Раздел 8 (Решение задач Романков, Флисюк)
Адсорбция
Задача 8.1 (задачник Романков, Флисюк) Сравнить равновесные значения масс хлористого этила, поглощенных 1 кг активированного угля, при различных значениях парциальных давлений паров хлористого этила 20 и 200 мм рт. ст. и температурах - 15 и 20°С. Объяснить полученные результаты. Параметры изотермы Ленгмюра взять из примера 8.1.
Ответ: при 15°С 0,388 и 0,528 кг, при 20°С 0,151 и 0,435 кг, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 8.1 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 8.2 (задачник Романков, Флисюк) Сравнить равновесные количества пропана, адсорбирующиеся одним килограммом мелкопористого силикагеля при 20°С и относительных давлениях пропана 0,07 и 0,14. Считать справедливой изотерму БЭТ с параметрами аМ = 9,5 % (массовая доля) и С1 = 9,2.
Ответ: 0,0418 и 0,066 кг, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 8.2 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 8.3 (задачник Романков, Флисюк) Определить количества воды, адсорбированной по достижении равновесия 8 кг цеолита СаХ при температуре 40°С и парциальных давлениях пара р = 5 и 50 мм рт. ст. Параметры изотермы (8.3): W0= 0,235·10-3 м3/кг; В = 6,15·10-6К-2; х=2,53.
Ответ: а* = 0,21 и 0,233 кг/кг, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 8.3 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 8.4 (задачник Романков, Флисюк) Сравнить времена полного заполнения сферических частиц адсорбента в условиях примера 8.4, но для диаметров 4·10-3 и 1·10-3 м.
Ответ: 1,09ч и 0,136 ч, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 8.4 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 8.5 (задачник Романков, Флисюк) Определить степени отработки сферических частиц активированного угля при поглощении хлористого этила при условияхпримера 8,5, но при времени процесса 100 с, а также при диаметрах частиц 3,0 и 2,0 мм.
Ответ: 0,544, 0,853, 0,975, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 8.5 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 8.6 (задачник Романков, Флисюк) Сравнить интенсивности внешнего массопереноса, отнесенные к единице движущей разности концентрации, для неподвижных слоев сферических частиц адсорбента размерами 1,0 и 2,0 мм, в процессе адсорбции паров хлороводорода из воздуха при общем давлении П=1520 мм рт. ст. и температуре 15°С. Расход воздушной смеси одинаков - Vc = 0,15 м3/(м2·с).
Ответ: соотношение 5,51 : 1, совпадает с задачником
Скачать решение задачи 8.6 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 8.7 (задачник Романков, Флисюк) Сравнить значения общих коэффициентов массопередачи при адсорбции паров этанола из потока воздуха в псевдоожиженом слое частицами активированного угля АГ-3 диаметром 1 и 2 мм при 20°С и парциальном давлении паров в исходной смеси 25 мм рт. ст. Расход адсорбента на 1 м2 поперечного сечения слоя 0,60 м3/(м2·с). Высота псевдоожиженного слоя 70 мм. Коэффициент аффинности адсорбтива и структурная константа адсорбента 0,61 и 1,02·10-8К-2 соответственно.
Ответ: 85 и 82,4 с-1, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 8.7 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 8.8 (задачник Романков, Флисюк) Определить необходимую высоту Н неподвижного слоя активированного угля СКТ порозностью 0,38 при адсорбции им паров бензола из воздушного потока, имеющего объемную скорость 0,280 м3/(м2·с) и начальную концентрацию 0,0190 кг/м3. Необходимо обеспечить время защитного действия слоя искомой высоты, равное 1 ч 30 мин. Значение минимально возможной высоты слоя hm = 70 мм определено экспериментально.
Ответ: Н = 0,242м, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 8.8 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 8.9 (задачник Романков, Флисюк) В противоточном аппарате с движущимся слоем адсорбента и газа-носителя происходит непрерывная адсорбция целевого компонента от 0,110 до 0,005 кг/м3. Поступающий в аппарат адсорбент содержит 1,8 кг компонента в одном кубометре собственно твердой фазы. Расход газового потока 0,39 м3/(м2·с) при температуре процесса; объемный расход дисперсной фазы 2,1·10-8 м3/(м2·с) при порозности движущегося слоя 0,47. Изотерма адсорбции представлена на рис. 8.5. Опытные данные по значениям общего коэффициента массопередачи представлены графически на рис. 8.6. Определить необходимую высоту слоя адсорбента по уравнениям (8.13) и (8.14).
Рис. 8.5 Ступени изменения концентрации при непрерывной противоточной адсорбции
Рис. 8.6 – Графическое интегрирование при определении необходимого времени контакта потока-носителя с адсорбентом
Ответ: Н = 1,36 и 1,53м, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 8.9 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Задача 8.10 (задачник Романков, Флисюк) В условиях примера 8.10 произвести расчеты при диаметре частиц адсорбента 4 мм, а затем сравнить значения необходимых высот псевдоожиженных слоев при уменьшении выходной концентрации паров влаги в потоке воздуха в два раза (до Ск = 0,02·10-3 кг/м3).
Ответ: Н = 0,115 и 0,137м, совпадает с задачником.
Скачать решение задачи 8.10 (задачник Романков, Флисюк) (цена 100р)
Примеры решения глава 8
Решение задач по вашим данным от 100р
Пример 8.1. Рассчитать равновесные количества хлористого этила, адсорбированные двадцатью килограммами активированного угля при температурах 20 и -15°С и одинаковом парциальном давлении парообразного хлористого этила в воздухе р=0,162 кгс/см2. Равновесие описывается изотермой Ленгмюра с параметрами а*м=0,56кг/кг угля; b20=0,013 и b-15= 0,12 (мм рт. ст.)-1.
скачать решение примера 8.1(13.85 Кб) скачиваний668 раз(а)
Пример 8.2. Определить количество пропана, адсорбируемого 1 кг силикагеля в равновесных условиях при температуре 20°С и относительных давлениях пропана р/р* = 0,05 и 0,15. Справедлива изотерма равновесия БЭТ с параметрами а*м=2,0 % и С1 = 19.
скачать решение примера 8.2(7.14 Кб) скачиваний605 раз(а)
Пример 8.3. Определить количество поглощенного СS2 одним килограммом цеолита NаА при 20?С и парциальном давлении СS2 р = 30 мм рт. ст. Система NаА-СS2 описывается изотермой (8.3), Коэффициент аффинности для СS2 p=2,08; структурная константа для NаА В = 4,9·10-6 K-2; параметр W0 = 0,205·103 м3/кг.
Рис. 8.3 – Выходные концентрационные кривые: 1 – предельная (обрывная) форма кривой; 2 – Реальная кривая, учитывающая диффузионные сопротивленитя и продольное перемещение в потоке.
скачать решение примера 8.3(11.67 Кб) скачиваний614 раз(а)
Пример 8.4. Вычислить время окончания процесса адсорбции внутри сферической частицы активированного угля СКТ при ее заполнении бензолом при следующих условиях: диаметр частицы d=2·10-3 м; концентрация адсорбтива в окружающем частицу газе С0=20·10-3кг/м3; температура процесса t=20°С; коэффициент эффективной диффузии бензола через насыщенный слой внутри частиц Dэф=2,3·10-6 м2/с.
скачать решение примера 8.4(14.04 Кб) скачиваний754 раз(а)
Пример 8.5. Частицами активированного угля сферической формы диаметром d=4·10-3м адсорбируется хлористый этил при постоянном его парциальном давлении в окружающей частицы среде р=1,5 мм рт. ст. и температуре 20°С, Равновесие описывается изотермой Ленгмюра с параметрами а*м=0,55 кг/кг угля и b= 0,013 (мм рт.ст.)-1. Определить среднюю концентрацию хлористого этила в первоначально чистых частицах угля через 200 с после начала адсорбции. Коэффициент диффузии хлористого этила в воздухе при 20°С принять D=7,9·10-6 м2/с; плотность частицы угля ру = 1,2·103 кг/м3.
скачать решение примера 8.5(23.85 Кб) скачиваний592 раз(а)
Пример 8.6. Вычислить значение коэффициента массоотдачи от потока воздуха, содержащего примесь сероуглерода, фильтрующегося через неподвижный слой сферических частиц адсорбента диаметром 3·10-3 м. Массовый поток воздуха 0,50 кг/(м2·с). Температура воздуха 20°С. Порозность неподвижного слоя ε0 = 0,4.
скачать решение примера 8.6(15.64 Кб) скачиваний599 раз(а)
Пример 8.7. Найти значение общего коэффициента массопередачи при адсорбции паров воды из потока воздуха в аппарате с псевдоожиженным слоем сферических частиц цеолита NаА; диаметр частиц 2·10-3 м. Температура изотермического процесса 20 °С; объемный расход газа на 1 м2 поперечного сечения слоя 5,0·10-3 м3/(м2·с). Концентрация паров влаги в поступающем воздухе 3,5·10-3 кг/м3.
скачать решение примера 8.7(14.26 Кб) скачиваний619 раз(а)
Пример 8.8. Определить максимальное и реальное время защитного действия неподвижного слоя активированного угля СКТ высотой 400 мм при фильтровании через него потока воздуха с начальной концентрацией ларов бензола С0=25·10-3 кг/м3 и температурой 20°С. Скорость воздуха на полное сечение аппарата 0,46 м/с; изотерма адсорбции прямоугольная; равновесная емкость частиц адсорбента а*м=270 кг/м3 (рис. 8.2), порозносгь слоя ε0 = 0,38. Потеря времени защитного действия слоя согласно опытным данным t0= 820 с.
Рис. 8.2 – Резковыпуклая изотерма адсорбции
скачать решение примера 8.8(14.68 Кб) скачиваний657 раз(а)
Пример 8.9. Определить необходимую высоту движущегося со скоростью v=2,6·10-3 м/с слоя активированного угля при адсорбции из потока воздуха (w= 0,42 м/с на полное сечение) адсорбтива от концентрации 0,10 до 0,01 кг/м3. Изотерма адсорбции представлена на рис. 8.5. В поступающем адсорбенте концентрация целевого компонента а0=1,3кг/м3. Зависимость общего коэффициента массопередачи от концентрации адсорбтива в угле представлена аппроксимационной зависимостью k0=12,7·ехр(-0,068·а) с-1. Порозность движущегося слоя ε = 0,50.
Рис. 8.5 – Ступени изменения концентрации при непрерывной противоточной адсорбции
скачать решение примера 8.9(48.61 Кб) скачиваний670 раз(а)
Пример 8.10. Определить основные размеры аппарата с псевдоожиженным слоем частиц цеолита NаА плотностью 1200 кг/м3 и диаметром 2 мм при непрерывной адсорбции водяного пара из потока воздуха от начальной концентрации 3,8·10-3 кг/м3 до конечной концентрации 0,04·10-3 кг/м3 при атмосферном давлении. Объемный расход воздуха 0,50 м3/с при температуре адсорбции 20°С. Концентрация влаги в исходном адсорбенте составляет 0,48 кг/м3. Изотерма адсорбции может быть принята линейной: а*=4·104 С, Коэффициент аффинности для паров влаги b = 2,53; структурная константа цеолита В = 5,5·10-6К-2. Порозность псевдоожиженного слоя 0,5.
скачать решение примера 8.10(41.85 Кб) скачиваний651 раз(а)