>) проскоковая концентрація становить C к=0,4? 10-3 кг/м3
) Тип апарату - кільцевої адсорбер
) Діаметр гранули - 0,0015 м
Насипна щільність? нас=575 кг/м3
Порозность шару 0,3
Як адсорбенту приймаємо вугілля АР-А з еквівалентним діаметром гранули d е=1,5 мм і насипною щільністю? нас=575 кг/м3.
Па.
,
. 2 Ізотерма адсорбції парів дихлоретану на активному вугіллі
Для активного вугілля (АУ) АР-A, що володіє біопорістой структурою, з теорії об'ємного заповнення пор рівноважна концентрація описується рівнянням Дубініна:
,
де X - рівноважна концентрація у твердій фазі, моль/г;
W01=0,253 см3/г, B1=1,2? 10-6 К - 2; W02=0,139 см3/г, B2=4,4? 10-6 К - 2 - константи характеризують адсорбент; Mr=98,97 кг/кмоль - молекулярна маса поглинається газу, - молярний обсяг поглащается газу;=1,273? 104 Па - тиск насиченої пари дихлоретану
p '- парціальний тиск парів дихлоретану в газовій суміші;
? =1,31 - коефіцієнт афінності.
i=0 ... 9,
Обчислені рівноважні концентрації дихлоретану в активному вугіллі представлені нижче
Парціальний тиск парів дихлоретану p, ПаКонцентрація дихлоретану в газі C, кг/м3Равновесная концентрація дихлоретану АУ X, кг/кг
Нижче наведена ізотерма адсорбції активним вугіллям при 200C.
Рис. 2.1 - Ізотерма адсорбції
Згідно з рекомендаціями початкова ділянка ізотерми может розглядатися як лінійний за умови
(по бензолу)
де - концентрація насиченої пари дихлоретану.
Ставлення, відповідне вихідної концентрації дихлоретану в суміші, може бути знайдено по рівнянню потенційної теорії адсорбції:
де - відношення парціального тиску до тиску насиченої пари бензолу.
. 3 Діаметр і висота адсорбера
Допустиму фіксовану швидкість газу можна розрахувати за формулою, отриманою на основі техніко-економічного аналізу роботи адсорберов,
,
де d е=1,5? 10-3 м; ? НАС=575 кг/м3 (для активного вугілля АР-A); ? повітря=0,611 кг/м3 - щільність повітря при t=200C.
Допустима швидкість газу в адсорбере?=0,48 м/с.
Робочу швидкість приймемо на 25% нижче допустимої:
,
Діаметр апарату:
,
=7,0 м.
Приймаємо вертикальний адсорбер діаметром 7 м.
Висоту шару активного вугілля для забезпечення достатнього часу роботи адсорбера приймемо z=0,7 м (у вертикальних адсорберах ВТР висота шару адсорбенту становить 0,5-1,2 м). Загальну висоту циліндричної частини приймаємо рівною Z=1,7 м.
Додаткова висота (під кришкою і над днищем) необхідна для розміщення розподільного пристрою для газу, штуцерів і датчиків контрольно-вимірювальних приладів.
. 4 Коефіцієнт массопередачи
Знаходимо коефіцієнт дифузії в головній фазі в системі дихлоретан - повітря.
При T0=273,15 К і P735=9,8? 104 Па коефіцієнт дифузії в умовах адсорбенту:
,
.
В'язкість повітря при 00C і P735=9,8? 104 Па,? 0=17,3 Па? с, постійна Сатерленда C '= 124.
,
? y=1,831? 10-5 кг/(м? с).
В'язкість газової фази (повітря)? y=1,831? 10-5 кг/(м? с).
Коефіцієнт массоотдачи в газовій фазі знаходимо з рівняння:
,
де?- Порозность шару (?=0,3);
;.
Підставивши у вираз для Nu значення Re=18,5 і Pr=2,1, отримаємо
Nu=9,68.
Тоді коефіцієнт зовнішньої массоотдачи:
,.
Концентрація поглощаемого компоненті в поглиначі X_CH рівноважна по відношенню до Cн=8? 10-3 кг/м3, може бути визначена, якщо визначити парціальний тиск поглинається компонента в газовій фазі:
, PH=388,658 Па;
, '_ CH=0,19.
Коефіцієнт внутрішньої массотдачі в адсорбенті (коефіцієнт внутрішньої массоотдачи) знаходимо з рівняння:
,
? x=0,049 м/с.
Коефіцієнт массопередачи:
,
.
Зниження рушійної сили масопереносу в результаті відхилення руху від режиму ідеального витіснення врахуємо введенням додаткового дифузійного опору поздовжнього перемішування. Коефіцієнт, що враховує поздовжнє перемішування, визначаємо з рівняння:
,
? прод=0,055 м/с.
Коефіцієнт массопередачи з урахуванням поздовжнього перемішування:
,
Питома поверхня адсорбенту:
...
