do proudu čistého dusíku k měření objemového koefi- ABSORPČNÍCH A REKTIFIKAČNÍCH KOLON.



Podobné dokumenty
Využití ejektoru k záchytu jemného dýmu

REKTIFIKACE DVOUSLOŽKOVÉ SMĚSI, VÝPOČET ÚČINNOSTI

Reaktory pro systém plyn kapalina

PRŮMYSLOVÉ PROCESY. Přenos hmoty Kolony

1 Tlaková ztráta při toku plynu výplní

Fakulta chemicko-technologická Faculty of Chemical Technology

Vícefázové reaktory. Probublávaný reaktor plyn kapalina katalyzátor. Zuzana Tomešová

Reaktory pro systém plyn-kapalina

AERACE A MÍCHÁNÍ AKTIVAČNÍCH NÁDRŽÍ

Stavové chování kapalin a plynů. 4. března 2010

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze ÚCHOP

Třífázové trubkové reaktory se zkrápěným ložem katalyzátoru. Předmět: Vícefázové reaktory Jméno: Veronika Sedláková

Výzkum vlivu přenosových jevů na chování reaktoru se zkrápěným ložem katalyzátoru. Petr Svačina

MINIATURIZACE PRŮTOKOVÝCH ELEKTROCHEMICKÝCH CEL PRO GENEROVÁNÍ TĚKAVÝCH SLOUČENIN. Jakub Hraníček

KOPYROLÝZA HNĚDÉHO UHLÍ A ŘEPKOVÝCH POKRUTIN. KAREL CIAHOTNÝ a, JAROSLAV KUSÝ b, LUCIE KOLÁŘOVÁ a, MARCELA ŠAFÁŘOVÁ b a LUKÁŠ ANDĚL b.

Třífázové trubkové reaktory se zkrápěným ložem katalyzátoru. Roman Snop

Měřicí a řídicí technika Bakalářské studium 2007/2008. odezva. odhad chování procesu. formální matematický vztah s neznámými parametry

LEPENÉ SPOJE. 1, Podstata lepícího procesu

V i s k o z i t a N e w t o n s k ý c h k a p a l i n

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra Technických zařízení budov. Modelování termohydraulických jevů 3.hodina. Hydraulika. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D.

Přehled fyzikálních vlastností dřeva

2. DOPRAVA KAPALIN. h v. h s. Obr. 2.1 Doprava kapalin čerpadlem h S sací výška čerpadla, h V výtlačná výška čerpadla 2.1 HYDROSTATICKÁ ČERPADLA

Netkané textilie. Materiály 2

3. Rozměry a hmotnosti Zabudování a umístění Základní parametry Výpočtové a určující veličiny... 5

OpenFOAM na VŠCHT: Martin Isoz

Autokláv reaktor pro promíchávané vícefázové reakce

Praktikum I Mechanika a molekulová fyzika

1. Látkové soustavy, složení soustav

Příkonové charakteristiky míchadel

3 - Hmotnostní bilance filtrace a výpočet konstant filtrační rovnice

Laboratoř oboru. Rektifikace. Ústav organické technologie (111) Vedoucí práce: Ing. Tomáš Sommer Umístění práce: budova A, místnost S31

Vícefázové reaktory. MÍCHÁNÍ ve vsádkových reaktorech

TECHNOLOGIE KE SNIŽOVÁNÍ EMISÍ (SEKUNDÁRNÍ OPATŘENÍ K OMEZOVÁNÍ EMISÍ)

4ST201 STATISTIKA CVIČENÍ Č. 7

pevná látka tekutina (kapalina, plyn) (skripta str )

Teorie transportu plynů a par polymerními membránami. Doc. Ing. Milan Šípek, CSc. Ústav fyzikální chemie VŠCHT Praha

Při reálném chromatografickém ději nikdy nedojde k ustavení rovnováhy mezi oběma fázemi První ucelená teorie respektující uvedenou skutečnost byla

PŘENOS KYSLÍKU V BIOTECHNOLOGII. Úvod. Limitace metabolismu kyslíkem

Chemické výpočty I. Vladimíra Kvasnicová

Příkon míchadla při míchání nenewtonské kapaliny

Návody do laboratoře procesního inženýrství I (studijní opory)

CHEMICKÉ VÝPOČTY I. ČÁST LÁTKOVÉ MNOŽSTVÍ. HMOTNOSTI ATOMŮ A MOLEKUL.

