химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая

Автор А.Г.Касаткин

iXi, откуда G = [G2 (1 —Уд2)1/(1 —yA) и L = = [Li (1 —Jti)]/(1 —x). После подстановки значений G и L в уравнение (д) получаем:

У А = [Улг— <Р*1 — (УАг — Ч>) *]/[' _ Ч>*1- ('-Ф' х] (Х-3)

где ф = L^Gj.

Уравнение (Х.З), выражающее взаимосвязь концентраций абсорбируемого компонента в газе и жидкости в любом сечении абсорбера, является, как известно, уравнением рабочей линии при идеальном противотоке. Последняя может быть построена по точкам в диапазонах от уАХ до уАг и от XI до х% при помощи урав471 нения (Х.З). Аналогично получаем уравнение рабочей линии для прямотока^(рис. Х-12, б):

У А = [»i + <РЛ - ih + fi) *1Л1 + ФА ~ (1 + где ф = LJG^.

В инженерной практике часто удобнее оперировать не абсолютными, а относительными концентрациями. В этом случае уравнение материального баланса выделенного участка будет иметь следующий вид:

0o(YA-YA,) = Lt(X-XJ (е)

Отсюда получаем уравнение рабочей линии:

YA = WA*-^ + l»_X (х.4)

Как видно из уравнения (Х.4), рабочая линия в координатах У —X является уже не кривой, а прямой (см. рис. Х-12, а и Х-12, б). Эта прямая в случае противотока образует с осью абсцисс угол, тангенс которого равен LJG0 (рис. Х-12, а).

В реальных условиях вследствие продольного перемешивания рабочая линия, как было показано в главе IX, будет иметь криволинейное очертание также в рассматриваемой системе координат, С целью упрощения на рис. Х-12 и в дальнейшем рабочие линии изображены прямыми.

Напомним, что при абсорбции концентрации поглощаемого компонента в газе выше равновесных, поэтому на диаграмме У—X рабочая линия располагается над кривой равновесия (рис. Х-12). Она не может, разумеется, пересечь кривую равновесия или касаться ее, поскольку для достижения фазового равновесия системы потребовалась бы бесконечно большая межфазная поверхность.

В инженерных расчетах, кроме кривой равновесия, всегда заданы концентрации YA1, У м и Xlt поэтому положение рабочей линии зависит от выбранной концентрации Х2, сопряженной с расходом абсорбента. Из выражения (Х.2) и рабочей диаграммы (рис. Х-12, а) видно, что с ростом Хг уменьшается расход абсорбента, но увеличивается требуемое число ступеней равновесия (теоретических тарелок) и, следовательно, требуемая высота абсорбера. С другой стороны, уменьшение Х2 влечет за собой одновременно увеличение расхода абсорбента и диаметра абсорбера, но уменьшение его высоты. В связи с этим, если удельный расход абсорбента L0IGo не ограничивается требованиями технологического процесса, то величина Х2 выбирается на основании экономического расчета ее соответствия минимальным затратам на осуществление процесса.

В случае прямотока газа и жидкости (рис. Х-12, б) уравнение материального баланса для части абсорбера, ограниченной произвольным сечением С—С и самым верхним сечением, применительно к нелетучему абсорбенту будет иметь следующий вид:

Go(YAl-Y) = L0(X-X1) (ж)

Отсюда находим уравнение рабочей линии:

Y = (G0YAl + L0Xx)IGo - (Ц/00) X (Х.4а)

Соответственно отрицательному угловому коэффициенту рабочая линия в данном случае образует с осью абсцисс тупой угол, причем предельная эффективность абсорбера равна одной теоретической тарелке. Следовательно, при прочих равных условиях, 'достигаемая конечная концентрация абсорбируемого компонента в абсорбенте при прямотоке всегда ниже, чем при противотоке.

Г. ТЕПЛОВЫЕ БАЛАНСЫ АБСОРБЕРОВ

Процесс физической абсорбции газа сопровождается выделением тепла и, следовательно, повышением температуры абсорбента и контактирующей с ним газовой смеси. При значительном росте температуры возможно резкое понижение растворимости газа, поэтому для поддержания производительности абсорбера приходится в ряде случаев прибегать к его охлаждению путем размещения внутренних или внешних охлаждающих элементов. Во всех случаях для расчета абсорбера необходимо знать температурный профиль вдоль потока абсорбента, поскольку он сопряжен с равновесным распределением концентраций абсорбируемого компонента в газовой и жидкой фазах.

Допустим, что в процессе абсорбции летучим абсорбентом В (рис. Х-12, а) относительная концентрация абсорбируемого компонента уменьшается от УА1 до УА2, а относительная концентрация паров абсорбента возрастает от УВ1 до УВг. Обозначив через qt дифференциальную теплоту растворения газа (например, 1 кмоль газа в неограниченном количестве абсорбента данного состава), через qa — дифференциальную теплоту разбавления абсорбента и через га — его скрытую теплоту испарения, выразим количество выделяющегося тепла в единицу времени:

Q = Go for (ГAt - YAz) + (Га + Qa) (YBss - YBl)]

Это количество выделившегося тепла расходуется на нагревание абсорбента от начальной температуры t'a до t'a и газовой смеси от t'r до г". Если при этом некоторое количество тепла Q0 теряется в окружающую среду и отводится хладоагентом, то уравнение теплового баланса абсорбера будет иметь следующий вид:

Q = G0 (qT (YAl - YA!:) + (ra + qa) (Ув„ - YBl)] =

= Go (С"Л - С'Л) + - 4c'J'a + «0

где с'т и — удельные теплоемк

страница 34
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга вторая" (4.14Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
комплектующие для софитов в наб.челнах
Комоды для гостиной Kitai купить
блинница для индукционной плиты
столик к изо

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)