Проекта "Абсорбционная установка для поглощения двуокиси углерода из газовоздушной смеси. Разработать тарельчатый абсорбер, тип тарелок ситчатые " (стр. 2 из 3)
Относительная мольная и массовая доли поглощаемого компонента в исходной газовой смеси определяются по формулам [1]:
, (2.10)
, (2.11)
Массовые расходы абсорбированного и не поглощенного компонента в газовой смеси на выходе из аппарата находятся по формулам [1]:
(2.12) 
(2.13)
где Сп – степень поглощения компонента.
Относительная массовая доля поглощаемого компонента в газовой смеси на выходе из аппарата определяется по формуле [1]:
(2.14)
Для построения равновесной и рабочей линий процесса абсорбции на 
диаграмме нужно найти равновесную и рабочую относительные массовые доли поглощаемого компонента в жидкости на выходе из аппарата.
Относительная мольная доля поглощаемого компонента в жидкости, находящейся в равновесии с исходной газовой смесью, определяется по зависимости, полученной на основе совместного решения уравнений, выражающих законы Генри и Дальтона [1]:
(2.15)
где Е – коэффициент Генри, зависящий от температуры, свойств поглощаемого газа и абсорбента, имеющий размерность давления.
Для расчета можно предварительно принять температуру жидкости в нижней части колонны tн=t и при этой температуре определяем соответствующее значение Е, Е = 0,91×106 мм. рт. ст. [1].
Равновесная относительная массовая доля поглощаемого компонента в жидкости на выходе из аппарата определяется по формуле [1]:
, (2.16)
где Мжидк – мольная масса жидкого поглотителя – воды. Мжидк=18 кг/кмоль.
При построении кривой равновесия следует учитывать, что растворение газов сопровождается выделением теплоты, вследствие чего повышается температура поглотителя и снижается растворимость газа.
Температура абсорбента в нижней части колонны с учетом дифференциальной теплоты растворения газа и концентрации поглощенного вещества определяется по формуле [1]:
(2.17) 
где q – дифференциальная теплота растворения газа, q = 450 кДж/кг [1]; сжидк – теплоемкость абсорбента, сжидк=4,19×103 Дж/(кг×К), [1]; Xв – начальная относительная массовая доля поглощаемого компонента в абсорбенте (так как на орошение колонны подается вода, не содержащая поглощаемого компонента, Xв=0). 
Так как разность между tнр и t составляет не более 1-2 0С, условия протекания процесса можно считать изотермическими, а равновесная линия в этом случае будет представлять собой прямую, проходящую через точки с координатами (0;0) и ( 
; 
) (рис. 2.3). 
Рабочая относительная массовая доля 
поглощаемого компонента в жидкости в нижней части колонны находится в заданном соотношении с равновесной относительной массовой долей 
, и рабочая линия представляет собой прямую, проходящую через точки с координатами (0; 
) и ( 
; ) (рис. 2.3).
(2.18)
где η – степень насыщения воды двуокисью углерода, η=90%.
Для приобретения полной версии работы перейдите по ссылке.
http://diplomrus.ru/raboti/29156/29156
Рисунок 2.3 – Рабочая (АВ)
и равновесная (ОС) линии абсорбераРасход жидкого поглотителя определяется из уравнения материального баланса процесса абсорбции по поглощаемому компоненту. При составлении этого уравнения имеется в виду, что инертный газ и поглощающая жидкость не участвуют в процессе массообмена и их массовые расходы не изменяются по высоте аппарата.
Тогда:
(2.19)
Из этого уравнения определяется расход абсорбента по формуле [1]:
(2.20) 
Движущую силу процесса абсорбции в данном случае удобно выражать разностью между рабочей и равновесной относительными массовыми концентрациями поглощаемого компонента в газовой фазе (рис. 2.3). Так как равновесная линия является прямой, средняя движущая сила процесса определяется по формуле [1]:
(2.21)
где 
и 
– движущие силы процесса внизу и вверху абсорбера соответственно;
; (2.22)
. (2.23)
Число единиц переноса показывает, на сколько единиц изменяется концентрация поглощаемого вещества в фазе в расчете на единицу изменения движущей силы. Число единиц переноса для газовой фазы определяется по формуле [1]:
(2.24)
Согласно рекомендуемому порядку расчета далее необходимо определить значение коэффициентов молекулярной диффузии поглощаемого газа в газовой и жидкой фазах. Коэффициент молекулярной диффузии показывает, какое количество вещества диффундирует в единицу времени через единицу поверхности при изменении концентрации, равном единице, через единицы толщины слоя. Коэффициент молекулярной диффузии представляет собой физическую константу, характеризующую природную способность одного вещества проникать в среду другого. Величина коэффициента молекулярной диффузии определяется свойствами диффундирующего компонента и фазы, в которой он диффундирует, а также давлением и температурой.При отсутствии экспериментальных данных значения коэффициентов диффузии приближенно можно найти по следующим уравнениям:
При диффузии газа в воздухе коэффициент диффузии можно рассчитать по формуле:
, (2.25)
где Dг – коэффициент диффузии, м2/с; Т – абсолютная температура, К; Р – абсолютное давление, ат; М СO2 и Мвозд – мольные массы аммиака и воздуха; V СO2 и Vвозд – мольные объемы аммиака и воздуха, определяемые как сумма атомных объемов элементов, входящих в состав газа. (V СO2 =34,0 см3/моль, Vвозд=29,9 см3/моль [табл. А3, 1]).