Wykład III ABSORPCJA zadania

Transkrypt

1 W y d z i a ł C h e m i c z n y P o l i t e c h n i k a R z e s z o w s k a i m. I n a c e o Ł u k a s i e w i c z a Wojciech Piątkowski Wykład III BSORPCJ zadania Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowej Wydział Chemiczny, Politechnika Rzeszowska

2 Zaprojektować absorber do absorpcji CO z azu za pomoca wody Dane technoloiczne: 1) natężenie przepływu azu na wlocie: 4430 [Nm 3 /h]; 1) Dane projektowe: ) Średnie ciśnienie azu P = 15 atm; 3) Temperatura absorpcji t = 5 o C; 4) Zawartość CO w wodzie doprowadzanej: 5 m/l; Składnik fazy azowej Wlot azu (1) [%obj. Wylot azu () [%obj. M z wlot 3.8 M z wylot 43.6 CO CO H N m(t, P) 0.1 m(t, P) 6.7

3 Gaz wlotowy Składnik M j V j [Nm 3 /h] j0 = M j /V M0 [k/m 3 ] m j [k/h] m ' j [kmol/h] CO H N Suma Inerty *0.04 = *0.50 = *0.16 = CO *0.30 = Suma Gaz wylotowy Składnik M j V j [Nm 3 /h] j0 = M j /V M0 [k/m 3 ] [k/h] m j m 'j [kmol/h] CO H N Suma Inerty *0.04 = *0.50 = *0.16 = CO *0.01 = Suma

4 Bilans masowy absorbera: m' m' m' m' Y Y m' X X 1 i 1 ic 1 ' 3 Y m m j j1 ' Y Y / / X przeciwprąd Równanie linii ruchowej dla przeciwprądu () Y X Y ' m ' m ic i X m m ' ic ' i X Y 1 1 x (1) Y 1 X 1

5 Równanie linii równowai: 5 PY p H x ; p Pa * * 1 1 Y 1 * 8 p H = Pa x H X X x * X Y 1 10 PRZYKŁD 1 t ' mic Y1 Y min ' * X 1 X m i min Y 6 4 a min Y X X X * = 0 1

6 1 Y Y RZECZYWISTOŚĆ Y X X X* 1

7 m trzecz t z = m ' ic Y1 Y ' z min X1 X i rzecz Y1 Y X trzecz X t 3 rzecz Y Y 0.0 Y X X X 1 X* 1

8 X p Y Siła napędowa x H x Pa ; * 8 p * P p 1 Y Y Y Y * * * 0 Y Y Y 1 Y Y m Y ln ln Y 0.014

9 ' mi [kmol i/h] 0.038[kmol i/s] m ' ic ' i m m ' ic rzecz t rzecz [kmol wody/s] 160.[k wody/s]

10 y x exp(-4x) 1. y. w c c kr. c. c a w m m ) x c c m m -4 ) y 1. exp( 4x) =1. exp( 4.0) =1. exp( 8.08) = Zjawisko zalewania (zachłystywania się) aparatu (Korelacja Kafarowa Dytnierskieo)

11 Założenia hydrodynamiczne Pierścienie Rashia: 50*50 mm; a = 13 [m / m 3 ]; = ) y w 0kr 3 a c c w 0.16 w 0kr y c m/s a 13 5 w rz 0.8w 0.04 m/s 0kr F D w V m m Dw w w rz m rz F m Dw znorm 1.6m

12 Faza azowa ruch wymuszony przez wypełnienie Sh 0.1 Re Sc Wzór van Krevelena d e e Rez d e = d w w Sh d e w Re z e = 0 a = 13 [m / m 3 ]; = m a 13 F 1.81 m m sred F [k/m s] y j(1) y i 0.70 y tabl. 3-6 Hobler Dyfuzyjny ruch masy i absorbery y j() y i 0.99 y y j(sr) y i y

13 m n i1 n i1 y M T i i i kri y M T i i kri Pa s Rez a D B 3/ 3/ p T DB m /s T0 p Sc D B Sh 0.1 Re Sc

14 D ' B0 7 B0 VM [kmol/m s] 1/ 1/ ' ' T B B0 T [kmol/m s] Tablica IV ' ' 7 d e ' Sh B Sh [kmol/m s] ' B dw 0.05

15 Faza ciekła spływ rawitacyjny po wypełnieniu tabl Hobler Dyfuzyjny ruch masy i absorbery Sh Re Sc d e m a 51 w Re z dla e = 0c > [k/m s] a = 13 [m / m 3 ]; = c mc 160. F [k/m s] d d e e 0c e Rez c c 9 10 Scc D B c D T [kmol/m s] B5 DB0 4 T D C [kmol/m s] ' 9 7 B B Sh Sh [kmol/m s] ' 7 ' B c 6 z

16 n * Y 0.43 KY, X = 135 X (1) 1 1 n k Y c k Y [kmol/m s]

17 k Y ' m Y m ' m 57.33/ [kmol / s] [k / s] Y m k Y [kmol/m s] m H m a F

18 Zmiana Pierścieni Rashia: 5*5 mm; a = 0 [m / m 3 ]; = ) y w 0kr 3 a c c w 0.16 w 0kr y c m/s a 0 5 w rz 0.8w m/s 0kr F D w V m m Dw w w rz m rz F m Dw znorm.6m

19 Faza azowa ruch wymuszony przez wypełnienie Sh 0.1 Re Sc Wzór van Krevelena d e e Rez d e = d w w Sh d e w Re z e = 0 a = 0 [m / m 3 ]; = m a 0 F 4.943m m sred F [k/m s] Rez a Sh 0.1 Re Sc ' ' 7 d e ' Sh B Sh [kmol/m s] ' B dw 0.05

20 Faza ciekła spływ rawitacyjny po wypełnieniu tabl Hobler Dyfuzyjny ruch masy i absorbery Sh Re Sc d e m a 0 w Re z dla e = 0c > [k/m s] a = 0 [m / m 3 ]; = c mc 160. F [k/m s] d d e e 0c e Rez c c 9 10 Scc D B c D T [kmol/m s] B5 DB0 4 T D C [kmol/m s] ' 9 7 B B Sh Sh [kmol/m s] ' 7 ' B c 6 z

21 n * Y 0.43 KY, X = 135 X (1) 1 1 n k Y c k Y [kmol/m s]

22 k Y ' m Y m ' m 57.33/ [kmol / s] [k / s] Y m k Y [kmol/m s] m H m H 5.7 a F S. D.6 w