Процессы и аппараты защиты атмосферы от газовых выбросов. Ветошкин А.Г. - 50 стр.

     2. Представляем концентрации загрязнителя в относительных мольных (Y, Х) и отно-
сительных массовых ( Y , X ) единицах (мольных и массовых долях). Для этого мольные и
массовые расходы аммиака относим к соответствующим расходам ингредиента, не пре-
терпевающего количественных изменений в процессе. Таким ингредиентом газовой фазы
является чистый воздух, а жидкой - чистая вода.
            Yн = Wн M в /(G в M NH 3 ) = 0,0206 ⋅ 29 / (5,396 ⋅ 17 ) = 0,0065
                               кмоль NH3/кмоль воздуха.
            Y н = Wн / Gв = 0,0206 / 5,396 = 0,0038 кг/NH3/кг воздуха.
          Yк = Wк M в /(G в M NH 3 ) = 0,00017 ⋅ 29 / (5,396 ⋅ 17 ) = 0,53 ⋅ 10 −4
                               кмоль NH3/кмоль воздуха.
         Y к = Wк / G в = 0,00017 / 5,396 = 0,31 ⋅ 10 −4 кг NH3/кг воздуха.
     Линия равновесия аммиачного раствора в общем случае не аппроксимируется пря-
мой, что предположительно связано с изменением растворимости вследствие выделения
тепла в зонах межфазового перехода и их перегрева. Поэтому действительная скорость
процесса не совпадает с вычисленной скоростью физической абсорбции для условия рав-
новесия при средней температуре процесса.
     В области низких концентраций можно пренебречь выделениями тепла и считать
процесс изотермическим, а уравнение зависимости равновесных концентраций аммиака в
жидкой и газовой фазах представить в виде:
                                        Y* = m X ,
где Y* - равновесное с концентрацией X, кмоль NH3/кмоль H2O, содержание аммиака в га-
зовой фазе, кмоль NH3/кмоль воздуха; m- коэффициент распределения.
     При концентрациях аммиака в воде до 3 кмоль/м3 констант фазового равновесия
можно определить по эмпирической зависимости:
                                         lgψ = 9,705 - (1922/T ) ,                   (5.174)
где ψ представлено в Па•м3 H2O/кмоль NH3. Вычисленные по этой зависимости значения
коэффициента Генри Е, МПа•кмоль H2O/кмоль NH3, приведены в приложениях (табл.
приложения). При 25 °С, давлении p = 0,101 МПа значение коэффициента Генри состав-
ляет 0,1 МПа•кмоль H2O/кмоль NH3.
      Вычислим коэффициент распределения, выраженный в мольных долях:
                  m = E/P = 0,1/0,101 = 0,987 кмоль H2O/кмоль NH3,
     По уравнению Y * = 0,987 X построим линию равновесия (прямая ОАn, рис. 21, а)
и найдем максимально возможную (конечную) равновесную концентрацию X *к , кмоль
NH3/кмоль H2O, аммиака в воде, покидающей абсорбер. Она равновесна c концентрацией
Yн (кмоль NH3/кмоль воздуха) аммиака, поступающего с отбросными газами в абсорбер:
                     X к* = Yн / 0,987 = 0,0066 кмоль NH3/кмоль H2O.
     Выразим эту величину в относительных массовых единицах:
                      *
                    X к = X к* M NH 3 / M H 2O = 0,0066 ⋅ 17 / 18 = 0,0062
                                   кг NH3/кг H2O.
     Вычислим коэффициент распределения, выраженный в массовых долях:


                                             51