Очистка вентиляционных газов от паров n-метилформамида методом адсорбции
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
ОЧИСТКА ВЕНТИЛЯЦИОНЫХ ГАЗОВ ОТ ПАРОВ N-МЕТИЛФОРМАМИДА МЕТОДОМ АДСОРБЦИИ
Идентификация вредной примеси
Исходные данные:
m = 0,5 г
t = 47o C,
P = 22,6 кПа,
Рраб = 99 Па,
R=15,05
1.Вентиляционные газы очищаются от вещества А методом адсорбции при температуре t=25o C c использованием активного угля, марка которого указана в таблице 1, там же приведена максимальная t2 и минимальная t1, температуры работы адсорбера.
Таблица 1. Условия адсорбционного равновесия
№ вариантаМарка активного угляt1, oCt2, oC3АР-А-1032
2.Десорбция вещества А водяным паром позволила получить раствор с концентрацией ХН в количестве GH (таблица 2). Методом ректификации при давлении Р получены дистиллят и кубовый остаток с концентрациями ХД и ХК соответственно.
Таблица 2
№ вариантаВещество АXHGH, кгХДХКР, Торр3С2Н5NO0,11000,010,95500
3.Низкоконцентрированный раствор разбавляется другими сточными водами в 10 раз и направляется на биологическую очистку. Рассчитать кинетику процесса по данным, приведенным в таблице3.
Таблица 3. Константа скорости разложения органических соединений при биологической очистке и изменении ее при увеличении температуры
№ вариантаК1, ч-1К2/К1t1, oCt2, oC30,322,71727
Введение
Многие промышленные процессы сопровождаются выбросом в воздух паров растворителей, органических и неорганических веществ и образованием сточных вод. Оба фактора наносят экологический вред окружающей среде, а также экономический ущерб, ввиду потери ценных компонентов производства. Поэтому разработка новых производств, модернизация существующих должна предусматривать возврат в производство потерянных веществ или в худшем варианте обезвреживание их в воздухе и сточных водах.
В химической технологии широко распространены и имеют важное значение процессы массопередачи, характеризуемые переходом одного или нескольких веществ из одной фазы в другую. Основным назначением этих процессов является либо разделение газо- или парообразных, жидких и твердых гомогенных смесей (растворов) на практически чистые компоненты или фракции требуемого состава, либо очистка этих смесей от нежелательных (иногда ценных) примесей.
В промышленности применяются в основном процессы массопередачи между газовой и жидкой, между газовой и твердой, между твердой и жидкой, а также между двумя жидкими фазами.
Процесс массопередачи между газовой и твердой фазами получил название адсорбция. Под адсорбцией понимают поглощение компонента газа, пара или раствора твердым пористым поглотителем, т.е. это процесс разделения, характеризуемый переходом вещества из газовой или жидкой фазы в твердую. Говоря об адсорбции, нельзя забывать об обратном процессе - десорбции (проводится после адсорбции и часто используется для регенерации поглощенного вещества из поглотителя).
В современной химической, газовой и нефтеперерабатывающей промышленности адсорбционный метод широко используют для глубокой очистки технологических потоков, улучшения качества сырья и продуктов, для предотвращения вредных выбросов в атмосферу.
Большую роль в обезвреживании отходящих промышленных газов и сточных вод, рекуперации из них компонентов с дальнейшим превращением их в ценные товарные продукты или с возвратом в процесс играют адсорбционные методы.
Адсорбционная очистка газов представляет собой комплекс технических решений, препятствующих чрезмерному загрязнению атмосферного воздуха. Следует подчеркнуть, что адсорбционный метод позволяет решить задачи глубокой очистки технологических и отходящих промышленных газов, содержащих разнообразные вредные вещества. Адсорбционным методом примесь может быть удалена практически полностью: это дает возможность обеспечить концентрацию примесей в воздушной среде значительно ниже предельно допустимой концентрации (ПДК).
Далее будут приведены методы и примеры практических расчетов, включая идентификацию вредной примеси, характеристику ее токсических свойств, а также отдельные методы ректификации и биологической очистки сточных вод.
1. Идентификация вредной примеси
Выбор метода инженерной защиты окружающей среды во многом зависит от природы загрязняющего вещества, содержащегося в газовых выбросах или сточных водах. Физико-химические методы анализа позволяют идентифицировать практически любое вещество. Здесь представлен один из самых простых методов, основанный на термическом уравнении состояния. Затем расчеты химического обезвреживания газовоздушных выбросов рассмотрены на примере идентифицированного загрязняющего вещества (этилового спирта).
Один из физико-химических методов определения природы вещества следует из нулевого закона термодинамики:
Если две системы находятся в термическом равновесии с третьей системой, то они состоят в термическом равновесии друг с другом.
Важнейшим следствием этого закона является существование термического уравнения состояния
.(1.1)
Для идеальных газов это уравнение получено Клапейроном и Менделеевым
,(1.2)
где n - число молей вещества; R = 8,314 Дж/мольК; P, V, T - парам