14.Принципиальная схема абсорбции с рециркуляцией жидкости и графическое изображение процесса.

Абсорбция – поглощение газов или паров из газовых или паровых смесей жидкими поглотителями, называемыми абсорбентами. Процесс абсорбции обратим, обратный ему – десорбция. Ж→Г,П

Два вида: 1) физическая абсорбция (растворение газа не сопровождается химической реакцией); 2) хемосорбция (абсорбируемый компонент вступает в хим. реакцию в жидкой фазе.)

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

Схемы с рециркуляцией предусматривают многократный возврат в аппарат либо жидкости, либо газа. Схема с рециркуляцией жидкости показана на рис. 12.3.,а.Газ проходит через аппарат снизу вверх, и концентрация распределяемого вещества в нем изменяется от Yн до Yк. Поглощающая жидкость подводится к верхней части аппарата при концентрации распределяемого вещества Хн, затем смешивается с выходящей из аппарата жидкостью, в результате чего концентрация повышается до Хс. Рабочая линия представляется на диаграмме отрезком прямой; крайние точки его имеют координаты Хн,Хк и Yк,Хс соответственно. Значение Хс легко найти из уравнения материального баланса.

Обозначим отношение количества поглощающей жидкости на входе в аппарат к количеству свежей поглощающей жидкости через n. Тогда

G(Yн-Yк) = L(Xк-Xн) = Ln(Xк-Xс)

Xc=[Xк(n-1)+Xн]/n

С рециркуляцией жидкого компонента: лимитирующая стадия – растворение компонента (т.е.βх - низкое). L увеличивается → Re↑ → Nuд↑ → βх↑. Процесс абсорбции идет с выделением тепла, поэтому его необходимо проводить при пониженных температурах (использовать холодильник). → βх вновь ↑.

С рециркуляцией газовой фазы: лимитирующая стадия – в газовой фазе. Жидкость хорошо растворяет компонент газовой фазы. βy – низкий. Увеличиваем G → Re↑ → Nuд↑ → βy↑. Процесс все равно идет с выделением тепла. Теплоемкость газа незначительна.

15. Схема ректификационной установки непрерывного действия. Материальный баланс ректификационной колонны. Флегмовое число.

Ректификация – разделение жидких однородных смесей на составляющие вещества или группы составляющих веществ в результате противоточного взаимодействия паровой смеси и жидкой смеси.

Непрерывно действующие ректификационные установки в зависимости от назначения работают по различным схемам. Далее будут рассмотрены: 1) установки для ректификации исходной смеси на две составляющие части в аппарате, обеспечивающем как укрепление, так и исчерпывание летучего компонента;2) установки для экстрактивной и азеотропной ректификации; 3) установки для ректификации многокомпонентных смесей.

Установка для разделения исходной смеси на две составляющие части приведена на рис. Исходная смесь поступает в подогреватель 1, где ее температура повышается за счет тепла греющего водяного пара до температуры кипения. Нагретая смесь поступает в питающую секцию ректификационной колонны 2 , присоединяясь к орошению, которое обеспечивается концентрацией паров в дефлегматоре 3. Необходимое для проведения ректификации многокомпонентное испарение жидкости осуществляется в кипятильнике 4. В дефлегматоре 3 происходит полная конденсация паров. Из делителя потока часть дистиллята отвечающая флегме, возвращается в колонну, а остальная часть удаляется. Менее летучая часть исходной смеси непрерывно отбирается из нижней части ректификационного аппарата.

В рассмотренной схеме не учитывается возможность рационального использования тепла. Практически тепло отходящих потоков можно использовать для нагревания входящих, и в частности, нагревать исходную смесь за счет тепла жидкости, удаляющейся из нижней части колонны. Зависимость между рабочим и равновесными концентрациями показаны на рисунке 12.21; они позволяют находить движущую силу процесса для любой рабочей концентрации.

Материальный баланс

Gw – количество кубовой жидкости(содержит НЛК)

Gp-Дистилят (Содержит ЛЛК)

Gr - флегма

Х – массовые % или массовые доли

Gf=Gp+Gw

Gfхf=Gpxp+Gwxw

Gf/Gp=F - сколько исходной смеси(кг) надо направить в колонну, чтобы получить 1 кг дистиллята

Gw/Gp=W – сколько кг кубовой жидкости необходимо отвести из колонны, чтобы получить 1кг дистиллята.

Gd=Gp+GR

Gd/Gp=D – какле кол-во пара необходимо отвести из верхней части колонны, чтобы получить 1кг дистиллята.

Gd/Gp=D=1+GR/Gp

GR/Gp=R - флегмовое число, это то количество флегмы, которое необходимо возвратить в колонну, чтобы получить 1 кг дистиллята

D= 1+R