|
К,
1
,
т
1
,
35,1
0,935 - j - 1,595
о— “Г “о
1
л-7 -Г
0,396
1,07 '
22
кмоль
• К х
ма- ч ( Д у = 1 ) *
1
1
.
1
i
1
0,0266 + 0,0455
т- н
ак
1
.1
пу
т
«Р у
' {J*
3 5 ,Ы ,0 7 т 22
КМОЛЬ
13,9
ма *ч(Дх = 1)
П роверка!
К х 1Ку
= 13.9/0,39S = 35,1 =
т.
Отношение диффузионных сопротивлений ж и дкой и газовой
ф аз при движущ ей си ле
А у:
т
1_____ 1,595 _ .
1 7 : “g " “ 0.935 “ ’ ’
Т акое ж е отношение будет и при движ ущ ей силе
А х .
Д иффузионное сопротивление ж идкой фазы в 1,71 р аза больше
сопротивления газовой фазы.
Пример 6 .5 . В массообменном аппарате — абсорбере коэффи
циент массопередачи
К „ ~
10,4— ~ ~ — . И нертны й г а з (не пе-
1
V
t
КМОЛЬ
м3
реходящ ий в ж идкость) — азот. Д ав лен и е /7абс в
аппарате
760 ым рт. ст., тем пература 20 °С. О пределить зн ачен ия коэффи
циента массопередачи
K v
в следующих единицах: 1) ма
. ^ ^ у
ПЧ
КМОЛЬ
OV
КГ
•
м^.о.ни пт /ч> *
/
м^-ч-мм рт. ст.
'
„
кг
г
м3 • ч ------------------------ -
кг инертного газа
Р е ш е н и е . Н апиш ем равенства:
М
=
к у
д
с /
=
К'у
Д
уР
-
Кпу &pF,
где
М
— мольный расход переходящего в жидкость компонента, кмоль/ч.
Отсюда:
В данном примере П = П0 и
С)7Ъ
= 0,0416;
Д
Си
Т 0
273
Д
у
22,4
Т
22,4-293
- 10-4-0'0416= °-433 ы».ч”
= 1 ) •
2)
К'у
А
у = К"у
Д р.
По уравнению (6.1):
у = р /П ; Д(/ = Д р /П ;1
'
с , = к - 4 ^ = 4 1
5 ,6 9 .1 0 -
кмоль
^
у
Ар
П
760
’
ыа*ч»мм рт. ст. *
5,69-10”*
. , п
1 П _ Й
кмоль
или
3600-133,3 -
1*19*10
ы2-с-Па
3) И з равенств
W = M ItM =
AyF
=
К у " AYF
(где
W
— массовый расход переходящ его компонента, кг/ч) на
ходим:
К '" = K 'M V- ^ L .
У
У
U
дуг
По табл. 6.2:
МвУ
Мц. г(1 —
у)
Здесь
М к
и
М к,
Р — мольные массы переходящего компонента и инерт
ного газа. При малых значениях
у.
Ма.
[*
Отсюда
A y/A Y
я; Ми> г/Мк;
К ;Г = К Ml) t y = К К
„ = 0,433-28 = 12,1
КГ
У
д
у
У
И.Р
1
«
кг
кг инертного газа
Пример 6 .6 . Вычислить коэффициент диффузии сероводорода
в воде при 40 °С.
Р е ш е н и е . С начала вычислим коэффициент диффузии при
20 °С по формуле (6.22):
п
Ы 0 '»
4
/
1
,
1
20
A B Y p ( v ' “ + <,'uy У Мл + М,
Для сероводорода
Для воды
А
= 1
В = 4 , 7
vA
= 2.3,7 + 25,6 = 33,0 (табл. 6.3)
= 1 сП =
— 1 мПа»с
М . =
34
vB =
2-3,7 +
+ 7,4 = 14,8
М в =
18
П одставляем эти значения в формулу (6.22):
4,7-Х Ц4.8-‘° ' + 3 3 ^ /
4
+ ^
-
1’93- 10' 8
Вычисляем температурный коэффициент
b
по формуле
( 6 .2 4 )i
ъ
= 0 ,2
V J ! У р
= 0,2
У Т 1 У Т Ш
= 0,02.
