Массообменные процессы. Никалаев Г.И - 74 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

(4.8)
где у
Н1
и у
Н2
– концентрации поглощаемого компонента в газовой
фазе, соответствующие условиям насыщения, кг/м
3
; Т
1
и Т
2
–
температура, К.
Определим значения у
2
и х
2
для бутилацетата по точке на
изотерме адсорбции бензола с координатами у
1
= 0,00854 кг/м
3
и
х
1
= 109,0 кг/м
3
.
По данным [3, с. 201-227] давление насыщенных паров
бензола р
Н1
= 75 мм рт. ст. = 9997,5 Па, а бутилацетата р
Н2
= 18
мм рт. ст. = 2399,4 Па. По уравнению газового состояния у = p/RT
определяем объемные концентрации:
;/0041,0
2938310
81,91360075
3
1
мкгу
Н
=
⋅
⋅⋅
=
;/00099,0
2938310
81,91360018
3
2
мкгу
Н
=
⋅
⋅⋅
=
у
2
= 0,00069 кг/м
3
, х
2
= 109 (1/1,48) = 73,7 кг/м
3
.
Результаты расчета равновесных данных для системы пары
бутилацетата — активный уголь АР-А приведены ниже:
у бензола, кг/м
3
0,00854 0,02560 0,05125
х бензола, кг/м
3
109,0 134,2 139,8
у бутилацетата, кг/м
3
0,00069 0,00322 0,00863
х бутилацетата, кг/м
3
73,7 90,8 94,2
у бензола, кг/м
3
0,09390 0,17060 0,25610
х бензола, кг/м
3
143,0 147,3 151,2
у бутилацетата, кг/м
3
0,02025 0,04715 0,08394
х бутилацетата, кг/м
3
96,7 99,4 102,1
Как показано на рис. 4.5, изотерму адсорбции такого типа
делят на три области, для каждой из которых расчетные
уравнения для определения продолжительности адсорбции
различны [6].
По изотерме адсорбции определяют область концентраций (в
данном случае область II) и равновесную концентрацию
бутилацетата в твердой фазе: х
н
= 94 кг/м
3
.
Объемный коэффициент массоотдачи в газовой фазе
определяют по уравнению [2, с. 572]:
Nu' = 0,725Re
э
0,47
(Pr')
0,33
,
(4. 9)
где Nu′ = β
yv
d
э
2
/D — диффузионный критерий Нуссельта;
d
э
— эквивалентный диаметр гранул адсорбента, м;
D — коэффициент диффузии в газовой фазе, м
2
/с;
Re = w d
э
ρ
y
/µ
у
— критерий Рейнольдса;
w — фиктивная скорость парогоздушной смеси, м/с;
с
у
— плотность паровоздушной смеси, кг/м
3
;
µ
у
— вязкость газовой фазы, Па . с;
Pr′ =
µ
у
lDс
y
— диффузионный критерий Прандтля.
Приняв порозность слоя сорбента ε = 0,375 [13, с. 20],
рассчитывают d
э
для цилиндрических гранул диаметром d и
длиной l по уравнению [6, с. 70]:
.0013,03,1
42/3
43
6,0
2/
6,0 ммм
ld
dl
d
э
==
+
⋅
=
+
=
Рис. 4.5. Области изотермы адсорбции (к расчету продолжительности
процесса)
,lglglg
1
1
2
1
22
y
y
T
T
yy
H
H
β
−=
144
145 
                               T1 y H 1                    (4.8)         различны [6].
        lg y2 = lg y H 2 − β      lg    ,                                По изотерме адсорбции определяют область концентраций (в
                               T2    y1
                                                                    данном случае область II) и равновесную концентрацию
где уН1 и уН2 – концентрации поглощаемого компонента в газовой      бутилацетата в твердой фазе: хн = 94 кг/м3.
фазе, соответствующие условиям насыщения, кг/м3; Т1 и Т2 –               Объемный коэффициент массоотдачи в газовой фазе
температура, К.                                                     определяют по уравнению [2, с. 572]:
      Определим значения у2 и х2 для бутилацетата по точке на                          Nu' = 0,725Reэ0,47(Pr')0,33 ,        (4. 9)
изотерме адсорбции бензола с координатами у1 = 0,00854 кг/м3 и      где Nu′ = βyv dэ2/D — диффузионный критерий Нуссельта;
х1 = 109,0 кг/м3.                                                        dэ — эквивалентный диаметр гранул адсорбента, м;
      По данным [3, с. 201-227] давление насыщенных паров                D — коэффициент диффузии в газовой фазе, м2/с;
бензола рН1 = 75 мм рт. ст. = 9997,5 Па, а бутилацетата рН2 = 18         Re = w dэρy/µу — критерий Рейнольдса;
мм рт. ст. = 2399,4 Па. По уравнению газового состояния у = p/RT         w — фиктивная скорость парогоздушной смеси, м/с;
определяем объемные концентрации:                                        су — плотность паровоздушной смеси, кг/м3;
                       75 ⋅13600 ⋅ 9,81                                  µу — вязкость газовой фазы, Па . с;
                 уН 1 =                 = 0,0041 кг / м 3 ;
                          8310 ⋅ 293                                     Pr′ = µуlDсy — диффузионный критерий Прандтля.
                      18 ⋅13600 ⋅ 9,81                                   Приняв порозность слоя сорбента ε = 0,375 [13, с. 20],
               уН 2 =                  = 0,00099 кг / м 3 ;         рассчитывают dэ для цилиндрических гранул диаметром d и
                         8310 ⋅ 293
                                                                    длиной l по уравнению [6, с. 70]:
      у2 = 0,00069 кг/м3,          х2= 109 (1/1,48) = 73,7 кг/м3.
                                                                                            dl          3⋅ 4
     Результаты расчета равновесных данных для системы пары                    d э = 0,6        = 0,6          = 1,3 мм = 0,0013 м.
бутилацетата — активный уголь АР-А приведены ниже:                                       d /2+l       3/ 2 + 4
        у бензола, кг/м3      0,00854       0,02560   0,05125
        х бензола, кг/м3       109,0         134,2      139,8
        у бутилацетата, кг/м3 0,00069       0,00322   0,00863
        х бутилацетата, кг/м3 73,7            90,8      94,2

        у бензола, кг/м3      0,09390       0,17060   0,25610
        х бензола, кг/м3       143,0         147,3    151,2
        у бутилацетата, кг/м3 0,02025       0,04715   0,08394
        х бутилацетата, кг/м3  96,7          99,4      102,1
     Как показано на рис. 4.5, изотерму адсорбции такого типа
делят на три области, для каждой из которых расчетные
уравнения для определения продолжительности адсорбции                Рис. 4.5. Области изотермы адсорбции (к расчету продолжительности
                                                                                                  процесса)
                                    144                                                            145

Страницы