Определение направления и средней движущей силы процесса абсорбции. Число единиц переноса (ЧЕП). 

Рабочая линия , изображённая на рис.19-2, позволяет установить условия , при которых процесс абсорбции станет возможным .Рассмотрим условие равновесия газа и сорбента. Примем для этого правило фаз. В рассматриваемом случае мы имеем две фазы (газ и жидкость) и три компонента ( поглощаемый компонент, инертный газ и жидкость ) .Определяющими параметрами будут давление, температура и концентрация: S=K-f+2                                                         

Где S- число степеней свободы ,К-число компонента системы , f–число фаз системы. 

В нашем случае , когда поглощается один компонент газовой смеси,S=3-2+2=3

 Этими тремя степенями свободы являются состав одной из фаз , давление и температура. Содержание поглощаемого компонента в другой фазе не может быть произвольно .Оно определяется тремя выбранными параметрами .

Для идеальных растворов , в которых силы взаимодействия между молекулами компонентов системы одинаковы, условия равновесия определяются законами Генри и Рауля. Закон Генри можно сформулировать так:

                                   х=р                                               (2)

где х-количество растворённого газа , отнесённое к поглощающей жидкости, моль-доли; - коэффициент пропорциональности , определяемый из опыта.

Уравнение 2 называется законом Генри, который может быть сформулирован так: растворимость газа прямо пропорциональна парциальному давлению газа над жидкостью .Известно также , что в газовой смеси парциальное давление компанента может быть выражено уравнением :

                              р=уР,                                                  (3)

где у- мольная доля рассматриваемого компанента в газовой смеси;

Р–общее давление в смеси.

Приравнивая р из уравнений 2и 3 получим,

у=х/(Р )                                        (4)

Уравнение 4 является уравнением фазового равновесия.

Движущая сила процесса абсорбции может быть выражена также , как разность парциальных упругостей рассматриваемого компанента, которые пропорциональны молярной концентрации компонента. Парциальное давление поглощаемого компонента в газовой смеси обозначим через р_А , равновесное парциальное давление того же компонента обозначим .Тогда средняя движущая сила абсорбции может быть выражена как разность (р_А– . 

 

Число единиц переноса

Для газовой фазы  

Для жидкой фазы  

, –число едниниц переноса на тарелку

, -коэффициенты массоотдачи, отнесённые к единице рабочей площади

 

Схемы ведения процесса абсорбции(противоточная, противоточная с рециклом, каскадная). Рабочие линии процессов. 

В технике используют следующие принципиальные схемы абсорбционных процессов: прямоточные, противоточные, одноступенчатые с рециркуляцией и многоступенчатые с рециркуляцией.

Прямоточная схемавзаимодействия веществ в абсорбере показана на рисунке 14.4 а. В этом случае потоки газа и абсорбента движутся в одном направлении; при этом газ с большей концентрацией абсорбтива приводится в контакт с жидкостью, имеющей меньшую концентрацию абсорбтива, а газ с меньшей концентрацией взаимодействует на выходе из абсорбтера с жидкостью, имеющей большую концентрацию абсорбтива.

Противоточная схемапоказана на рисунке 14.4, б. В противоточном абсорбере в одном конце аппарата контактируют газ и жидкость, содержащие большие концентрации абсорбтива, а в другом противоположном конце –меньшие. Э

При противоточном процессе достигается большая конечная концентрация абсорбтива в абсорбенте , чем при прямоточном. Расход абсорбента также ниже. Однако ввиду того что средняя движущая сила при противотоке ниже , то габариты противоточного абсорбера больше, чем прямоточного.

В  схемах с рециркуляцией абсорбента или газовой фазыпроисходит многократный проток абсорбента или газовой фазы через абсорбер.

На рисунке 14.4, в изображена рециркуляционная схема по абсорбенту.Жидкая фаза –абсорбент многократно возвращается в абсорбер, а газовая фаза проходит через абсорбер снизу вверх .

Абсорбент подаётся в верхнюю часть абсорбера и движется противотоком к газовой фазе. В результате смешения свежего абсорбера с концентрацией х_н с выходящим из абсорбера его концентрация повышается до х_с .Рабочая линия на диаграмме у-х  представляет собой прямую с координатами крайних точек А и В_с

Соответственно у_н ,х_н, у_к, х_с.

---

Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 1140; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

⇐ Предыдущая27282930313233343536Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!