Процессы инженерной защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г. - 191 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУ | Пенза

Составители: 

Рубрика: 

191
G
н
⋅y
н
+ L
н
⋅x
н
= G
к
⋅y
к
+ L
к
⋅x
к
, (4.17)
где
G
н
, G
к
- расход газовой фазы на входе в абсорбер и выходе из него,
кмоль/с (кг/с);
x
к
, x
к
- концентрация распределяемого компонента в жидкой
фазе на входе в абсорбер и выходе из него, мольные доли (масс.доли);
L
н
,
L
к
- расход абсорбента на входе в абсорбер и выходе из него, кмоль/с (кг/c);
y
н
, y
к
- концентрация распределяемого вещества (компонента) в газовой фа-
зе на входе в абсорбер и выходе из него, мольные доли (масс.доли).
Рассмотрим случай, когда носители не участвуют в процессе массо-
обмена, их количества не изменяются по высоте аппарата.
Тогда, количество компонента
М, перешедшего из фазы G, равно:
M = G(Y
1
– Y
2
). (4.18)
Количество компонента
М, перешедшего в фазу L, равно:
M = L
.
X
1
– L
.
X
2
= L(X
1
– X
2
). (4.19)
Приравняем правые части уравнений (4.18) и (4.19):
G(Y
1
– Y
2
) = L(X
1
– X
2
), (4.20)
или в виде
G(Y
н
– Y
к
) = L(X
к
– X
н
), (4.21)
где G - расход инертного газа, кмоль/с (кг/с); L - расход абсорбента,
кмоль/с (кг/с);
Y
н
и Y
к
- концентрации компонента в газе-носителе,
кмоль/кмоль газа (кг/кг газа);
X
к
и X
н
– концентрации компонента в погло-
тителе (абсорбенте), кмоль/кмоль абсорбента (кг/кг абсорбента).
Уравнения (4.20), (4.21) есть уравнения материального баланса.
Общий расход абсорбента равен
)()(
нккн
XXYYGL
−
−
=
. (4.22)
Определим удельный расход поглотителя
l, кг/кг:
l = L/G. (4.23)
Из уравнений (3.19) и (3.20):
l = (Y
1
– Y
2
)/(X
1
– X
2
) или l = (Y
н
– Y
к
)/(X
к
– X
н
). (4.24)
Рассмотрим произвольное сечение аппарата 0-0, где составы фаз бу-
дут
Y и Х в фазе G и L соответственно (рис. 4.4).
Напишем уравнение материального баланса для части аппарата, рас-
положенного выше сечения 0-0:
G
.
Y + L
.
X
2
= G
.
Y
2
+ L
.
X. (4.25)
Откуда получим
Y = Y
2
+ (X – X
2
)L/G или Y = Y
2
+ l(X – X
2
). (4.26)
Уравнения (4.26) есть уравнение рабочей линии. Оно выражает зави-
симость между неравновесными составами фаз в любом сечении аппарата.
Из анализа (4.26) видно, что это уравнение прямой линии (
Y = a +
b
.
X).
Подставим в уравнение (4.26) уравнение (4.24):
Y = Y
2
+ (Y
1
– Y
2
)(X – X
2
)/(X
1
– X
2
) (4.27) 
                 Gн⋅yн + Lн⋅xн = Gк⋅yк + Lк⋅xк,                      (4.17)
где Gн, Gк - расход газовой фазы на входе в абсорбер и выходе из него,
кмоль/с (кг/с); xк, xк - концентрация распределяемого компонента в жидкой
фазе на входе в абсорбер и выходе из него, мольные доли (масс.доли); Lн,
Lк - расход абсорбента на входе в абсорбер и выходе из него, кмоль/с (кг/c);
yн, yк - концентрация распределяемого вещества (компонента) в газовой фа-
зе на входе в абсорбер и выходе из него, мольные доли (масс.доли).
        Рассмотрим случай, когда носители не участвуют в процессе массо-
обмена, их количества не изменяются по высоте аппарата.
        Тогда, количество компонента М, перешедшего из фазы G, равно:
                 M = G(Y1 – Y2).                                     (4.18)
        Количество компонента М, перешедшего в фазу L, равно:
                 M = L.X1 – L.X2 = L(X1 – X2).                       (4.19)
        Приравняем правые части уравнений (4.18) и (4.19):
                     G(Y1 – Y2) = L(X1 – X2),                     (4.20)
или в виде
                 G(Yн – Yк ) = L(Xк – Xн),                           (4.21)
где G - расход инертного газа, кмоль/с (кг/с); L - расход абсорбента,
кмоль/с (кг/с); Yн и Yк - концентрации компонента в газе-носителе,
кмоль/кмоль газа (кг/кг газа); Xк и Xн – концентрации компонента в погло-
тителе (абсорбенте), кмоль/кмоль абсорбента (кг/кг абсорбента).
        Уравнения (4.20), (4.21) есть уравнения материального баланса.
        Общий расход абсорбента равен
                  L = G (Yн − Yк ) ( X к − X н ) .                   (4.22)
        Определим удельный расход поглотителя l, кг/кг:
                 l = L/G.                                            (4.23)
        Из уравнений (3.19) и (3.20):
             l = (Y1 – Y2)/(X1 – X2) или l = (Yн – Yк)/(Xк – Xн).        (4.24)
        Рассмотрим произвольное сечение аппарата 0-0, где составы фаз бу-
дут Y и Х в фазе G и L соответственно (рис. 4.4).
        Напишем уравнение материального баланса для части аппарата, рас-
положенного выше сечения 0-0:
             G.Y + L.X2 = G.Y2 + L.X.                                    (4.25)
        Откуда получим
             Y = Y2 + (X – X2)L/G или Y = Y2 + l(X – X2).                (4.26)
        Уравнения (4.26) есть уравнение рабочей линии. Оно выражает зави-
симость между неравновесными составами фаз в любом сечении аппарата.
        Из анализа (4.26) видно, что это уравнение прямой линии (Y = a +
 .
b X).
        Подставим в уравнение (4.26) уравнение (4.24):
          Y = Y2 + (Y1 – Y2)(X – X2)/(X1 – X2)                       (4.27)

                                      191

Страницы