Массообменные процессы. Никалаев Г.И - 83 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

.
)](*/1[3
)(*/
сркс
срки
ср
СХХ
СХГХR
−
=
β
ρ
τ
из материального баланса, определив предварительно
минимальный и рабочий расход ионита. Минимальный расход
находим из условия равновесия твердой фазы с раствором,
покидающим аппарат:
,/2,146
0065,0
)005,01,0(10
)(*
)(
min
чкг
СХ
СCV
G
к
кн
x
=
−
=
−
=
где X* (С
к
) = 1,32
.
0,005/(1 + 2
.
0,005) = 0,0065 кг/кг.
Рабочий .расход сорбента по опытным данным в 1,1-1,3
раза превышает минимальный. Приняв соотношение рабочего и
минимального расходов, равное 1,2, получим рабочий расход
катионита:
G
x
= l,2G
xmln
= 1,2
.
146,2 = 175,4 кг/ч.
Конечная концентрация катионита
Х
к
= 10(0,1 – 0,005)/175,4 = 0,0054 кг/кг.
Из уравнения (4.23) найдем среднее время пребывания
частиц катионита:
Подставив известные величины в уравнение (4.24),
получим:
.34,439
107,3)04,0/0054,01(3
04,0/0054,05,5551045,0
6
3
с
ср
=
⋅−
⋅⋅⋅
=
−
−
τ
Высота псевдоожиженного слоя ионита. Объемный
расход ионита
V
x
= G
x
/ρ
и
= 175,4/(3600 – 555,5) = 8,77
.
10
–5
м
3
/с.
Объем псевдоожиженного слоя
V
с
= V
x
τ
ср
/(l – ε) = 8,77
.
10
–5 .
439,34/(1 – 0,59) = 0,094 м
3
.
Высота псевдоожиженного слоя
Н
с
= V
с
/ 0,785D
2
= 0,094 / (0,785
.
0,6
2
) = 0,33 м.
Высота сепарационной зоны должна быть выше предельной,
при которой возможно существование псевдоожиженного слоя.
Предельная высота псевдоожиженного слоя определяется уносом
самых мелких частиц смолы КУ-2. Минимальный размер частиц
смолы КУ-2 составляет 0,3 мм. Скорость уноса определяется из
уравнения [4]:
Re = Ar / (18+0,61). (4.25)
При d = 0,3 мм
Аг = [(0,3
.
10
–3
)
3
1000(1333,3 – 1000)9,81]/(10
–3
)
2
= 88,28.
Скорость уноса найдем из уравнения (8.25):
./0124,0
1000103,0
10
)29,8861,018(
28,88
3
3
смw =
⋅⋅
⋅
+
=
−
−
Скорость уноса больше рабочей скорости: 0,0124 > 0,0098.
Значение Re, рассчитанное при d = 0,9 и соответствующее
скорости уноса, равно:
Re = 0,0124
.
0,9
.
10
–3 .
1000/10
–3
= 11,2.
Порозность слоя, соответствующая Re = 11,2, равна:
ε = [(18
.
11,2 + 0,36
.
11,2
2
)/2384]
0,21
= 0,62.
Высота слоя, соответствующая началу уноса:
Н
у
= 0,33(1 – 0,59)/ (1 – 0,62) = 0,35 м.
Для достаточной сепарации частиц примем высоту слоя на
30% больше Н
y
, т.е. H = 1,3
.
0,35 = 0,46 м.
(4.24)
162 163 
из   материального       баланса,     определив       предварительно                   Объем псевдоожиженного слоя
минимальный и рабочий расход ионита. Минимальный расход                                 Vс = Vxτср/(l – ε) = 8,77 . 10–5 . 439,34/(1 – 0,59) = 0,094 м3.
находим из условия равновесия твердой фазы с раствором,
покидающим аппарат:                                                                    Высота псевдоожиженного слоя
                     V (Cн − Ск ) 10(0,1 − 0,005)                                          Нс = Vс / 0,785D2 = 0,094 / (0,785 . 0,62) = 0,33 м.
            Gx min =             =                = 146,2 кг / ч,
                       Х * (Ск )      0,0065                                           Высота сепарационной зоны должна быть выше предельной,
                                                                                  при которой возможно существование псевдоожиженного слоя.
где X* (Ск) = 1,32 . 0,005/(1 + 2 . 0,005) = 0,0065 кг/кг.
                                                                                  Предельная высота псевдоожиженного слоя определяется уносом
     Рабочий .расход сорбента по опытным данным в 1,1-1,3                         самых мелких частиц смолы КУ-2. Минимальный размер частиц
раза превышает минимальный. Приняв соотношение рабочего и                         смолы КУ-2 составляет 0,3 мм. Скорость уноса определяется из
минимального расходов, равное 1,2, получим рабочий расход                         уравнения [4]:
катионита:
                                                                                                            Re = Ar / (18+0,61).                    (4.25)
                Gx = l,2Gxmln = 1,2 . 146,2 = 175,4 кг/ч.
                                                                                       При d = 0,3 мм
     Конечная концентрация катионита
                                                                                       Аг = [(0,3 . 10–3)31000(1333,3 – 1000)9,81]/(10–3)2 = 88,28.
           Хк = 10(0,1 – 0,005)/175,4 = 0,0054 кг/кг.
                                                                                       Скорость уноса найдем из уравнения (8.25):
     Из уравнения (4.23) найдем среднее время пребывания
                                                                                                        88,28             10 −3
частиц катионита:                                                                             w=                   ⋅       −3
                                                                                                                                  = 0,0124 м / с.
                                                                                                 (18 + 0,61 88,29 ) 0,3 ⋅10 ⋅1000
                                  Rρ и ГХ к / Х * (Сср )                (4.24)         Скорость уноса больше рабочей скорости: 0,0124 > 0,0098.
                        τ ср =                                 .
                                 3β с [1 − Х к / Х * (Сср )]                           Значение Re, рассчитанное при d = 0,9 и соответствующее
                                                                                  скорости уноса, равно:
     Подставив        известные       величины        в    уравнение    (4.24),
получим:                                                                                        Re = 0,0124 . 0,9 . 10–3 . 1000/10–3 = 11,2.
                                                                                       Порозность слоя, соответствующая Re = 11,2, равна:
                      0,45 ⋅10 −3 ⋅ 555,5 ⋅ 0,0054 / 0,04
             τ ср =                                       = 439,34 с.                          ε = [(18 . 11,2 + 0,36 . 11,22)/2384]0,21 = 0,62.
                        3(1 − 0,0054 / 0,04)3,7 ⋅10 −6
     Высота псевдоожиженного слоя ионита. Объемный                                     Высота слоя, соответствующая началу уноса:
расход ионита                                                                                     Ну = 0,33(1 – 0,59)/ (1 – 0,62) = 0,35 м.
         Vx = Gx/ρи = 175,4/(3600 – 555,5) = 8,77 . 10–5 м3/с.                         Для достаточной сепарации частиц примем высоту слоя на
                                                                                  30% больше Нy , т.е. H = 1,3 . 0,35 = 0,46 м.



                                           162                                                                       163

Страницы