Vliv koncentrace částic na suspendační účinky míchadla s rovnými lomenými lopatkami

Destilace

REOLOGICKÉ VLASTNOSTI ROPNÝCH FRAKCÍ

4 Ztráty tlaku v trubce s výplní

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE. 123TVVM transport kapalné vody

Vlny konečné amplitudy vyzařované bublinou vytvořenou jiskrovým výbojem ve vodě

ELEKTROLÝZA. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: osmý

Úloha č. 1 Odměřování objemů, ředění roztoků Strana 1. Úkol 1. Ředění roztoků. Teoretický úvod - viz návod

5 Měření absorpce ionizujícího záření v závislosti na tlaku vzduchu

Lepení materiálů. RNDr. Libor Mrňa, Ph.D.

PROCESY V TECHNICE BUDOV 8

půdorysné rozměry [m] 14 x 5 1,8 x 4,8 11,9 x 4,8 zastavěná plocha [m 2 ] 70 8,64 57,12 obestavěný prostor [m 3 ]

Sekundární elektrochemické články

Vizualizace rozložení alfa-aktivních radionuklidů na ploše preparátu vzorku

Stanovení hustoty pevných a kapalných látek

DEM-CFD studie proudění v sypané výplni. Martin Šourek

Kondenzace brýdové páry ze sušení biomasy

LEE: Stanovení viskozity glycerolu pomocí dvou metod v kosmetickém produktu

VÍTÁM VÁS NA PŘEDNÁŠCE Z PŘEDMĚTU TCT

Návod pro laboratorní úlohu: Komerční senzory plynů a jejich testování

2 Tokové chování polymerních tavenin reologické modely

OBECNÁ CHEMIE. Kurz chemie pro fyziky MFF-UK přednášející: Jaroslav Burda, KChFO.

CHO cvičení, FSv, ČVUT v Praze

II. VŠEOBECNĚ 3 1. Popis Provedení Zabudování a umístění... 6 III. TECHNICKÉ ÚDAJE Základní parametry... 6

1141 HYA (Hydraulika)


Stanovení hloubky karbonatace v čase t

34_Mechanické vlastnosti kapalin... 2 Pascalův zákon _Tlak - příklady _Hydraulické stroje _PL: Hydraulické stroje - řešení...

PROCESY V TECHNICE BUDOV cvičení 3, 4

N A = 6, mol -1

CZ.1.07/1.1.30/

POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ

CFD SIMULACE VE VOŠTINOVÉM KANÁLU CHLADIČE

VYSOKOÚČINNÁ DESTILACE DVOUSLOŽKOVÉ SMĚSI, VÝPOČET ÚČINNOSTI

MECHANIKA HYDROSTATIKA A AEROSTATIKA Implementace ŠVP

ZKUŠEBNÍ ZAŘÍZENÍ PRO HODNOCENÍ SKRÁPĚNÝCH TRUBKOVÝCH SVAZKŮ

K otázce pokrytí publikační aktivity českých vysokých škol v bibliografických bázích dat

Vodní režim půd a jeho vliv na extrémní hydrologické jevy v měřítku malého povodí. Miroslav Tesař, Miloslav Šír, Václav Eliáš

Měření permitivity a permeability vakua

RETC UNSODA ROSETTA. Určování hydraulických charakteristik. 2. cvičení

Acidobazické děje - maturitní otázka z chemie

Automatická potenciometrická titrace Klinická a toxikologická analýza Chemie životního prostředí Geologické obory

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE. 123TVVM transport vodní páry

Vlhkost. Voda - skupenství led voda vodní pára. ve stavebních konstrukcích - vše ve vzduchu (uvnitř budov) - vodní pára

