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

Материальный баланс абсорбции.



 

Для составления материального баланса возьмем абсорбционную колонну. Когда концентрации фаз мало изменяются по высоте абсорбера, то уравнение материального баланса можно записать следующим образом:

 

G(yнк)= L(хнк) (5),

Где, yнк - концентрация компонента в газовой фазе, {кг комп/кг смеси}

хнк - концентрация компонента в жидкой фазе, {кг комп/кг жидк},

G, L- количество фазы, кг/час.

 

Если концентрация компонента на входе и на выходе изменяется значительно, то

 

Gин(Yн-Yк)= L0нк) (6)

 

Где, Gин – количество инертного газа, кг/час,

L0 - количество жидкости без растворенного компонента, кг/час,

Yн,Yк – мольный кг компонента и мольный кг газа

 

Для газа:

у- мольная доля компонента,

Мк – молекулярная масса компонента,

Мин – молекулярная масса инертного газа,

 

Для жидкости:

 

х – мольная доля жидкости.

 

Кинетика абсорбции.

Кинетика абсорбции характеризуется тремя стадиями.

Из газовой фазы за счет диффузии компонент доходит до раздела фаз, затем происходит растворение компонента (у/- х/). За счет ламинарной диффузии идет вглубь потока.

I и IIIстадии абсорбции осуществляются за счет разницы компонента на границе раздела фаз, и в объеме газовой фазы или жидкости (они протекают по диффузионным законам). IIстадия протекает мгновенно и никакого сопротивления не оказывает.

 

Законы диффузии.

Конвективная диффузия – это перенос вещества из участка с большей концентрацией в меньшую концентрацию объемами, струйками текучих сред в результате их взаимного перемешивания.

Количество вещества, протекаемого от основного потока до встречи с ламинарным слоем определяется по закону Щукарева:

М – количество компонента, переходящего из газа в жидкость,

β – коэффициент массотдачи,

F- поверхность контакта (абсорбции)

 

 

коэффициент массоотдачи представляет собой количество вещества, диффузирующего в единицу времени из окружающей среды к единице поверхности раздела фаз при разности концентрации компонента в объеме среды и у поверхности равным 1.

В ламинарном слое протекают молекулярно-диффузиционный процесс, который описывается законом Фика:

Д – коэффициент диффузии,

 

Физический смысл коэффициента диффузии (Д) представляет собой количество вещества, переходящего в единицу времени через единицу поверхности при градиенте концентрации, равном 1.

Коэффициент диффузии для газов:

 

где Т- абсолютная температура,

Р – давление,

Vа ,Vв – молекулярные объемы газов,

Мав – молекулярные массы газов.

 

Пример:NH3 и воздух.

 

V NH3 = VN+3VH=15,6+3*3,7=26,7 см3/моль

V возд = 29,9 м3/моль

М NH3 = 17

М возд= 29

t = 50оС

Р = 1 атм.

После подстановки данных:

ДNH3 в возд =0,208 * 10 -4м2/с,

 

формула Уилки Чанга

Vа – атомный объем компонента,

ά – поправочный коэффициент,

μ – вязкость жидкости.

άводы=2,6; άметанола=1,9 άэфира=1,0

 

После подстановки данных:

Дж (NH3 в воде)= 0,413*10-8м2

 

βламинарного слоя=f(ρ,μ,Д,Т,Р,…)

 

βd/Д= 0,023(Wdρ/μ)0.8*(μ/ρД)0,4 – массопередача

 

άd/= 0,023(Wdρ/μ)0.8*(Ср*ρ)0,4 – теплопередача

 

после решения системы 2-х уравнений

 

ά/β=(λ/Д)0,6*(Ср*ρ)0,4

 

Решая систему уравнений:

 

I М=βуF(у-у/)

II М= у/-mу процесс растворения

III М=βхF(х/-х)

 

Решение системы:

Основное уравнение абсорбции

 

Коэффициент абсорбции или массопередачи:

F – коэффициент абсорбции

(у-mх)=∆уср – средняя движущая сила процесса абсорбции

 

Основное уравнение абсорбции:

Основное уравнение, с которого начинается расчет абсорбционного аппарата:

 

 




Поиск по сайту:

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