Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»

Химико-фармацевтический факультет

Кафедра охраны окружающей среды и рационального

использования природных ресурсов

Тепло- и массообмен в насадочной колонне

Лабораторно-практическая работа № 12

по процессам и аппаратам химической технологии

и защиты окружающей среды

Составитель,

к.т.н., доцент Савельев Н.И.

Чебоксары 2011

ЦЕЛЬ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Цель: Получение навыков расчета массообмена в насадочной колонне.

Общая последовательность выполнения работы

1. Изучить теоретическую часть, устно ответить на контрольные вопросы.

2. Письменно решить задачи для своего варианта и сдать их.

3. Выполнить экспериментальную часть работы, заполнить таблицу результатов измерений и вычислений. Защитить экспериментальную часть работы.

1 Теоретическая часть

1.1 Основные понятия, определения

Абсорбция – процесс растворения одного или нескольких компонентов газовой смеси в жидкости, которую называют абсорбентом.

Абсорбтив – абсорбируемый компонент газовой смеси.

Движущая сила процесса абсорбции – разница между фактической и равновесной концентрациями абсорбтива в газе и абсорбенте.

Коэффициент массопередачи К_оу – скорость переноса абсобтива через единицу поверхности контакта фаз при движущей силе, равной единице.

Парциальное давление компонента в газовой смеси – давление, которое создавал бы данный компонент, если бы он один занимал весь объем при температуре смеси.

Десорбция – процесс выделения из жидкости растворенного газа.

Физическая абсорбция – поглощение газов за счет физического растворения абсорбтива в абсорбенте.

Хемосорбция – физическая абсорбция с последующим химическим взаимодействием абсорбтива с реагентом в жидкой фазе.

Удельный расход абсорбента – отношение расходов абсорбента и газа.

Коэффициент абсорбции  – отношение фактического изменения концентрации в газовой фазе к предельно возможному при достижении фазового равновесия на выходе из аппарата.

Число единиц переноса – интегральный параметр общей массообменной способности аппарата, безразмерная величина.

Высота единицы переноса – параметр насадочного аппарата, обратный интенсивности массообменного процесса.

1.2 Способы выражения состава фаз и взаимосвязь между ними

Концентрация – это количество вещества m_i кг или n_i кмоль, находящееся в единице смеси, а именно в единице объема смеси V_∑, м³; массы смеси m_i, кг; мольного количества, n_i кмоль. Взаимосвязь между массовой и мольной х_i концентрациями i-го компонента выражается соотношениями

. (1а)

При описании массообменных процессов в системе жидкость – газ состав жидкости обозначают буквами и x_i, а состав газа (пара) – буквами и y_i.

В идеальной газовой смеси мольная доля компонента соответствует объемной доле и отношению парциального давления к общему давлению

. (1б)

Состав газовых смесей выражают также через объемные концентрации

. (1в)

При расчете процессов абсорбции и десорбции используют относительные концентрации. Они выражают количество вещества на единицу инертных, не участвующих в массообмене веществ (с индексом «о»)

. (1г)

Пересчет относительных массовых и мольных концентраций абсорбтива в бинарных смесях выполняют по равенствам

. (1д)

Здесь - мольная масса i-го вещества.