Zadání příkladů řešených na výpočetních cvičeních z Fyzikální chemie I, obor CHTP. Termodynamika. Příklad 10

Fyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 tel února 2013

PŘEVODY JEDNOTEK. jednotky " 1. základní

Stanovení dělící účinnosti rektifikační kolony

Zákony ideálního plynu

VLIV OKRAJOVÝCH PODMÍNEK NA VÝSLEDEK ZKOUŠKY TEPELNÉHO VÝKONU SOLÁRNÍHO KOLEKTORU

Tepelně vlhkostní mikroklima. Vlhkost v budovách

PLYNY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Sekunda

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE. 123TVVM - Základní materiálové parametry

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY STUDIE TURBÍNY S VÍŘIVÝM OBĚŽNÝM KOLEM STUDY OF TURBINE WITH SIDE CHANNEL RUNNER

Hydrochemie koncentrace látek (výpočty)

Přírodní vědy - Chemie vymezení zájmu

Třídění látek. Chemie 1.KŠPA

Mechanika tekutin. Tekutiny = plyny a kapaliny

Transkript:

Chem. Listy 91, 54-58 (1997) HYDRAULICKÉ A TRANSPORTNÍ - desorpce kyslíku z vody nasycené vzdušným kyslíkem CHARAKTERISTIKY NOVÝCH TYPŮ VÝPLNÍ do proudu čistého dusíku k měření objemového koefi- ABSORPČNÍCH A REKTIFIKAČNÍCH KOLON. cientu přestupu hmoty v kapalné fázi k a NEREZOVÁ FÓLIOVÁ ORIENTOVANÁ VÝPLŇ - absorpce SO 2 (< 0,02 % obj.) ze směsi se vzduchem do NFOV 350 1 M roztoku NaOH k měření objemového koeficientu přestupu v plynné fázi k^a. VÁCLAV LINEK a JIŘÍ SINKULE Ústav chemického inženýrství, Vysoká škola chemickotechnologická, Technická 5, 166 28 Praha 6 Došlo dne 18.VI.1996 Popis výplně Výplň NFOV se vyrábí stejným postupem jako výplň Combi-Pack, tj. překládáním zvlněného pásu tak, aby se hřbety sousedních lamel dotýkaly (viz '). Zvlněný pás je zhotoven z nerezového plechu tloušťky 0,2 mm. Alternativně může být zhotovena z nerezového pletiva. Výplň se Úvod dodává ve stejné typové řadě jako Combi-Pack, kde číselný údaj vyjadřuje geometrický specifický povrch výplně: NFOV Tento článek spolu s předcházejícími publikacemi 1 ' 2 250, 350 a 500. Měření byla provedena na NFOV 350. obsahuje hydraulické a transportní charakteristiky nových typů výplní vyráběných v České republice. Má poskytnout ucelený přehled informací, na jehož základě mohou být Absorpční charakteristiky nerezové fóliové nové výplně porovnány s výplněmi předních světových orientované výplně NFOV 350 výrobců. To usnadní projekčním a investorským organizacím rozhodování při výběru vhodného typu výplně. Pub- Absorpční charakteristiky výplně NFOV 350 jsou polikace 1 byla věnována orientované výplni Combi-Pack rovnány s charakteristikami polypropylénového Pall 250 (VUCHZ a.s. Brno) a publikace 2 RIZEL kroužku kroužku 15x15x1 mm a systémové výplně Mellapak 250.Y 58x50x0,5 mm (Chemopetrol-Chemservis s.p., Litvínov). rovněž z polypropylenu (PP). Jsou využity výsledky vlast- Hydraulické a transportní charakteristiky výplní (zahrnují- nich experimentálních měření 2-3 na stejné aparatuře. Zácí tlakové ztráty, objemové koeficienty přestupu hmoty kladní vlastnosti porovnávaných výplní, které udávají výv plynu a kapalině, mezifázovou plochu a výšku ekviva- robci jsou uvedeny v tabulce I. Povrch kovových výplní je lentní teoretickému patru VETP) byly porovnány s charak- dobře smáčen vodou. Naproti tomu polypropylen je vodou teristikami dobře zavedených výplní firmy Sulzer (Mella- smáčen špatně a charakteristiky PP náplní závisí na tom, pak 250. Y) a firmy Raschig (Ralu kroužek). Předkládaná studie obsahuje charakteristiky nerezové Tabulka 1 foliové orientované výplně (NFOV) vyráběné firmou Porovnání vlastností výplní NFOV 350, Mellapak 250.Y VUCHZ a.s., Brno. a Pal1 kroužků Typ výplně NFOV Mellapak Pall k. Experimentální Část Materiál kov PP, hydro. a PP, hydro. 3 Rozměr, mm 0,2 b l,2 b 15x15x1 Měření byla provedena na aparatuře popsané v článku 1. Počet kusů výplně vira 3-250 000 Průměr použité kolony byl 0,29 m. K měření transportních Váha, kg/m 3 280 136 110 charakteristik byly použity následující absorpční systémy 1 : Geometr, povrch, m /m 350 250 350 Volný objem, % 97 90 88 - absorpce CO 2 (< 1 % obj.) ze směsi se vzduchem do 1 M roztoku NaOH k měření specifické mezifázové plochy a a Polypropylen s hydrofilizovaným povrchem, materiálu tloušťka 54

