Массообменные процессы
Массообменные процессы - часть 3
В пленочном режиме работы насадочной колонны поверхность контакта жидкости и газа F весьма близка к площади поверхности насадочных тел, и коэффициент массопередачи может быть определен из основного уравнения массопередачи [1]: M = Ky × DYср × F,
где F = H × f × s - поверхность фазового контакта, м2; H - высота слоя насадки, м; s - удельная поверхность насадки, м2/м3; f - площадь поперечного сечения колонны, м2; М - количество абсорбированного аммиака, кмоль/час; Кy - коэффициент массопередачи, отнесенный к концентрации газа, кмоль/(м2×ч); DYср - средняя движущая сила абсорбции в единицах концентрации газовой фазы, кмоль NH3/кмоль воздуха.
Расход воздуха и количество абсорбированного аммиака определяется материальным балансом абcорбции: M = L(Xк
- Хн) = Gв
(Yн - Yк),
где Gв —
расход воздуха, кмоль/час; L - расход воды, кмоль/час; Yн, Yк - концентрация аммиака в воздухе до и после колонны, кмоль NH3/кмоль воздуха; Xк, Хн - концентрация аммиака в воде на входе и выходе из колонны, кмоль NH3 / кмоль воды.
При небольших концентрациях раствора растворимость
аммиака в воде подчиняется закону Генри, и равновесие в системе следует уравнениям:
У* = 2,37 X при t = 10 oС; У* = 2,74 X при t = 20 °С.
Для этих условий движущая сила абсорбции может быть рассчитана как среднелогарифмическая величина: DYср = (DYб - DYм) / 2,3 lg (DYб /DYм),
где DYб = Yн - Yн* - движущая сила процесса внизу абсорбера; DYм = Yк
- Yк* - движущая сила процесса вверху абсорбера.
Рассчитанный коэффициент массопередачи Кy
соответствует скорости воздуха в свободном сечении колонны, определяемой по уравнению расхода:
W = Gв ×22,4 × (273 + t) / (273 × f ×3600).
Пример расчета концентраций
На титрование 10 мл 0,01н. раствора H2SO4, через который было пропущено 100 мл смеси воздуха с аммиаком, затрачено 6,8 мл 0,01н.
