Tải bản đầy đủ (.pdf) (15 trang)

Chapter 5 Equilibrium Stages

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.54 MB, 15 trang )

<span class='text_page_counter'>(1)</span>Undergraduate  Lectures  on  .  . Material  Balances  for  Chemical  Engineers   June  5-­‐  29,  2014. Chapter  5:  Lecture  4:   Continuous Equilibrium Stage Processes!. Brian  G.  Higgins   Department  of  Chemical  Engineering  and    Materials  Science   University  of  California,  Davis  .

<span class='text_page_counter'>(2)</span> Liquid-­‐Liquid  ExtracLon   Batch  liquid-­‐liquid  Extrac0on  . dist, A Con0nuous  liquid-­‐liquid  extrac0on  . cA = cA.

<span class='text_page_counter'>(3)</span> Example  of    a  sequence  of    liquid-­‐liquid   extracLon  staLons  . DiagrammaLc  descripLon  of  a  sequence  of  separaLon  stages  .

<span class='text_page_counter'>(4)</span> Molar  Balance:  Single  Units  . Impose  a  special  condiLon:  . (xA )0 = 0. (algebraic  convenience)  . Molar  balance  for  species  A:  . (xA )1 Ṁ + (yA )1 Ṁ = (yA )2 Ṁ.

<span class='text_page_counter'>(5)</span> Process  Equilibrium  CondiLon  . Process  equilibrium  condiLon:  . (yA )1 = Keq,A (xA )1 (yA )1 + (xA )1 (Ṁ /Ṁ ) = (yA )2. (yA )1 + (yA )1 (Ṁ /Ṁ Keq,A ) = (yA )2.

<span class='text_page_counter'>(6)</span> Process  Equilibrium  CondiLon  . (yA )1 + (yA )1 (Ṁ /Ṁ Keq,A ) = (yA )2. (yA )2 (yA )1 = 1+A AbsorpLon  factor:  . A = (Ṁ /Ṁ Keq,A ).

<span class='text_page_counter'>(7)</span> Molar  Balance:  Two  Units  . Impose  a  special  condiLon:  . (xA )0 = 0. (algebraic  convenience)  . Molar  balance  for  species  A:  . (xA )2 Ṁ + (yA )1 Ṁ = (yA )3 Ṁ.

<span class='text_page_counter'>(8)</span> Process  Equilibrium  CondiLons  . Process  equilibrium  condiLons:  . (yA )2 = Keq,A (xA )2. (yA )1 = Keq,A (xA )1. (yA )1 + (xA )2 (Ṁ /Ṁ ) = (yA )3 (yA )3 (yA )1 = 1 + A + A2 AbsorpLon  factor:  . A = (Ṁ /Ṁ Keq,A ).

<span class='text_page_counter'>(9)</span> Molar  Balance:  N  Units  . (yA )N +1 (yA )1 = 1 + A + A2 + A3 + · · · + AN. Key  simplificaLons:  . (i) Molar  flow  rates        Ṁ              ,    Ṁ                  are  constant.   (ii) Linear  equilibrium  rela0on  is  applicable.   (iii) Mole  frac0on  of  species  A  entering  system  in  zero:    (x       A )0 = 0.

<span class='text_page_counter'>(10)</span> Example  CalculaLon  .

<span class='text_page_counter'>(11)</span> Example  CalculaLon  Cont.  . Inlet  mole  fracLons:  . (xA )0 = 0,. System  Parameters:  . Keq,A = 2.53. (yA )N +1 = 0.010. Ṁ = 90 kmol/h. A = Ṁ /Ṁ Keq,A = 1.186. Ṁ = 30 kmol/h How  many  stages  are  needed  to  reduce  the  exit  mole     frac0on  of  acetone  to:    (y        A     )1 = 0.001. 1 + A + A2 + A3 + · · · + AN =. (yA )N +1 0.010 = = 10.0 (yA )1 0.001.

<span class='text_page_counter'>(12)</span> Example  CalculaLon  Cont.   1 + A + A2 + A3 + · · · + AN =. (yA )N +1 0.010 = = 10.0 (yA )1 0.001. Thus  approximately  6  equilibrium  stages  are  needed.  .

<span class='text_page_counter'>(13)</span> Graphical  Analysis  . 1nN. OperaLng  Line:  . h. (yA )n+1 = (xA )n (Ṁ /Ṁ ) + (yA )1. Equilibrium  Line:  . (yA )n = Keq,A (xA )n ,. i. (yA )0 (Ṁ /Ṁ ) ,. n = 1, 2, . . . , N. n = 1, 2, . . . , N.

<span class='text_page_counter'>(14)</span> Graphical  Analysis:     Cascade  of  Equilibrium  Stages   (xA )0 = 0. (yA )N +1 = 0.010 (yA )1 = 0.001. Keq,A = 2.25 Ṁ = 97.5 kmol/h Ṁ = 30 kmol/h.

<span class='text_page_counter'>(15)</span> Graphical  Analysis:     Cascade  of  Equilibrium  Stages  .

<span class='text_page_counter'>(16)</span>

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay
×