zda byl jejich povrch chemicky hydrofilizován 3-4. Z tohoto důvodu jsou charakteristiky nerezové výplně NFOV porovnávány s PP výplněmi, jejichž povrch byl chemicky hydrofilizován. Chemickou hydrofilizaci povrchu PP výplní provádí Spolana Neratovice a.s. v České republice a firma Raschig v SRN. Tlakové ztráty Závislost tlakové ztráty výplně NFOV 350 na F-faktoru při různých hodnotách zkrápění kapalinou B je na obr. 1. Do hodnoty zhruba 100 Pa.rrr' jsou tlakové ztráty dobře vystiženy následující rovnicí s průměrnou relativní odchylkou 9,5 % Ap/H = (23,88 + 4,57.5 ' 336+0. 0297B ).F 1-48 (1) kde Ap/H je v Pa.rrf 1, B v m.h" 1 a F-faktor v Pa 1/2. Shodu experimentálních dat s uvedenou rovnicí lze posoudit z obrázku, ve kterém čáry nakreslené v oblasti Ap/H < 100 Pa.m" odpovídají rovnici (1). Podobně tlakové ztráty Mellapaku 250.Y z hydrofilizovaného polypropylenu (obr. 2) lze v rozsahu hodnot Ap/H < 300 Pa.m"' vystihnout rovnicí Obr. 1. Tlakové ztráty výplně NFOV 350. Systém voda-vzduch, 20 C Ap/H = (31 + 4,15.50.0103+0.00843.B )F l,75 (2) s průměrnou relativní odchylkou 7,4 %. Při nízkých hustotách zkrápění {B < 60 m.h" ) jsou tlakové ztráty obou výplní zhruba stejné. Při vyšších hodnotách B ztráty Mellapaku 250.Y rostou s B prudčeji a jsou cca dvojnásobné oproti ztrátám na výplni NFOV 350 při B = 100 m.h" 1. Mezifázová plocha Výsledky měření mezifázové plochy na výplni NFOV 350 v rozmezí hustot zkrápění 1 až 100 m.h"' a hodnotách F-faktoru od 0,2 do 2,5 Pa' /2 jsou na obr. 3. Mezifázová plocha nezávisí na F-faktoru v celém rozsahu použitých průtoků kapaliny. Experimentální data vystihuje následující korelace s průměrnou relativní odchylkou 15,5 % a = 34,l. J B'. 8 - - 279 ' š» (3) kde B je v m.h", a v.m". Specifická mezifázová plocha je při nízkých hustotách zkrápění (B < 30 m.h" ) nižší než je Obr. 2. Tlakové ztráty výplně Mellapak 250.Y. Systém vodavzduch, 20 C 55

