12. Коэффициент извлечения абсорбции. Уравнение Кремсена.

для хар-ки пр-са абсорбции есть понятия о коэф-те извлечения компонента φ и эффективности извлечения компонента ε

Под коэф-том извлечения φ при абсорбции понимают отношение кол-ва поглощенного комп-та к его содержанию в исходной газовой смеси.

Очевидно, что при полном извлечении компонента У₁ = 0 и φ = 1. Во всех остальных случаях

φ < 1.

Под эф-тью извлечения е при абсорбции понимают отношение количества поглощенного компонента к теоретическому, достигаемому в условиях равновесия между уходящим из абсорбера газом и вводимым абсорбентом.

(1)

Разделив числитель и знаменатель правой части уравнения на У_N+1 получим

Отсюда следует, что ε> φ и ε → φ только при Y₀→ 0. При достижении равновесия на выходе из абсорбера: У₁= У₀ и ε = 1. Во всех остальных случаях 0 < ε< 1.

Из приведенных уравнений вытекает, что обеспечение возможно полной десорбции извлекаемых компонентов из насыщенного адсорбента (Х₀ → 0) и снижение содержания извлекаемого компонента на выходе из аппарата (У₁) увеличивают коэффициент извлечения и эффективность при абсорбции

если в левой части уравнеия (1) прибавить и отнять После преобразований получим

уравнение Кремсера.При заданных эффективности извлечения е и абсорбционном факторе А из этого уравнения можно определить N — число теоретических тарелок в абсорбере.

При идеальном отделении абсорбента от извлеченных компонентов, когда Y₀=0. получим уравнение для расчета коэффициента извлечения через фактор абсорбции.

И з этого уравнения может быть получено следующее уравнение для расчета числа теоретических тарелок в абсорбере:

Для комп-та, у к-го абсорбционный фактор А = 1, из последнего уравнения после раскрытия неопределенности получим

N=ε/(1-ε)

Зависимость между эффективностью абсорбции, абсорбционным фактором и числом теоретических тарелок, определяемая уравнением Кремсера, представлена графически на рис. Этот же график может быть использован и для расчета процесса десорбции.

13.Принципиальная схема установки абсорбер-десорбер.

В промышленности процессы абсорбции и десорбции обычно осуществляются на одной установке, обеспечивающей непрерывную регенерацию и циркуляцию абсорбента по замкнутому контуру между абсорбером и десорбером. Поток газа С_н+1 поступает в нижнюю часть абсорбера 1, а сверху подается поток свежего (регенерированного) абсорбента L₀. Непоглощенные компоненты газа G, уходят с верха абсорбера, а из его низа выводится поток насыщенного абсорбента III, который поступает через теплообменник 7 и подогреватель 3 на регенерацию в десорбер 4. Регенерация осуществляется либо за счет подвода тепла Q_в в нижнюю часть десорбера, либо за счет ввода водяного пара. Регенерированный абсорбент, охлажденный в теплообменнике 7 и холодильнике 2, возвращается в абсорбер. В случае работы десорбера с подводом тепла его можно рассматривать как отгонную ректификационную колонну.

Такую схему применяют, когда абсорбент обладает высокой избира­тельностью и необходимо из смеси извлечь один компонент или одну целевую фракцию (например, извлечение из газа кислых компонентов, осушка газов). При переработке природных и попутных газов такие схемы не эффективны, так как не обеспечивают получение кондиционной товарной продукции.

Рис. У1-2. Принципиальная схема абсорбционно-десорбционной установки:

1 — абсорбер; 2 — холодильник; 3 — подогреватель; 4 — десорбер; 5 — конденсатор; 6 — емкость; 7 — теплообменник. Потоки: I — сырой газ; II — сухой (тощий) газ; III — насыщенный абсорбент; IV — регенерированный абсорбент; V — извлеченные компоненты; VI - несконденсированные газовые компоненты; VII — жидкий продукт