Искомый коэффициент диффузии по ф ормуле (6.23) равн яется!
Dao = 1,93- Ю"8 [1 + 0,02 (40 — 20)3 = 2,7- 10"* м2/с.
Д л я сравнения рассчитаем коэффициент диффузии сероводо
рода в воде при 40 °С по формуле (6.25):
D
7,4 .1 0 - 12 (2,6-18)0,5«313
7 ,4 .1 0 -12.6,83.313
п
й
i0 ~
0,656*330,6
“
0,656-8,15
2’
Ы / '
Здесь 0,6 5 6 мПа-с — динамический коэффициент вязкости воды при 4 0 °С
(табл. VI).
Пример 6 .7 . Определить расход серной кислоты д л я осушки
воздуха при следующих данных. П роизводительность скруббера
500 м3/ч (считая на сухой воздух при норм альны х условиях).
Н ачальное содерж ание влаги в воздухе 0,016 к г/к г сухого воз
духа, конечное содерж ание 0,006 кг/к г сухого воздуха. Н ачаль
ное содержание воды в кислоте 0,6 к г/к г моногидрата, конечное
содерж ание 1,4 кг/к г моногидрата. О суш ка воздуха производится
при атмосферном давлении.
Р е ш е н и е . Массовый расход воздуха:
G = 500-1,293 = 646 кг/ч,
где 1,293 кг/м3 — плотность воздуха при нормальных условиях.
По уравнению (6.26) расход серной кислоты (моногидрата):
, =
° f 46 - ° f 6 = 8,1 кг/ч.
у у
1,4 — U,t>
ЛН — Лв
»
Пример 6.8 . Скруббер д ля поглощения паров ацетона из воз
духа орошается водой в количестве 3000 кг/ч. С редняя темпера
тура в скруббере 20 °С. Ч ерез скруббер пропускается под атмо
сферным давлением смесь воздуха с парами ацетона, содерж ащ ая
6% (об.) ацетона. Чистого воздуха в этой смеси содерж ится
1400 м3/ч (считая на нормальные условия). В скруббере у л авл и
вается 98% ацетона.
У равнение линии равновесия:
К * = 1,68*.
Здесь
X
и
Y*
выражены в киломолях ацетона на 1 кмоль второго компо
нента, т. е. воды или воздуха.
Н айти диаметр и высоту скруббера, заполненного керамиче
скими кольцами размером
2 5 x 2 5 x 3
мм. Скорость га за принять
на
25%
меньше скорости захлебы вания.
X
Коэффициент массопередачи /<э = 0,4 кмоль а ц е т о н а Д м 2-ч X
У Коэффициент смоченности насадки
принять
кмоль ацетона
кмоль воздуха
равным едннице.
Р е ш е н и е . К оличество поглощаемого ацетона:
М
V
и .
гУпсп
1400-0,06-0,98
= 3.9 кмоль/ч,
(1 —
у а ) 2 2 , 4
0 , 9 4 - 2 2 , 4
где
са =
0 , 9 8
— степень поглощения.
Н ач ал ь н ая концентрация ацетона в воде, подаваемой на верх
ск рубб ер а,
Х ь
= 0.
К онечная концентрация ацетона в воде, вытекающей внизу
и з скруббера:
М
в
3,9
LJM
«
3000/18
= 0,0234 •
кмоль ацетона
кмоль воды
Н ач ал ь н ая концентрация ацетона в воздухе вни зу при входе
в скруббер:
Ул
Уш
0,06
1 — у я
0,94
= 0,0639 -КМ0ЛЬ ацетона .
кмоль воздуха
Конечная концентрация аце
тона в воздухе, выходящем из
скруббера:
у н
{1 — сп)
0,06-0,02
= 0,00128
Do'stlaringiz bilan baham: |
