Абсорбция. Равновесие в процессе абсорбции.
Абсорбция - процесс разделение газовых смесей с помощью жидких поглотителей - абсорбентов. Если поглощаемый газ (абсорбтив) химически не взаимодействует с абсорбентом, то абсорбцию называют физической (не поглощаемую составную часть газовой смеси называют инертом, или инертным газом). Если же абсорбтив образует с абсорбентом химическое соединение, то процесс называют хемосорбцией.
Равновесие в процессе абсорбции
Для идеальных газов справедлив закон Генри:
Закон Генри: парциальное давление компонента газовой смеси над раствором пропорционально мольной доле этого компонента в растворе при достижении равновесия. Константа Генри (Е) увеличивается с ростом температуры.
По закону Дальтона парциальное давление компонента газовой смеси пропорционально его мольной доле в газовой смеси: ,
где P – общее давление.
Объединяя законы Генри и Дальтона, можно установить влияние условий на растворимость газа в жидкости: .
Таким образом, с увеличением давления в абсорбере и понижением температуры растворимость растет.
Растворимость хорошо растворимых реальных газов меньше, чем по закону Генри, а плохо растворимых соответствует закону Генри.
Для того чтобы повысить растворимость газа в жидкости нужно:
1. Уменьшать константу Генри Е за счет снижения температуры;
2. Если газ плохо растворяется, то повышать давление.
Чем хуже растворяется газ, тем больше повышают давление.
|
|
При растворении хорошо растворимых газов нет надобности в большом повышении давления, но необходимо отводить тепло, которое в этом случае выделяется в большом количестве.
Материальный баланс и расход поглотителя.
Материальный баланс по извлекаемому компоненту
,
где G – количество инертного газа;
L – количество поглотителя.
Расход поглотителя зависит от степени его насыщения извлекаемым компонентом, то есть от хк. С увеличением хк расход L уменьшается.
Рабочая линия АВ может занимать различные положения. - удельный расход поглотителя. |
Минимальный тангенс угла наклона рабочей линии соответствует рабочей линии АВпред., при которой рабочая линия пересекается с равновесной.
,
где - равновесная концентрация.
При минимальном расходе поглотителя требуется бесконечное число тарелок для достижения заданной степени извлечения. Действительный расход поглотителя для абсорбера конечных размеров должен быть больше минимального: ,
где - коэффициент избытка поглотителя.
Для определения оптимального значения коэффициента избытка поглотителя необходим технико-экономический расчет. Ориентировочно .
|
|
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 536; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!