Теоретичні основи процесів абсорбції

1.1.1. Міжфазова рівновага процесу абсорбції. Розчинність газів у рідинах залежить від властивостей абсорбента та абсорбтиву, від температури і парціального тиску газового компонента над розчином і характеризується законом Генрі, згідно з яким рівноважний парціальний тиск компонента р* пропорціональний мольній частці газу в розчині х, кмоль А./кмоль (А+В).

 

                                                  р* = Е · х ,                                       (1.1.)

 

де Е – константа Генрі, яка має розмірність тиску.

 

Закон Генрі справедливий для ідеальних і малорозчинних газів. Розчинність багатьох газів відхиляється від закону Генрі. Так поводять себе гази, які утворюють висококонцентровані розчини, в результаті чого реальна розчинність завжди менша ніж маємо із закону Генрі. Для подібних систем лінії рівноваги будують за дослідними даними або за допомогою рівнянь, які одержані в результаті їх обробки. Для опису рівноваги в системі аміак-вода рекомендується рівняння [3-5]:

 

                                     ,                         (1.2)

 

де р* – рівноважний парціальний тиск аміаку над розчином, мм рт. ст.;

Т – температура розчину, К;

С_х – обємна мольна концентрація аміаку в розчині кмоль NН₃/м³    розчину.

 

1.1.2. Визначення рівноважних характеристик необхідних для розрахунку середньої рушійної сили процесу абсорбції аміаку водою. Основною проблемою при розрахунку абсорбера є визначення поверхні контакту фаз F, м², згідно з рівнянням масопередачі [4,6]:

 

                                           ,                              (1.3)

 

де М – масова витрата поглинутого аміаку кг/с;

К_у – коефіцієнт масопередачі, кг/м²·с·(Δ ;

Δ  – середня рушійна сила процесу абсорбції по газовій фазі, кг аміаку/ кг і.г.

 

Для розрахунку коефіцієнта масопередачі К_у спочатку визначають коефіцієнти масовіддачі βх і βу за допомогою відповідних критеріальних рівнянь. Коефіцієнт масопередачі розраховується згідно з виразом:

 

                                                                                 (1.4)                                    

 

де m – тангенс кута нахилу лінії рівноваги до осі абсцис. Якщо лінія рівноваги крива, визначається середнє значення – m_сер.

Для випадку розрахунку насадкового абсорбера для системи, що не підкоряється закону Генрі, можна скористатися методом визначення безпосередньо висоти шару насадки Н_н, м згідно з рівнянням [4,6]:

 

                                      (1.5)

 

де – , висота одиниці переносу, м;

, загальне число одиниць переносу по газовій фазі;

G – масова витрата інертного газу-носія, кг/с;

  S – площа поперечного перерізу абсорбера, м²;

σ – питома поверхня насадки, м²/м³;

ψ – коефіцієнт зрошення (активності) насадки;

_п, _к, , * – відносні масові концентрації аміаку в газовій фазі, відповідно, на вході і на виході абсорбера, поточне значення концентрації для будь-якого перерізу абсорбера і відповідне йому рівноважне значення, кг аміаку/кг і.г.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: