МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ
Федеральне державне бюджетне освітня установа Вищої освіти
НАЦІОНАЛЬНИЙ ДОСЛІДНИЙ Томському політехнічному УНІВЕРСИТЕТ
Інститут Дистанційного Навчання
Спеціальність Охорона навколишнього середовища та раціональне використання природних ресурсів
Курсова робота
Дисципліна: Техніка захисту навколишнього середовища
Томськ +2014
Зміст
Завдання 1
Завдання 2
Список використаної літератури
Додаток
Завдання 1
У колоні з насадкою з кілець Рашига 50 * 50 * 5 відбувається водна абсорбція двоокису сірки з її суміші з повітрям. Колона за наступних умов: витрата газу V м3/год, концентрація SO2 в газі: на виході y1 М.Д .; на виході y2 М.Д .; концентрація SO2 в розчині на виході в колону x2=0 М.Д .; витрата абсорбенту L=1,16 * Lmin м3/год; середня температура в колоні t=20? С; діаметр колони dk м.
Визначити концентрації SO2 на поверхні розділу в газовій і рідкій фазах по довжині колони, необхідну поверхню і висоту шару насадки в колоні. Коефіцієнти массоотдачи: в газову фазу=31,3 м/год; в рідку фазу=0,438 м/ч. Для побудови лінії рівноваги використовувати такі величини, отримані на основі експериментальних даних при t=20? С:
x5,63*10-51,405*10-42,80*10-44,21*10-45,62*10-48,43*10-41,405*10-3y*6,60*10-41,580*10-34,21*10-37,63*10-31,12*10-21,855*10-23,42*10-2
ДаноVy1y2dk27000,030,0061
Складання матеріального балансу
Визначення витрати інертного газу
== 108,9 кмоль/год.
Визначення кількості SO2, що абсорбується в колоні
=108,9 *=2,71 кмоль/год.
Визначення мінімальної витрати абсорбуючій води
де - рівноважна концентрація SO2 в рідкій фазі, відповідна концентрації в газовій фазі. Для визначення необхідно побудувати лінію рівноваги. З малюнка 1 отримуємо=0,000997.
Підставивши цю величину в попереднє рівняння, дістанемо
=2737,37 кмоль/год.
Визначення дійсно витрати води
=1,16 *=1,16 * 2737,37=3175,35 кмоль/год.
Кінцеву концентрацію SO2 в розчині можна знайти із співвідношення
*=
Так як, то== 0,00085 м.д.
Побудова робочої лінії
З рівняння матеріального балансу відомо, що
=
=
Відкидаючи в знаменнику величину, пренебрежимо малу в порівнянні з 1, одержимо рівняння робочої лінії
=0,0343 * - 0,00021.
Рівноважна і робоча лінії наведені на малюнку 1 (Додаток).
Визначення концентрації SO2 на поверхні розділу фаз
Для будь-якої точки з координатами y і x значення концентрацій на поверхні розділу фаз знаходяться на перетині лінії рівноваги з прямою, що виходить з цієї точки і має тангенс кута нахилу
=-
Так як концентрації виражені в мольних частках, то і коефіцієнти массоотдачи необхідно перерахувати в відповідні одиниці
===1,3 кмоль/(м2 * год *);
=0,438 *=0,438 *=24,3 кмоль/(м2 * год *).
Тангенс кута нахилу відповідних прямих
=-=-=- 18,7.
На малюнку 2 (Додаток) з різних точок робочої лінії проводимо прямі з кутовим коефіцієнтом m=- 18,7. На перетині цих прямих з лінією рівноваги отримуємо відповідні значення концентрації SO2 на поверхні розділу фаз. Отримані значення зводимо в таблицю 2.1.
Для визначення поверхні насадки скористаємося рівнянням
=* * dy.
Інтеграл можна обчислити або графічно, або чисельно за допомогою методу трапецій або методу Сімпсона.
Проводимо графічне інтегрування шляхом планування площі під кривою на графіку залежності від (малюнок 2 (Додаток)), який побудований за даними таблиці 2.1.