Obr. 5. Porovnání objemových koeficientů přestupu hmoty v Obr. 3. Specifická mezifázová plocha na výplni NFOV 350 kapalné fázi na výplni NFOV 350 a výplních Mellapak 250.Y změřená při různých hodnotách/""-faktoru; 20 C;«t=350m" a Pall kroužek 15 mm z hydrofilizovaného polypropylenu. Systém O2- voda; F = 0,025 Pa 1/2 ; 20 C Obr. 4. Specifická mezifázová plocha na výplni Mellapak 250.Y a Pall kroužek 15 mm z hydrofilizovaného polypropylenu změřená při různých hodnotách/-"-faktoru; 20 C; a t =250m"' Obr. 6. Objemový koeficient přestupu hmoty v plynné fázi na výplni NFOV 350. Systém SO2 - lm-naoh; 20 C 56

geometrická plocha výplně, «t = 350 m~. Při hustotách zkrápěnífi> 30m.h" je mezifázová plocha přibližně rovna geometrické ploše výplně. Výsledky měření mezifázové plochy na výplni Mel lapák 250. Y a Pall kroužcích 15 mm jsou na obr. 4. Mezifázová plocha Mellapaku nezávisí na F-faktoru v celém rozsahu použitých průtoků kapaliny a je vystižena následující korelací s průměrnou relativní odchylkou 7,2 % a = 88,9.B 0. 247 -. 02391o g B (4) Specifická mezifázová plocha dosahuje hodnoty geometrické plochy výplně a t = 250 irr' až při hustotě zkrápění 100 m.h" 1. Na Pall kroužcích specifická mezifázová plocha dosáhla maximální hodnoty 270 m" 1, která je výrazně menší než geometrický povrch kroužků a t = 350 nr ]. To je způsobeno malými rozměry prolisů kroužků, které sice zvyšují její geometrický povrch, ale kapalina při stékání po výplni prolisy zcela zaplaví a nedojde tak k odpovídajícímu zvýšení mezifázové plochy. Z porovnání specifických mezifázových ploch zkoumaných výplní je zřejmé, že geometrická plocha výplně je nejlépe využita na výplni NFOV 350. Objemový koeficient přestupu hmoty v kapalné fázi Měření byla provedena při jediném průtoku plynu (dusíku) 0,2 m^min" 1 (F = 0,025 Pa' /2 ). Výsledky jsou na obr. 5 a jsou vystiženy následující korelací s průměrnou relativní odchylkou 5,2 % k?a = 9,42.10-4 S 0-874 (5) kde B je v m.h", k"a je v s. Hodnoty k" a se v rámci rozptylu experimentálních dat shodují s hodnotami na srovnávacích výplních, jak je patrné rovněž z obr. 5. Příslušné korelace kfaásd srovnávacích výplní jsou: Mellapak 250. Y k a = 6,4.10" 4 fí 1.56-0722.1og B + 0,219(log^ ( 6 ) (průměrná odchylka dat od rovnice činí 4,5 %). Pall kroužek 15 mm Obr. 7. Objemový koeficient přestupu hmoty v plynné fázi na výplni Mellapak 250.Y z hydrofilizovaného polypropylenu. Systém SO 2 - lm-naoh; 20 C Objemový koeficient přestupu hmoty v plynné fázi Výsledky měření k^a na výplni NFOV 350 v rozmezí hustot zkrápění 6 až 100 m.h" 1 a F-faktoru od 0,32 do 2,5 Pa 1/2 jsou na obr.6 a jsou vystiženy následující korelací s průměrnou relativní odchylkou 5 % k a = 2 99 ÍTO78+O,0O254.B B0,26-0,0366.F Výsledky změřené na výplni Mellapak 250. Y v rozmezí hustot zkrápění 1 až 20 m.h" 1 a F-faktoru od 0,5 do 3 Pa 1/2 jsou na obr. 7 a jsou vystiženy korelací s průměrnou relativní odchylkou 8 %. Při nízkých rychlostech plynu (F < 0,6 Pa 1/2 ) se hodnoty k g a výplně Mellapak a NFOV liší o méně než 10 %. Při rychlostech vyšších (F> 1 Pa 1/2 ) jsou k a = 2 48 /?O,345+O,OO193.S 50,134-0,0637.f ^ J ^pj yt, a=l,19.10-3 B 0 ' 85 (7) (průměrná odchylka činí 2,8 %). hodnoty na NFOV přibližně 1,4 krát vyšší než na Mellapaku. To odpovídá zvýšení geometrické plochy výplně. Pro Pall kroužky 15 mm nejsou kga data k dispozici. 57

