8. Расчет коэффициента диффузии газа в жидкости.

Диффузия – переход, движение распределяемого вещества в пределах одной фазы или из фазы в фазу.

Перенос вещества внутри фазы к границе раздела фаз в неподвижной среде происходит путем молекулярной диффузии. Если среда движется, то перенос осуществляется одновременно путем конвекции и молекулярной диффузии.

Молекулярная диффузия в неподвижной среде описывается первым законом Фика, согласно которому: количество вещества, диффундирующего в единицу времени через произвольную площадку, выделенной в неподвижной среде, пропорционально градиенту концентрации в направлении нормали к рассматриваемой площадке

Здесь знак "–" показывает, что диффузия вещества идет в направлении меньших концентраций; D, м²/с – коэффициент диффузии, который показывает, какое количество вещества диффундирует в единицу времени через единицу поверхности при градиенте концентрации равном единице. Значение D зависит от свойств диффундирующего вещества и среды, а также от температуры и давления; dc/dn – градиент концентрации, т.е. наибольшее изменение концентрации диффундирующего вещества на расстоянии n по нормали к поверхности, через которую проходит диффузия.

9. Уравнение материального баланса процесса осушки воздуха серной кислотой в скруббере.

Пример. Определить расход серной кислоты для осушки воздуха при заданных условиях. Производительность скруббера 500 м³/час (считая на сухой воздух при н.у.); начальное содержание влаги в воздухе 0,016 кг/кг сухого воздуха, конечное содержание влаги – 0,006 кг/кг сухого воздуха; начальное содержание воды в кислоте 0,6 кг/кг моногидрата, конечное содержание – 1,4 кг/кг моногидрата. Осушка воздуха производится при атмосферном давлении.

Решение:

Расход серной кислоты можно найти из уравнения материального баланса процесса осушки воздуха: , где

– массовый расход воздуха, кг/час;

– массовый жидкости (серной кислоты);

, – массовые концентрации водяного пара в воздухе на входе в скруббер и на выходе из него;

, – массовые концентрации воды в кислоте на выходе из скруббера и на входе в него.

Массовый расход воздуха: , где

– объемный расход воздуха, м³/час,

– плотность воздуха, кг/м³. Плотность воздуха при н.у. равна 1,293 кг/м³.

Расход серной кислоты (моногидрата):

Ответ: Расход серной кислоты, необходимой для осушки воздуха, равен 8,1 кг/ час.

10. Методика расчета минимальных расходов жидкого поглотителя компонентов газовой смеси.

Минимальный удельный расход чистого жидкого абсорбента определяется по формуле:

Где

Y – относительная массовая доля поглощаемого компонента в газовой фазе;

X – относительная массовая доля поглощаемого компонента в жидкой фазе;

X^* – относительная массовая доля поглощаемого компонента в жидкой фазе для .

Обычно, если не заданы другие условия, принимают начальную относительную массовую долю поглощаемого компонента в абсорбенте равной нулю: Х₁=0.

Расход абсорбента обычно принимают несколько выше минимального . Массовый расход абсорбента будет равен ( – количество газа-носителя в газовой смеси (кг/сек)). Назначив расход, определим выходное относительное массосодержание абсорбата в абсорбенте: