|
и г
0(ЛГ
Рг^г
КМОЛЬ
И
, ,
. .
соотдачи для г а з а ,--------------------— — ;
и с
— коэффициент диффузии поглоша- •
0
кмоль
с
М3-С
5—
м3
еного компонента в газе, м
2
/с. Остальные обозначения — см. формулы (6.36) и
(6.38).
У равнение (6.45) справедливо при значениях Rep от 10 до
10 ООО.
б) Д л я ж идкой фазы:
Ч , = 0,002! R e ^ ( p r;]J0,5>
(6.46)
где NUi, = - f e ^ P ; Неж =
^ - ; РгГ, = J g _ ; f t , - коэффициент шссоаг-
У
Е
(
Р » \ 1/3
дачи для жидкости, м/с; оар = I ——
— так называемая приведен-
\ р«5
I
ная толщина жидкой пленки, м; £>ж — коэффициент диффузии поглощаемого
компонента в жидкости, м
2
/с;
L
— массовый расход жидкости, кг/с.
В ы раж ение для критерия ReH< получено следующим путем.
Обозначения — см. уравнения (6.36) и (6.38).
Омываемый жидкостью периметр сечения абсорбера находим
из уравнения (6.38):
П =
F/Нь
= So
1
|).
(6.47)
Скорость течения пленки жидкости через насадку:
“ =
Щ б
“
p j o w
•
(6-48)
где
6
— средняя толщина пленки, м.
Эквивалентный диаметр ж идкой пленки:
dan
= ,4 П 6 /П =
и ,
(6.4D)
П од ставляя эти значения в выражение д л я критерия Иеж,
получаем:
Re —
w™-
пл^цлРж
ст
К ж
S o t , * '
т щ
16. Определение диаметра и высоты тарельчатой абсорбцион
ной колонны проводится гак ж е, как и для тарельчаты х ректифи
кационных колонн — см. гл. 7. Д иаметр тарельчатого абсорбера
рассчитываю т по уравнениям (7.16) и (7.17). Высоту тарельчатой
части абсорбера
И т
определяю т по уравнению (7.18). Требуемое
число тарелок находят графически с применением кинетических
зависимостей д ля расчета коэффициентов массопередачи
или
В Е П . При приближенных расчетах д л я определения числа тар е
л о к находят графически число ступеней изменения концентрации
(рис. 6.4) и затем число тарелок
п
по уравнению (7.19).
ПРИМЕРЫ
Пример 6.1 . Ж и д кая смесь содерж ит 58,8% (мол.) толуола
и 41,2% (мол.) четы реххлористого углерода (ч. х. у .). Определить
относительную массовую концентрацию толуола
X
^в
и его объемную массовую концентрацию
Сх
(в кг/м3).
Р е ш е н и е . О тносительная массовая концентрация толуола:
Л1*. х. у U — JC)*
где М тол — мольная масса толуола <92 кг/ш оль); Мч. к . у — 10 же четырех-
клористого углерода (154 кг/кмоль);
х
— мольная доля толуола.
Имеем:
т?
92-0,588
-
кг толуола
154*0,412
кг ч. х. у
Чтобы рассчитать объемную массовую концентрацию толуола
Ся,
необходимо знать плотность смеси р см. Д л я расчета плотности
предварительно найдем массовую долю толуола
х .
По табл. 6.2:
-
*
°*853 = 0,461.
1 + Х
1.853
Д ал ее по таб л . IV находим: плотность тол у ол а р10Я =
= 870 кг/м3, плотность четыреххлористого углерода Рч,х.у =
— 1630 кг/ti^.
Считая, что изменение объема при смешении не происходит,
т. е. объем смеси равен сумме объемов компонентов, находим
объем 1 кг смеси
^ r +
w
=
° - S62' 1(r3MS‘
откуда плотность смеси:
Рем = 0,862-1ГЗ “ 1160 Кг/м3-
Можно рассчитать рсм и так:
1 + Я
! -{-0,853
Р с а = -— j---------------=
1
о д а
“
к г ^ *
870
Объемная массовая концентрация толуола:
Сх — р х
= 1160-0,461 = 535 Кг/м3.
