Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 1 (1044948), страница 164
Текст из файла (страница 164)
=7,2В, — — Р; (2.30) Ры ры х1 0,785 В 7с, =11,89 1О в 101308!' 273+40 101 325~ 273 = 10,54-10~ . Площадь поверхности испарения в аппарате: . Г = 0,785сР = 0,785 ° 1,4' = 1,5386 м'. Площадь люка: Г = 0,785сР, = 0,785 ° 0;5'= 0,1962 м'. Отношение: Ь =.Н (1 — Й,) =2„5(! — 0,7) =0,75 м. 810 где à — поверхность испарения, м'; р, — парциальное давление паров йад поверхностью жидкости, Па; р — плотность паров жидкости, кг/м'.
Пример 2.13. Определить количество испаряющихся через люк вредных веществ И хо ~ анные Атмосферное давление В = 101 325 Па, диаметр люка 0,5 м. Диаметр аппарата 1,4 м, высота 2,5 м. Степень заполнения жидкостью А; = 0,7. Состав жидкости в аппарате, % (мас): вода — 40, бензол — 30 и дихлорэтан — 30. Газовая среда в аппарате и снаружи— воздух с примесью аммиака. Влажность воздуха ~р = 50 %. Концентрация аммиака в воздухе С = 10 мг/м'. Температура жидкости и газовой среды в аппарате ~ = 40 С.
Решение. Из решения примера 2,2 парциальные давления паров компонентов над смесью жидкости (в Па) составили: р„ = 5759; р, = 3206,4; р, = 2148,0. Коэффициент диффузии паров компонентов при ~ = 0 'С и р, = = 101 308 Па, м/с: дон о = 18,8. 10 '; Ю„=905 10', Ю,=802 1О'. Г„/Г„= 0,1962/1,5386 = 0,127. Коэффициент, учитывающий степень закрытия поверхности испарения, при Г/Г,= 0,127 составил й,= 0,2. Температура кипения компонентов жидкости, 'С: вода — 100, бензол — 80,1 и дихлорэтан — 83,5. Коэффициент, учитывающий понижение температуры поверхности испарения, для воды 1, = 1,0, для бензола й, = 1,3 и для дихлорзтана й, = 1,3. Глубина, считая от верхнего края люка до поверхности жидкости: Часть Л~ Расчет выбросов, поступающих в атмосферу от технологического оборудования Концентрации компонентов газовой смеси над поверхностью жидкости (из расчета примера 2.2), мг/м'. Сн,о 39 876*' Са = 96 258 и С = 81 710 Парциальное давление компонентов газовой смеси в наружной среде, Па: р„= 3328; р,= О„р,= О.
Количество компонентов газовой смеси, выделяющихся с поверхности испарения и поступающих в наружную среду через люк, г/ч:. ~,~ Р~С ~В-Р.. В- р„' (7 = — '10 х . 0>2 -э н2о =10 24,69 *10 3600 1,5386 ° 39 876 1 0,75 101 325-3328 101 325 — 5759 0 2 з 11.89'10 '3600'1 5386 96 258, 1,3 0,75 101 325 — 0 1и 101 325-3206,4 б: =0'10-з .1,3 10,54 10~.3600 1,5386 81710 0,75 101 325 О О 0038 101 325- 2148 Определение количества вредных веществ, поступающих в атмосферный воздух при испарении с поверхности жидкости лри ламинарном и переходном режимах. Ламинарный и переходный режимы движения воздуха наружной среды вблизи поверхности испарения наблюдаются при 2 * 10' < Ог Рг' ( (Ог.
Рг')„. (2.31) При испарении со смоченных вертикальных стенок можно считать, что (Ог. Рг') = 2,3. 10'. (2.32) Если испарение происходит с горизонтальной поверхности жидкости, пары которой легче воздуха или наружной среды, то (Ог * Рг')„,= 7,1 ° 10', (2.33), а если пары тяжелее воздуха или наружной среды, то (Ог Рг') ' =1,1 ° 10'. (2.34) Ниже приведены формулы для определения количества испаряющихся веществ с горизонтальной и вертикальной поверхностей в зависимости от разности концентраций и разности парциальных давлений. , 1.
