Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Вопрос 2. Физические основы абсорбции

ВОПРОС №1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

АБСОРБЦИЯ

ЛЕКЦИЯ № 26

МАСООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ

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?

 

 

 

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.

 

 

 

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

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
МОДУЛЬ № 5 | Вопрос 3. Материальный баланс и кинетика абсорбции
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 2001; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.019 сек.