с формулой:

Здесь коэффициент диффузии ацетона в воздухе при температуре 20°С Dг = 9,22.10-6 м2/с.

Рис. 29. Определение числа единиц переноса Ny методом графического

интегрирования.

е) Определяют высоту адсорбционного слоя:

м (50 мм)

и объем слоя адсорбента:

м3.

ж) Определяется продолжительность адсорбции t, с. Согласно рис. 28 на изотерме адсорбции точке с координатой Yн = 0,01 кг/м3 соответствует прямолинейная область. На этом основании продолжительность процесса определяют по формуле:

с (3,57 суток).

Здесь b = 1,51 определено по приложению 21., так как

и) Определяется сопротивление слоя адсорбента DР:

,

кг/м2 (430 Па).

12. Варианты заданий по адсорбции

Задание №1

Тема курсового проекта: Адсорбция бензола.

Спроектировать адсорбер периодического действия с неподвижным зернистым слоем адсорбента и технологическую схему для улавливания паров бензола из воздуха при следующих условиях.

Исходные данные на проектирование:

Объем парогазовой смеси V0 = 3000 м3/час; температура адсорбции t = 20 оС; давление Р = 760 мм рт. ст.; начальная концентрация паров бензола Yн = 0,02 кг/кг возд.; степень улавливания бензола h = 99,5 %; приведенная скорость парогазовой смеси wг = 0,3 м/с.

Начальное содержание бензола в адсорбенте Хн = 0. Мольная масса воздуха Мв = 29 кг/моль; плотность парогазовой смеси rг = 1,2 кг/м3; динамическая вязкость газа mг = 1,8.10-5 Па. с. Адсорбент – активированный уголь АР-Б (эквивалентный диаметр dэ = 0,0013 м, порозность слоя e = 0,3, насыпная плотность адсорбента rн = 580 кг/м3). Тип аппарата – вертикальный адсорбер.

Координаты точек изотермы адсорбции бензола активным углем АР-Б:

X, кг/кг адс-та	0	0,05	0,1	0,15	0,2	0,235
Y*, кг/кг возд.	0	1,65	2,37	3,54	7,1	15,7

Задание №2

Тема курсового проекта: Адсорбция бутилацетата.

Спроектировать адсорбер периодического действия и технологическую схему для улавливания паров бутилацетата (БА) из воздуха активным углем при следующих условиях.

Исходные данные на проектирование:

Расход парогазовой смеси V0 = 30000 м3/ч; температура смеси t = 20 oC; давление атмосферное Р = 0,101 МПа; начальная концентрация БА в воздухе ун = 0,0082 кг/м3; допустимая концентрация БА за слоем адсорбента ук = 0,0004 кг/м3. Плотность газовой смеси rг = 1,2 кг/м3; вязкость газовой смеси mг = 1,8.10-5 Па. с; коэффициент диффузии БА в газовой фазе при 0 оС Do = 5,7.10-6 м2 с. Адсорбент активный уголь АР-А (насыпная плотность rн = 550 кг м3, порозность e = 0,375, эквивалентный диаметр dэ = 0, 0013 м). Тип аппарата – кольцевой адсорбер (наружный диаметр слоя адсорбента Dнар = 3 м, внутренний диаметр Dвн = 1,6 м).

Задание №3

Тема курсового проекта: Адсорбция бензола.

Спроектировать адсорбер периодического действия с неподвижным зернистым слоем адсорбента и технологическую схему для улавливания паров бензола из воздуха при следующих условиях.

