Tải bản đầy đủ

Giao trinh bai tap 4 bài tập có hướng dẫn giải từ cảm ứng điện từ

Bài tập hấp phụ - Cac QT Hoa hoc&Hoa ly

CHƯƠNG 4: BÀI TẬP QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ
Bài tập 1.
Trong một tháp hấp phu đứng đường kính D = 1,4m chứa than hoạt tính (ρt =
220kg/m3), chiều cao lớp than L = 1,1m. Hỗn hợp khí chứa hơi xăng được cho qua
thiết bò với vận tốc 14m/ph, nồng độ ban đầu là C 0 = 39 g m . Hơi xăng được hấp phụ
3

hoàn toàn bằng than. Hoạt tính của than đối với hơi xăng là 7%, than sau khi nhả
hấp chứa 0,8% xăng. Hãy xác đònh thời gian hấp phụ và lượng hỗn hợp được xử lý
trong 1 chu kỳ.
Giải:
Lượng than có trong tháp
G = 0,785.D2.H.ρ = 406kg
Lượng xăng được hấp thụ bởi lượng than bằng:
L = G (ac – ) = 406 (0,07 – 0,0008) = 25,2kg
Thời gian hấp phụ
τ=

L

= 28 ph
C 0ω .0,785.D 2

Thể tích khí được xử lý trong 1 chu kỳ là
V = 0,785.D2.w.τ = 604 m3
Bài tập 2.
Một tháp hấp phụ hoạt động liên tục có đường kính 200m được dùng để xử lý dòng
khí hơi, lưu lượng 66 m3/s. Nồng độ ban đầu C 0 = 0,06 g m , nồng độ cuối
3

C c = 0,004 g m3 Cho đẳng nhiệt hấp phụ, cho rằng hoạt tính động của than ở đầu ra

bằng 80% hoạt tính tónh. Cho β = 4 s-1, chất hấp phụ ban đầu có = 4kg/m3. Hãy
xác đònh vận tốc chuyển động của than và chiều cao lớp chất hấp phụ trong tháp
Giải:
Từ đường đẳng nhiệt hấp phụ, khi C0 = 0,06 g m ⇒ a0 = 62,5 kg/m3
3

Vận tốc chất hấp phụ
u=

1 ω .C 0 35.0,06
=
=
= 0,03 m ph
k
a0
62,

ω=

V
66
=
= 35 m ph
2
2
0,785.D
60.0,75.(0,2)


Chiều cao lớp chất hấp phụ
Du Mỹ Lệ - Khoa Môi trường, ĐHBK TpHCM

1


Bài tập hấp phụ - Cac QT Hoa hoc&Hoa ly
n

L = he.∑ m0i
i =1

he =

V2 ω
=
sβ β

m01= 1,12


m02= 1,04
n

∑m

0i

i =1

L=

m03 = 1,11

m04 = 1,06

m05 = 1,16

m06 = 1,24

= 6,73

35.6,73
= 0,98 m
60.4

Bài tập 3.
Theo số liệu thực nghiệm, thời gian hấp phụ hơi clorpirrin ( C0 = 6,6 g

m3

) bởi lớp

than hoạt tính có chiều cao H = 0,05m và tiết diện S = 0,01m2 với vận tốc thể tích
V = 0,03 m3/ph, τ =336ph. Theo đường đẳng nhiệ hấp phụ a*0 = 222kg/m3, đường
kính hạt than de = 1,5mm. Hãy xác đònh:
a. hệ số làm việc an toàn
b. thời gian thất thoát τo
c. Đặc tính động học B1 và B2
Giải:
Ta có hệ số làm việc an toàn K =

ω =

a0*

ω C0

V 003
=
= 3 m ph
S 0,01

⇒ K=

a0*
222
=
= 11200 ph/m = 187h/m
ω C0 3.6,6.10− 3

Thời gian mất
τo = K.H -τ = 187 . 0,05 – 336 = 224 ph
Hệ số B1và B2
B1 = K.w = 1120.3 = 33600
B2 =

τ0 ω
de

=

224. 3
= 259000
0,0015

Bài tập 4.
Trong bài 3 nếu cho w = 6m/ph. Hãy xác đònh
a. Hệ số an toàn K
b. Thời gian mất
c. Thời gian hấp phụ của lớp than dày H = 0,1m
Du Mỹ Lệ - Khoa Môi trường, ĐHBK TpHCM

2


Bài tập hấp phụ - Cac QT Hoa hoc&Hoa ly

Giải:
Do B1 và B2 là hằng số B1 =Ki wi ⇒ K2 = B1/w = 33600/6 = 5600 ph/m
Thời gian mất
τ0 =

