Процессы и аппараты защиты атмосферы от газовых выбросов. Ветошкин А.Г. - 83 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

84
yг
г
D
.
Pr
ρ
μ
= .
3. Определяют объем слоя адсорбента V
ад
:
слад
SHV
.
= .
4. Определяют продолжительность процесса адсорбции τ, с.
Выбор эмпирического уравнения зависит oт вида изотермы адсорбции (рис. 26):
а) изотерма адсорбции выражена линейной зависимостью (точка Y
н
находится в пер-
вой области), т.e. изотерма адсорбции приближенно отвечает закону Генри:
нyнг
Y
X
bH
Yw
X
.
*
.
*
β
τ
−= ,
где Y
н
- начальная концентрация адсорбируемого вещества в парогазовом потоке, кг/м
3
;
X* - равновесное количество адсорбированного веществa, кг/кг (принимается по изотерме
адсорбции и умножается на насыпную плотность адсорбента, насыпная плотность адсор-
бента для активный углей составляет 200-600 кг/м
3
); Н - высота слоя адсорбента, м; b -
коэффициент, определяется по справочным данным (приложение 21;
б) зависимость между концентрацией газа и количеством поглощенного вещества
является криволинейной (вторая область изотермы адсорбции):
⎪
⎭
⎪
⎬
⎫
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−+−−= )1ln()1ln(.
1
.
*
к
н
к
н
y
г
нг
Y
Y
Y
Y
P
w
H
Yw
X
β
τ
.
Здесь
*
1
/ YYP
н
= ,
*
1
Y - содержание вещества в газовом потоке, равновесное с ко-
личеством, равном половине вещества, максимально поглощаемого адсорбентом при дан-
ной температуре, т.е. при 2/
*
max
X , кг/м
3
.
в) количество вещества, поглощаемого адсорбентом, достигает предела и остается
постоянным (третья область изотермы адсорбции):
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
−−= )1.(ln
.
*
к
н
y
г
нг
Y
Yw
H
Yw
X
β
τ
.
5. Определяют сопротивление слоя адсорбента ΔР, кгc/м
2
. Для установок со стацио-
нарным слоем адсорбента сопротивление вычисляют по формуле:
)6,10
770
(
2
2
г
э
гг
эг
G
d
G
dg
H
P +=Δ
μ
ρ
,
где G
г
- массовая скорость газа, кг/(м
2.
с); g - ускорение силы тяжести, м/с
2
.
Пример 3. Рассчитать адсорбер периодического действия для улавливания паров
ацетона из воздуха при следующих условиях: объем парогазовой смеси составляет V
г
=
2000 м
3
/ч, температура - 20°С, давление - 760 мм рт.ст., начальная концентрация паров
ацетона - Y
н
=0,010 кг/м
3
, концентрация паров ацетона в удаляемом воздухе после
адсорбера – Y
к
=2-10
4
кг/м
3
, степень улавливания α = 99,5%. В качестве адсорбента
применяется активный уголь марки АР-А (d
э
= 1,3
.
10
-3
м, ε
н
= 0,3).
Последовательность расчета.
а) Построение изотермы адсорбции.
Строится изотерма адсорбции и рабочая линия процесса в координатах X-Y. 
                                                       μг
                                           Pr =                .
                                                     ρ г .Dy
     3. Определяют объем слоя адсорбента Vад:
                                          Vад = H . S сл .
     4. Определяют продолжительность процесса адсорбции τ, с.
     Выбор эмпирического уравнения зависит oт вида изотермы адсорбции (рис. 26):
     а) изотерма адсорбции выражена линейной зависимостью (точка Yн находится в пер-
вой области), т.e. изотерма адсорбции приближенно отвечает закону Генри:

                                          X*                        X*
                                   τ=      .
                                                      H −b                   ,
                                         wг Yн                     β y .Yн
где Yн - начальная концентрация адсорбируемого вещества в парогазовом потоке, кг/м3;
X* - равновесное количество адсорбированного веществa, кг/кг (принимается по изотерме
адсорбции и умножается на насыпную плотность адсорбента, насыпная плотность адсор-
бента для активный углей составляет 200-600 кг/м3); Н - высота слоя адсорбента, м; b -
коэффициент, определяется по справочным данным (приложение 21;
      б) зависимость между концентрацией газа и количеством поглощенного вещества
является криволинейной (вторая область изотермы адсорбции):
                          X * ⎧⎪  w            ⎡1       Yн            Yн      ⎤ ⎫⎪
                      τ = . ⎨H − г             ⎢P . ln(    − 1) + ln(    − 1) ⎥⎬ .
                         wг Yн ⎪⎩ βy           ⎣        Yк            Yк      ⎦ ⎪⎭
                        *   *
     Здесь P = Yн / Y1 , Y1 - содержание вещества в газовом потоке, равновесное с ко-
личеством, равном половине вещества, максимально поглощаемого адсорбентом при дан-
                             *
ной температуре, т.е. при X max / 2 , кг/м3.
     в) количество вещества, поглощаемого адсорбентом, достигает предела и остается
постоянным (третья область изотермы адсорбции):

                                    X*     ⎡      wг       Yн      ⎤
                                 τ= .      ⎢  H −     .(ln    − 1) ⎥.
                                   wг Yн   ⎣⎢     β y      Yк      ⎥⎦
     5. Определяют сопротивление слоя адсорбента ΔР, кгc/м2. Для установок со стацио-
нарным слоем адсорбента сопротивление вычисляют по формуле:
                                     2H      770 μ г G г
                            ΔP =           (             + 10,6 G г2 ) ,
                                   ρг g dэ      dэ
где Gг - массовая скорость газа, кг/(м2.с); g - ускорение силы тяжести, м/с2.
     Пример 3. Рассчитать адсорбер периодического действия для улавливания паров
ацетона из воздуха при следующих условиях: объем парогазовой смеси составляет Vг =
2000 м3/ч, температура - 20°С, давление - 760 мм рт.ст., начальная концентрация паров
ацетона - Yн =0,010 кг/м3, концентрация паров ацетона в удаляемом воздухе после
адсорбера – Yк =2-104 кг/м3, степень улавливания α = 99,5%. В качестве адсорбента
применяется активный уголь марки АР-А (dэ = 1,3.10-3 м, εн = 0,3).
                                 Последовательность расчета.
     а) Построение изотермы адсорбции.
     Строится изотерма адсорбции и рабочая линия процесса в координатах X-Y.

                                                84

Страницы