Автор: Пользователь скрыл имя, 22 Мая 2013 в 17:11, контрольная работа
Відповідь: за заданими параметрами, з ефективністю вловлювання пилу не нижче 60% , ми розрахували апарат для очищення газів від твердих домішок. Нам потрібно використовувати одну групу із двох циклонів типу ЦН – 24 діаметром 1000 мм кожний, загальна висота циклонів 4,26 м за [1, табл.3.2]. Приведені витрати складають 3741,7 грн/год.
1. Теоретичне питання № 1………………………………………………..с.
2. Теоретичне питання № 2………………………………………………..с.
3. Задача…………………………………………………………………….с.
Перелік використаної літератури…………………………………………с.
Зворотна реакція
другого порядку. Кінетичне
Коефіцієнт прискорення для зворотної реакції першого порядку визначається за формулою:
де NA – швидкість розходування компоненту А в одиниці об’єму на хімічну реакцію, кмоль/(м3·с);
r11 – константа швидкості реакції другого порядку (для прямої реакції);
r1 – константа швидкості реакції першого порядку (для зворотної реакції); К=r11Вж/r1 – константа рівноваги реакції;
j – поправочний помножувач,що залежить від R, К и q=Bж/Ap, x – для реакції другого порядку визначають за формулою (1.20) або рис. 1.1, б.
При К>20 коефіцієнт прискорення можна визначати за формулами для незворотної реакції другого порядку, при q>20 – по формулам для зворотної реакції псевдопершого порядку; при K>100 и q>100 – по формулам для швидкої реакції в рідкій фазі.
Одночасна абсорбція двох газів. Це випадок розглянутий для одночасної абсорбції СО2 и H2S розчинами лугів або амінів. Допустимо, абсорбуються гази А та С активною частиною поглинача В[(А+С) +nB ® продукти]. Для обох газів реакція в рідкій фазі протікає швидко. Коефіцієнт прискорення для газу А визначають за наближеною формулою
а для газу С
де yA=DA/DB; yс=Dс/Dв; TA=nAp/Bж; Тс=nсСс/Вж; nА, nс – число кіломолей В, реагуючих відповідно з А і С.
При одночасній
абсорбції двох газів
Прискорення масопередачі
за рахунок поверхневої
де dsдин/dх – градієнт поверхневого натягу, Па.
Рис. 1.1. залежність фактору прискорення від різних параметрів:
а – залежність Х від а при різних К для реакції першого порядку; б - залежність Х від R при різних М для реакції другого порядку
2. Теоретичне питання № 2
Очищення від хлору та його сполук.
Виникнення промислових відхідних газів і вентиляційних викидів, що містять хлор, хлорид водню і хлорорганічних речовин, характерно для багатьох виробництв: отримання хлору і лугів методом електролізу повареної солі, отриманні металічного магнію методом електролізу хлориду, переробки кольорових металів методом хлоруючого обпалення, отримання соляної кислоти і хлоромістких неорганічних і органічних речовин. В останній час джерелами виділення HCI стали установки зпалення хлоромістких відходів.
Для абсорбції хлору і хлоромістких речовин використовують воду, водні розчини лугів і органічних речовин, водні суспензії і органічні розчинники.
Взаємодія хлору с розчинами лугів характеризується реакціями
С12+2Са(ОН)2® СаС12+Са(ОС1)2+2Н2О; (2.2)
Na2CO3+H2O+Cl2®NaCl+NaOCl+CO2+
Найбільше практичне значення мають розчин NaOH (100–150 г/л) і водна суспензія Са(ОН)2 (100–110 г/л). При абсорбції хлору гідроксидом кальцію (вапняним молоком) при 80–95 °С в основному утворюються хлорид і хлорат кальцію:
6Са(ОН)2+6С12®5СаС12+Са(С1О3)2
Виникаючі в процесі очищення хлорати (гіпохлорити) можуть бути використані для обеззаражування стічних вод або підлягають термокаталітичному розпаду під дією гострої пари: Ca(CIO)2®CaCl2+O2.
Процес можна проводити в абсорберах будь-якої конструкції. Ступінь очищення газів досягає 70–90%.
Вапняний метод має ряд переваг: невелика вартість і досяжність реагенту, не потребує кропіткого захисту обладнання від корозії, так як середовище лужне. Недоліками способу є невисока ступінь очищення, недостатня ступінь використання абсорбенту, так як частина його розходується на підтримку необхідної лужності розчину. При використанні розчинів NaOH и Na2CO3 ефективність очищення підвищується до 90–98%.
Ефективними абсорбентами хлору є тетрахлориди вуглецю(ССl4) і титану (TiСl4), хлориди сірки. При використанні ССl4 процес очищення проводять наступним чином: аб-гази, які містять 0,5–5,0% хлору, розбавляють повітрям і подають в абсорбційну колону, яка працює під тиском (1,5–2,0)·105 Па. Перед абсорбцією гази охолоджують розсолом. Абсорбція проходить в насадочній частині абсорбера охолодженим до (–15) – (–20) °С тетрахлоридом вуглецю. Очищений газ викидають в атмосферу або направляють на доочищення, а відпрацьований поглинальний розчин надходить на регенерацію.
