ABSORPSYON PROBLEM (Dolgulu Kule Tasarm)

ABSORPSYON PROBLEM (Dolgulu Kule Tasarm)

Hacimsel olarak % 20 kkrt dioksit (SO2) ieren bir gaz karm dolgulu kuleden geirilerek iindeki SO2 ters akl(countercurrent) su ile absorbe edilecektir. Dolgulu kuleyi terkeden gazn iindeki SO2 miktarnn hacimsel olarak % 0.5 ' i gememesi gerekmektedir. Suyun debisi minimum debinin iki kat , gazn ktlesel debisi (SO2 hari) ise 200 lb/ft2 -saat olacaktr.

Gerekli olan dolgu yksekliini (metre olarak) bulunuz.

Verilenler:

kxa = 0.152 Gx0.82 kya = 0.028 Gy0.7 Gx0.25

kxa= sv fazn ktle-transfer katsays, (lb mol/(ft3)(saat)(birim mol kesir fark)

kya =gaz fazn ktle-transfer katsays, ( " " " " ")

Gx = sv fazn ktlesel hz [mass velocity], lb/ft2 -saat

Gy = gaz fazn ktlesel hz , lb/ft2 -saat.

1/Kya = 1/kya + m/kxa ; m = Denge erisi eimi

Kya = Toplam gaz faz transfer katsays, (lb mol/(ft3)(saat)(birim mol kesir fark)

Not : Gaz,hava olarak kabul edilebilir(Havann mol.Arl:29)

GMy = gaz fazn molar ktlesel hz,lb mol/ft2 -saat.

y* = x konsantrasyonundaki sv faz ile denge halinde bulunan gaz faznn konsantrasyonu(molar kesir olarak) , ZT = Dolgu ykseklii, ft.

SO2 iin denge erisi (equilibirium curve) aada verilmitir :

ZM

Kolon evresinde SO2 iin ktle bilanosu yapld takdirde:

La xa + Vb yb = Lb xb + Va ya

Burada, V = Gaz faznn molal debisi

L = Sv(su) " " "

x = SO2 gaznn sv fazdaki konsantrasyonu(mol fraksiyonu)

y = SO2 gaznn gaz fazndaki konsantrasyonu( " ")

Minimum Su Debisinin hesab:

Yukardaki denklem inert (SO2 'siz) sv ve gaz molal ktlesel hzlar cinsinden yazlrsa:

Burada,G'Mx = nert sv fazn molal ktlesel hz (lb-mol/ft2-saat)

G'My= nert gaz fazn molal ktlesel hz (lb-mol/ft2-saat)

= 200/29 = 6.90 lb-mol/ft2-saat

yb = 0.20

xa = 0

ya = 0.005

Denge erisinden, yb = 0.20'de x*b = 0.010

Minimum Su Debisi = (G'Mx )min , aadaki ifadeden bulunabilir:

(G'Mx )min [0.010/0.99 - 0]= 6.90[0.20/0.80 - 0.005/0.995]

(G'Mx )min = 169 lb-mol/ft2-saat

Gerek Su Debisi = 2x169 = 338 lb-mol/ft2-saat

kya ve kxa 'larn bulunmas

k Suyundaki SO2 konsantrasyonu:

338 xb/(1-xb) = 6.90[0.20/0.80 - 0.005/0.995]

xb = 0.00497 0.005

letme erisi aadaki grafikte gsterilmitir:

Giren gaz (hava)'daki SO2 miktar =[0.20/0.80]x6.9x64

=110.4 lb/ft2-saat

Giren toplam gaz karm = 200 + 110.4 = 310.4 lb/ft2-saat

kan SO2 miktar = 6.90x64x[0.005/0.995] = 2 lb/ft2-saat

Kulenin stnden kan toplam gaz karm= 200 +2 =202 lb/ft2-saat

Su tarafndan absorbe edilen SO2 miktar = 110.4 - 2 = 108.4 "

Kulenin stnden beslenen su miktar = 338x18 = 6084 lb/ft2-saat

Kulenin altnda sv fazn ktlesel debisi=

6084+108.4 =6192.4 lb/ft2-saat

Ortalama sv ktlesel hz = 6084 + 108.4/2 = 6138 lb/ft2-saat

kxa = 0.152x61380.82 = 194

Kulenin altnda (kya)b = 0.028x(6192.4)0.25 (310.4)0.7= 13.8

Kulenin stnde (kya)a = 0.028x(6084)0.25 (202)0.7= 10.2

Ortalama (kya) = (13.8+10.2)/2 12Denge erisinin eimi (m) 20 (Denge erisinin grafiinden):

1/KYa = 1/kya + m/kxa = 1/12 + 20/194 = 0.187

KYa = 1/0.187 = 5.36

(GMy)a = 6.90/0.995 = 6.93 lb-mol/ft2-saat

(GMy)b = 6.90/0.80 = 8.63 lb-mol/ft2-saat

Ortalama (GMy) = (8.63+6.93)/2 = 7.78

y

(1-y)

y-y*

1/[(1-y)(y-y*)] y

0.005

0.995

0.005

201

0.01

0.99

0.0075

134.7

0.005

0.02

0.98

0.013

78.5

0.01

0.04

0.96

0.030

34.7

0.02

0.08

0.92

0.05

21.7

0.04

0.12

0.88

0.07

16.2

0.04

0.16

0.84

0.085

14.0

0.04

0.20

0.80

0.105

11.9

0.04

__________________________________________________________

= 0.005x134.7 + 0.01x78.5 + 0.02x34.7 + 0.04(21.7+16.2+14.0+11.9)

= 4.7

ZT = (4.7x7.78)/5.36 = 6.82 ft = 6.82/3.28 m = 2.1 m.