Физические основы процесса абсорбции
Растворимость газов зависит от свойств газа и жидкости, от температуры и парциального давления растворяющегося газа в газовой смеси. Зависимость между растворимостью газа и его парциальным давлением характеризуется законом Генри, согласно которому равновесное парциальное давление Р пропорционально содержанию растворенного газа в растворе Х (мольн. доля):
Р = ЕХ, [3.2.1]
Где Р - парциальное давление газа над раствором мм. Рт. Ст.;
Х- концентрация газа в мольных долях;
Е - коэффициент Генри, зависящий от температуры и от природы газа и жидкости.
Значение Р и Х удовлетворяющее уравнениям имеют место при достижении равновесия между фазами, эти следует рассматривать как равновесные. Коэффициент Е зависит от природы растворяющегося вещества и температуры:
lnE = -q/RT +C; [3.2.2]
где q- теплота растворения газа, кДж/кмоль;
R-универсальная газовая постоянная, кДж/кмольос;
Т- температура растворения, оК;
С - постоянная зависящая от природы газа и жидкости.
Из равенства [3.2.2] видно, что с ростом температуры растворимость уменьшается, рис 1
Рис.1 Зависимость между растворимостью газа в жидкости и парциальным давлением.
Парциальное давление растворяемого газа, соответствующее равновесию, может быть заменено равновесной концентрацией. Согласно закону Дальтона парциальное давление компонентов в газовой смеси равно общему давлению, умноженному на мольную долю этого компонента в смеси, т. е:
р= Пу; у=Р/П;
Где П- общее давление газовой смеси;
у - концентрация разделяемого компонента;
Сопоставляя уравнения, получаем:
у=Р/П=Е/Р*Х или у=mx;
где m=Е/Р - константа фазового равновесия.
В химической технике используют следующие принципиальные схемы абсорбционных установок:- прямоточные, противоточные, одноступенчатые с рециркуляцией и много ступенчатые с рециркуляцией.
Для извлечения аммиака из воздуха используем противоточную схему (рис.2.) по этой схеме в одном конце аппарата приводится в контакт газ и жидкость, имеющие большие концентрации распределяемого вещества, а в противоположном конце меньшие.
Рис.2 Противоточная схема абсорбции
Смотрите также
Зависимость точности визуального тест-определения нитрит-иона на основе пенополиуретана от способа построения цветовой шкалы
Определение
микроколичеств нитрит-ионов в водах, почвах и пищевых продуктах относится к
числу важных задач в связи с широким и зачастую неумеренным применением в
качестве удобрений нитратов ...
Что такое вода
...
Энтальпия образования индивидуальных веществ. Прогнозирование энтальпии образования методом Бенсона
Наилучшее решение
вопросов разработки процессов химической технологии и аппаратуры для их
проведения возможно лишь при наличии надежной информации по физико-химическим и
термодинамическим с ...