М ИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИфедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего образования«Тольяттинский государственный университет»«Институт химии и энергетики»(наименование института)Химическая технология и ресурсосбережение(наименование института полностью)Кафедра /департамент /центр Химическая технология и ресурсосбережение                                       (наименование кафедры/департамента/центра полностью)18.03.02Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии (код и наименование направления подготовки, специальности)Практическое задание № 2по учебному курсу «Биотехнологии»(наименование учебного курса) Вариант ________ (при наличии)

Студент	Ю.В. Коцерь
	(И.О. Фамилия)
Группа	ЭРТбп-1701а
Преподаватель	М.В. Кравцова
	(И.О. Фамилия)

Тольятти 2021Задачи по расчету абсорбционного оборудования1.Вычислить коэффициент диффузии сероводорода в воде при 50⁰С.Согласно закона Фика молекулярная диффузия – это количество диффундирующего через слой вещества пропорционально поверхности слоя, изменению концентрации по толщине слоя, времени и обратно пропорционально толщине слоя. Таким образом, образуется уравнение диффузии (1.0): (1.0)где: D – коэффициент диффузии;F – поверхность слоя; - концентрация вещества;

---

- время прохождения через слой вещества;

- толщина слоя вещества.

Для приближенного определения коэффициентов диффузии в жидкостях при 20⁰С используем формулу:

(1.1)

где - вязкость растворителя ( =1),спз;

А, В – поправочные коэффициенты для диффундирующего слоя вещества и растворителя (А=1; В=4,7);

-молекулярный объем сероводорода;

- молекулярный объем воды;

-молекулярная масса сероводорода;

- молекулярная масса воды.

Молекулярные объемы определяются как сумма атомных объемов элементов, входящих в состав соединений.
(1.2)







Подставим эти значения в формулу:



Рассчитаем температурный коэффициент по формуле:

(1.3)

где - вязкость растворителя при 20⁰С, спз;

- плотность растворителя, кг/м³.


Коэффициент диффузии при заданной температуре находим по формуле:

(1.4)

где - коэффициент диффузии при 20⁰С;

- температурный коэффициент;

---

- заданная температура.


2.Определить коэффициент массопередачи в водяном скруббере при поглощении из газа диоксида углерода по следующим данным. В скруббер поступает 6000 м³/ч газовой смеси, считая при атмосферном давлении и при рабочей температуре, на скруббер подается 700 м³/ч чистой воды. Начальное содержание диоксида углерода в газе 30% об., конечное (в верху скруббера) 0,3 об.. Давление в скруббере Р_раб.=20 кгс/см². Температура 20⁰С. В нижнюю часть скруббера загружено 4 тонны керамических колец 50×50×5 мм. Выше загружено 20 тонн колец 35×35×4 мм. Коэффициент смоченности считать равным 1.
Решение:

Для начала необходимо вычислить суммарную поверхность всех колец.
(2.0)
где - количество керамических колец

- насыпная плотность насадки из колец;

- удельная поверхность насадки.
Рассчитаем поверхность колец 50×50×5мм:

согласно таблице XVII на рисунке 4: =530 кг/м³; = 87.5м²/м^3.


Рассчитываем поверхность колец 35×35×4 мм:

согласно рисунку 4: =505 кг/м³; = 140 м²/м³


Суммарная поверхность всех колец рассчитывается по формуле:
(2.1)

Определяем количество диоксида углерода поглощенного водой.

Рассчитаем начальное количество диоксида углерода в газе (внизу скруббера) по формуле:

(2.2)
Для определения объема диоксида углерода на выходе из скруббера, учитываем, что объем воздуха в смеси равный (6000 – 1800) м³/час, составляет (1 – 0,003) объемные доли. Таким образом, объем в смеси равен:



Количество диоксида углерода в выходящем газе (вверху скруббера) составляет 0,003, тогда:

---

(2.3)Поглощается водой: (2.4)Приведем объем поглощенного диоксида углерода к нормальным условиям для расчета поглощенного диоксида углерода через плотность и объем: (2.5)где - температура в Кельвинах; - заданная температура в Цельсии; - плотность СО₂ при нормальных условиях.т .е.(2.6)где - мольная масса диоксида углерода.Найдем движущую силу процесса адсорбции в низу скруббера.Парциальное давление диоксида углерода на входе в скруббер:для начала необходимо перевести заданное давление кПа:где 1 кгс/см²=98,1 кПа. (2.7)Для расчета равновесного давления диоксида углерода по уравнению Генри определим концентрацию в водном растворе в мольных долях. На входе в скруббер: (2.8)Исходя из данных таблицы на рисунке 6 коэффициент Генри Е для диоксида серы при температуре 20⁰С равен 1,08×10⁶ мм .рт. столба или 0,144×10⁶ кПа.Рассчитаем парциальное давление диоксида углерода в газе, равновесном с жидкостью, вытекающей из скруббера: (2.9)Определим движущую силу процесса абсорбции в низу скруббера: (2.10)Определим движущую силу процесса абсорбции в верхней части скруббера. Парциальное давление диоксида углерода в газе, выходящем вверху скруббера: (2.11)Вода на орошение подается чистая, тогда парциальное давление

---

диоксида углерода в равновесном с водой газе равно нулю. Рассчитаем движущую силу абсорбции на верху скруббера: (2.12)Рассчитаем движущую силу всего процесса: (2.13)Произведем расчет коэффициента массопередачи: (2.14)или переведем в мм.рт.столба: (2.15)3. Из критериального уравнения вывести расчётную формулу для определения числа единицы переноса по газовой фазе.Решение:Из уравнения зависимости между коэффициентами массоспередачи и фазовыми коэффициентами массопередачи (3.0)где - тангенс угла наклона линии равновесия; - коэффициент массопередачи, выраженный в кмоль/(м²×с); и - коэффициенты массоотдачи, выражены в кмоль/(м²×с),получаем: (3.1)где G – постоянный по высоте колонны расход инертного газа, кг/с или кмоль/с;К_у – средний коэффициент массопередачи кг/(м²×с×(кг/кг инертного газа)) или кмоль/(м²×с×(кг/кг инертного газа)); - удельная поверхность сухой насадки, м²/м³;L – массовый расход жидкости, кг/с;S – площадь поперечного сечения абсорбера, м², (3.2)где D – диаметр колонны, м.Объёмным коэффициентом массопередачи называют величину (3.3)где

---

Смотрите также файлы

• Программа курса.docx

• 18. Анализ показателей деятельности мтп.docx

• Задание к теме Логистическое управление запасами.docx

• Лабораторная работа 2 по учебному курсу Биотехнологии.docx

• Введение история профессии, условия труда на рабочем месте.docx