Задача 3

Определить требуемое количество активированного угля, высоту слоя адсорбента и диаметр адсорбера периодического действия для поглощения паров бензина из смеси его с воздухом, если известны: расход паровоздушной смеси G, м³/ч, начальная концентрация бензина С₀, кг/м³. Скорость паровоздушной смеси W, м/с, при полном сечении аппарата. Динамическая активность угля по бензину - а_g,остаточная активность после десорбции а_k. Насыпная плотность угля - ρ_н, кг/м³, продолжительность процесса адсорбции - τ, ч. Конечная концентрация бензина - С_к.

Указания к решению задачи

Теоретический материал [1; 2; 9]. Решение задачи целесообразно начинать с определения продолжительности процесса адсорбции по уравнению материального баланса:

ч, (3.1)

где L_сл – количество адсорбента в адсорбере, кг;

а_g ‑ динамическая активность поглотителя, соответствующая начальной концентрации извлекаемого компонента, доли единицы;

а_к ‑ содержание поглощаемого компонента в адсорбенте после десорбции, доли единицы.

G – расход парогазовой смеси, м³/ч;

С₀ и С_к – начальная и конечная концентрация извлекаемого компонента, кг/м³;

Из уравнения (3.1) находим необходимое количество адсорбента:

,кг, (3.2)

где τ ‑ продолжительность процесса адсорбции, ч.

Диаметр адсорбции

м, (3.3)

где ω ‑ скорость паровоздушной смеси, м/с,

Высота слоя адсорбции

(3.4)

где ρ_н - насыпная плотность адсорбента, кг/м³.

Данные для решения задачи 3 приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Исходные	Последняя цифра шифра
данные	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Расход G, м3/ч	3120	3620	2800	3250	3800	3620	3250	3120	3800	2800
Начальная концентрация С0, кг/м3	0,025	0,015	0,02	0,03	0,015	0,015	0,03	0,025	0,015	0,02
Скорость ω, м/с	0,026	0,3	0,19	0,27	0,23	0,3	0,27	0,026	0,23	0,19
Динамическая активность аg, %	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7
Остаточная активность ак, %	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8	0,8
Насыпная плотность ρн, кг/м3	500	500	500	500	500	500	500	500	500	500
Продолжительность τ, ч	1,5	1,7	1,1	1,4	1,8	1,7	1,4	1,5	1,8	1,1
Конечная концентрация Ск, кг/м3	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0