Учебное пособие: Адсорбция

Тогда закон Генри запишется:

(5.76)

Следовательно, линия равновесия в системе газ – жидкость в координатах Х и У изображается кривой. При малых концентрациях Х в жидкости (5.76) упрощается и принимает вид:

(5.77)

В случае абсорбции многокомпонентных смесей парциальное давление каждого компонента в газовой смеси зависит не только от его концентрации в растворе, но и от концентрации в растворе других компонентов, т.е. является функцией большого числа переменных. Поэтому в подобных случаях, равновесные зависимости основываются на опытных данных.

3. Материальный баланс и расход абсорбента

Рис. 2

– расход инертного газа; – 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 : (5.79)

Уравнение (5.78) можно представить в виде:

(5.80)

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 .

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 t _н поступающей жидкости изображает кривой О D (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 - Х_н ), то

(XI, 19)