56.Скорость абсорбции. Интенсификация процесса при абсорбции трудно- и хорошорастворимых газов.

M = K_y·F·∆Y_ср = K_x·F·∆X_ср

Увеличение средней движущей силы приводит к увеличению скорости всего процесса, к увеличению растворения и снижению температуры. При противотоке средняя движущая сила больше чем при прямотоке. Снижение эффекта продольного перемешивания фаз (уноса жидкостью газовой фазы). Если уносится жидкость прореагировавшая, то она концентрирует работу и средняя движущая сила уменьшается. Отсюда следует, что противоточные абсорберы должны работать с минимальным уносом жидкости.

Скорость абсорбции зависит от способа образования данных фаз (от этого зависит удельная поверхность) и от степени диспергирования фаз ( газ может находиться в виде пузырей, а чем меньше пузыри, тем больше поверхность)

Скорость абсорбции определяется коэффициентом массопередачи:

K_y = 1/β_y = m/β_y K_y → β_y

K_x = 1/(m·β_y) + 1/β_x, K_y ≈ β_x, где m – распределение вещества по фазам. Для легко растворимых в-в она велико. Для хорошо растворимых газов 1/β_y>>m/β_x; для плохо растворимых: 1/β_y<<m/β_x

При абсорбции хорошо растворимых газов на скорость будет влиять скорость переноса вещества в газовой фазе (её нужно турбулизовать, чтобы хорошо проходил массообмен) - используют распылительные или пленочные абсорберы. Для плохо растворимых газов снижают диффузионные сопротивления в жидкой фазе. Диффузионные сопротивления пропорциональны толщине слоя.

Для абсорбции труднорастворимых газов надо, чтобы жидкость была в виде тонкой пленки и жидкость перемешивалась.

При хемосорбции многое определяется тем, в какой области протекает процесс (в диффузионной, кинетической или дуффузионно-кинетической). Диффузионная область – быстро протекает химическое взаимодействие, а физическое взаимодействие медленнее (лимитирует физическая диффузия). В кинетической области лимитирует химическая реакция.

Если процесс протекает в диффузионной области ускорение достигается увеличением движущей силы за счет снижения пути диффундирования абсорбата. Если процесс протекает в кинетической области, то на ускорение процесса можно повлиять за счет активного обновления контакта фаз.

Ускорение (замедление) процесса при хемосорбции при расчетах учитывает фактор ускорения процесса

β_x' = Ф·β_x, где Ф – фактор ускорения; β_x' – коэффициент массоотдачи при хемосорбции.

57.Классификация абсорберов

Аппараты, в которых осуществляются абсорбционные процессы, называют абсорберами. Как и другие процессы массопередачи. абсорбция протекает на поверхности раздела фаз. Поэтому абсорберы должны иметь развитую поверхность соприкосновения между жидкостью и газом. По способу образовании этой поверхности абсорберы можно условно разделить на следующие группы: I) поверхностные и пленочные: 2) насадочные; 3) барботажные (тарельчатые): 4) распыливаяющие.

Следует отметить, что аппараты большинства конструкций, приводимых ниже, весьма широко применяются и для проведении других массообменных процессов.

58. Порядок расчета абсорбера

1.При расчете абсорберов обычно заданы: расход газа, его начальная и конечная концентрация(иногда вместо концентрации задается степень извлечения φ), степень разделения, состав смеси на выходе из абсорбера, начальная концентрация абсорбента.

2.Выбор поглотителя, абсорбента

3.Расчеты материального баланса по газовой фазе

4.Выбор режима проведения процесса

5.Расчет условий равновесия

6. Произвести расчет рабочего и минимального расхода абсорбента

7.Установить состав отработанного поглотителя

8.Выбор конструкции абсорбера, контактных устройств

9.Определение рабочей скорости газа через абсорбер

10.Определение D аппарата и поперечного сечения аппарата

11.Расчет высоты рабочей зоны и высоты аппарата

12.Расчет гидравлического сопротивления аппарата

13.Определение высоты сепарационной части аппарата, диаметра штуцеров(абсорбера).