Расчетные данные

Изучаемые параметры	W, м/с	W0, м/с	Wн, м/с	Wв, м/с	ΔΡс, Па	ΔΡж+ ΔΡσ, Па	ΔΡ, Па	hc, м	α, м/ч	Режим процесса

5. Контрольные вопросы

1. В каких режимах может работать тарельчатый абсорбер?

2. От чего зависят гидравлическое сопротивление тарелки и величина поверхности контакта фаз?

3. Из каких слагаемых складывается гидравлическое сопротивление орошаемой тарелки?

4. Что такое живое сечение тарелки?

5. Что такое фиктивная скорость газа?

Лабораторная работа 4

Определение коэффициента массопередачи в пенном абсорбере

Ц е л ь р а б о т ы – изучение процесса абсорбции углекислого газа водой в ступенчатом абсорбере, определение степени абсорбции и коэффициента массопередачи, отнесенного к единице поверхности ступени.

1. Теоретические сведения

Абсорбция – массообменный процесс, скорость которого пропорциональна отклонению контактирующих фаз от состояния равновесия, поверхности контакта фаз и выражается уравнением массопередачи:

M = К · F · Δ_ср , (49)

где К – коэффициент массопередачи, кг/(м²с·ед. дв. силы); M – количество вещества, поглощаемое в единицу времени, кг/с; F – площадь поверхности контакта фаз, м²; Δ_ср – движущая сила процесса (отклонение системы от состояния равновесия).

Размерность Δ_ср – различна и зависит от способа выражения состава фаз.

Для удобства выполнения расчетов и упрощения экспериментального определения коэффициента массопередачи в абсорбционных аппаратах используют модифицированное уравнение:

М = К_s · S · Δ_ср (50)

где S – площадь поверхности тарелки, м²; К_s – коэффициент массопередачи, отнесенный к единице поверхности тарелки.

Размерность К зависит от размерности движущей силы процесса, часто – это разность фактического и равновесного парциальных давлений поглощаемого газа:

K_s = K· а · h_n, (51)

где а – удельная поверхность контакта фаз, м²/м³; h_n – высота газожидкостного или пенного слоя на тарелке, м.

Δ_ср = или Δ_ср = ;

- = Δδ, = ΔΜ

где Р₁ и Р₂ – парциальные давления поглощаемого газа на одном и другом концах аппарата; , - равновесные парциальные давления поглощаемого газа по отношению к поглотительной жидкости на концах аппарата, Па.

Если Δδ ∕ ΔΜ ≤ 2, то среднюю движущую силу в абсорбере определяют по формуле

Δ_ср = . (52)

Для каждой тарелки абсорбера и равны, так как относятся к одному и тому же составу поглотительной жидкости, поэтому среднюю движущую силу определяют по формуле

Δ_ср = (53) или Δ_ср = (54),

где , - парциальные давления поглощаемого газа под и над тарелкой, Па; - равновесное парциальное давление поглощаемого газа по отношению к составу поглотительной жидкости, выходящей с тарелки, Па.

Формулу (54) используют, если / ≤ 2.

Для большинства газов равновесное парциальное давление определяют по закону Генри:

, (55)

где - парциальное давление газа в условиях равновесия, Па; х – мольная доля растворенного в жидкости газа; Е – коэффициент Генри, зависящий от температуры и от природы газа и жидкости, Па.