сорбція парів різних вуглеводнів з газів переробки нафти і т.п.). Крім того, абсорбційні процеси є основними процесами при санітарній очистці випускаються в атмосферу газів, що відходять від шкідливих домішок (наприклад, очищення топкових газів від SO 2; очищення від фтористих сполук газів, що виділяються у виробництві мінеральних добрив, і т.д.).
1.1 Теоретичні основи абсорбції
При абсорбції вміст газу в розчині залежить від властивостей газу і рідини, тиску, температури і складу газової фази (парціального тиску растворяющегося газу в газовій суміші).
У стані рівноваги при постійних температурі і загальному тиску залежність між парціальним тиском газу А (або його концентрацією) і складом рідкої фази однозначна. Ця залежність виражається законом Генрі:
, (1.1)
де y A * - рівноважна концентрація витягується компонента в газовій фазі,
m-коефіцієнт розподілу, x - концентрація газу в розчині.
Рівняння (1.1) показує, що залежність між концентраціями даного компонента в газовій суміші і в рівноважної з нею рідини виражається прямою лінією, що проходить через початок координат і має кут нахилу, тангенс якого дорівнює т. Числові значення величини т залежать від температури і тиску в системі: зменшуються зі збільшенням тиску і зниженням температури. Таким чином, розчинність газу в рідині збільшується з підвищенням тиску і зниженням температури
Коли в рівновазі з рідиною знаходиться суміш газів, закону Генрі може слідувати кожен з компонентів суміші окремо.
Закон Генрі застосуємо до розчинів газів, критичні температури яких вище температури розчину, і справедливий тільки для ідеальних розчинів. Тому він з достатньою точністю застосуємо лише до сильно розведених реальним розчинів, що наближається за властивостями до ідеальних, тобто дотримується при малих концентраціях розчиненого газу або при його малій розчинності. Для добре розчинних газів, при великих концентраціях їх у розчині, розчинність менше, ніж випливає з закону Генрі. Для систем, що не підкоряються цим законом, коефіцієнт m в рівнянні (1.1) є величиною змінною і лінія рівноваги являє собою криву, яку будують зазвичай по досвідченим даним.
Для опису рівноваги між газом і рідиною рівняння (1.1) застосовується лише при помірних тисках, невисоких температурах і відсутності хімічної взаємодії між газом і поглиначем.
При підвищених тисках (порядку десятків атмосфер і вище) рівновага між газом і рідиною не слід закону Генрі, оскільки зміна об'єму рідини внаслідок розчинення в ній газу стає порівнянним зі зміною обсягу даного газу.
При вираженні складу фаз не в абсолютних, а у відносних концентраціях видозмінюється і запис закону Генрі. Так при використанні відносних мольних концентрацій вираз (1.1) можна записати у вигляді
звідки за правилом пропорцій
(1.2)
(1.3)
При вираженні закону Генрі у відносних концентраціях рівновагу в системі газ-рідина зображується кривою лінією. Але для сильно розбавлених розчинів (малі концентрації Х газу в рідині) можна прийняти (1 m ) X ~ 0. Тоді знаменник рівняння (1.3.) Звертається в одиницю і рівняння приймає вид
(1.4)
Рівняння матеріального балансу, враховуючи те, що витрати фаз по висоті апарату постійні, має вигляд:
(1.5)
де G-витрата інертного газу, кмоль/сек ; Yн і Yк-початкова та кінцева концентрації абсорбтіва в газовій суміші, кмоль/кмоль інертного газу; L-витрата абсорбенту, кмоль/сек ; його концентрації Хн і Хк кмоль/кмоль абсорбенту.
Звідси загальна витрата абсорбенту (в кмоль/сек )
(1.5А)
а його питома витрата (в кмоль/кмоль інертного газу)
(1.6)
Це рівняння можна переписати так:
(1.7)
Рівняння (1.7) показує, що зміна концентрації в абсарбціонном апараті відбувається прямолінійно і в координатах YX робоча лінія процесу абсорбції являє собою пряму з кутом нахилу, тангенс якого дорівнює l=L/G .
Між питомою витратою абсорбенту та розмірами апарату існує певний зв'язок. Через точку У з координатами Х н і У до (рис. 1.1) проведемо, згідно з рівнянням (1.7), робочі лінії ВА , < i align="justify"> ВА 1 , BA 2 ,
