Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

ВОПРОС 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АБСОРБЦИИ



МОДУЛЬ № 5

МАСООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

ЛЕКЦИЯ № 26

АБСОРБЦИЯ

Литература:

1. Г.Д. Кавецкий, В.П. Касьяненко «Процессы и аппараты пищевой технологии».- М., КолосС, 2008.-591 с.: ил.

2. Процессы и аппараты пищевых производств. Учебник для вузов в 2 книгах/ [А.Н. Острикова и др.]; под ред. А.Н. Острикова.

 

План лекции:

1. Общие сведения.

2. Физические основы абсорбции.

3. Материальный баланс и кинетика абсорбции.

4. Принципиальные схемы.

5. Конструкции абсорберов.

 

Контрольные вопросы:

1. Какова сущность абсорбции? Каким законам массопередачи подчиняется процесс абсорбции?

2. Какому закону подчиняется равновесие в процессах абсорбции? Какие факторы способствуют абсорбции и десорбции

3. Какие схемы абсорбции применяют в технике? Дайте технико-экономическую характеристику этих схем.

4. Как влияет расход абсорбента на размеры абсорбера?

5. При каких режимах могут работать насадочные абсорберы?

6. Какие применяются насадки в абсорберах? Каким требованиям должны удовлетворять насадки?

 

 

ВОПРОС №1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Абсорбцией называется процесс поглощения газов или паров (абсорбтивов) из газовых или паровых смесей жидкими поглоти­телями — абсорбентами. Этот процесс является избирательным и обратимым, что позволяет применять его для получения растворов газов в жидкостях, а также для разделения газовых или паро­вых смесей.

После абсорбции одного или нескольких компонентов из газо­вой или паровой смеси, как правило, проводят десорбцию, т. е. выделение этих компонентов из жидкости. Таким образом осуще­ствляют разделение газовой смеси.

Существуют физическая абсорбция и хемосорбция. При физи­ческой абсорбции в процессе растворения газа не происходит хи­мической реакции. При хемосорбции абсорбируемый газ вступает в химическую реакцию в жидкой фазе.

Процессы абсорбции в технике применяют для разделения уг­леводородных газов и получения соляной и сернистой кислот, ам­миачной воды, очистки отходящих газов с целью улавливания ценных продуктов или обезвреживания газосбросов.

Аппаратурно-технологическое оформление абсорбции неслож­но, поэтому процессы абсорбции широко используют в технике.

Аппараты для проведения процессов абсорбции называются абсорберами.

 

 

ВОПРОС 2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АБСОРБЦИИ

 

При взаимодействии газа с жидкостью возникает система, со­стоящая из двух фаз (Ф = 2) и трех компонентов — распределяемо­го вещества и двух веществ-носителей (К = 3). Согласно правилу фаз такая система имеет три степени свободы:

 

 

Тремя основными параметрами, определяющими фазовое рав­новесие в системе, являются давление, температура и концентра­ция.

В этом случае можно произвольно изменять общее давление р, температуру t и концентрацию х распределяемого вещества в од­ной из фаз. При постоянных температуре и давлении, как в про­цессах абсорбции, каждой концентрации распределяемого веще­ства в одной фазе соответствует строго определенная концентра­ция в другой.

В условиях равновесия при t = const зависимость между рав­новесными концентрациями выражается законом Генри,который гласит: при данной температуре мольная доля газа в растворе прямо пропорциональна парциальному давлению газа над ра­створом:

(1)

или

Константа Генри зависит от природы растворяющегося веще­ства (абсорбтива), абсорбента и температуры

 

(2)

 

 

Из равенства (2) видно, что с ростом температуры раствори­мость газов в жидкостях уменьшается. Парциальное давление ра­створяемого газа в газовой фазе, соответствующее равновесию, может быть заменено равновесной концентрацией. Согласно за­кону Дальтона парциальное давление компонента в газовой смеси равно общему давлению, умноженному на мольную долю этого компонента в смеси, т. е.

 

(3)

 

Где Р - общее давление газовой смеси; у – концентрация распределяемого вещества в смеси; доли моля

 

Сопоставляя уравнения (3) и (1), найдем

 

 

или, обозначая константу фазового равновесия Е/Р через т, полу­чим

 

(4)

 

Уравнение (4) показывает, что зависимость между равновес­ными концентрациями распределяемого компонента в газовой смеси и в жидкости выражается прямой линией, проходящей че­рез начало координат, тангенс угла наклона которой равен т. Тан­генс угла наклона зависит от температуры и давления. С увеличе­нием давления и уменьшением температуры растворимость газа в жидкости увеличивается снижается) (рис. 1). Когда в равно­весии с жидкостью находится смесь газов, то закону Генри может следовать каждый из газовых компонентов смеси.

Процессы абсорбции можно рассчиты­вать в относительных мольных концентра­циях. В этом случае при малой концентрации газа х в жидкости закон Генри записывается так:

 

 

Рис. 1. Зависимость между растворимостью газов в

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.