3.3. Определение степени абсорбции аммиака

Степень абсорбции аммиака определяют по формуле:

, (3а)

где С_вх, С_вых – концентрация аммиака в аммиачно-воздушной смеси на входе и выходе, (об);

3.4. Определение движущей силы абсорбции

Движущую силу абсорбции определяют по формуле:

(4)

Значения локальных движущих сил Р_нач и Р_кон зависят от направления движения фаз (прямоток, противоток, перекрестный ток, полное перемешивание). В настоящей работе аммиачно-воздушная смесь в аппарат подается непрерывно, а жидкость заливается в начале реакции и находится там до прекращения процесса. Таким образом, данный процесс взаимодействия аммиака с водой протекает в условиях полного перемешивания. Для этого случая:

, (5)

где Р_нач и Р_кон соответственно парциальные давления аммиака в аммиачно-воздушной смеси на входе в аппарат и выхода из него, Па

, (6)

, (7)

где и - концентрация аммиака в аммиачно-воздушной смеси в объёмных % , которые определяются по формуле (2)

Р^*- равновесные парциальные давления аммиака, над его раствором на входе в аппарат и на выходе из него, Па.

В условиях полного перемешивания концентрация аммиака в растворе, находящемся на полке, будет одинакова.

Тогда парциальное давление аммиака над раствором на входе и на выходе одинаково. Оно определяется по формуле:

Р^* = С^ж, (8)

где С^ж- концентрация аммиака в сливной жидкости, кмоль/м³;

Значение С^ж определяют по формуле (3) и переводят концентрацию из г/л в Кмоль/м³; умножив значение г/л на ,

где М- молекулярная масса аммиака, равная 17;

 - константа фазового равновесия

Значение  определяют по формуле:

, (9)

где Т – температура процесса, ⁰К

3.5. Определение коэффициента массопередачи

Коэффициент массопередачи определяют из уравнения:

U=K_РV_n , (10)

где U – скорость процесса, показывающая, какое количество аммиака поглощается в единицу времени, г/ч;

К – коэффициент массопередачи, г/м³чПа

_Р – движущая сила процесса, Па;

V_n – объём пены на полке

Из этого уравнения

(11)

Скорость процесса или количество абсорбированного аммиака определяют экспериментально

, г/ч , (12)

где - количество аммиака, поступающего в аппарат с аммиачно-воздушной смесью, г/ч;

- количество аммиака, выходящего из аппарата с аммиачно-воздушной смесью, г/ч;

Сначала определяют объём аммиака, поступающего в аппарат по формуле:

; л/с (13)

Затем находят количество NH₃

; г/ч (14)

где G_ABC – количество аммиачно-воздушной смеси, поступающей в аппарат, л/ч (определяется по графику);

- концентрация аммиака на входе, %

М - молекулярная масса аммиака

Объём и количество аммиака на выходе определяются по аналогичным формулам:

; л/ч (15)

или

, г/ч, (16)

где - концентрация аммиака на выходе из аппарата в объёмных %

Объём пены на полке определяют по формуле:

Vn = 4V_ж ; м³ , (17)

где V_ж – объём жидкости, сливаемой из аппарата, м³

4 – коэффициент, показывающий увеличение объёма жидкости при переходе её в пенообразное состояние.