Процестері мен аппараттары
Абсорбция процесін зерттеу
жүктеу/скачать 1.73 Mb. Pdf көрінісі
|
|
5.3 Абсорбция процесін зерттеу Сұйық сіңіргіштермен (абсортбентермен) газ немесе буды сіңіру процесі абсорбция деп аталады. Абсорбцияға қайтымды процесс, яғни ерітіндіден сіңірілген газды бөлу десорбция деп аталады. Процестің жүруі кезінде компанент (абсорбтив) тасығыштан абсорбентке ауысады. Абсорбцияның материалдық балансы келесі теңдеумен көрсетіледі: Gy н + Lx н = Gy к + Lx к (94) мұнда, G – тасығыш саны, кг/с; y н , y к – сәйкесінше тасығыштағы сіңірілетін копаненттің бастапқы және соңғы құрамы, инертті газдың кмоль/кмоль; L – абсорбент саны, кг/с; x н , x к – сәйкесінше абсортбентегі сіңірілетін компаненттің бастапқы және соңғы құрамы, сіңіргіштің кмоль/кмоль. Абсорбенттің үлестік шығымы (сұйық кг/тасығыш кг) мына формула бойынша анықталады: н к к н (95) Абсорбция процесінің жұмыс сызығы мына теңдеумен жазылады: Жұмыс сызығын құру үшін абсорберге кіру кезіндегі (y н , x н ) және одан шығу кезіндегі (y к , x к ) фазалардың құрамын білу қажет (17-сурет). Бірақ, әдетте тек қана газ бен сұйықтың бастапқы құрамдары (y н , x н ) және алу деңгейі беріледі, бұл y к анықтауға мүмкіндік береді. 17-сурет. Абсорбердің жұмыс және тепе-теңдік сызығы: АВ – L сіңіргішін жұмсау кезіндегі жұмыс сызығы; АС – L min кезіндегі дәлсондай; ОС – тепе-теңдік сызығы y * = f(x) 66 Осылайша А нүктесін құруға болады. Сіңіргіштің шығындалуына байланысты жұмыс сызығы А нүктесінің жанында бұрылады. С тепе-теңдік сызығында жатқан кездегі АС орналасуы сіңіргіштің минимальды шығынына сәйкес келеді. н к к н (96) Абсорбция процесінің жылдамдығы мына теңдеумен сипатталады: М = К у F∆y орт ; М = К у F∆х орт (97) мұнда, К у және К х – сәйкесінше газ және сұйық фазадағы массаберу коэффициенттері; ∆y орт және ∆х орт – оңтайлы мольдық үлесте өрнектелген орташа қозғалыс күштері. Осы теңдеулерді қолдана отырып, әдетте фазалардың байланысу бетінің ауданын F табады және ол бойынша аппараттың негізгі мөлшерлерін есептейді. Массаберу теңдеулерінде К у және К х коэффициенттері келесі тәртіппен анықталады: β β β β (98) мұнда, β у – газдан фазалардың байланысу бетіне массаберу коэффициенті; β х – сұйыққа фазалардың байланысу бетіне массаберу коэффициенті; m – бөліну коэффициенті. Тамақ өнеркәсібінде абсорбцияның тура ағынды және қарама-қарсы ағынды принципиалды сызбалары кеңінен қолданылуда. Тура ағынды сызбаның абсорбердегі өзара әрекеті 18-суреттің (а) көрсетілген. Бұндай сызбада газ бен абсорбент ағындары бір бағытта қозғалады; бұл ретте жоғары концентрациялы газ төмен концентрациялы сұйық ортамен байлансқа түседі, ал төмен концентрациялы газ абсорберден шығу кезінде жоғары концентрациялы сұйыққа өзара әрекеттеседі. Қарама-қарсы ағынды сызба 18-суреттің (б) көрсетілген. Қарама-қарсы абсорберде аппараттың бір шетінде жоғары концентрациялы, ал екінші шетінде төмен концентрациялы сұйық пен газ байланысады. Абсорберлер. Абсорбция процесі фазалардың бөліну бетінде жүреді. Сондықтан абсорберлер сұйық пен газ арасындағы үлкен жанасу бетін қамтамасыз етуі қажет. Абсорбенті таңдау кезінде оның қасиеттерін бағалау қажет. Абсорбентке қойлатын талаптар: селективтілігі; уыттылығы; өрт қауіпсізідгі; бағасы; қол жетімділігі; десорбция кезінде ұстау қабілеттілігі; аз ұшқыштылығы. Тағам өңдірісінде келесі абсорберлер кеңінен қолданылуда: беттік және қабықшалы; барботажды; шашыратқыш. 67 18-сурет. Абсорбция сызбасы және y – x координаттарындағы процесс суреті: а – тура ағынды; б – қарама-қарсы ағынды. жүктеу/скачать 1.73 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|