Závěry B hustota zkrápění [m.h~ ] F = v gpg 1/2[Pa 1/2 ] Tlakové ztráty nerezové foliové orientované výplně H výška vrstvy výplně [m] NFOV 350 jsou vystiženy rovnicí (7) v oblasti hodnot k koeficient přestupu hmoty v kapalné fázi [m.s 1 ] nižších než 100 Pa.nr 1. Tlakové ztráty srovnávací výplně k g koeficient přestupu hmoty v plynné fázi [m.s~ ] Mellapak 250. Y z hydrofilizovaného polypropylenu po- Ap/H tlaková ztráta na výplni [Pa.nť ] pisuje v oblasti hodnot nižších než 300 Pa.nr 1 rovnice (2). Při středních hustotách zkrápění (40 až 80 m 3 /m 2 h) jsou ztráty výplně Mellapak o 20 až 40 % vyšší než ztráty výplně LITERATURA NFOV 350. Mezifázová plocha roste s průtokem kapaliny a hodnotu 1. Linek V., Sinkule J., Hovorka F.: Chem. Prum. 44/69, specifické geometrické plochy výplně (350 nr 1 ) dosahuje 129 (1994). při hustotě zkrápění 30 nvvrrrh. V použitém experimentál- 2. Linek V., Sinkule J., Hovorka F.: Chem. Prum. 45/70, ním rozsahu nezávisí mezifázová plocha na rychlosti plynu 3 (1995). a je popsána rovnicí (3). Na výplni Mellapak je úplného 3. Linek V., Petříček P., Beneš P., Brun R.: Chem. Eng. smočení povrchu výplně dosaženo až při hustotách zkrá- Res. Dev. 62, 13 (1984). pění vyšších než 100m 3 /m 2 h. 4. Hovorka F., Sinkule J., Línek V.: Chem. Prum. 42/67, Objemové koeficienty přestupu hmoty v kapalině se na 70 (1992). výplních NFOV 350 a Mellapak 250.Y shodují v rámci 5. Linek V., Sinkule J.: Trans. I. Chem. E. 73, 398 rozptylu experimentálních dat. Závislost koeficientu pře- (1995). stupu hmoty na průtoku kapaliny popisuje rovnice (5) pro výplň NFOV a rovnice (6) pro výplň Mellapak. Objemové koeficienty přestupu hmoty v plynu jsou na V. Linek and J. Sinkule (Department of Chemical výplni NFOV 350 vyšší než na Mellapak 250.Y. Zvýšení Engineering, Institute of Chemical Technology, Prague): odpovídá vyšší geometrické ploše výplně NFOV. Závislost Hydraulic and Transport Characteristics of New Types of koeficientu na průtoku plynu a kapaliny je pro výplň NFOV Packings for Absorption and Rectification Columns. popsána rovnicí (8) a pro Mellapak rovnicí (9). Stainless-Steel Oriented FoiI Packing NFOV 350 Lze konstatovat, že NFOV 350 představuje orientovanou výplň, jejíž transportní parametry jsou plně srovnatelné s parametry výplní předních světových výrobců. Pressure drop, volumetric mass transfer coefficients in liquid and gaseous phase, and interfacial area were measu- Seznam symbolů red on the stainless-steel oriented foil packing. The results were compared with the classical 15-mm Pall rings a specifická mezifázová plocha [m~ ] and Mellpak 250. Y packing from hydrophilized polyproat specifický geometrický povrch výplně [m~ ] pylene. 58