B2 de

ω

=

259000.0,0015
6

= 159 ph

Thời gian hấp phụ tính theo phương trình Silov
τo = K.H -τ = 5600 . 0,1 – 159 = 401 ph
Bài tập 5.
Cho đường hấp phụ đẳng nhiệt hỗn hợp hơi etylic (70%) và dietyl ete ( 30% ). Hãy
xác đònh thời gian hấp phụ hỗn hợp này bằng lớp than cao L = 1m. Nồng độ hỗn
hợp ban đầu C 0 = 0,072 kg/m3, nồng độ trung bình ở đầu ra là: C = 0,0001 kg/m3.
Vận tốc hỗn hợp hơi ω = 12 m/ph. Đường kính than hoạt tính de = 0,004m, khối
lượng riêng đổ đống ρt = 500kg/m3 , nhiệt độ hấp phụ 200C , áp suất khí quyển.
Giải
Theo đường hấp phụ đẳng nhiệt, xác đònh hoạt tính cân bằng a0* tương ứng
C 0 = 0.072 kg/m3.
P0 = C 0 RT = 0,072

848
760
293
= 20mmHg
65,6
10330

Mhh = 0,3 . 46 + 0,7 . 74 = 65,6 kg/kmol
Tra đồ thò : a0* = 0,2 kg/kg = 100 kg/m3 thuộc vùng 3.
⎛C
⎞⎤
C
a* ⎡
τ=
⎢ L − 0 ln⎜⎜ 0 − 1⎟⎟⎥
βy ⎝ C
ϖ C0 ⎣⎢
⎠⎥⎦

Tính βy
Hệ số khuyếch tán etylic ở 00C : D01 = 0,028 m2/h = 0,0778.10-4 m2/s
Hệ số khuyếch tán dietyl ete ở 00C : D02 = 0,0367 m2/h = 0,1019.10-4 m2/s
Ở 200C tính cho hệ số khuyếch tán đối với giá trò nhỏ nhất :
Dy = D01

P0 ⎛ T ⎞
⎜ ⎟
P ⎜⎝ T0 ⎟⎠

3/ 2

1 ⎛ 293 ⎞
= 0,028 ⎜

1 ⎝ 273 ⎠

3/ 2

= 0,0312 m2/h = 0,0866.10-4 m2/s
γy = 0,15.10-4 m2/s

;

ω = 12 m/ph = 0,2 m/s

βy = 7,43
Thời gian hấp phụ :
Du Mỹ Lệ - Khoa Môi trường, ĐHBK TpHCM

3


Bài tập hấp phụ - Cac QT Hoa hoc&Hoa ly
100 ⎡ 0,2 ⎛ 0,072
⎞⎤
h
τ=
ln⎜
− 1⎟⎥ = 5900 s = 1 38ph
⎢1 −
0,2 .0,072 ⎣ 7,4 ⎝ 0,0001 ⎠⎦

Bài tập 6.
Tháp hấp phụ hoạt động liên tục đường kính D = 0,32m dùng để xử lý dòng hỗn
hợp hơi lưu lượng 120m3/h. Ở đầu vào, than chứa a0 = 4 kg/m3 cấu tử được hấp phụ,
Ở đầu ra, a0 = 30 kg/m3. Hệ số truyền khối βy = 5 1/s . cho đường đẳng nhiệt hấp
phụ. Xác đònh vận tốc và chiều cao lớp than.
Giải
Vận tốc chuyển động của lớp than :
1 C0ϖ 0,105 .0,415
=
=
= 0,00128m / s
k
34
a0*
V
ω=
= 0,415m / s
3600 .0,785.D 2
u=

a 0* = 34kg / m 3

Dựng đường làm việc qua 2 điểm :
A ( C 0 = 0,105 kg/m3 ; ac = 30 kg/m3 )
B ( C c = 0,0065 kg/m3 ; ad = 4 kg/m3 )
Xác đònh hệ số bậc truyền khối trên đồ thò N = 5
Đối với mỗi bậc xác đònh số đơn vò truyền khối moi
C − C1
(0,105 − 0,0815)
m01 = 2 0
=2
= 0,905
0,105 − 0,053
*
C0 − C 2

m02 = 2

(0,0815 − 0,053)
= 1,065
0,0815 − 0,028

m03 = 2

(0,053 − 0,028)
= 1,205
0,053 − 0,0115

m04 = 2

(0,028 − 0,0115)
= 1,535
0,028 − 0,0065

m05 = 2

(0,0115 − 0,0065) = 1,335
0,0115 − 0,004

N

m0 = ∑ m0i = 6,045

i =1
V
0,415
=
.6,045 = 0,5m
he =
Sβ y
5
Du Mỹ Lệ - Khoa Môi trường, ĐHBK TpHCM

4


Bài tập hấp phụ - Cac QT Hoa hoc&Hoa ly

Bài tập 7.
Hãy xác đònh chiều dài vùng thiết kế của lớp Zeolit ( de = 0.002 m) và chiều cao
tháp sấy khí ( C = 2,94.10-6 kg/m3 ) ở các điều kiện sau : chiều cao lớp hấp phụ
0,26m, C 0 = 0,01 kg/m3 , vận tốc dòng khí 0,5m/s, thời gian bão hoà τbh = 190ph, τ1
– thời gian làm việc an toàn τ = 110ph
Giải
H0 = H

τ bh − τ
190 − 110
= 13,8cm
= 0,26
190 − 0,5(190 − 110)
τ bh − (1 − t )(τ bh − τ )

Du Mỹ Lệ - Khoa Môi trường, ĐHBK TpHCM

5



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×