Материальный баланс и расход абсорбента.

Противоток:

G – расход инертного газа; L – расход абсорбента; - начальная и конечная концентрация абсорбтива в газовой смеси, кмоль/кмоль инертного газа; - начальная и конечная концентрация абсорбтива в в поглотителе кмоль/кмоль абсорбента.

Из уравнения (5.78) обычно определяют L:

Уравнение (5.78) можно представить в виде:

Уравнение (5.80) носит название рабочей линии. Она, рабочая линия, в координатах У-Х прямая с углом наклона, тангенс которого равен .

найдём связь с размером аппарата. Заданы . Необходимо найти .

П рямоток.

Уходящий газ соприкасается с концентрированным раствором поглощаемого газа.

. Поэтому расхода абсорбента меньше, чем при противотоке.

Тепловой баланс абсорбции.

При изотермической абсорбции линия равновесия характеризуется кривой OD.

В случае неизотермической абсорбции при растворении газа в жидкости температура её повышается вследствие выделения теплоты. Тогда линия равновесия характеризуется кривой АС.

Для технических расчётов нагреванием газа пренебрегают, считают, что вся теплота идёт на нагрев жидкости.

Если известна Т°К при данном составе, то можно найти У* на кривой равновесия, соответствующую составу Х. Для этого нужно составить уравнение теплового баланса для части абсорбера, расположенной выше некоторого сечения с текущими концентрациями Х и У соответственно, т.е. в той части аппарата, где произошло поглощение газа.

Кинетика абсорбции.

Физическая абсорбция. Скорость физической абсорбции определяется уравнением, если движущую силу выражают в концентрациях газовой фазы:

Если движущую силу выразить в концентрациях жидкой фазы, то уравнение массопередачи имеет вид:

Для процесса абсорбции в уравнение массопередачи (5.92) молярные концентрации газовой фазы может быть заменены парциальными давлениями газа, выраженными в долях общего давления:

Здесь - средняя движущая сила процесса, выраженная в единицах давления; - коэффициент массопередачи, отнес. к единице движущей силы, выражаемой через парциальные давления поглощаемого газа.

Хемосорбция. Если химическая реакция идет в жидкой фазе, то часть газообразного компонента переходит в связанное состояние. При этом концентрация свободного компонента в жидкости снижается и увеличивается движущая сила процесса.

В общем случае скорость хемосорбции зависит как от скорости химической реакции, так и от скорости массопередачи между фазами. В зависимости от того, какая скорость определяет общую скорость переноса массы, различают кинетическую и диффузионную области процессов хемосорбции.

В кинетической области скорость собственно химического взаимодействия меньше скорости массопереноса и поэтому лимитирует скорость всего процесса. В диффузионной области лимитирующей стадией является скорость диффузии компонентов в зоне реакции, которая зависит от гидродинамических условий в системе и определяется по основному уравнению массопередачи.

Если скорости химической реакции и массопередачи соизмеримы, то такие процессы абсорбции протекают в смешанной, или диффузионно-кинетической области.

Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе при протекании химической реакции можно определить:

где Ф – фактор ускорения массообмена, .

Лекция 26 Расчет простой абсорбции. Основные типы абсорберов. Гидродинамика насадочного абсорбера.