«ЗАДАЧИ ПАВЛОВ, РОМАНКОВ РАЗДЕЛ 6 Абсорбция» - Кейсы/Задачи

Содержание

6.1. Смешаны два равных объема бензола и нитробензола. Считая, что объем жидкой смеси равен сумме объемов компонентов, определить плотность смеси, относительную массовую концентрацию X нитробензола и его объемную мольную концентрацию Сх.

6.2. Состав жидкой смеси: хлороформа 20%, ацетона 40%, сероуглерода 40%. Проценты мольные. Определить плотность смеси, считая, что изменения объема при смешении не происходит.

6.3. Воздух насыщен паром этилового спирта. Общее давление воздушно-паровой смеси 600 мм рт. ст., температура 60 °С. Принимая оба компонента смеси за идеальные газы, определить относительную массовую концентрацию V этилового спирта в смеси и плотность смеси.

6.4. Газ состава: водород 26%, метан 60%, этилен 14% (проценты мольные) имеет давление ра6с = 30 кгс/см2 и температуру 20 °С. Считая компоненты смеси идеальными газами, определить их объемные массовые концентрации Сy (в кг/м3).

6.5. Показать, что в формуле

при любых значениях Мв и МА у не может быть отрицательным.

6.6. В условиях примера 6.3 (а) определить движущую силу процесса массоперехода в начальный момент времени по газовой и по жидкой фазе в объемных концентрациях, мольных и массовых.

6.7. Пар бинарной смеси хлороформ - бензол, содержащий 50% хлороформа и 50% бензола, вступает в контакт с жидкостью, содержащей 44% хлороформа и 56% бензола (проценты мольные). Давление атмосферное. Определить: а) из какой фазы в какую будут переходить хлороформ и бензол; б) движущую силу процесса массопередачи по паровой и по жидкой фазе на входе пара в жидкость (в мол. долях). Данные о равновесных составах см. в табл. ХLVII.

Введение

6.14. В насадочном абсорбере производится поглощение пара метилового спирта водой из газа под атмосферным давлением при средней температуре 27 °С. Содержание метилового спирта в газе, поступающем в скруббер, 100 г на 1 м3 инертного газа (считая объем газа при рабочих условиях). На выходе из скруббера вода имеет концентрацию 67% от максимально возможной, т. е. от равновесной с входящим газом. Уравнение растворимости метилового спирта в воде в относительных мольных концентрациях: Y* = 1,15X. Извлекается водой 98% от исходного количества спирта. Коэффициент массопередачи: KX = 0,5 кмоль спирта /(м2•ч кмоль спирта/кмоль воды). Расход инертного газа 1200 м3/ч (при рабочих условиях). Абсорбер заполнен насадкой из керамических колец с удельной поверхностью 190 м2/м3. Коэффициент смачивания насадки φ = 0,87. Фиктивная скорость газа в абсорбере ω = 0,4 м/с. Определить расход воды и требуемую высоту слоя насадки.

6.15. В скруббер диаметром 0,5 м подается 550 м3/ч (при 760 мм рт. ст. и 20 °С) воздуха, содержащего 2,8% (об.) аммиака, который поглощается водой под атмосферным давлением. Степень извлечения аммиака 0,95. Расход воды на 40% больше теоретически минимального. Определить: 1) расход воды; 2) общее число единиц переноса nоу; 3) высоту слоя насадки из керамических колец 50X50X5 мм. Коэффициент массопередачи: Ку = 0,001 кмоль аммиака/(м2-с кмоль аммиака/кмоль воздуха). Данные о равновесных концентрациях жидкости и газа взять из примера 6.10. Коэффициент смоченности насадки φ = 0,9.

6.16. Вывести формулу для определения высоты единицы переноса в насадочном абсорбере для жидкой фазы hх из критериального уравнения (6.46).

6.17. Воздух с примесью аммиака пропускается через орошаемый водой скруббер, заполненный насадкой из колец с удельной поверхностью 89,5 м2/м3. Свободный объем насадки 0,79 м3/м3. Температура абсорбции 28 °С, абсолютное давление 1 кгс/сма. Среднее содержание аммиака в газовой смеси 5,8% (об.). Массовая скорость газа, отнесенная к полному сечению скруббера, 1,1 кг/(м2-с). Определить коэффициент массоотдачи для газа, считая, что скруббер работает при пленочном режиме.

Выдержка из текста работы

6.18. Рассчитать коэффициент массоотдачи от жидкой фазы в насадочном абсорбере, в котором производится поглощение диоксида углерода водой при температуре 20 °С. Плотность орошения 60 м3/(м2-ч). Насадка - керамические кольца 35х35х4 мм навалом. Коэффициент смоченности насадки φ = 0,86.