Пример 6 .2 . Воздух атмосферного давления при температуре
34 °С насыщен водяным паром. Определить парциальное давление
во зд у х а, объемный и массовый
%
пара в воздуш но-паровой смеси
и его относительную массовую концентрацию, считая оба компо
нента
смеси
идеальными
газами.
Атмосферное
давление
745 .мм рт. ст. Определить так ж е плотность воздушно-паровой
смеси, сравнить ее с плотностью сухого воздуха.
Р е ш е н и е . По табл. X X X V III находим, что при
t —
34 °б
д авл ен и е насыщенного водяного пара составляет 39,9 мм рт. ст.
Это давлен ие явл яется парциальны м давлением водяного пара
рп
в воздуш но-паровой смеси, а парциальное давление воздуха
р авн яется:
р в = П —
ра =
745 — 39,9 « 705 мм рт. ст.
М ольн ая (объемная) доля водяного пара в смеси:
у = Ра/ п
= 39,9/745 = 0,0535.
М ассовая доля пара:
л
м пУ
_____ 18-0,0535_______ л
qqoq
у
М ау
+ Мв (1 — ь)
18-0,0535 + 29.0,9465
О тносительная массовая концентрация:
У •=
= -7 п ||1 т - = 0,0351
е т и Р » - .
1 —
у
0,9661
кг воздуха
П лотность воздуш но-паровой смеси рассчитываем как сумму
плотностей' компонентов, взяты х каж дая при своем парциальном
давлении:
Рем = Рв + Рп =
2 2 А Т П 0
*
П Л Т 1 1 й =
"22,4ГП0 (jMbPs + М ^
=
970
22,4-307-760
(29‘ 705
+ 18' 39’9) =
1>105
КГ/“ 3'
М ожно рассчитать плотность смеси иначе.
М ольная масса смеси:
Л1Сщ =
M ay
+
М в
(1 —
у)
= 18-0,0535 + 29-0,9465 = 28,4 кг/кмоль.
П лотность смеси при П = 745 мм рт. ст. и / = 34 °С:
МсмП Г
0
28,4-745-273
. , л_
, ч
Р е м - 22,4П0Г “
22,4-760-307
1,105
КГ/М *
П лотность сухого воздуха при тех же давлении и температуре:
_
М аит
0
29-745-273
_
Ро*Б “ 22,4ГП
0
22,4-307-760
*
Пример 6 .3 . П ри тем пературе 25 °С приведены в соприкосно
вение: воздух атмосферного давления, содержащ ий 14% (об.)
ацетилена (С2Н 2), и вода, содерж ащ ая растворенный ацетилен
количестве: а) 0 ,2 9 -10“? кг на 1 кг воды; б) 0 ,1 5 3 -10-3 кг на
1 кг воды, О пределить: 1) и з какой фазы в какую будет перехо
дить ацетилен; 2) движ ущ ую силу этого процесса перехода в на
чальны й момент времени (в относительных мольны х концентра
ц и я х ). Атмосферное давлен ие 765 мм рт. ст. Равновесны е кон
центрации ацетилена в газовой и в ж идкой ф азах определяю тся
законом Генри.
Р е ш е н и е . З а к о н Генри [уравнение (6.2) 1:
По табл. X L I находим, что при
t =■
25 °С коэффициент Генри
Е
= 1,01* 10е мм рт. ст.
П арциальное давлен ие - ацетилена в воздухе по уравнению
(
6
-
1
):
р = г/П = 0,14-765 = 107 мм рт. ст.
а) М ольная доля ацетилена в воде при
X
= 0 ,2 9 -10“? кг ацетиленд
КГ ВОДЫ
(табл. 6.2):
X
0,29-10-=>
18.0,29-10-3
X + J
^
-
Do'stlaringiz bilan baham: |
