4. Порядок виконання роботи і проведення розрахунків

Перед початком роботи перевірити герметичність установки, відсутність підсмоктування повітря. Перевірку проводять за результатом аналізу газу на загальний вміст оксидів азоту. Для цього проби газу відбирають на вході в апарат і виході з нього (через кран 11) і визначають в пробах загальний вміст оксидів азоту (результати аналізів мають збігатися). Методика визначення оксидів азоту в нітрозних газах описана в лабораторній роботі № 6.

Потім за завданням викладача встановлюють необхідну швидкість подачі нітрозних газів. Після цього на решітку подають 2-10 %-й розчин Na₂CO3. Через 3-5 хв, які необхідні для створення стійкого режиму, відбирають проби газу на аналіз до та після апарата.

Завданням дослідів є визначення коефіцієнта швидкості абсорбції та ККД полиці апарата при різних швидкостях газу (задаються викладачем). Для кожного режиму проводять по два паралельні досліди, а при необхідності їх повторюють кілька разів, доки не отримають добре відтворювані результати.

Для контролю за процесом під час виконання роботи фіксують та вимірюють:

• витрати нітрозного газу;

• витрати газу на виході з установки;

• витрати розчину Na2CO3;

• концентрацію оксидів азоту в газі на вході та виході з апарата;

• тиск у частинах апарата під і над решіткою;

• висоту шару піни.

Оцінку роботи пінного апарата (однієї полиці-решітки) та порівняння ефективності його роботи при різних режимах проводять за кількома показниками. Коефіцієнт корисної дії, що характеризує повноту абсорбції оксидів азоту, розраховують за формулою

де Х_п і Х_к – концентрація оксидів азоту в газі на вході і виході з апарата, кг/м³ інертного газу;

Х_{сер.рівн.} - концентрація компонента, який поглинається, рівноважна із середньою концентрацією його в розчині на полиці апарата (в даному випадку Х_{сер.рівн} ~ 0 ).

Для розбавленого газу вагові концентрації «Х» можуть бути замінені об’ємними «С», оскільки в процесі абсорбції загальний об’єм газу майже не змінюється, тобто можна записати:

де С_вх і С_вих – концентрації, які отримані при аналізі, % об.

Коефіцієнт абсорбції для однієї полки пінного апарата можна розрахувати за рівнянням швидкості абсорбції при перехресному потоці:

Параметр  розраховують за формулою

де G – маса речовини, що поглинається за певний проміжок часу, кг;

K – загальний коефіцієнт абсорбції для рушійної сили, виражений в

одиницях концентрації газової фази, м/год, або кг/(м³  год  кг/м³);

S – площа решітки, м²;

Х_п.р і Х_к.р – концентрації компонента, що поглинається у газі, рівноважні з початковою і кінцевою концентрацією рідини, кг/м³.

При необоротній абсорбції (наприклад, для системи N₂O₃Na₂CO₃) загальний коефіцієнт абсорбції К розраховують з використанням залежності К від к.к.д. полиці , що виражений в частках одиниць

де   швидкість газу в апараті, м/год.

Висоту піни, яка є важливим показником роботи пінного апарата, фіксують безпосереднім вимірюванням, а гідравлічний опір полиці розраховують за різницею абсолютних тисків у частинах пінного апарата над і під решіткою.

Результати заносять до таблиці:

Швидкість газу в апараті, м/с	Витрати содового розчину, м3/год	Ви-сота піни, мм	Гідравліч-ний опір однієї полиці, Па	Концен-трація оксидів азоту, %		ККД полиці апарата, , %	Коефіцієнт швидкості абсорбції, м/год
				на вході	на виході

За даними таблиці будують графік залежності  і К від .