Пары испаряющейся жидкости легче воздуха или. наружной среды (поверхность испарения — горизонтальная): О. =11,4.10 И. н~Е~н~( — р )~" х н4 ~М;. А; где 6 — количество испаряющихся веществ, г/ч;., à — площадь испарения, м', А — определяющий размер поверхности (диаметр, сторона квадрата, меньшая сторона прямоуголь- 811 Часть г К Расчет выбросов, лоступающих в атмосферу от технологического оборудования 3.
Пары испаряющейся жидкости легче. (или тяжелее)-воздуха или наружной среды (поверхность испа-' рения — вертикальная): =78~Риз(С С )4гз х -М -из ~~2 . (2 46) н.ср щ-4 ~~$/3( ' 413 -й ЛУ4л — (2,47) й, Все приведенные формулы относятся к испарению при естественной конвекции, которая наблюдается, когда коэффициент обмена А близок или равен коэффициенту молекулярной диффузии вещества Ю. Методику определения коэффициента обмена А см. в главе 4. Пример 2;14. Определить количество вредных веществ, испаряющихся через открытую поверхность аппарата, полностью заполненного жидкостью. Исх ны анн ~е Диаметр аппарата 1,4 м.
Состав жидкости в аппарате, % (мас.): вода — 40, бензол — ЗО и дихлорэтан — ЗО. Наружная среда— воздух с примесью аммиака. Влажность воздуха ~р = 50 %. Концентрация аммиака в воздухе С„„= 10 мг/м'. Температура жидкости т = 40 'С. Тепло к аппарату не подводится. Барометрическое давление наружной среды В = = 101 325 Па. Температура наружной среды т= 16 *С.
]~шенин, Относительные молекупярные массы компонентов, составпяющих наружную среду: М = 28,96; М„= 18,015; М„„= 17,31. Парциаль- ное давление насыщенных водяных паров в воздухе наружной среды: 18 р" = 0,622 + 7„5т/(238 + т) = = 0,622+ 7,5 ° 16/(238+ 16) = 1,0944; р = 12,4 мм рт. ст., или 1653 Па. Парциальное давление водяных паров в воздухе наружной среды при заданной влажности: . р„= р"н о~р =.
1653 - 0,5 = 826,5 Па. . Парциальное давление примеси (аммиака) в наружной среде: С,(273+ т)133,3 М,- ° 16 1ООО р н =10(273 + 16)133,3/17,31 ° 16 х х1000 = 1,503 Па. Парциальное давление основного компонента наружной среды— воздуха: р,=  — Хр,= 101 325 — (826,5+ + 1,503) = 100 397 Па. Объемные доли составляющих наружную среду: ~,= р/В; ю, = 100 397/101 325 = 0,9908; 'н,о = 826,5/101 325 = 0,0081; он 1~503/101 325 0*00001 Относительная молекулярная масса смеси газов наружной среды: М„= Хс,Л~,= 28,96 0,9908 + 0,0081х х8,015 + 0,00001 ° 17,31 = 28,84. Концентрации составляющих наружную среду: С,= 1бр,М ° 1000/[(273 + т)!33,3]; С„= 16-826,5 18,015 ° 1000/ /1(273 + 16)133,3] = 6784 мг/м', С.= 16 ° 100 397.
° 28,96 1000/ /1(273 + 16) 133,3] = 1 207 570 мг/м'; С„,н = 10 мг/м'. 813 18р"= А — В/(С+ г); 18 р"н, = 7,9608 — 1678/(230 + 40) = = 1,7460; р н,о 56,7 мм рт. ст., или 7541,1 Па; 18 р "= 6,984 — 1252„8/(225 + 40); р," = 182,5 мм рт. ст., или 24 272,5 Па; 18 р," = 6,985 — 1171,4/(228 + 40); р," = 155 мм рт.
ст., или 20 615 Па. Парциальное давление паров ком- понентов над смесью жидкости, Па: р,= лр";, рн, 7541 1 ' 0 7637 = 5759 14 р = 24 272,5 0,1321'= 3206,4; р, = 20 615 0,1042 = 2148,0. Парциальное давление основно- го газового компонента — воздуха: р, =' 101 325 — (5759,! 4+ 3206,4 + + 2148 + 1,503) = 90 210 Па.
Концентрации составляющих га- зовой смеси над жидкостью, мг/м'. С>=, 1бр,.М,. 1000/[(273+ г)133,3]„ Сн = !б 5759.18,015 1000/ /[(273 + 40)133,3] = 39 876; С,= 16 3206,4 ° 78,10 1000/ /[(273 + 40)133,3] = 96 258; С,= 16 2148 ° 98,97 1000/ [(273 + 40)133,3] = 81,710; С 10, С,= 16 ° 90 210 ° 28,96 1000/ [(274 + 40)133,3] = 1 001 841; Произведение /р, составляющих газовой смеси над'жидкостью, мг/м' ( „/мз). /н,оРн,о = 39 876 (0,0398); с,р = 96 258 (0,0963); /,р, = 81 710 (0,0817); Произведение /,р, для газовых составляющих, наружной среды, мг/м' (кг/м'); г,р, = 1 207 570 (1,2076); гн,орн,о = 6784 (0,0068); /ин,рын,= 10 (0,00001).
Плотность наружной среды: р = Х~,р, = 1,Ж'6 + 0,0068 + 0,00001 = = 1 2144 кг/м' Относительные молекулярные массы составляющих газовой среды над жидкостью Мн,о !8 О!5 Мв М, = 98,97; М, = 28,96; М „= 17,31. Мольные доли составляющих жидкости: а,. /М, ~~~ (а,./М,) 0,4/18,015 0,4/18,015+ 0,3/78,10+ 0,3/98,97 = 0,7637; 0,3/78,10 0,4/18, 015+ 0,3/78,10+ 0,3/98,97 = 0,1321; 0,3/98,97 и, 0,4/18,015+0,3/78,10+ 0,3/98,97 = 0,1042, Из табл. 1.1 [часть 1Ч, таблица Ц находим эмпирические коэффициенты А, В, С для каждого компонента смеси жидкости'.
днхлорзтан 'А = 6,985 В = 1171,4 С=228 бснзол А = 6„984 В = 1252,8 С=225 ' нада А = 7,9608 В = 1678 С=230 Парциальное давление насыщенных паров компонентов над чистыми жидкими веществами: 814 Глава 2. Расчет выбросов, поступающих в атмос4еру от оборудования и трубопроводов Чисть Ж Расчет выбросов, поступаю~цич в апьиосферу от технологического оборудования Динамическая вязкость состав ляющих газовой смеси над жидко стью при 1 = 40 'С, Па . с: 273+ 380 273+ 40+ 380 х 2 Д ~ ~~ ~ > 1.5 =80 97.10 ' 273 =61 10 ' 273+524 273+ 40+ 524 ,' 101 308(273+40 101 325!, 273 =24,69.10 (0,0888); О, 101 308(273+40 101 325 ~ 273 =11,89 10 ' (0,0428); ь 101 308(273+40 10! 325 1 273 !ь, =171 10 5 273+ !07 273+ 40+ 107 ,5 =189,9.10 '.
273 815 5 Р = !О (0,00001); ю„р. = 1 001 841 (1,0018). Плотность газовой смеси над жидкостью: Р,„= Х5Р,= 0,0398 + 0,0963 + 0,0817 + + 0,00001 + 1,0018 = 1,2196 кг/мз Коэффициент диффузии паров компонентов при (, = О и р, = 101 308 Па (см. табл. 1.1), и'/с: Р„, = 18,8; Р„= 9,05 ° 1О ь; Р = 8,02 ° 10 '. Коэффициент диффузии паров компонентов при ~ = 40 'С и р = = 101 325 Па, м'/с (м'/ч): =10,54.10 (0,0379) .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
