Зависимость абсорбентов от высоты

Лабораторная  работа №2

 

 

Таблица 10

 

Экспериментальные данные лабораторной работы №2

 

Н, мм	mдо адсорб, г	mпосле адсорб, г	τпр, с
0,02	14,29	14,35	140
0,04	13,2	13,32	312
0,06	16,14	16,33	501
0,08	16,52	16,96	665

 

 

Таблица 11

Условия проведения лабораторной работы №2

V, мл/мин	92
Р, мм.рт.ст.	764
Т, оС	17
Адсорбтив	ацетон

 

Расчёт:

1. Расход газа-носителя:

V = = 1,53 · 10^-6 м³ / ч

 

2. По уравнению Антуана  вычисляем давление насыщенного  пара ацетона при температуре  опыта:

 

ln P_ац = = = 5,0779

 

P_ац = 2,71^5,0779 = 160,433 мм.рт.ст.

  

 

 

3. Вычисляем начальную  массовую концентрацию ацетона  в парогазовой смеси:

 

= = 0,513 кг ацетона/ м³парогазовой смеси

4. Вычисляем расход ацетона и парогазовой смеси, м³/с:

 

V_ац = = = 3,24 · 10^-7 м³/с

 

V_cм = V_ац + V_г-н =  3,24 · 10^-7 + 1,53 · 10^-6= 1,86 · 10^-6 м³/с

 

5. Вычисляем фиктивную скорость парогазовой смеси, м/с:

 

W = = = 0,0244 м/с

 

6. Построение  графической зависимости времени  защитного действия от высоты  слоя адсорбента

 

Зависимость времени защитного действия от высоты слоя адсорбента

 

τ₀ = 37,3 с

Н₀ = 0,01 м

К = 22250 с/м

 

 

7. Вычисляем значения динамической активности адсорбента:

 

а_д = = = 100,791 кг/м³

 

а_д = = 22250 · 0,513 · 0,0244 = 269,785 кг/м³

 

а_д = = = 70,063 кг/м³

 

Таблица 12

 

Динамическая  активность адсорбента

 

Н, м	ад, кг/м3
0,00	0
0,02	73,09
0,04
0,06
0,08	70,06

 =              кг/м³

 

8. Определение  концентрации ацетона, покидающей  адсорбер:

 

= 0,05 · 0,513 = 0,026 кг ацетона/ м³ парогазовой смеси

 

 

9. Построение  рабочей и равновесной линии:

Таблица 13

 

Данные  по равновесию в системе силикагель-ацетон

 

а, кг/м3	, кг/м3
0	0
30,2	0,1
50,3	0,2
62,0	0,3
70,4	0,4
77,0	0,5
81,8	0,6
86,3	0,7

Изотерма  адсорбции и рабочая линия  процесса

 

 

10. Методом математического  интегрирования найдем общие  число единиц переноса:

Таблица 14

 

Сводная таблица для нахождения числа  единиц переноса

 

 

а, кг/м3	C*	C	1/(C-C*)
70,064	0,337	0,513	5,708
52,548	0,202	0,648	2,244
39,411	0,136	0,493	2,801
29,558	0,096	0,377	3,561
22,169	0,069	0,290	4,531

 

 

Определение общего количества единиц переноса в газовой фазе

 

n = 3,474686 ≈ 4

 

11. Вычисляем  значение средней движущей силы  процесса:

 

 0,140 кг ацетона/м³ парогазовой смеси

 

12. Объем адсорбента  в аппарате:

 

V_ад = 0,785 · d² · Н =0,785 · 0,01² · 0,02  = 1,57 · 10^-6 м³

 

Таблица 15

 

Объем адсорбента в зависимости от высоты слоя адсорбента

 

Н, м	Vад · 10-6, м3
0,02	1,57
0,04	3,14
0,06	4,71
0,08	6,28

 

13. Рассчитаем  массу ацетона, сорбируемую в  единицу времени:

 

М = =6.62·10^-7

Таблица 16

 

Сводная таблица для определения массы  ацетона, сорбируемую в единицу  времени

τпр, с	ад, кг/м3	М·10-7, кг ацетона/с
140	73,09	1,66
312
501
665	70,03	6,62

 

14. Рассчитаем  значение объемного коэффициента  массопередачи:

 

=6,015^-1

 

Таблица 17

 

Сводная таблица для расчета объемного  коэффициента массопередачи

 

 

М · 10-7, кг ацетона/с	KCV, с-1
1,66	0,4989
6,62	6,015

 

15. Экспериментальные  и расчетные величины

Таблица 18

 

Значения  экспериментальных и расчетных величин

 

Н, м	τпр, с	Сн, кг/м3	W, кг/м3	τ0, с	К, с/м	ад	nос	, кг/м3	KCV, с-1
0,00	0,00	0,513	0,024	37	22250	0	0	0	0
0,02	140					73,09	3	0,2397	0,4989
0,04	312
0,06	501
0,08	665					70,06	4	0,140	6,015