Абсорбция на материалния баланс
За да изведете уравнението на материалния баланс и уравнението на работната линия, разгледайте схемата на апарата за пренос на маса (фиг. 4.4).
Нека компонентът премине от фаза G към фаза L.
Като се вземе предвид броят на компонентите във фазите, уравнението на материалния баланс може да бъде написано като
Gn-^n + L GK-yK + L k ' xk, (4.17)
Където Gh, Gk - дебит на газовата фаза на входа и изхода на абсорбера, kmol/s (kg/s); хк, хк - концентрация на разпределения компонент в течната фаза на входа на абсорбера
И изход от него, молни фракции (масови фракции); Lh, Lk - разход на абсорбент на входа и изхода на абсорбера, kmol/s (kg/s); un, uk - концентрация на разпределеното вещество (компонент) в газовата фаза на входа на абсорбера и изхода от него, молни фракции (масови фракции).
Да разгледаме случая, когато носителите не участват в процеса на масов обмен, техните количества не се променят с височината на апарата.
Тогава количеството на компонента M, преминало от фазата G, е равно на:
Количеството на компонента М, което е преминало във фазата L е:
M = LX1 - LX2 = L(X1 - X2). (4.19)
Нека приравним десните части на уравнения (4.18) и (4.19):
G(Y1 - Y2J = LX1 - X2), (4.20)
G(Yh - Yk ) = L(Xk - Xn), (4.21)
Където G е разходът на инертен газ, kmol/s (kg/s); L - консумация на абсорбент, kmol/s (kg/s); Yh и Yk са концентрациите на компонента в газа носител, kmol/kmol газ (kg/kg газ); Khk и Khn са концентрациите на компонента в абсорбента (абсорбент), kmol/kmol абсорбент (kg/kg абсорбент).
Уравнения (4.20), (4.21) са уравненията на материалния баланс. Общият разход на абсорбента е
L \u003d G (Yh - YK) / (Xk - Xk). (4.22)
Нека определим специфичния разход на абсорбера l, kg/kg:
L \u003d (Y1 - Y2) / (X1 - X2) или l \u003d (Yh - Yk) / (Xk - Xn). (4,24)
Помислете за произволносекция на апарата 0-0, където съставите на фазите ще бъдат съответно Y и X в G и L фазата (фиг. 4.4).
Нека напишем уравнението на материалния баланс за частта от апарата, разположена над секцията 0-0:
GY + LX2 = GY2 + LX. (4,25)
Y = Y2 + (X-X2)L/G или Y = Y2 + l(X-X2). (4,26)
Уравнения (4.26) са уравнението на работната линия. Той изразява зависимостта между неравновесните състави на фазите във всяка секция на апарата. Анализът (4.26) показва, че това е уравнението на права линия (Y = a +
Заменяме уравнение (4.24) в уравнение (4.26): Y = Y2 + (Y1 - Y2)(X - X2YX - X2) (4.27)
Или (Y- Y2)/(Y1 - Y2) = (X-X2)/( Xj - X) (4.28)
Това са уравненията на права линия, минаваща през точка A (X1; Y1) и точка B (X2; Y2).
Работната линия на абсорбционния процес е построена в същите оси Y-X като линията на равновесие.
Уравнението на работната линия е получено по-горе:
Y = Y2 + l(X-X2) = Y2 + (Yi - Y2)(X - X2)/(Xi - X2). (4,29)
За изграждането на работеща линия е необходимо да се познават съставите на фазите на входа на абсорбера (X2, Y1)) и на изхода от него (X1t Y2). Според тези данни се определят точките A и B (фиг. 4.5).
Ориз. 4.5. Равновесна линия (OS) и работна линия (AB)
Често се дават само началните състави на газа и течността (Y1, X2) и степента на извличане (c). Степента на екстракция е съотношението на количеството на действително абсорбирания компонент към количеството, абсорбирано при пълна екстракция:
B \u003d G (Y1 - Y2) / (GY1) \u003d 1 - Y2 / Y1. (4,30)
Както може да се види от израз (4.30), според Y1 може да се оцени Y2, т.е. на диаграмата Y-X определете точка B (Y2, X2), а точка A ще бъде разположена на ординатата Y1. Положението на точка А зависи от специфичния разход на абсорбера l.
Моментът в процеса на поглъщане, когато работната линия докосне линията на равновесие (правата линия BA'), съответства наминимална консумация на абсорбера. В точката, където работната линия докосва линията на равновесие, движещата сила е нула. Това изисква абсорбатор с безкрайна височина. С увеличаване на специфичния разход на абсорбера, необходимата височина на абсорбера намалява, но се увеличават разходите за десорбция, за изпомпване на абсорбера и т. н. Оптималният специфичен разход на абсорбера се определя чрез технико-икономически разчет.
Тя равновесие Y > Y.
При десорбция, напротив, работната линия лежи под линията на равновесие.
ЕКОЛОГИЧНИ ИНЖЕНЕРНИ ПРОЦЕСИ
Класификация на промишлените отпадъци
Класификацията на промишлените отпадъци (ПБО), генерирани в резултат на човешки производствени дейности, е необходима като средство за установяване на определени връзки между тях, за да се определят най-добрите начини за използване или неутрализиране на отпадъците. Обобщение и анализ...
Схеми на абсорбционните процеси
В практиката на абсорбцията се използват няколко концепции за процеса. Най-широко използваните схеми с директен поток (фиг. 4.7, а) и противоток (фиг. 4.7, б). Абсорбция G X Z, X n G Y Xk B) …
Биохимични процеси на опазване на околната среда
Биохимичните методи се използват за почистване на битови и промишлени отпадъчни води от много разтворени органични и някои неорганични (сероводород, сулфиди, амоняк, нитрити) вещества. Процесът на почистване се основава на способността на микроорганизмите...