Очистка вентиляционных газов от паров метилового спирта методом адсорбции

курсовая работа

4.4 Расчет процесса биохимической очистки

После разбавления раствора концентрацией 26,7 г/л мы получим раствор с концентрацией С0=2,67 г/л, который направим на биохимическую очистку.

Известно, что разложения (МС) описывается кинетическим уравнением первого порядка с константой скорости K1=0,69 ч-1 при температуре 16°C. Расчетные данные представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 Константа скорости разложения органических соединений при биохимической очистке и изменение ее при увеличении температуры

K1, ч-1

0,69

K2/K1

2,6

t1,°C

16

t2,°C

26

Уравнение кинетики первого порядка:

(4.20)

(4.21)

Где С0, С - концентрации метилового спирта в моменты времени 0 и ф. Подставляем в него исходные данные С0=26700 и K1=0,69 ч-1 и получаем уравнения, которые позволяет прогнозировать изменение концентрации метилового спирта и скорости процесса во времени.

(4.22)

(4.23)

Для построения кинетической кривой по уравнениям (4.22) и (4.23) рассчитываем изменение концентрации и скорости процесса в произвольные моменты времени до достижения концентрации МС ниже ПДК в воде. Полученные данные сводим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 Кинетика биохимического разложения (МС)

ф, ч

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

lnC

7,2

6,51

5,82

5,82

4,44

3,75

3,06

2,37

1,68

0,99

C, мг/л

1339

672

337

169

85

43

21

10,7

5,4

2,7

щ, мг/ч?л

924

464

233

117

59

29

14,5

7,4

3,7

1,86

Из таблицы 4.2 видно, что ПДК может быть достигнута за время менее 10 часов. Скорость разложения (МС) велика в начале процесса, когда концентрация (МС) в растворе большая, а затем быстро уменьшается из-за снижения движущей силы процесса - разницы рабочей и равновесной концентрации. Кинетические кривые, построенные по вычислениям, приведены на рисунке 4.1: наблюдается линейная зависимость lnC=f(ф), конечный участок кинетической кривой представлен в большем масштабе.

Рисунок 4.1

Время достижения ПДК можно вычислить по уравнению (4.22)

По уравнению (4.17) вычислим какое влияние оказывает температура на скорость реакции, предварительно вычислив энергию активации, если при увеличении температуры до 26°С константа скорости возросла в 2,6 раза.

Решая систему уравнений (4.18), вычисляем энергию активации Е и предэкспоненциальный множитель k0:

Таким образом, для данного процесса уравнение Аррениуса можно записать в виде

Энергия активации Е=68,65 кДЖ/моль > 30 кДж/моль характерна для кинетической области протекания процесса биологической очистки[11].

Делись добром ;)