Задание на проектирование

Рассчитать адсорбционную установку периодического действия для улавливания паров бутилацетата из воздуха активным углем, работающую по четырехфазному циклу, при следующих условиях:

• расход паровоздушной смеси 30 000 м³/ч = 8,33 м³/с;

• температура паровоздушной смеси, 20 °С;

• атмосферное давление 735 мм рт. ст. = 9,81·10⁴ Па;

• начальная концентрация бутилацетата в воздухе у_н = 0,0082 кг/м³;

• допустимая концентрация бутилацетата за слоем адсорбента (концентрация проскока) у_к = 0,00040 кг/м³; (как правило, это минимально определимая аналитическими методами концентрация адсорбтива);

• тип аппарата – кольцевой адсорбер ВТР (см. рис. 1.15);

• принять, что сопротивление массопередаче сосредоточено в газовой фазе.

В качестве адсорбента выбираем активный уголь марки АР-А по справочнику [9] или по таблице 4.2. В данном случае уголь АР-А выбран в соответствии со свойствами, пористой структурой и назначением (для рекуперации). Этот уголь обладает низкой удерживающей способностью, т. е. легко регенерируется.

При проектировании аппарата периодического действия задаются одной из двух взаимосвязанных величин – высотой слоя (для кольцевого адсорбера - толщиной слоя) или продолжительностью фазы адсорбции.

В кольцевом адсорбере толщина слоя адсорбента определяется размерами концентрических решеток, заключающих угольную шихту. Принимаем следующие размеры концентрических решеток: = 3 м; = 1,6 м. Высота решеток Н = 5 м. Тогда высота (толщина) слоя адсорбента м.

По данным [3, 5, 6, 12] эта высота значительно превышает высоту работающего слоя (зоны массопередачи), что исключает возможность проскока адсорбтива. Высота слоя, большая высоты зоны массопередачи, определяет только его гидравлическое сопротивление и необходимую продолжительность стадии адсорбции.

Высота решеток, обеспечивающая сечение, через которое проходит исходная смесь, определяется производительностью аппарата и скоростью газового потока.