Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






АБСОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ГАЗОВ




1.1. Физическая абсорбция[2, 3, 6]

 

Абсорбция представляет собой процесс поглощения веществ из газовой смеси жидкостями. Физическая сущность процесса абсорбции объясняется так называемой пленочной теорией, согласно которой при соприкосновении жидких и газообразных веществ на поверхности раздела фаз образуется жидкостная и газовая пленки (рис. 10). Движущей силой абсорбции является разность парциальных давлений растворенного газа в газовой смеси и его равновесных давлений над пленкой жидкости, контактирующей с газом.

         
 
   
массо-
 
   
передача
 

 

 


 

На практике при выражении движущей силы абсорбции в газовой фазе используют парциальные давления, а в жидкой фазе – объемные концентрации. Растворимый в жидкости компонент газовоздушной смеси за счет диффузии проникает сначала через газовую пленку, а затем сквозь жидкостную пленку или наоборот в случае более высокой концентрации его в жидкой фазе по сравнению с газовой фазой.

Рассмотрим состояние равновесия между газовой и жидкой фазами для физической абсорбции.

В состоянии равновесия между концентрациями компонента (газа) в обеих фазах устанавливается определенное соотношение, характеризуемое константой фазового равновесия m (это – коэффициент равновесия). Константа фазового равновесия m равна отношению концентраций газа в газовой фазе к его равновесной концентрации в жидкой фазе (m = уг / уж*, где звездочка обозначает равновесную концентрацию в жидкой фазе).

Уравнение массоотдачи, т. е. переноса вещества к поверхности соприкосновения фаз (или от этой поверхности) можно записать в виде

 

 

WA = b× F×D , (65)

 

где WA – количество вещества, переносимого в единицу времени; F – поверхность соприкосновения фаз; D – движущая сила (разность концентраций); b – коэффициент массоотдачи, представляющий собой количество вещества, переносимое внутри фазы в единицу времени через единицу поверхности при движущей силе, равной единице; коэффициенты массоотдачи обозначаются, как by и bx , соответственно, для газовой (на уровне поверхности раздела фаз) и жидкой фаз.

При переносе вещества из газовой фазы к поверхности соприкосновения движущая сила равна у – ур (рис. 11), а при переносе от поверхности соприкосновения в жидкую фазу она составляет хр – х. Индексом р обозначены концентрации у поверхности раздела фаз.

 

 

 

 
 
Рис. 11. Схема процесса массопередачи между газом и жидкостью (РР – граница раздела фаз; ОС – линия равновесия)

 

 


Пусть вещество передается из газовой фазы с концентрацией у в жидкую фазу с его концентрацией х. Тогда уравнение массоотдачи для газовой и жидкостной фаз будут иметь вид:

 

WA = bу× F× (у – ур), (66)

 

WA = bх× F×(хр– х) . (67)

 

Исходя из условия равновесия фаз у поверхности их соприкосновения (ур=mр хр и у*=m*х) и исключив ур и хр из этих уравнений, после преобразований получимуравнение массопередачи

 

WA = Ку× F× (у – у*), (68)

 

где Ку определяется уравнением

 

. (69)

 

Движущей силой здесь является разность концентраций (у – у*). Ку называется коэффициентом массопередачи, отнесенным к концентрации газа. Величина у* – концентрация газа, равновесная с концентрацией жидкости х (у*=m*х), а m представляет собой среднее значение константы фазового равновесия:

 

. (70)

 

Приведенные соотношения справедливы и для обратного процесса – десорбции, т. е. перехода вещества из жидкости в газ. В этом случае х> хр> х* и у<ур<у*, а движущие силы для массоотдачи в фазах будут (ур – у) и (х – хр), соответственно; движущими силами для процесса массопередачи являются (у* – у) и (х – х*).

В уравнении для коэффициента массопередачи

 

, (71)

 

член 1/bу представляет собой сопротивление массопередаче, оказываемое газовой фазой, а член m/bx – сопротивление жидкой фазы. Сумма этих величин (1/Ку) есть общее сопротивление массопередаче. Доля каждого из фазовых сопротивлений в общем сопротивлении главным образом определяется величиной константы фазового равновесия m. При небольших m (хорошо растворимые газы, m= уг/ у*ж) член m/bx , т. е. доля сопротивления жидкой фазы, невелик, а при очень малых m сопротивлением жидкой фазы можно пренебречь, тогда коэффициент массопередачи и коэффициент массоотдачи примерно равны Ку»bу. При больших m (плохорастворимые газы), наоборот, член m/bx становится большим против 1/bу, т. е. сопротивление массопередачи определяется жидкой фазой.

Разделение газов на хорошо и плохорастворимые условно. В качестве грубой прикидки можно использовать следующие условия:

при m <1 – газы хорошо растворимые (NH3, HCl);

при m = 1–100 – умеренно растворимые (SO2 и др.);

при m > 100 – плохорастворимые (СО2).

В действительности поверхность контакта F, например, в скрубберах сложная, поэтому коэффициент массопередачи К определяется как объемный коэффициент Кv; Кv = аК, а – удельная поверхность контакта фаз.

 

vikidalka.ru - 2015-2018 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных