Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Насыпная плотность и удельная теплоёмкость
Окончание табл. 1.2
Таблица 1.3 Теплофизические характеристики некоторых материалов
Расчётных заданий Абсорбция Процесс селективного поглощения газов или паров жидкими поглотителями (абсорбентами) называется абсорбцией. При абсорбции вещество переходит из газовой или паровой фазы в жидкую. Абсорбентом в технологии общественного питания служат вода или ее растворы. Процесс насыщения минеральной воды и других многочисленных напитков диоксидом углерода, в специальной технологии, называемой сатурацией, в действительности является классическим примером процесса абсорбции. Процесс абсорбции проводят в абсорберах разных видов: с механическим перемешиванием, поверхностных, распылительных, пленочных, барботажных.
Пример расчета абсорбера для поглощения паров Этилового спирта Определить диаметр и высоту абсорбера, заполненного кольцами Рашига размером 25´ 25´ 3 мм, с удельной поверхностью σ = 204 м2/м3, который предназначен для поглощения паров этилового спирта из воздуха. Расход орошающей воды L = 2500 кг/г, = 200 С. Начальная концентрация С2Н5ОН в смеси с воздухом ун = 0, 05 объёмных долей. Чистого воздуха в этой смеси 1500 м3/час. Степень поглощения С2Н5ОН Сп = 97 %. Уравнение линии равновесия ур = 1, 68·х. Скорость газа в абсорбере = 1, 2 м/с. Коэффициент массопередачи Ку = 0, 6 кмоль С2Н5ОН /(м2·час на 1 кмоль воздуха). Начальная концентрация С2Н5ОН в жидкости Хн = 0. Аппарат противоточный. 1. Определение количества поглощаемого С2Н5ОН а) определяем расход смеси С2Н5ОН + воздух
= 0, 05 следовательно, концентрация воздуха в смеси 0, 95 объёмных долей 1500 м3/г воздуха – 0, 95 х м3/г смеси – 1
х = 1500 ·1: 0, 95 = 1578, 9 м3/час; (22)
б) так как, 1 кмоль любого газа занимает объём 22, 4 м3, то расход смеси G = х/22, 4 = 1578, 9/22, 4 = 70, 489 кмоль/час; (23)
в) количество поглощаемого С2Н5ОН
М = G · Ун· Сп = 70, 489 · 0, 05 · 0, 97 = 3, 42 кмоль/час. (24)
2. Конечная концентрация спирта в воде на выходе из абсорбера: Хк = М /(L/ ) = 3, 42/(2500/18) = 0, 0246 , (25)
где – молекулярная масса воды. 3. Начальная и конечная концентрации С2Н5ОН в воздухе (ун, ук) а) количество кмолей воздуха:
1500/22, 4 = 66, 964 кмоль/час; (26)
б) количество кмолей С2Н5ОН в смеси на входе в абсорбер:
х· ун/ 22, 4 = 1578, 90, 05 / 22, 4 = 3, 524 кмоль/час; (27)
в) начальная концентрация спирта в воздухе:
ун = 3, 524 / 66, 964 = 52, 63 ·10 -3 кмоль С2Н5ОН/ кмоль воздуха; (28)
г) количество кмолей С2Н5ОН на выходе из абсорбера:
степень поглощений С2Н2ОН = 97 %, конечное содержание С2Н2ОН в воздухе 3 % (0, 03 объёмных долей), поэтому
3, 524 0, 03 = 0, 106 ; (29)
д) конечная концентрация спирта в воздухе:
ук = 0, 106 / 66, 964 = 1, 58·10 -3 кмоль. (30)
3. Определение средней движущей силы:
(31)
a) Число единиц переноса: (32) из условий ур = 1, 68·Х, ун·р = 1, 68· Хк = 1, 680, 0246 = 0, 0413;
ук·р = 1, 68 ·Хн = 0, т. к. Хн = 0; = 1/(52, 63 – 41, 3)·10-3 = 88, 5; (33)
= 1/(1, 58·10-3 – 0) = 632, 9; (34)
тогда число единиц переноса:
; (35)
б) средняя движущая сила:
= 2, 77 ·10-3 = 0, 003. (36)
4. Площадь поверхности массопередачи:
м2. (37)
6. Объём слоя насадки:
. (38)
7. Площадь поперечного сечения абсорбера:
, м2, (39) где ρ г – плотность воздуха при t = 200 С. При Т = 2730 К 29 кг воздуха содержатся в 22, 4 м3, отсюда:
кг/м3,
S = м2.
8. Диаметр абсорбера:
(40)
9. Высота слоя насадки:
Н = м. (41)
Варианты расчётных заданий Произвести расчёт абсорбера для поглощения паров этилового спирта из воздуха. Таблица 2.1 Варианты расчетных заданий
Адсорбция Адсорбцией называют процесс поглощения одного или нескольких компонентов из смеси газов, паров или жидких растворов поверхностью твердого вещества – адсорбента. Процесс адсорбции подобно процессу абсорбции избирателен, т. е. из смеси поглощаются только определенные компоненты. Как и при абсорбции, поглощенное вещество может быть выделено из адсорбента, например при нагревании. Этот процесс регенерации абсорбента называют десорбцией. Процессы абсорбции и адсорбции внешне похожи. Разница между ними заключается в том, что в одном случае вещество поглощается всем объемом жидкости, а в другом – только поверхностью поглотителя – адсорбента. В пищевой промышленности адсорбция сопровождает технологию очистки водно-спиртовых смесей в ликероводочных производствах, при очистки и стабилизации вин, соков и других напитков, а также технологию обесцвечивания сахарных сиропов перед кристаллизацией. Процесс адсорбции проводят в адсорберах с неподвижным слоем адсорбента, с подвижным слоем адсорбента, с кипящим слоем адсорбента. После использования адсорбционной способности адсорбента, проводят его регенерацию. В качестве адсорбентов применяют активированный уголь, силикагели (получают обезвоживанием геля кремниевой кислоты), цеолиты (пористые водные алюмосиликаты катионов элементов первой и второй групп периодической системы элементов), иониты, в качестве естественных адсорбентов для осветления вин используют мелкодисперсные глины: бентонит, диатомит, с этой же целью применяют рыбий клей (желатин) и другие вещества.
Пример расчета процесса адсорбции Определить высоту слоя активного угля и диаметр адсорбера для поглощений паров бензина из паровоздушной смеси, если расход смеси G = 3000 м3/г, начальная концентрация бензина ун = 0, 02 кг/м3, скорость паровоздушной смеси, отнесённой к полному сечению адсорбера V0 = 0, 2 м/с. Динамическая ёмкость угля по бензину хк = 0, 08 кг/кг, начальное содержание хн = 0, 006 кг/кг, насыпная плотность угля rн = 600 кг/м3. Продолжительность адсорбции 1, 5 часа. 1) Количество адсорбента для адсорбции бензина:
кг, (42)
где G – расход смеси, м3/г; τ – продолжительность процесса адсорбции, час. 2) Диаметр адсорбера: Д = м. (43)
3) Высота слоя адсорбента: м. (44) Варианты расчётных заданий Адсорбционная очистка сортировки (водно-спиртовой смеси).
Таблица 2.2 Варианты расчетных заданий
Адсорбционная очистка сахарного сиропа
Ректификация Высокой степени разделения жидкой смеси на компоненты можно добиться при многократной перегонке – ректификации. Процессы ректификации осуществляются на ректификационных колоннах, как правило, непрерывного действия.
Пример расчета ректификационной колонны Рассчитать ректификационную колонну непрерывного действия для разделения смеси этиловый спирт-вода, если количество поступающего на ректификацию раствора Gf = 800 кг/час, содержание этилового спирта в растворе af = 20 % масс, содержание этилового спирта в дистилляте ad = 91 % масс. Содержание этилового спирта в кубовом остатке aw = 2, 6 % масс. Коэффициент избытка флегмы σ = 1, 3. Коэффициент полезного действия колонны η = 0, 5. Скорость движения пара в колонне υ p = 1, 11 м/с. Расстояние между тарелками h = 200мм. Ректификация проводится при атмосферном давлении. Средняя температура пара в колонне tср = 87 °C. Определить: 1) количество дистиллята Gd и кубового остатка Gw. 2) количество тарелок nд, высоту колонны H, диаметр колонны Dk. 3) расход греющего пара D.
Таблица 2.3 Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-09; Просмотров: 2990; Нарушение авторского права страницы