Запропонований спосіб поглинання
хлору водними розчинами
На деяких підприємствах кольорової металургії для очищення газів від хлору використовують розчин хлориду заліза, який отримують розчиненням залізної стружки в соляній кислоті. При абсорбції хлору FеС12 переходить у FеС13, який є товарним продуктом.
Хлорид водню дуже гарно поглинається водою, тому його, як правило, використовують в якості абсорбенту, наприклад, у виробництві соляної кислоти. Для очищення відходящих газів від НС1 застосовують воду і лугові розчини.
Очистку газів водою проводять в абсорберах різної конструкції: в скруберах Вентурі, розпилюючих, насадочних абсорберах і в колонах з тарілками. Вибір апарату залежить від об’єму і складу газів, їх температури, виду і концентрації домішок, ефективності апаратів, а також напрямку подальшого використання отриманих сорбатів.
Ефективність очищення для насадочних абсорберів залежить від щільності зрошення. Наприклад, при концентрації хлориду водню в газі 4 г/м3 при щільності зрошення 2,5 М3/(м2-ч) в абсорбері діаметром 5 м с насадкою висотою 12,7 м ефективність очищення була 72%, а при щільності зрошення 5,1 м3/(м2·ч) – 88%. Подальше збільшення щільності зрошення не підвищує ефективність очистки, але утворює стоки с низькою концентрацією (0,3–0,4%) соляної кислоти. При здійсненні рециркуляції абсорбенту можливе отримання соляної кислоти 9–10%-вої концентрації. В тарілчастих колонах ефективність очистки досягає 90–99%. Наприклад, ефективність колони с клапанними тарілками при витратах 0,5 кг/м3 складає 97,8%.
Основним недоліком процесу очистки водою є утворення туману крапельно-рідинної соляної кислоти, уловлювання якого при інших рівних умовах проходить менш інтенсивно.
Застосування водних розчинів NaOH, Ca(OH)2 або Na2CO3 для абсорбції хлориду водню дозволяє підвищити ефективність очистки і одночасно нейтралізувати виникаючі стоки. Цей спосіб дозволяє рекуперувати хлорид водню з отриманням хлоридів деяких металів: СаСl2, FеСl3, ZnCl2, ВаСl2, NaCl. Найбільш дешевшим з цих абсорбентів є гідроксид кальцію (вапняне молоко). Після абсорбції розчин хлориду кальцію упарюють, наприклад, в апаратах з пальниками глибинного паління. Для зневоднення розчину можна використовувати також розпилюючу сушарку.
№1.3
Розрахувати апарат для очищення газів від твердих домішок.
Вихідні дані:
Хm, % 23,5 28 9,6 7,3 4,9 4 2,2 2,5
σч, мкм 5 10 20 30 40 60 80 100
Розв’язок:
Згідно до завдання і до вихідних даних обираємо пиловловлювач циклонного типу. Розв’язок зводиться до вибору оптимального варіанту циклонної установки.
1. Розраховуємо поправку на
де µг – в’язкість газу,Па·с;
ρм – густина матеріалу пилу,кг/м3
2. Для побудови кривої приведення вибираємо три значення η20 : 0,50; 0,70; 0,95 [1,табл.3.3].
При η20 = 0,50 з табл.3.3 маємо значення величин η.
3. Знайдемо залежність між загальним і фракційним ступенем очищення за формулою:
5. Враховуючи поправку Кп = 0,098, визначаємо нове значення а = - 0,52 – 0,098 = - 0,618.
6. По таблиці 3.4 [1,стор.64] знаходимо нове значення А(а) = - 0,45 і по ньому розраховуємо кінцеву величину ηп за формулою:
7. При η20 = 0,70 аналогічно з попереднім розрахунком розраховуємо:
8. З урахуванням поправки нове значення а=-0,23-0,098=-0,33. Виправлене значення η2 де А(а) = -0,26, буде η2 =0,5·[1+(-0,26)] = -0,37.
9. При η20 =0,95 аналогічно до вище написаного маємо:
10. Таким чином, трьом значенням η20 відповідають три значення повних к.к.д:
η20 0,50 0,70 0,95
ηі 0,28 0,37 0,72
11. За отриманими трьома точками будуємо криву приведення рис.1 1, по якій знаходимо, що для досягнення заданої ефективності в 60 % потрібно підібрати циклон, який мав би η20 = 0,375 ≈ 0,4.
12. по графічний залежності [1,рис.3.2] визначаємо шукані варіанти типів циклонів і τу:
ЦН – 24 … 1,2
13. Визначаємо конструктивний коефіцієнт циклона ЦН – 24 по зсередненному значенню коефіцієнта капітальних затрат, використовуючи таблиці 3.5 і 3.2 [1,стор.62 і с.65] за формулою:
де К.к.з – коефіцієнт капітальних затрат [1,стор.65]
ζ – коефіцієнт опору циклону [1,стор.62].
14. Знаходимо оптимальний діаметр циклону за формулою:
де τу – умовний час перебування газу в циклоні,
Кц – конструктивний коефіцієнт циклону;
Ке – експлуатаційний коефіцієнт циклону;
Информация о работе Контрольная работа по "Технолгии очистки и рекуперации отходов"