Реферат на тему: Дисциплина: Техника защиты окружающей среды

Введение

В колонне с насадкой из колец Рашига 50*50*5 происходит водная абсорбция двуокиси серы из ее смеси с воздухом. Колонна работает при следующих условиях: расход газа V м3/ч, концентрация SO2 в газе: на выходе y1 м.д.; на выходе y2 м.д.; концентрация SO2 в растворе на выходе в колонну x2 = 0 м.д.; расход абсорбента L = 1,16*Lmin м3/ч; средняя температура в колонне t = 20°С; диаметр колонны dк м.

Определить концентрации SO2 на поверхности раздела в газовой и жидкой фазах по длине колонны, необходимую поверхность и высоту слоя насадки в колонне. Коэффициенты массоотдачи: в газовую фазу = 31,3 м/ч; в жидкую фазу = 0,438 м/ч. Для построения линии равновесия использовать следующие величины, полученные на основе экспериментальных данных при t = 20°С:

Дано

dк

Составление материального баланса

Определение расхода инертного газа

= = 108,9 кмоль/ч.

Определение количества SO2 , абсорбируемого в колоне

= 108,9* = 2,71 кмоль/ч.

Определение минимального расхода абсорбирующей воды

где - равновесная концентрация SO2 в жидкой фазе, соответствующая концентрации в газовой фазе. Для определения необходимо построить линию равновесия. Из рисунка 1 получаем = 0,000997.

Подставив эту величину в предыдущее уравнение, получим

= 2737,37 кмоль/ч.

Определение действительно расхода воды

= 1,16* = 1,16*2737,37 = 3175,35 кмоль/ч.

Конечную концентрацию SO2 в растворе можно найти из соотношения

Так как , то = = 0,00085 м.д.

Построение рабочей линии

Из уравнения материального баланса известно, что

Отбрасывая в знаменателе величину , пренебрежимо малую по сравнению с 1, получим уравнение рабочей линии

Равновесная и рабочая линии приведены на рисунке 1 (Приложение).

Определение концентрации SO2 на поверхности раздела фаз

Для любой точки с координатами y и x значения концентраций на поверхности раздела фаз находятся на пересечении линии равновесия с прямой, выходящей из этой точки и имеющей тангенс угла наклона

Так как концентрации выражены в мольных долях, то и коэффициенты массоотдачи необходимо пересчитать в соответствующие единицы

= = = 1,3 кмоль/(м2*ч*);

= 0,438* = 0,438* = 24,3 кмоль/(м2*ч*).

Тангенс угла наклона соответствующих прямых

На рисунке 2 (Приложение) из различных точек рабочей линии проводим прямые с угловым коэффициентом m = -18,7. На пересечении этих прямых с линией равновесия получаем соответствующие значения концентрации SO2 на поверхности раздела фаз. Полученные значения сводим в таблицу 2.1.

Для определения поверхности насадки воспользуемся уравнением

Интеграл можно вычислить либо графически, либо численно с помощью метода трапеций или метода Симпсона.

Проводим графическое интегрирование путем планирования площади под кривой на графике зависимости от (рисунок 2 (Приложение)), который построен по данным таблицы 2.1.

Таблица 2.1

Определение поверхности насадки методом графического интегрирования

xгр

yгр

1-yгр

(1-y)ср

y-yгр

(1-y)ср/((1-y)*(y-yгр))

Планирование площади под кривой в пределах между = 0,03 и = 0,006 дает = 9,98.

Воспользуемся методом трапеций

Расчеты приведены в таблице 2.1. Искомое значение равно 11,91. Таким образом, оба метода дают сравнимые результаты.

Поверхность насадки = = 9,98.

Средний расход газа в колонне находим, усредняя расходы газа на входе и выходе из колонны

= = = 124,8 кмоль/ч.

= - = 124,8 - 2,71 = 122,09 кмоль/ч.

= = = 123,45 кмоль/ч.

Усредняем также значения на входе и выходе из колонны по данным таблице 2.1:

Следовательно= * 9,98 = * 9,98 = 985,63 м2.

Высота насадки Н =

При диаметре колонны dк = 1,26 м площадь поперечного сечения колонны будет равна = = = 0,7854 м2, а удельная поверхность используемой насадки = 95 м2/ м3. Отсюда

= = 13,21 м.

Оглавление

- Задание

- Задание

- Список используемой литературы

- Приложение

Список литературы

1. Ляпков А.А. Технология производств очистки промышленных выбросов. - Томск: 2002. - 250 с.

. Родионов А.И., Клушин В.Н. Техника защиты окружающей среды. - М.: Химия, 2002. - 512 с.

. Родионов А.И., Кузнецов Ю.П., Соловьев Г.С. Защита биосферы от промышленных выбросов. Основы проектирования технологических процессов. - М.: Химия, КолосС, 2005. - 390 с