A. Tính Khối Lượng Riêng Trung Bình - Tài Liệu Text - 123doc

1. Trang chủ >
2. Kỹ Thuật - Công Nghệ >
3. Hóa học - Dầu khí >

a. Tính khối lượng riêng trung bình

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (164.25 KB, 15 trang )

ρ H 2O= 1000 (kg/m3)(25°C)= 960 (kg/m3) ,Phần khối lượng trung bình của CH3HS trong pha lỏng.Với xtb là nồng độ phần mol trung bình của cấu tử cần hấp thụ trong pha lỏng.( kmol CH3HS /kmol H2O)⇒ xtb = 0,367 ( kmol CH3HS /kmol H2O)⇒ = 0,607Vậy Khối lượng riêng trung bình của hỗn hợp lỏngρ xtb= 975,33 (kg/m3)• Đối với pha khíPj =Áp dụng công thức:mimjV.RT ⇒mjV= ρj =Pj .MjRTKhối lượng riêng trung bình của hỗn hợp khí đi trong tháp:⇒ ρ ytb =P.M yRT=M y T0 P. . (kg / m3 )22, 4 T P0Với:ρ ytb: Khối lượng riêng trung bình của hỗn hợp khí đi trong tháp.My: Phân tử lượng trung bình của hỗn hợp khí.T0: Nhiệt độ ở đktc. T0=273°K.T: Nhiệt độ làm việc của tháp. T= 273+25=298 °K.P0: Áp suất ở đktc P0=1 atm.P: Áp suất làm việc của tháp P= 1atm.Tính My .My = ytb. + (1 - ytb).M KK= 0,047*48 +(1- 0,047).29 = 30 (kg/kmol)ρ ytb⇒= 1,22 (kg/m3)µx , µyTính độ nhớt* Đối với pha lỏngÁp dụng công thức:lgµx= xtb * lg + (1 – xtb)lgTrong đó:- xtb: phần mol trung bình của SO2 trong hỗn hợp lỏng,xtb = 0,367 (kmol CH3HS/kmol H2O)- ; : độ nhớt của CH3HS và H2O ở 250C, Ns/m2.Tra bảng I.102 ( Sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất – Tập 1, Tr )Ta có:µH O(250C) = 0,8.10-3 (Ns/m2)Tra bảng I.101, ta có:(250C) = 0,279.10-3 (Ns/m2)2=> lg=> lgµxµxµx= 0,367. lg (0,279.10-3 )+ (1 – 0,367).lg(0,8.10-3)= -3,0976=>= 7,988.10-4 (Ns/m2)* Đối với pha khí:Áp dụng công thức:= +Trong đó:µ y µ KK,,: độ nhớt trung bình của pha khí, của CH 3HS và của không khí ở nhiệt độlàm việc t = 250C, Ns/m2.- : khối lượng phân tử của pha khí, của CH3HS và của không khí ở 250C, P = 1 atm.Tra đồ thị I-35( Sổ tay quá trình thiết bị công nghệ hóa chất), ta có:(250C) = 128.10-7 Ns/m2µ KK(250C) = 181.10-7 Ns/m2µy= 1,78 x 10-5 (NS / m2)=>b. Đường kính tháp.D=Áp dụng công thức:4VtbVtb=π .3600ωtb0,785ωtb(m)Vytb: lượng khí trung bình đi trong tháp, m3/h.ω ytb: tốc độ khí trung bình đi trong tháp, m/s.* Tính lưu lượng thể tích khí và lỏng trung bình đi trong tháp:-Vtb =G ytb .M ytbρ ytb(m3/h)Trong đó:- Gytb : lưu lượng khí trung bình đi trong tháp, kmol/h- Mytb: khối lượng phân tử trung bình của khí trong tháp, kg/kmolρ ytb: khối lượng riêng trung bình của khí trong tháp, kg/m3G + G ycG ytb = yd= Gtro (1 + Ytb )2=>Ytb = 0,047 (kmol CH3HS/kmol khí )- Lưu lượng khí trung bình đi trong tháp Gytb:=> Gytb = 340,184 * (1 + 0,047) = 356.172 (kmol/h)Vytb==8758(m3/h)Lượng hơi trung bình trong tháp(kmol/h):Gy = Gytb. Mytb= 356.172* 30 =10685,16 (kg/h).- Lưu lượng lỏng trung bình đi trong tháp:G + G xcG xtb = xd2(kg/h)Gxd = 34 (kmol/h)Gxc = Gxd + GCH3HS bị hấp thụ = 34 + 25,3125 = 59,3125Gxtb = 46,65 (kmol/h)Mxtb=xtb.MCH3HS +(1- xtb).MH2O=0,367*48+(1-0,367)*18=29,01Lượng lỏng trung bình (kg/h).×Gx= Gxtb. Mxtb =46,65 29,01= 1353,3165 (kg/h)Vxtb= = = 1,387 ( m3/h)ω ytb*Tính vận tốc của khí đi trong tháp, m/s.Áp dụng công thức:Y =1,2.e-4X0,16Vớiωs2 .σ d .ρ ytb  µ x Y= ÷g .Vd3 .ρ xtb  µn  GxX =G yωs1418  ρ ytb ÷÷ ρ ÷  xtb : tốc độ đảo pha, m/sVđ: thể tích tự do của đệm, m3/m3σd: bề mặt riêng của đệm, m2/m3Tháp hấp thụ CH3HS chọn Vật liệu đệm: Vòng sứ Rasig 50 x 50 x 5 mm Bề mặt riêng (m2/m3 ): 95 Thể tích tự do vật liệu đệm (m3/m3): 0,79 Số vòng đệm trong 1m3: 58 x102 Khối lượng riêng xốp ( kg/m3): 500Gx, Gy: lượng lỏng và lượng hơi trung bình (kg/s).Gy =10685,16 (kg/h) = 2,9681 (kg/s).Gx= 1353,3165 (kg/h) = 0,3(kg/s).g: gia tốc trọng trường, g=9,81m/s2µ x , µn: độ nhớt của pha lỏng theo nhiệt độ trung bình và độ nhớt của nước ở 25 0C,Ns/m2.= 1,005.10-3 (Ns/m2)= 7,988.10-4(Ns/m2)ρ xtb , ρ ytb: khối lượng riêng trung bình của pha lỏng và pha khí (kg/m3)ρ x = ρ xtb= (kg/m3)ρ y = ρ ytb= 1,22 (kg/m3)X = ()1/4()1/8 = 0.2445Từ phương trình của Y ta có:= = 0.835 m/sTheo thực nghiệm thì quá trình chuyển khối ở chế độ sủi bọt là tốt nhất, xong thực tế thápđệm chỉ làm việc ở tốc độ đảo pha vì nếu tăng nữa sẽ rất khó bảo đảm quá trình ổn định. VìvậyTốc độ thích hợp tính theo phương pháp này thường bằng khoảng:÷= (0,8 0,9)Ta chọn: = 0,85. = 0,85 * 0,835= 0,71 (m/s)Thay các giá trị ta có đường kính tháp.=> Đường kính của tháp:D = = = 2,088 (m) Chọn D = 2,1 (m)2. Tính chiều cao tháp đệmÁp dụng công thức xác định chiều cao của lớp đệm:H = my.h0Trong đó:my : số đơn vị chuyển khối xác định theo nồng độ trong pha hơi (khí)h0 : chiều cao của một đơn vị chuyển khối.* Tính chiều cao của một đơn vị chuyển khốiTa áp dụng công thức:h0 = h1 + m h2Trong đó:h1, h2 : chiều cao của một đơn vị chuyển khối pha khí, pha lỏng (m)Gx, Gy: lưu lượng trung bình của pha lỏng, pha khí (kg/h)m: hệ số góc của đường cong cân bằng* Tính h1.h1 =Áp dụng công thức:VdRe0,25.Pry2/3 , mya.ψ .δ dTrong đó:Vđ: Thể tích tự do của đệm Vđ= 0,79 (m3/m3)a: hệ số phụ thuộc vào dạng đệm. Đệm vòng a= 0,123.Rey : chuẩn số Reynold cho pha hơi.Pry : chuẩn số Prandt cho pha hơi.Ψ: Hệ số thấm ướt của đệmRe y =4.ω y .ρ yδ d .µ yTa có:Trong đó:ωy: vận tốc khí đi trong tháp (m/s)ω y = ω ytb = 0, 7( m / s)ρy: khối lượng riêng trung bình của hỗn hợp khí trong tháp (kg/m3)ρ y ρ ytb=δd= 1,22 (kg/m3): bề mặt riêng của đệm,δd= 95 (m2/m3)µy:độ nhớt trung bình của pha khí, (Ns/m2)Rey = = = 202Pry =Trong đó:µy: độ nhớt hỗn hợp khí, (Ns/m2)ρy: khối lượng riêng trung bình của pha khí, (kg/m3)Dy : hệ số khuếch tán của pha khí, m2/sDy = DCH3HS – kk = *T : nhiệt độ K, T = 273 + 25 = 2980KP = 1 atm:MCH3HS ; Mkk: khối lượng mol của SO2, không khí (kg/kmol):uCH3HS ; ukk: thể tích mol của CH3HS, không khí (cm3/mol)Tra bảng VIII.2 – II.=> uCH3HS = 44,8 (cm2 / mol)ukk = 29,9(cm3/mol)Dy = DCH3HS – kk = * = 1,17 x 10-5 (m2 /s).=> Pry = = 1,247Tính ψ.Ψ: phụ thuộc vào tỷ số giữa mật độ tưới thực tế lên tiết diện ngang của tháp và mật độtưới thích hợp.⇒ψ=1Vậy h1 = * 2020,25 * 1,2472/3 = 0.295 m.* Tính h2 chiều cao của một đơn vị chuyển khối trong pha lỏng1/3 µ2 h2 = 256.  x2 ÷ .Re0,25.Prx0,5 ( m)x ρx Trong đó:µxρx: độ nhớt trung bình của pha lỏng, Ns/m2: khối lượng riêng trung bình của pha lỏng,kg/m3Ta có:Rex = = = 0.2Với:δd23: bề mặt riêng của đệm (m /m ),δd= 95(m2/m3)Gx: lưu lượng trung bình của pha lỏng, Gx= 0,3 (kg/s).Ft: Diện tích mặt cắt tháp. Ft = 0,785,m2.µx: độ nhớt trung bình của pha lỏng = 7,996.10-4 Ns/m2Prx =µxDx .ρ xtbTrong đó:ρ xtb: khối lượng riêng trung bình của pha lỏng, kg/m3Dx: hệ số khuếch tán trong pha lỏng, m2/sDx25 =Trong đó:Dx25: hệ số khuếch tán của dung dịch lỏng ở 250C (m2/s): khối lượng mol của CH3HS, H2O (kg/kmol)= 48 (kg/kmol)MH O2= 18 (kg/kmol)A, B: hệ số liên hợpVới các chất khí tan trong nước A = 1.Với dung môi là nước B = 4,7.µH OµH O220: độ nhớt của nước ở 25 C,= 1cp = 10-3 Ns/s.: thể tích mol của SO2, H2O (cm3/mol)= 44,8 (cm3/mol)uH O= 18,9 (cm3/mol)Dx25 = = 1,52 x10-9 (m2/s)2Trong đó:0,2. µ H Ob=23ρµH O2µH O20: độ nhớt của nước ở 25 C,= 1cp = 10-3 Ns/s.ρ: khối lượng riêng của nước ở 250C.ρTra bảng I.5 => = 998,23 (kg/m3)b=0,2. 1= 0,023998,23=>Prx =µxDx .ρ xtb= = 1341/3 µ x2 h2 = 256.  2 ÷ .Re0,25.Prx0,5 ( m)x ρx hệ số góc của đường cân bằng= 256 * * 0,20,25 * 1340,5 = 0,1734 (m).m= 9,83Vậy Chiều cao của một đơn vị chuyển khốih0 = h1 + m h2 = 0.295 + 9,83 * * 0,1734 = 17,15 (m)Số đơn vị truyền khối :my = = = 1,63chiều cao của lớp đệm H = my * ho = 1,63 * 17,15 = 28,07 (m) = 28 mchiều cao tháp hấp thụChiều cao phần tách lỏng Hc và đáy Hđ được chon theo bảng sau.D (m)Hc (m)Hđ (m)1,0 – 1,80,80,22,0 – 2,61,02,52,8 – 4,01,23,0(Trích tài liệu kỹ thuật xử lý khí thải – Dư Mỹ Lệ - Quá Trình Hấp Thụ)Chiều cao lớp hấp thụ.Ht = H + Hc + Hđ = 28 +1 + 2,5 = 31,5 (m)

Xem Thêm

Tài liệu liên quan

• tính toán vật liệu đệm-kỹ thuật xử lý khí thải nâng cao
  • 15
  • 1,499
  • 0
• Tài liệu Công văn 3046/TCT-CS của Tổng cục Thuế pptx
  • 1
  • 0
  • 0

Tải bản đầy đủ (.docx) (15 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(173.67 KB) - tính toán vật liệu đệm-kỹ thuật xử lý khí thải nâng cao-15 (trang) Tải bản đầy đủ ngay ×