Процессы инженерной защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г. - 221 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

221
где G
г
- массовый расход парогазовой смеси, кг/с; S
сл
- сечение слоя ад-
сорбента, м
2
; β
y
- объемный коэффициент массоотдачи в газовой смеси,
1/с; ρ
г
- плотность парогазовой смеси, кг/м
3
.
Объемный коэффициент массопередачи K
y
определяется по уравне-
нию
1/K
y
= (1/β
y
) + (m/β
x
), (4.87)
где β
x
- объемный коэффициент массоотдачи в твердой фазе, 1/с; m =
Y
н
/X
к
*
- коэффициент распределения (средний тангенс угла наклона линии
равновесия к оси абсцисс);
Величина m = Y
н
/X
к
*
обычно мала, поэтому
1/K
y
≈ 1/β
y
. (4.88)
На этом основании в уравнении (4.86) вместо коэффициента массо-
передачи приведен коэффициент массоотдачи β
y
.
Коэффициент массоотдачи определяют из выражения критерия Нус-
сельта (Nu'):
Nu′ = β
y
.
d
э
2
/D. (4.89)
Критерий Нуссельта определяют в зависимости от численною значе-
ния модифицированного критерия Рейнольдса (Re) и диффузионного кри-
терия Прандтля (Pr
′
):
Re = w
г
d
э
ρ
г
/(ε
н
μ
г
); (4.90) Pr′ = μ
г
/(ρ
г
D), (4.91)
где w
г
– скорость парогазовой смеси, отнесенная к свободному сечению
слоя адсорбента, м/с; μ
г
- динамическая вязкость газа, Па
.
с; ε
н
- пороз-
ность неподвижного слоя адсорбента; d
э
- эквивалентный диаметр зерна
адсорбента, м; D - коэффициент молекулярной диффузии, м
2
/с.
Объем слоя адсорбента V
ад
определяют по формуле
V
ад
= H
.
S
сл
. (4.92)
Продолжительность τ (с) процесса адсорбции определяют в зависи-
мости oт вида изотермы адсорбции.
1) Если изотерма адсорбции выражена линейной зависимостью (точ-
ка Y
н
находится в первой области изотермы адсорбции), то изотерма ад-
сорбции приближенно отвечает закону Генри:
τ
1/2
= (X
*.
H/w
г
.
Y
н
)
1/2
– b(X
*
/β
y
.
Y
н
)
1/2
, (4.93)
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); Н - высота слоя адсорбента, м; b - коэффициент,
определяется по справочным данным.
2) Если зависимость между концентрацией газа и количеством по-
глощенного вещества является криволинейной (вторая область изотермы
адсорбции): 
где Gг - массовый расход парогазовой смеси, кг/с; Sсл - сечение слоя ад-
сорбента, м2; βy - объемный коэффициент массоотдачи в газовой смеси,
1/с; ρг - плотность парогазовой смеси, кг/м3.
       Объемный коэффициент массопередачи Ky определяется по уравне-
нию
                1/Ky = (1/βy) + (m/βx),                         (4.87)
где βx - объемный коэффициент массоотдачи в твердой фазе, 1/с; m =
Yн/Xк* - коэффициент распределения (средний тангенс угла наклона линии
равновесия к оси абсцисс);
       Величина m = Yн/Xк* обычно мала, поэтому
                1/Ky ≈ 1/βy.                                    (4.88)
       На этом основании в уравнении (4.86) вместо коэффициента массо-
передачи приведен коэффициент массоотдачи βy.
       Коэффициент массоотдачи определяют из выражения критерия Нус-
сельта (Nu'):
                Nu′ = βy.dэ2/D.                                 (4.89)
       Критерий Нуссельта определяют в зависимости от численною значе-
ния модифицированного критерия Рейнольдса (Re) и диффузионного кри-
терия Прандтля (Pr′):
     Re = wг dэ ρг/(εн μг);      (4.90)        Pr′ = μг/(ρг D),    (4.91)
где wг – скорость парогазовой смеси, отнесенная к свободному сечению
слоя адсорбента, м/с; μг - динамическая вязкость газа, Па.с; εн - пороз-
ность неподвижного слоя адсорбента; dэ - эквивалентный диаметр зерна
адсорбента, м; D - коэффициент молекулярной диффузии, м2/с.
       Объем слоя адсорбента Vад определяют по формуле
                Vад = H.Sсл.                                    (4.92)
       Продолжительность τ (с) процесса адсорбции определяют в зависи-
мости oт вида изотермы адсорбции.
       1) Если изотерма адсорбции выражена линейной зависимостью (точ-
ка Yн находится в первой области изотермы адсорбции), то изотерма ад-
сорбции приближенно отвечает закону Генри:
            τ1/2 = (X*.H/wг.Yн)1/2 – b(X*/βy.Yн)1/2,               (4.93)
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); Н - высота слоя адсорбента, м; b - коэффициент,
определяется по справочным данным.
       2) Если зависимость между концентрацией газа и количеством по-
глощенного вещества является криволинейной (вторая область изотермы
адсорбции):

                                   221

Страницы