Bài tập hấp phụ - Cac QT Hoa hoc&Hoa ly CHƯƠNG 4: BÀI TẬP QUÁ TRÌNH HẤP PHỤ Bài tập Trong 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 xăng cho qua thiết bò với vận tốc 14m/ph, nồng độ ban đầu C = 39 g m Hơi xăng hấp phụ hoàn toàn than Hoạt tính than xăng 7%, than sau nhả hấp chứa 0,8% xăng Hãy xác đònh thời gian hấp phụ lượng hỗn hợp xử lý chu kỳ Giải: Lượng than có tháp G = 0,785.D2.H.ρ = 406kg Lượng xăng hấp thụ 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 Thể tích khí xử lý chu kỳ V = 0,785.D2.w.τ = 604 m3 Bài tập Một tháp hấp phụ hoạt động liên tục có đường kính 200m dùng để xử lý dòng khí hơi, lưu lượng 66 m3/s Nồng độ ban đầu C = 0,06 g m , nồng độ cuối C c = 0,004 g m3 Cho đẳng nhiệt hấp phụ, cho hoạt tính động than đầu 80% hoạt tính tónh Cho β = s-1, chất hấp phụ ban đầu có = 4kg/m3 Hãy xác đònh vận tốc chuyển động than chiều cao lớp chất hấp phụ tháp Giải: Từ đường đẳng nhiệt hấp phụ, C0 = 0,06 g m ⇒ a0 = 62,5 kg/m3 Vận tốc chất hấp phụ u= ω C 35.0,06 = = = 0,03 m ph k a0 62, ω= V 66 = = 35 m ph 2 0,785.D 60.0,75.(0,2) Chiều cao lớp chất hấp phụ Du Mỹ Lệ - Khoa Môi trường, ĐHBK TpHCM 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 Theo số liệu thực nghiệm, thời gian hấp phụ clorpirrin ( C0 = 6,6 g m3 ) lớp than hoạt tính có chiều cao H = 0,05m 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 B2 Giải: Ta có hệ số làm việc an toàn K = ω = a0* ω C0 V 003 = = m ph S 0,01 ⇒ K= a0* 222 = = 11200 ph/m = 187h/m ω C0 3.6,6.10− Thời gian 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 = 259000 0,0015 Bài tập Trong cho w = 6m/ph Hãy xác đònh a Hệ số an toàn K b Thời gian c Thời gian hấp phụ lớp than dày H = 0,1m Du Mỹ Lệ - Khoa Môi trường, ĐHBK TpHCM Bài tập hấp phụ - Cac QT Hoa hoc&Hoa ly Giải: Do B1 B2 số B1 =Ki wi ⇒ K2 = B1/w = 33600/6 = 5600 ph/m Thời gian τ0 = B2 de ω = 259000.0,0015 = 159 ph Thời gian hấp phụ tính theo phương trình Silov τo = K.H -τ = 5600 0,1 – 159 = 401 ph Bài tập Cho đường hấp phụ đẳng nhiệt hỗn hợp etylic (70%) dietyl ete ( 30% ) Hãy xác đònh thời gian hấp phụ hỗn hợp lớp than cao L = 1m Nồng độ hỗn hợp ban đầu C = 0,072 kg/m3, nồng độ trung bình đầu là: C = 0,0001 kg/m3 Vận tốc hỗn hợp 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 Giải Theo đường hấp phụ đẳng nhiệt, xác đònh hoạt tính cân a0* tương ứng C = 0.072 kg/m3 P0 = C 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 ⎛C ⎞⎤ C a* ⎡ τ= ⎢ L − ln⎜⎜ − 1⎟⎟⎥ βy ⎝ C ϖ C0 ⎣⎢ ⎠⎥⎦ Tính βy Hệ số khuyếch tán etylic 00C : D01 = 0,028 m2/h = 0,0778.10-4 m2/s Hệ số khuyếch tán dietyl ete 00C : D02 = 0,0367 m2/h = 0,1019.10-4 m2/s Ở 200C tính cho hệ số khuyếch tán giá trò nhỏ : Dy = D01 P0 ⎛ T ⎞ ⎜ ⎟ P ⎜⎝ T0 ⎟⎠ 3/ ⎛ 293 ⎞ = 0,028 ⎜ ⎟ ⎝ 273 ⎠ 3/ = 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 Bài tập hấp phụ - Cac QT Hoa hoc&Hoa ly 100 ⎡ 0,2 ⎛ 0,072 ⎞⎤ h τ= ln⎜ − 1⎟⎥ = 5900 s = 38ph ⎢1 − 0,2 0,072 ⎣ 7,4 ⎝ 0,0001 ⎠⎦ Bài tập Tháp hấp phụ hoạt động liên tục đường kính D = 0,32m dùng để xử lý dòng hỗn hợp lưu lượng 120m3/h Ở đầu vào, than chứa a0 = kg/m3 cấu tử hấp phụ, Ở đầu ra, a0 = 30 kg/m3 Hệ số truyền khối βy = 1/s cho đường đẳng nhiệt hấp phụ Xác đònh vận tốc chiều cao lớp than Giải Vận tốc chuyển động lớp than : C0ϖ 0,105 0,415 = = = 0,00128m / s k 34 a0* V ω= = 0,415m / s 3600 0,785.D u= a 0* = 34kg / m Dựng đường làm việc qua điểm : A ( C = 0,105 kg/m3 ; ac = 30 kg/m3 ) B ( C c = 0,0065 kg/m3 ; ad = kg/m3 ) Xác đònh hệ số bậc truyền khối đồ thò N = Đối với bậc xác đònh số đơn vò truyền khối moi C − C1 (0,105 − 0,0815) m01 = =2 = 0,905 0,105 − 0,053 * C0 − C m02 = (0,0815 − 0,053) = 1,065 0,0815 − 0,028 m03 = (0,053 − 0,028) = 1,205 0,053 − 0,0115 m04 = (0,028 − 0,0115) = 1,535 0,028 − 0,0065 m05 = (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 Du Mỹ Lệ - Khoa Môi trường, ĐHBK TpHCM Bài tập hấp phụ - Cac QT Hoa hoc&Hoa ly Bài tập Hãy xác đònh chiều dài vùng thiết kế lớp Zeolit ( de = 0.002 m) chiều cao tháp sấy khí ( C = 2,94.10-6 kg/m3 ) điều kiện sau : chiều cao lớp hấp phụ 0,26m, C = 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 ... Mỹ Lệ - Khoa Môi trường, ĐHBK TpHCM Bài tập hấp phụ - Cac QT Hoa hoc&Hoa ly Bài tập Hãy xác đònh chiều dài vùng thiết kế lớp Zeolit ( de = 0.002 m) chiều cao tháp sấy khí ( C = 2, 94.1 0-6 kg/m3... 3/ = 0,0312 m2/h = 0,0866.1 0-4 m2/s γy = 0,15.1 0-4 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 Bài tập hấp phụ - Cac QT Hoa hoc&Hoa ly 100... 259000 0,0015 Bài tập Trong cho w = 6m/ph Hãy xác đònh a Hệ số an toàn K b Thời gian c Thời gian hấp phụ lớp than dày H = 0,1m Du Mỹ Lệ - Khoa Môi trường, ĐHBK TpHCM Bài tập hấp phụ - Cac QT Hoa