Охт хемосорбция. ОХТ хемосорбция. Отчет защищен с оценкой Преподаватель, к т. н доцент Е. Л. Никитина " " 2022 г. Хемосорбция диоксида углерода гидроксида натрия отчет о лабораторной работе ягту 15. 03. 02 10 лр
 Скачать 236.5 Kb.
|
|
Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Ярославский Государственный Технический Университет Кафедра «Охраны труда и природы» Отчет защищен с оценкой ________ Преподаватель, к.т.н. доцент __________Е.Л. Никитина "___"___________ 2022 г. ХЕМОСОРБЦИЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА ГИДРОКСИДА НАТРИЯ Отчет о лабораторной работе ЯГТУ 15.03.02 - 10 ЛР Отчет выполнили студенты гр. ММ-31 _______ Тупин Д.Н _______ Есин Е.А. _______ Чаленко А.М. "___"___________ 2022 г. 2022 1. Общие сведения При небольших объемах производства и разнообразной номенклатуре выпускаемых продуктов часто используют периодические реакционные устройства, отличающиеся простым аппаратурным оформлением и сравнительно невысокими затратами на их изготовление. Работа периодического реактора характеризуется цикличностью и включает предварительные операции (загрузка реакторов, нагрев исходной смеси, введение катализатора и пр.), собственно химические превращения и заключительные операции (охлаждение реакционной смеси, разделение фаз, выгрузка продуктов реакции) Гетерогенные процессы в системе газ – жидкость Хемосорбционным называются гетерогенные процессы взаимодействия газа с жидкостью, в которых физическая абсорбция газа сопровождается реакцией в жидкой фазе. Хемосорбционные процессы щироко распространены в промышленности. В зависимости от соотношения скоростей реакции и абсорбции, хемосорбционные процессы могут протекать в кинетической, диффузионной и промежуточной области. При протекании хемосорбции в кинетической области скорость хемосорбции лимитируется (тормозится) реакцией, и для интенсификации процесса необходимо повышать температуру, использовать катализаторы, увеличивать относительный объем жидкой фазы. В случае диффузионной области для ускорения хемосорбции необходимо увеличивать межфазную поверхность (диспергировать газ или жидкость), усилить перемешивание жидкой фазы или газовой, увеличивать относительную скорость контактирующих потоков. При протекании процесса в промежуточной области целесообразно использовать факторы, ускоряющие как реакцию, так и массообмен. Основные стадии: а) диффузия реагента А из ядра газового потока через диффузионную газовую пленку на межфазную поверхность. б) газожидкостное равновесие, описываемое законом Генри в) диффузия реагента А с межфазной поверхности через жидкую диффузионную пленку в объем жидкой фазы. г) химическая реакция между газом и жидкостью д) обратная диффузия образовавшихся продуктов в газовый поток В условиях стационарного режима скорости отдельных стадий равны.         
В данной работе при хемосорбции диоксида углерода из смеси с воздухом водным раствором гидроксида натрия в жидкой фазе протекает реакция:  2. Цель работы 2.1. Цель работы 1) Исследовать влияние технологического режима на скорость хемосорбции. 2) Рассчитать показатели работы хемосорбционного колонного реактора. 3. Описание лабораторной установки. С  корость подачи воздуха устанавливается с помощью ротаметра 1, а скорость подачи диоксида углерода – с помощью ротаметра 2 с использованием градуировочных графиков. Смесь диоксида углерода с воздухом может подаваться в баротажную колонну 3, или с помощью трех ходовых кранов 5 и 6. Слив или отбор на анализ реакционной смеси производится с помощью кранов 2 и 3.1 – ротаметр для установки расхода воздуха 2 – ротаметр для установки расхода диоксида углерода 3 – барбатажная хемосорбционная колонна 4 – насадочная хемосорбционная колонна 5,6 – трёхходовые краны 7,8 – двухходовые краны Расчетная часть Концентрация NaOH в реакционной смеси   - концентрация NaOH в реакционной смеси,   - количество соляной кислоты пошедшей на титрование пробы, см3 - поправочный коэффициент концентрации раствора соляной кислоты(указан на склянке с кислотой) - 1 см3 – отбираемой пробы.   Степень превращения реагентов Расчет проведем для насадочной колонны, аналогично для – барботажной Степень превращения гидроксида натрия (%):  , где - концентрация гидроксида натрия в исходной смеси, моль/дм3 - концентрация гидроксида натрия в реакционной смеси, моль/дм3  Степень превращения диоксида углерода (%):  , где  - объем прореагировавшего диоксида углерода за время хемосорбции в рабочих условиях, дм3 - объем поданного диоксида углерода за время хемосорбции в рабочих условиях, дм3  Объем прореагировавшего диоксида углерода за время хемосорбции в рабочих условиях определяется из условия взаимодействия с гидроксидом натрия по формуле:  Где - объем прореагировавшего диоксида углерода, дм3 - объем жидкой реакционной смеси, дм3 - объем одного моля диоксида углерода в рабочих условиях дм3/моль      - температура реакционной смеси (принимается равной температуре окружающей среды), 0С - давление окружающей среды, мм. рт. ст.Объем диоксида углерода определяется по формуле:  Где - объем поданного диоксида углерода - скорость подачи газовой смеии, дм3/ч - объемная доля диоксида углерода - время хемосорбции, мин. Производительность хемосорбционной колонны по СО2 моль/ч    Удельная производительность (интенсивность) хемосорбционной колонны J, моль/(ч*дм3)  Где  - объем реакционной зоны (с учетом части объема реакционной смеси, занятой газом), дм3  Скорость хемосорбции W, моль/(ч*дм3) в расчете на жидкую фазу     Таблица 1 – Исходные данные
Таблица 2 – Показатели работы хемосорбционных колонн.
Заключение Был проведен опыт хемосорбции на барботажной и насадочной колоннах. В насадочной колонне при прочих равных условиях удельная производительность (1,64 моль/ч по сравнению с 0,82 моль/ч) и скорость хемосорбции выше(1,7 моль/(ч*дм3) по сравнению с 0,89 моль/(ч*дм3) ), что свидетельствует о большей эффективности за счет увеличенной межфазной поверхности (протекание в диффузионной области). Чем больше межфазная поверхность, тем выше скорость протекания реакции. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
