D tính toán tháp hấp thu

KỸ THUẬT XỬ LÝ KHÍ THẢI TÍNH TỐN THIẾT KẾ THÁP HẤP THU Độ hòa tan chất khí chất lỏng • Độ hòa tan nồng độ bão hòa chất khí pha lỏng (g/L, mol/L); • Mỗi cặp chất khí chất lỏng khác có độ hòa tan khác xác định thực nghiệm, • Độ hòa tan chất khí nước giảm nhiệt độ tăng ngược lại, • Độ hòa tan chất khí dung mơi hữu tăng theo nhiệt độ, • Tại nhiệt độ sơi dung mơi, độ hòa tan chất khí khơng, Độ hòa tan chất khí nước Độ hòa tan chất khí nước Áp suất (vapour pressure) • Áp suất (còn gọi áp suất bão hòa) áp suất gây pha trạng thái cân nhiệt động với pha lỏng (hoặc rắn) nhiệt độ định hệ kín, • Đặc trưng cho tốc độ bay hơi, • Ký hiệu : VP , P0i Định luật Raoult • Áp suất dung dịch lý tưởng phụ thuộc trực tiếp vào áp suất cấu tử phần mol cấu tử dung dịch, • Khi cấu tử dung dịch đạt cân với pha hơi, tổng áp suất bằng: P  P  xA  P  xB    Pi  xi   p A B * i • P0i= áp suất cấu tử i (trên pha lỏng nguyên chất) • p*i = áp suất riêng phần cấu tử i • xi= phần mol cấu tử i dung dịch Định luật Henry p* = Hx y* = p*/P = mx p* = Áp suất riêng phần chất nhiễm pha khí trạng thái cân pha, y* = nồng độ phần mole chất ô nhiễm pha khí trạng thái cân pha, H = Hệ số Henry m = H/P x = Nồng độ phần mole chất ô nhiễm pha lỏng trạng thái cân pha, x Đơn vị H : atm/mole fraction = Nồng độ phần mole chất ô nhiễm pha lỏng trạng thái cân pha, P = áp suất tổng hệ Hằng số Henry Hằng số Henry chất khí chất lỏng tính theo công thức sau: H  VP  M  S Trong đó: H= số Henry(atm-m3/mol) VP= áp suất (atm) M = phân tử lượng chất khí (g/mol) S = độ hòa tan chất khí chất lỏng (g/m3) Độ hòa tan chất khí nước Hệ số Henry chất khí nước 10 Thơng số vật liệu đệm Tính chiều cao tháp theo lý thuyết Chiều cao tháp đệm: H  mY  h0 Số đơn vị truyền khối: mY  Yd dY  Y Y * YC Chiều cao đơn vị truyền khối : h0 28 Tính chiều cao tháp theo lý thuyết Chiều cao đơn vị truyền khối : h0 m  Gtb h0  hY   hX Ltb hX , hY = chiều cao tương đương đv truyền khối theo pha lỏng pha khí; m : hệ số phân phối, hệ số góc tiếp tuyến với đường cân bằng; 29 Tính chiều cao tháp theo lý thuyết 30 Tính tốn chiều cao tháp H  NOY  H đv mGtb H đv  hy  hx Ltb Trong đó: H : tổng chiều cao đệm, m NOY : số đơn vị (bậc) truyền khối Hđv : chiều cao đơn vị truyền khối, m hy : chiều cao đơn vị truyền khối theo pha khí, m hx : chiều cao đơn vị truyền khối theo pha lỏng, m m : độ dốc tiếp tuyến với đường cân Gtb : kg/s Ltb : kg/s Chiều cao đơn vị truyền khối theo pha khí Vđ 0.25 0.67 hy  Re y  Pry a    đ Trong đó: hy : chiều cao đơn vị truyền khối theo pha khí, m Vđ : m3/m3 σđ : m2/m3 a : hệ số phụ thuộc dạng đệm, vòng rasig a = 0,123 Ψ : hệ số thấm ướt đệm Rey : chuẩn số Reynold pha khí Pry : chuẩn số Prandl pha khí Hệ số thấm ướt (ST QTTB II – 177-178) Mật độ tưới thực tế: Vx U tt  Ft , m3 / m h Mật độ tưới thích hợp: