2 Các thông số dòng khí
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (710.84 KB, 67 trang )
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THÁP ĐỆM HẤP THU NH3 BẰNG NƯỚC
Yc =
yc
0,0002
=
= 0,0002
1 − y c 1 − 0,0002
GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Hiền
(kmol NH3/kmol khí trơ)
Mhh, M1, Mkk: khối lượng phân tử của hỗn hợp khí, NH3, không khí (kg).
M hh = y d .M 1 + (1 − y d ).M kk = 0,07.17 + (1 − 0,07 ).28,84
= 28,01( g / mol )
Suất lượng dòng khí vào tháp:
Gy =
G
2000
=
= 71,4( kmol/h)
M hh 28,01
Suất lượng dòng khí trơ trong hỗn hợp khí:
Gtr = G y .(1 − y d ) = 71.4(1 − 0,07 ) = 66,4( kmol/h)
Khối lượng riêng trung bình của pha khí: [ IX.102] trang 183 sổ tay QTVTB hóa chất
tập 2 .
ρ ytb =
Trong đó: M1, M
α
[ y tb .M1 + (1 − y tb ).M α ].273
22,4.T
: khối lượng mol của NH3 và không khí.
T: nhiệt độ làm việc trung bình của tháp, t = 300C
T = 30 + 273 = 303 (0K)
ytb: nồng độ mol của NH3 lấy theo giá trị trung bình.
SVTH: Bùi Mạnh Trình 2004110192
Trang: 32
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THÁP ĐỆM HẤP THU NH3 BẰNG NƯỚC
ytb =
GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Hiền
yd + yc
2
Với yd, yc là nồng độ phần mol NH3 vào và ra khỏi tháp.
yd = 0,07
yc = y d .(1 − η ) = 0,1.(1 − 0,997 ) = 2,1.10 −4
0,07 + 2,1.10 −4
ytb =
= 0,035
2
M 1 = M NH 3 = 17
M kk = 28,84 ( g / mol )
ρ ytb =
[ 0,035.17 + (1 − 0,035).28,84 ].273 = 1,14( kg / m 3 )
22,4.303
Suy ra:
Lưu lượng thể tích khí trung bình đi trong tháp hấp thu:[IX.101/183] sổ tay
QTVTB hóa chất tập 2
V ytb =
V yd + V yc
2
Vyd, Vyc: lưu lượng khí vào, ra khỏi tháp m3/h.
Vyd = 2000kg/h : 1,14 kg/m3 = 1754,4 m3/h
SVTH: Bùi Mạnh Trình 2004110192
Trang: 33
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THÁP ĐỆM HẤP THU NH3 BẰNG NƯỚC
GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Hiền
V yc = Vtr .(1 + Yc )
Mà : Vtr = V yd .(1 − Yd )
(
Nên : V yc = V yd .(1 − Yd ).(1 + Yc ) = 1754,4.(1 − 0,075).(1 + 0,0002 ) = 1623,14 m 3 / h
⇒ V ytb =
V yd + V yc
2
=
)
1754,4 + 1623,14
= 1688,8( m 3 / h )
2
Độ nhớt trung bình của pha khí: [I.18] trang 18 sổ tay QTVTB hóa chất tập 1
M hh m1 .M 1 mkk .M kk
=
+
µ hh
µ1
µ kk
Mhh, M1, Mkk: khối lượng phân tử của hỗn hợp khí, NH3, không khí (kg).
m1, mα: nồng độ thể tích của NH3 và không khí.
m1 = ytb = 0,035
mkk = 1 - ytb = 1 - 0,035 = 0,965
µ NH 3 (300 C ) = 1,04.10 −5 NS / m 2
Với:
(Bảng 1.113 trang 115 sổ tay QTVTB hóa
chất tập 1
µ KK (30 0 C ) = 1,86 .10 −5 NS / m 2
(Bảng 1.114 trang 118 sổ tay QTVTB hóa chất
tập
28,236 0,035.17 0,965.28,84
=
+
µ hh
1,04.10 −5
1,86 .10 −5
µ hh = 1,83 .10 −5 NS / m 2
SVTH: Bùi Mạnh Trình 2004110192
Trang: 34
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THÁP ĐỆM HẤP THU NH3 BẰNG NƯỚC
GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Hiền
Lưu lượng khối lượng pha khí trung bình:
G ytb =
G yñ + G yc
2
Gyd, Gyc: lưu lượng khối lượng pha khí vào và ra, kg/h.
G yd = Gtr .M tr + Gtr .M NH 3 .Yd = 66,4.28,84 + 66.4.17.0,075
= 1999,6( kg / h )
G yc = Gtr .M tr + Gtr .M NH 3 .Yc = 66.4.28,84 + 66,4.17.0,0002
= 1915,2( kg / h )
G ytb =
Suy ra:
1999,6 + 1915,2
= 1957,4( kg / h )
2
4.3 Các thông số dòng lỏng:
Hấp thu NH3 bằng H2O, chọn dung môi sạch khi vào tháp đệm với Xd = 0.
Lượng dung môi tối thiểu sử dụng:
Lmin =
G tr (Yd − Yc )
X* − X d
X*: nồng độ pha lỏng cân bằng tương ứng Yd
Từ đồ thị đường cân bằng ta có: X* = 0,023 (kmol NH3/kmol H2O)
Lmin =
66,4.( 0,075 − 0,0002)
= 215,94( kmol/h)
( 0,023 − 0)
Lượng dung môi thực tế cần sử dụng:
SVTH: Bùi Mạnh Trình 2004110192
Trang: 35
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ THÁP ĐỆM HẤP THU NH3 BẰNG NƯỚC
GVHD:Th.S Nguyễn Thị Thanh Hiền
Ltr = 1,4.Lmin = 1,4.215,94 = 302,32 (kmol/h)
Phương trình cân bằng vật chất: 4.17 trang 84 QTVTB truyền khối tập 3
Gtr .Yd + Ltr.Xd = Gtr.Yc + Ltr.Xc
Xc =
Mà:
Gtr
66,4
.( Yd − Yc ) =
.( 0,075 − 0,0002 )
Ltr
302,32
= 0,016( kmolNH 3 / kmolH 2 O )
Gtr.Yc
Gtr .Yd
Ltr.Xd
Ltr.Xc
Đường làm việc của tháp hấp thụ:
Y = A.X + B
Trong đó :
A=
Ltr 302,32
=
= 4,55
Gtr
66,4
B = Yc −
Ltr
302,32
. X d = 0,0002 −
.0 = 0,0002
Gtr
66.4
Vậy phương trình làm việc là: Y = 4,55X + 0,0002
SVTH: Bùi Mạnh Trình 2004110192
Trang: 36
