- Đây là phương trình thực nghiệm áp dụng cho sự hấp phụ khí hoặc chất tan lên chất hấp phụ rắn:
Ví dụ tính tốn thiết bị
Thiết bị hấp phụ H2S bằng than hoạt tính với các thơng số, số liệu sau: Áp suất làm việc P= 1atm = 760mmHg
Nhiệt độ làm việc to= 250C
Khối lượng riêng xốp Pk = 500 (kg/m3) Đường kính của hạt than dg= 0,004 m Độ xốp của lớp hấp phụ ε= 37%
Lưu lượng khí đầu vào của khí H2S là 2 m3/s
Phần mol của khí H2S trong pha khí đầu vào và đầu ra lần lượt là yđ = 0,002, yc =7,9.10-7 (kmolH2S/kmolKhí trơ) Độ nhớt động học µ= 1,565.10-5 pa.s
Bài giải:
Hiệu suất lý thuyết
H= 99.9%
• Tỷ số khối lượng đầu vào:
Yđ = 0,00235 (kgH2S/kgKT)
• Tỷ số khối lương đầu ra:
Yc = 9,27.10-7 (kgH2 S/kgKT)
• Khối lượng riêng khí đầu vào:
ρđ= 1,2951 (kg/m3)
• Khối lượng riêng khí đầu ra:
ρc = 1,2946 (kg/m3) Khối lương riêng TB của thiết bị:
ρTB = 1,29485 (kg/m3)
• Suất lượng đầu vào của hỗn hợp khí:
Phần khối lượng đầu vào :
yđ= 0,00234 (kgH2S/ kgKT)
Phần khối lượng đầu ra:
yc = 9,27.10-7 (kgH2S/ kgKT) • Lượng khí H2S được hấp phụ trong 1 giờ:
mH2S = Gđ.(yđ – yc) =1295,1. (0,00234 – 9,27.10-7) = 3,029 (kg/h) • Suất lượng khí đi ra khỏi tháp :
Gc =Gđ . (1-yđ .H)= 1295,1.(1-0,00234.0,999)=1292,027(Kg/h) • Suất lượng khí trơ đi vào tháp:
Gtr = Gđ .(1 - yđ)= 1295,1.(1-0,00234)=1292,069(kg/h) Suất lượng khí trung bình:
Gtb = (Gđ + Gc)/ 2= 1293,568(kg/h)
• Nồng độ của H2S trong dịng khí vào và ra lần lượt là:
C0 = 0,00303 (kg/m3)
gH2S/g than hoạt
tính 0 0,05 0.1 0,15 0,2
P mmHg 0 2 12 42 92
Đường cân bằng:
• X* = 0,0375 (gH2S/g than hoạt tính)
• Áp suất riêng phần cân bằng: P= yđ . Pt =0,002.760=1,52(mmHg) • Ví dụ chu trình hấp phụ trong 8h => lượng than hấp phụ trong 8h là:
• Thể tích của than trong lớp hấp phụ:
V= mthan /Pk = 646,187/500= 1,2924 (m3)
• Hoạt độ của than : a0* =X* .Pk = 0,0375. 500=18,75 (kg/m3)
• Với v= 0,2 m/s, h= 1,58 thì thời gian hấp phụ:
• Đường kính tháp hấp phụ: 1.329 m
Lượng khí lí thuyết cần phải xử lý trong 8h là VLT = 7986,2 (m3)
Nhưng VTT =8000 (m3), do đĩ phải tăng đường kính tháp => D= 1,4 m
• Khối lượng của lớp vật liệu hấp phụ: Gg=Vg . Pk = 1215,5(kg) Lượng than được sử dụng trong quá trình hấp phụ :
Lthan = Gg .(1- yđ )= 1215,5.(1-0,00234)= 1212,656( kg than/mẻ)
• Chuẩn số reynolds: Re= V. dg /µk = 0,2.0,004/ 1,565.10-5 = 51,12 Hệ số ma sát của dịng khí đi qua tháp trong thời gian hấp phụ:
• Vận tốc thật của dịng khí:
V0 = 0,54(m/s)
• Đường kính tương đương các khe hở cuả các lớp vật liệu :
d0 = 0,00156 (m)
Trở lực của than: p= 470,258 (pa)
The end