Вопрос 114

1)для противотока:

2)для прямотока:

3)для рециркуляции жидкости:

Для отвода тепла выделяющегося при абсорбции а также для повышения плотности орошения в колонных аппаратах иногда прибегают к рециркуляции жидкости. Абсорбент будет иметь концентрацию х_см,а отношение общего расхода к исходной части абсорбента носит название кратности циркуляции n:

n=(Х_к-Х_н)/(Х_к-Х_см)

G_н(Y_н-Y_к)=nL(X_к-X_см)=L(X_к-X_н)

линия АВ соответствует линии абсорбции при n=1, АС—отвечает рабочей линии процесса с ректификацией.

Вопрос 115

Влияние давления паров абсорбента на равновесие. В приведенных зависимостях не учитывалось влияние давления паров поглотителя на равновесие, что допустимо, если это давление мало по сравнению с парциальным давлением абсорбируемого газа. Если же давление паров поглотителя велико, то его влияние на равновесие при абсорб­ции учитывают следующим образом.

Согласно закону Рауля, парциальное давление, компонента в растворе раоно дав­лению пара чистого компонента, умноженному иа его мольную долю в растворе, т. е. дл я поглотителя

р_п=Р_п(1—Х)= Р_пХ_п

Парциальное давление абсорбента в равновесной газовой фазе р_п равно

р_п=Ру_п

Из этих уравнений получим;

у_п= Р_п(1—Х)/Р= Р_пХ_п/Р

В этом случае концентрация абсорбируемого газа в газовой фазе по отношению к концентрации инертного газа составляет:

Y= y/(1-y-y_п)

При таком выражении концентрации в качестве общего давления принимается разность Р — р_п.

Тепловой баланс и температура абсорбента. Если абсорбцию ведут без отвода тепла или с недостаточным его отводом, то температура повышается вследствие выделения тепла при поглощении газа жидкостью, что необходимо учиты­вать при расчете. Для технических расчетов можно пренебречь нагреванием газовой фазы и считать, что выделяющееся при абсорбции тепло затрачивается только на нагрев жидкости.

Если линия равновесия при температуре t_н поступающей жидкости изображается кривой ОD, то при температуре уходящей жидкости линия равновесия рас­положится выше (кривая ОС) к действительная линия равновесия при переменной температуре жидкости изобразится кривой АВ.

Ординату Y* некоторой точки О' на кривой равновесия, соответствующую составу жидкости X. можно найти, если известна температура t при данном составе жидкости. Для этого необходимо составить уравнение теплового баланса для части аб­сорбционного аппарата, расположенной выше некоторого произвольного сечения с текущими концентрациями X н У жидкости и газа соответственно:

qM^’ = Lc(t - t_н)

где q—дифференциальная теплота растворения газа, кдж/кмоль; М' —количество газа, поглощенного в рассматриваемой части абсорбера, кмоль/сек; I. — расход аб­сорбента, кмоль/сек; с — теплоемкость жидкости, кжд/(кмодь-град); t—температура жидкости в данном сечении, °С; t_н — начальная температура жидкости, ⁰С.

Так как М' =L*(Х - Х_н), то

q(X – X_н)=c(t - t_н)

Тогда

t=t_н + q/c(Х-Х_н)

Задаваясь рядом произвольных значений X в интервале между известными ве­личинами Х_н и Х_к,с помощью последнего уравнения вычисляют t. По опытным данным находят соответствующие значения У* и строят линию равновесия (по точкам 0₁, 0₂ и т. д.).