ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет числа теоретических ступеней из "Основные процессы и аппараты химической технологии" Пример 1. Извлечение брома из водного раствора, содержащего 1 % (масс.) брома, производят экстракцией тетрахлоридом углерода. Определить, какому числу теоретических ступеней должен быть эквивалентен аппарат для извлечения 95 % брома. Расход водного раствора 15 кг/с, экстрагента 1,2 кг/с. На входе в экстрактор тетрахлорид углерода не содержит брома. Взаимной растворимостью воды и экстрагснта пренебречь. Температура 25 °С. [c.91] Как видим, концентрация брома в экстрагенте, выходящем с 5-й ступени, п )ены1нает его конечную концентрацию. Следовательно, для данного процесса требуется аппарат, эквивалентный приблизительно пяти теоретическим ступеням. [c.93] Пример 2. Очистку водорода от СОг производят абсорбцией под давлением 2 МПа водой, содержащей 0,001% (мол.) СОа (см. примеры 4 и 5). Из абсорбера выходит 4,44 кмоль/с раствора, содержащего 9,14-мол. доли диоксида углерода. Выделение поглощенного СО проводят десорбцией за счет дросселирования до давления 1 ат (9,81-10 Па) с последующей продувкой воздухом. Считая, что дросселирование протекает в равновесных условиях, определить, до какого значения уменьшится содержание СО2 после дросселирования и при каком расходе воздуха (содержащего 0,05% (мол.) СО2) концентрация диоксида углерода в воде может быть снижена до 0,001 % (мол.) в аппарате, эквивалентном одной теоретической ступени. Принять, что обе стадии десорбции протекают при 25 °С. Испарением воды и растворимостью воздуха пренебречь. [c.93] При расчете неизотермических процессов кроме параметров, характеризующих входные потоки, в качестве исходных данных обычно задаются числом теоретических ступеней. Повторение расчетов при различном соотношении расходов фаз и числе теоретических ступеней позволяет найти условия, при которых могут быть получены определенные конечные составы. Возможная схема расчета для неизотермической абсорбции показана на рис. 3.3. В соответствии с этой схемой сначала задаются составом и температурой газа на выходе из абсорбера. Затем из материального и теплового балансов для всего процесса определяют конечные расходы фаз, температуру и состав выходящей из абсорбера жидкости. После этого проводят последовательный расчет расходов, составов и температур для всех ступеней. Полученные в результате расчета значения температуры и концентрации в газе на последней ступени сопоставляют с величинами и г,к, которыми задавались в начале расчета. При значительном расхождении расчет повторяют. В схеме расчета, приведенной на рис. 3.3, использован метод простых итераций за новые значения конечной концентрации и температуры газа принимают значения, полученные в предыдущей итерации. [c.94] Пример 3. Абсорбцию паров н-гексаиа из смеси с метаном предполагается проводить парафинистым поглотительным маслом, содержащим 1 % (мол.) гексаиа. Концентрация гексана в исходной смеси 18% (мол.), ее расход 0,1 кмоль/с, температура 25 С. Определить степень извлечения гексаиа в абсорбере, эквивалентном двум теоретическим ступеням, при расходе поглотительного масла 0,07 кмоль/с. Принять, что процесс абсорбции протекает при нормальном давлении в адиабатических условиях. Начальная температура абсорбента 25 °С, его теплоемкость 300 кДж/(кмоль К) Летучестью масла и растворимостью в нем метана [феиебречь. [c.94] Мольные энта.пьпии газа и жидкости. Для некоторого упрощения расчетов пренебрежем влиянием температуры на теплоемкость компонентов и теплоту испарения гексана и исгюльзуем в расчетах значения этих параметров при 30 °С. [c.95] У = У ( 2. ) =9930-0,110 ехр = 0,0408 мол. доли. [c.96] Следовательно, при проведении данного процесса в аппарате, эквивалентном двум теоретическим ступеням, степень извлечения гексана составит 88,5% при этом поглотительное масло нагреется в процессе абсорбции до 44,3 °С, а газ — до 35,1 С. [c.96] Вернуться к основной статье