Расчеты к подразделу 2.4.1
Р.21.Возможна ли адсорбционная осушка воздуха, насыщенного водой,
при атмосферном давлении и температуре 30
о
С?
Концентрация воды в газе при 30
0
С в условиях насыщения составляет
примерно 32 г/м
3
. Равновесная величина адсорбции воды свежим цеолитом
или силикагелем примерно равна 20 г/100 г. В ходе эксплуатации активность
из-за старения и дезактивации адсорбента (см. далее) понизится в 2-3 раза и
составит примерно 7 г/100 г. Приведем размерность величины адсорбции к
форме, сопоставимой с размерностью концентрации: 7.10
-2
.600.10
3
=4,2.10
4
80
г/м
3
где 600 г/л – насыпная масса адсорбента. Коэффициент распределения
равен:
К = (Х*о + Со) / Со = (4,2.10
4
+ 32)/32 = 1,3.10
3
,
что практически равно левому ограничению на область применимости
метода. Адсорбционная осушка в этих условиях не осуществима, так как
почти весь произведенный ею сухой газ потребуется направить на
регенерацию.
Р.22. Рассмотрим ту же задачу, что в примере Р.21, но при давлении 0,5
МПа. ( В технологических расчетах адсорбции давление выражают в
абсолютной шкале, и атмосферному давлению соответствует 0,1 МПа).
Концентрация паров воды в сжатом воздухе составляет примерно 32 г в
расчете на 1 м
3
сжатого воздуха. Величина адсорбции практически не
изменится и составит 4,2.10
4
г/м
3
. Отсюда коэффициент распределения воды
равен К = 1,3 .10
3
м
3
сжатого воздуха в расчете на 1 м
3
адсорбента. Но на
операции регенерации поступает воздух при атмосферном давлении. В
расчете на атмосферное давление коэффициент распределения составит:
К = 1,3.10
3
. 0,5/0,1 = 6,5.10
3
.
Это значение заметно превышает левое ограничение и процесс осушки
при давлении 0,5 МПа оказывается возможным.
Отметим, что с физической точки зрения, потенция к осушке
появилась, благодаря тому, что в ходе сжатия газа из него было удалено
(переведено
в
форму
конденсата)
примерно
4/5
первоначально
содержавшейся воды.
Р.23. Можно ли очисть от диоксида углерода сухой воздух, в котором
содержится 0,03 об.% этого вещества?
Для определенности будем считать, что процесс очистки осуществляют
при атмосферном давлении и 20
0
С. Концентрацию диоксида углерода в газе
выразим в более удобных размерностях:
Со = 0,03.10
-2
.760 = 0,23 мм рт.ст = 0,03.10
-2
.1,98.10
3
= 0,6 г/м
3
, где 1,98
кг/м
3
– плотность диоксида углерода при нормальных условиях.
Для поглощения диоксида углерода при низких парциальных
давлениях в газе пригодны только цеолиты. Их активность, согласно
экспериментальным данным, составит примерно 1,5.10
-2
г/г, или
1,5.10
-2
.600.10
3
= 9.10
3
г/м
3
.
Отсюда коэффициент распределения К = 9.10
3
/0,6 = 1,5.10
4
.
Процесс очистки возможен.
Р.24. Можно ли очистить от диоксида углерода топочный газ,
содержащий 12 % этой примеси (будем считать, что прочие загрязняющие
компоненты в газе отсутствуют и единственным массовым компонентом
топочного газа является не адсорбирующийся азот)? Давление очистки
атмосферное, температура 20
0
С.
Концентрация диоксида углерода в газе:
Со = 11.82.10
-2
.760 = 91 мм рт.ст = 12.10
-2
.1,98.10
3
= 240 г/м
3
.
81
Адсорбент – цеолит. Его активность по диоксиду углерода – 0,1 г/г, или
0,1.600.10
3
= 6.10
4
г/м
3
.
Коэффициент распределения: К = 6.10
4
/240 = 2,5.10
2
, что много
меньше, чем пороговое значение 1.10
3
. Очистить топочный газ
рассматриваемым методом невозможно.
2.4.2.Осушка газов
Do'stlaringiz bilan baham: |