6.19. Определить коэффициент массоотдачи для газа в скруббере при поглощении пара бензола из коксового газа по следующим данным: насадка хордовая из реек 12,5X100 мм с расстоянием между рейками b = 25 мм (для такой насадки 4dэ = 2b = 0,05 м); скорость газа, считая на полное сечение скруббера, 0,95 м/с; плотность газа 0,5 кг/м3; динамический коэффициент вязкости газа 0,013 мПа с; коэффициент диффузии бензола в газе 16-10-8 м2/с. Режим считать пленочным.

6.20. Определить диаметр и высоту тарельчатого абсорбера для поглощения водой аммиака из воздушно-аммиачной смеси при атмосферном давлении и температуре 20 °С. Начальное содержание аммиака в газовой смеси 7% (об.). Степень извлечения 90%. Расход инертного газа (воздуха) 10000 м3/ч (при рабочих условиях). Линию равновесия считать прямой, ее уравнение в относительных массовых концентрациях: Y* = 0,61X. Скорость газа в абсорбере (фиктивная) 0,8 м/с. Расстояние между тарелками 0,6 м. Средний к. п. д. тарелок 0,62. Коэффициент избытка поглотителя φ = 1.3.

6.21. По условиям предыдущей задачи определить: 1) высоту насадочного абсорбера с насадкой из керамических колец 50ХХ50х5 мм, приняв hу - высоту слоя насадки, эквивалентную теоретической тарелке (ВЭТТ), равной 0,85 м; 2) величину коэффициента массопередачи в этом насадочном абсорбере К.у кг аммиака /(м2-с кмоль аммиака/кмоль воздуха) насадки гр равным 0,9.

6.22. По данным контрольных задач 6.20 и 6.21 определить высоту слоя насадки через общее число единиц переноса nоу и высоту единицы переноса (ВЕП) h0у.

6.23. Абсорбер для улавливания паров бензола из парогазовой смеси орошается поглотительным маслом с мольной массой 260 кг/кмоль. Среднее давление в абсорбере рабс = 800 мм рт. ст., температура 40 °С. Расход парогазовой смеси 3600 м3/ч (при рабочих условиях). Концентрация бензола в газовой смеси на входе в абсорбер 2% (об.) извлекается 95% бензола. Содержание бензола в поглотительном масле, поступающем в абсорбер после регенерации, 0,2% (мол.). Расход поглотительного масла в 1,5 раза больше теоретически минимального. Для расчета равновесных составов принять, что растворимость бензола в м:асле определяется законом Рауля. При концентрациях бензола в жидкости до X = 0,1 кмоль бензола/кмоль масла равновесную зависимость Y* =f(X) считать прямолинейной.

Определить: 1) расход поглотительного масла в кг/ч; 2) концентрацию бензола в поглотительном масле, выходящем из абсорбера; 3) диаметр и высоту насадочного абсорбера при скорости газа в нем (фиктивной) 0,5 м/с и высоте единицы переноса (ВЕП) hоу = 0,9 м; 4) высоту тарельчатого абсорбера при среднем к. п. д. тарелок 0,67 и расстоянии между тарелками 0,4 м.

Заключение

6.24. В насадочном абсорбере диаметром 1 м диоксид серы поглощается водой из воздуха. Начальное содержание SО2 в поступающей смеси 7% (об.). Степень поглощения 0,9. На выходе из абсорбера вода содержит 0,0072 кг SО2/кг воды. Коэффициент массопередачи в абсорбере К.у = 0,005 кг SО2 /(м2-с кмоль SО2/кмоль воздуха)

Насадка из керамических колец 50x50x5 мм. Коэффициент смоченкости насадки φ = 1. Высота единицы переноса hоу = 1,17 м. Определить расход воды в абсорбере.

6.25. В абсорбере под атмосферным давлением при температуре 20 °С поглощается из парогазовой смеси 300 кг бензола в 1 ч. Начальное содержание пара бензола в парогазовой смеси 4% (об.). Степень извлечения бензола 0,85. Жидкий поглотитель, поступающий в абсорбер после регенерации, содержит 0,0015 кмоль бензола/кмоль поглотителя. Фиктивная скорость газа в абсорбере 0,9 м/с. Уравнение линии равновесия: Y* =0,2Х, где Y* и X выражены соответственно в кмоль бензола/кмоль инертного газа и кмоль бензола/кмоль поглотителя. Коэффициент избытка поглотителя φ = 1,4. Определить диаметр абсорбера и концентрацию бензола в поглотителе, выходящем из абсорбера.

Список литературы

Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии /Учебное пособие/, К.Ф. Павлов, П.Г. Романков, А.А. Носков, 9-ое изд. перераб. и дополнен. Л. Химия,1987-575с.

Примечания

Все задачи решены (цена за одну задачу)