выполнено на сервисе Автор24

Студенческая работа на тему:

Задание Выполнить расчет параметров процесса абсорбции ацетона из смеси его с воздухом и подобрать абсорбер

Контрольная работа Процессы и аппараты

Создан заказ №2247554

6 сентября 2017

Задание Выполнить расчет параметров процесса абсорбции ацетона из смеси его с воздухом и подобрать абсорбер

Как заказчик описал требования к работе:

Решение задачи + чертеж формата а4. Вариант 11. Все имеющиеся данные,литературы п

Фрагмент выполненной работы:

Задание. Выполнить расчет параметров процесса абсорбции ацетона из смеси его с воздухом и подобрать абсорбер. В качестве абсорбента использовать воду. Исходные данные для расчета: производительность по газу (н.у.) – 3000 кг/ч; концентрация поглощаемого компонента в газе на входе в абсорбер – 6% (объемн.); степень поглощения – φ=98%; содержание поглощаемого компонента в поглотителе на входе в абсорбер – Cn=0; температура потоков в абсорбере – tcp=200С; условия процесса – абсорбция изотермическая; давление газа на входе в абсорбер – P=9,8·104Па; константа фазового равновесия – mf=1,68. (работа была выполнена специалистами Автор 24) Рассмотреть варианты очистки отбросных газов в тарельчатом и насадочном абсорберах. Решение: Для последующих расчетов используем справочные данные по физико-химическим характеристикам воды и воздуха при 200С: плотность воды– 998 кг/м3; вязкость воды - 1·10-3 Па·с; поверхностное натяжение воды – 0,0727 Н/м; вязкость воздуха – 0,018·10-3 Па·с. Вариант 1 – Тарельчатый абсорбер 1. Расчет параметров газовой смеси на входе и выходе абсорбера Мольная масса газовой смеси: Мсмвх=Ма·у+Мв·(1-у), где Ма, Мв – молярная масса ацетона и воздуха соответственно, кг/кмоль; у – мольная (объемная) доля ацетона в смеси. Мсмвх=58,08·0,06+29·(1-0,06)=30,74 кг/кмоль. Плотность газовой смеси при нормальных условиях (273 К, 101325 Па): ρсмну=Мсм/22,4=30,74/22,4=1,372 кг/м3. Объемный расход газовой смеси при н.у.: Vсмну=Gсмну/ ρсмну=3000/1,372=2189,78 м3/ч=0,608 м3/с. Плотность газовой смеси при рабочих условиях (200С, 98100 Па): ρсмру=Мсм∙Р∙Т022,4∙Р0∙Т=30,74∙98100∙27322,4∙101325∙293=1,238кгм3. Объемный расход газовой смеси при рабочих условиях: (Р∙VT)смну=(Р∙VT)смру→Vсмру=101325∙0,608∙29398100∙273=0,674м3с. Массовый расход газовой смеси при рабочих условиях: Gсмру= Vсмру·ρсмру=0,674·1,238=0,834 кг/с. Объем одного киломоля газа при рабочих условиях в предположении, что он подчиняется законам идеальных газов: vpy=v0∙P0∙TT0∙P=22,4∙101325∙293273∙98100=24,831 м3. Массовая концентрация ацетона в газовой смеси на входе в абсорбер: Са.мвх=Саоб∙Маvpy∙100=6∙58,0824,831∙100=0,14кгм3. Массовая концентрация ацетона в газовой смеси на выходе из абсорбера при степени улавливания φ=98%: Са.мвых=100-φ100∙Са.мвх=100-98100∙0,14=0,0028кгм3. Объемная концентрация ацетона в газовой смеси на выходе из абсорбера: Са.обвых=Са.мвых∙vpyМа∙100=0,0028∙24,83158,08∙100=0,12%. Объемная производительность по компонентам газовой смеси: Va=Vсм·Са.обвх/100=0,674·6/100=0,04 м3/с; Vв=Vсм- Va=0,674-0,04=0,634 м3/с. Мольная производительность по компонентам газовой смеси: Уa=Va/vру=0,04/24,831=0,00161 кмоль/с; Ув=Vв/vру=0,634/24,831=0,0255 кмоль/с; Усм=Уа+Ув=0,00161+0,0255=0,02711 кмоль/с. Массовая производительность по компонентам газовой смеси: Уам=Уа·Ма=0,00161·58,08=0,0935 кг/с; Увм=Ув·Мв=0,0255·29=0,7395 кг/с. Объемный расход отбросных газов на выходе из абсорбера: Vсмвых=VВ∙100100-Са.обвых=0,634∙100100-0,12=0,634м3с. Средний объемный расход отбросных газов в колонне: Vсмср=Vсмвх+Vсмвых2=0,674+0,6342=0,654м3с. Молярная масса отбросных газов на выходе из абсорбера: Мсмвых=Ма·Са.обвых+Мв·(1-Са.обвых)=58,08·0,0012+29·(1-0,0012)=29,03 кг/кмоль. Плотность отбросных газов на выходе из абсорбера: ρсмвых=Мсмвых∙Р∙Т022,4∙Р0∙Т=29,03∙98100∙27322,4∙101325∙293=1,169кгм3. Массовый расход отбросных газов на выходе из абсорбера: Gсмвых= Vсмвых·ρсмвых=0,634·1,169=0,741 кг/с. Массовый расход ацетона на выходе из абсорбера: Уавых= Gсмвых- Увм=0,741-0,7395=0,0015 кг/с. Производительность абсорбера по ацетону (количество ацетона, поглощаемого в абсорбере, или поток массы ацетона из газовой фазы в жидкую): Wa-=Уам-Уавых=0,0935-0,0015=0,092кгс. Поток массы улавливаемого ацетона в киломолях: Wa=Wa-Ma=0,09258,08=0,0016кмольс. Средний массовый расход отбросных газов: Gсмср=Gсмвх+Gсмвых2=0,834+0,7412=0,7875кгс. Конечная концентрация ацетона в поглотителе (жидкой смеси): Сапогл=ρж∙Wa-(L+Wa-)=998∙0,092(1,77+0,092)=49,31кгацетонам3жидкой смеси, где ρж=998 кг/м3 – плотность воды при 200С; L=0,76 кг/с – теоретический минимальный расход поглотителя (см. расчет ниже). 2. Расчет фазовых концентраций поглощаемого компонента в абсорбере Представляем концентрации загрязнителя в относительных мольных (У, Х) и относительных массовых (У-, Х-) единицах (мольных и массовых долях). Для этого мольные и массовые расходы ацетона относим к соответствующим расходам ингредиента, не претерпевающего количественных изменений в процессе. Таким ингредиентом газовой фазы является чистый воздух, а жидкой – чистая вода. Ун=Уам∙МвУвм∙Ма=0,0935∙290,7395∙58,08=0,0631 кмоль ацетонакмоль воздуха. Ун-=УамУвм=0,09350,7395=0,126 кг ацетонакг воздуха. Ук=Уавых∙МвУвм∙Ма=0,00155∙290,7395∙58,08=0,001 кмоль ацетонакмоль воздуха. Ук-=УавыхУвм=0,001550,7395=0,002 кг ацетонакг воздуха. По уравнению У*=1,68·Х строим линию равновесия (рис. 1, а) и находим максимально возможную (конечную) равновесную концентрацию Х*к ацетона в воде, покидающей абсорбер...Посмотреть предложения по расчету стоимости