Рис. 3

Поскольку известно, точки лежат на одной прямой.и граничные случаи. При АВ движущая сила максимальна поскольку (см. уравнение (5.79)). При , движущая сила минимальна: в точке она равна нулю. Поэтому должна быть больше .

(5.81)

По Разинову, можно принять . Тогда по (5.80) находим

4. Тепловой баланс и температура адсорбента

Рис. 4

Если абсорбцию ведут без отвода тепла или с недостаточным его отводом, то температура повышается вследствие выделения тепла при поглощении газа жидкостью, что необходимо учиты­вать при расчете. Для технических расчетов можно пренебречь нагреванием гая фазы и считать, что выделяющееся при абсорбции тепло затрачивается только на нагрев жидкости.

Если линия равновесия при температуре tн поступающей жидкости изображает кривой ОD (рис. Х1-4), то при температуре уходящей жидкости линия равновесиям положится выше (кривая ОС) и действительная линия равновесия при переменной температуре жидкости изобразится кривой АВ.

Ординату У* некоторой точки О' на кривой равновесия, соответствующую составу жидкости X, можно найти, если известна температура t при данном составе жидкости.Для этого необходимо составить уравнение теплового баланса для части адсорбционного аппарата, расположенной выше некоторого произвольного сечения с концентрациями X и У жидкости и газа соответственно:

(XI, 18)

q-фференциальная теплота растворения газа, кдж/кмоль; М' - количество газа, поглощенного в рассматриваемой части абсорбера, кмоль/сек; L - расход абсорбента, Кмоль/сек; с - теплоемкость жидкости, кжд/(кмольград); t- температура жидкости в данном сечении, °С; tн - начальная температура жидкости, °С, : М' = L(Х - Хн), то

(XI, 19)

Задаваясь рядом произвольных значений X в интервале между известными величинами Хн и Хк, с помощью уравнения (XI, 19) вычисляют t. По опытным данным находят соответствующие значения У* и строят линию равновесия (по точкам О1, 02.

5. Скорость процесса

Скорость физической абсорбции. Скорость процесса абсорбции характеизуется уравнением (X, 46), если движущую силу выражают в концентрациях газовой фазы

И уравнением (X, 46а), если движущая сила выражается в концентрациях жидкой фазы

В этих уравнениях коэффициенты массопередачи Ку и Кх определяются, согласно уравнениям (X, 47) и (X, 48), следующим образом:

В г -коэффициент массоотдачи от потока газа к поверхности контакта фаз; в ж- коэффициент массоотдачи от поверхности контакта фаз к потоку жидкости.

Как уже отмечалось, для хорошо растворимых газов величина т незначительна и мало также диффузионное сопротивление

В жидкой фазе. 1/в ж > т/в ж и можно принять, что Ку = вг.

Для плохо растворимых газов можно пренебречь диффузионным сопротивлениемгазовой фазе (в этом случае значения т и вг велики). Отсюда

1/в ж > т/в ж и можно полагать, что Кж ~ вж.

В уравнении (X, 46) мольные концентрации газовой фазы могут быть замещены парциальными давлениями газа, выраженными в долях общего давления. Тогда

(XI, 20)

Если лини равновесия является прямой, то средняя движущая сила процесса, по аналогии с уравнением (X, 54) выражается уравнением

где ∆рб = Рн - Рк. и ∆рм = рк - рн - движущая сила на концах абсорб.аппарата; ри и рк - парциальные давления газа на входе в аппарат и выходе из него, Рк* и Рн* - равновесные парциальные давления газа на входе в аппарат и выходе из него.

Если парциальное давление выражено в долях общего давления Р, то коэффициенты массопередачи Кр и Ку численно равны друг другу. Если же парциальные давления выражены в единицах давления,то

I

6. Конструкции абсорберов

Абсорбция протекает на поверхности раздела фаз. По способу образования поверхности раздела фаз абсорберов можно разделить на 4 группы:

- плёночные

- насадочные

- тарельчатые

- распыливающие.

Пленочные. Вместо труб могут быть плоские листы. Пакет листовой насадки из различного материала. Допускаемая скорость воздуха W=3-6 м/с. Далее начинается захлёбывание (подвисание плёнки) аппарата. Δр аппарата – небольшие.

Насадочные. Вместо труб могут быть плоские листы. Пакет листовой насадки из различного материала. Допускаемая скорость воздуха W=3-6 м/с. Далее начинается захлёбывание (подвисание плёнки) аппарата. Δр аппарата – небольшие.

Тарельчатые абсорберы. ТА – вертикальные цилиндрические колонны, внутри которых на определённом расстоянии друг от друга на высоте колонны размещаются горизонтальные перегородки – тарелки. Тарелки служат для развития поверхности контакта фаз, жидкость течёт сверху вниз, а газ проходит снизу вверх. Процесс массопереноса идёт ступенчато. По способу слива жидкости с тарелками абсорберы бывают:

- со сливными устройствами

- без сливных устройств (неорганизованный слив жидкости).

Распыливающие абсорберы.Эти абсорберы подразделяют на следующие группы:

1) полые (форсуночные);

2) скоростные прямоточные;

3) механически распыливающие.

7. Насадочные абсорберы

Рис. 5

Они наиболее широко распространены в промышленности. Газ оттесняет жидкость к периферии. Поэтому насадки используются секциями высотой до 4D.

Насадки – твёрдые тела различной формы. Жидкость в насадочной колонне течёт по элементу насадки в виде тонкой плёнки. При перетекании жидкости с одного элемента на другой плёнка жидкости разрушается и далее образуется вновь. Часть жидкости проходит вниз в виде струек, капель и брызг.