U t h  B   đ , m3 / m h Trong đó: Vx : lưu lượng thể tích chất lỏng, m3/h Ft : diện tích mặt cắt tháp, m2 Chuẩn số reynold pha khí STQTTB II-178 Re y  0,4   ytb   ytb  đ   ytb Trong đó: ωytb : m/s ρytb : kg/m3 σđ : m2/m3 µytb : độ nhớt trung bình pha khí, N,s/m2  ytb   yd   yc Có thể tính theo nồng độ trung bình hh Độ nhớt hỗn hợp khí M hh hh  yAM A A  yB M B B M hh  y A M A  yB M B Trong đó: Mhh : khối lượng phân tử hỗn hợp khí, kg/kmol µhh : độ nhớt hỗn hợp khí, N,s/m2 Chiều cao đơn vị truyền khối theo pha lỏng  x    Re 0x.25 Prx0.5 hx  119  x  g  Trong đó: hx : chiều cao đvtk theo pha lỏng, m ρx : khối lượng riêng pha lỏng, kg/m3 g : gia tốc trọng trường, 9,81 m/s2 µx : độ nhớt trung bình pha lỏng, N,s/m2 Prx : chuẩn số Prandl pha lỏng Rex: chuẩn số Reynold pha lỏng Chuẩn số Reynold theo pha lỏng Ltb Re x  0.785  D   x   đ Trong đó: hx : chiều cao đvtk theo pha lỏng, m ρx : khối lượng riêng pha lỏng, kg/m3 g : gia tốc trọng trường, 9,81 m/s2 µx : độ nhớt trung bình pha lỏng, N,s/m2 Prx : chuẩn số Prandl pha lỏng Rex: chuẩn số Reynold pha lỏng Tính chiều cao tháp theo lý thuyết 38 Chuẩn số Prandl Prx  x  x  Dx Pry  y  y  Dy Trong đó: Dx : hệ số khuếch tán phân tử khí (bị hấp thu) pha khí, m2/s Dy : hệ số khuếch tán phân tử khí (bị hấp thu) pha lỏng, m2/s Công thức 4,18 * G Z= K g aP Với: Kg = Z = G* = 40 a P Y Y* = = = = Y1  Y2 dY (1 - Y)(Y - Y * ) (4,18) Hệ số truyền khối tổng quát pha khí (Overall gas film coefficient )(g mole/h•m2•Pa) Chiều cao phần đệm (Height of packing), m Lưu lượng khối lượng pha khí qua đơn vị diện tích tiết diện ngang TB trạng thái ngập lụt (lbm/ft2•s) Diện tích bề mặt phân chia pha, m2 Áp súât hệ thống, kPa Nồng độ phần mole chất nhiễm khơng khí CON Nồng độ phần mole trạng thái cân Công thức 4,19 4,20 Z = (HTU).(NTU) (4,19) Với: HTU = Chiều cao đơn vị truyền khối, m NTU = Số đơn vị truyền khối Z = NOG HOG = NOL HOL (4,20) Với: NOG HOG NOL HOL 41 = Số đơn vị truyền khối pha khí dựa theo hệ số truyền khối tổng quát pha khí = Chiều cao đơn vị truyền khối pha khí dựa theo hệ số truyền khối tổng quát pha khí, m = Số đơn vị truyền khối pha lỏngdựa theo hệ số truyền khối tổng quát pha lỏng = Chiều cao đơn vị truyền khối pha lỏng dựa theo hệ số truyền khối tổng quát pha lỏng , m ... Gmtr X d , Lm d LiquidIN Yd  Yc  Gmtr   X c  X d  Lmtr  N L LiquidIN = G GasOUT YGas Gm d d , IN Khí vào Hệ số góc đường làm việc Lỏng LiquidOUT 19 Lm tr Yd  Yc   X c  X d  Gm... tử trơ pha lỏng m= H/P 21 Tính đường kính tháp hấp thu  Vtb D   3600   ytb D  0,0188  Vtb  ytb  0,0188  Gtb  ytb ytb Trong đó: D : đường kính tháp hấp thu, m Vtb: lưu lượng trung... liệu đệm Tính chiều cao tháp theo lý thuyết Chiều cao tháp đệm: H  mY  h0 Số đơn vị truyền khối: mY  Yd dY  Y Y * YC Chiều cao đơn vị truyền khối : h0 28 Tính chiều cao tháp theo lý thuyết