Исходные данные на проектирование:

Объем парогазовой смеси V0 = 25000 м3/час; температура адсорбции t = 20 оС; давление атмосферное Р = 0,101 МПа; начальная концентрация паров бензола Yy = 0,03 кг/кг возд.; степень улавливания бензола h = 99,5 %; приведенная скорость парогазовой смеси wг = 0,3 м/с; начальное содержание бензола в адсорбенте Хн = 0,0005 кг/кг адсорбента. Мольная масса воздуха Мв = 29 кг/моль; плотность парогазовой смеси rг = 1,2 кг/м3; динамическая вязкость газа mг = 1,8.10-5 Па. с. Адсорбент – активированный уголь АР-Б (эквивалентный диаметр dэ = 0,0013 м, порозность слоя e = 0,3, насыпная плотность адсорбента rн = 580 кг/м3). Тип аппарата – кольцевой адсорбер (наружный диаметр слоя адсорбента Dнар = 2,5 м, внутренний диаметр Dвн = 1,5 м).

Координаты точек изотермы адсорбции бензола активным углем АР-Б:

X, кг/кг адс-та	0	0,05	0,1	0,15	0,2	0,235
Y*, кг/кг возд.	0	1,65	2,37	3,54	7,1	15,7

Задание №4

Тема курсового проекта: Адсорбция бутилацетата.

Спроектировать адсорбер периодического действия с неподвижным зернистым слоем адсорбента и технологическую схему для улавливания паров бутилацетата (БА) из воздуха при следующих условиях.

Исходные данные на проектирование:

Объем парогазовой смеси V0 = 15000 м3/час; температура адсорбции t = 20 оС; давление Р = 760 мм рт. ст.; начальная концентрация паров БА ун = 0,01 кг/м3; степень улавливания БА h = 95 %; приведенная скорость парогазовой смеси wг = 0,3 м/с; начальное содержание бензола в адсорбенте Хн = 0. Плотность парогазовой смеси rг = 1,2 кг/м3; динамическая вязкость газа mг = 1,8.10-5 Па. с; коэффициент диффузии БА в газовой фазе при 0 оС Do = 5,7.10-6 м2 с. Адсорбент – активированный уголь АР-Б (эквивалентный диаметр dэ = 0,0013 м, порозность слоя e = 0,35, насыпная плотность адсорбента rн = 580 кг/м3). Тип аппарата – вертикальный адсорбер.

Задание №5

Тема курсового проекта: Адсорбция метанола.

Спроектировать адсорбер периодического действия с неподвижным слоем адсорбента и технологическую схему для улавливания паров метилового спирта (метанола) из воздуха при следующих условиях.

Исходные данные на проектирование:

Расход смеси V = 2500 м3/ч; температура паровоздушной смеси t = 20 oC; давление Р = 0,101 МПа; начальная концентрация метанола в газовой смеси ун = 0,003 кг/м3; концентрация метанола в газе на выходе из адсорбера ук = 0,05 сн; скорость газа, отнесенная к сечению аппарата wг = 0,3 м/с. Адсорбент – активный уголь АГ-3 (эквивалентный диаметр гранул dэ = 2 мм, порозность слоя адсорбента e = 0,375). Тип аппарата – вертикальный адсорбер.

Задание №6

Тема курсового проекта: Адсорбция метанола.

Спроектировать адсорбер периодического действия с неподвижным слоем адсорбента и технологическую схему для улавливания паров метилового спирта (метанола) из воздуха при следующих условиях.

Исходные данные на проектирование:

Расход смеси V = 25000 м3/ч; температура паровоздушной смеси t = 20 oC; давление Р = 0,101 МПа; начальная концентрация метанола в газовой смеси ун = 0,003 кг/м3; концентрация метанола в газе на выходе из адсорбера ук = 0,05 сн; скорость газа, отнесенная к сечению аппарата wг = 0,3 м/с. Адсорбент – активный уголь АГ-3 (эквивалентный диаметр гранул dэ = 2 мм, порозность слоя адсорбента e = 0,375). Тип аппарата – кольцевой адсорбер (наружный диаметр слоя адсорбента Dнар = 2,5 м, внутренний диаметр Dвн = 1,5 м).

Задание № 7

Тема курсового проекта: Адсорбция ацетона.