> BA 3 , що відповідають різним концентраціям абсорбенту або різною питомою його витратам. При цьому точки А , А 1 , А 2, А 3 будуть лежати на одній горизонтальній прямій відповідно із заданою початковою концентрацією Y н газу в суміші.
Рис. 1.1. До визначення питомої витрати абсорбенту
У разі розчинів невеликій концентрації для будь-якого значення X та обраної величини l рушійна сила процесу виражається різницею ординат Y - Y *, зображених вертикальними відрізками, що з'єднують відповідні точки робочої лінії і лінії рівноваги Y *=f (X) . Для всього апарату можна прийняти середнє значення Д Y ср , величина якого, наприклад для робочої лінії ВА 1 , зображена на малюнку відрізком Д Y СР1 . Величина Д Y ср буде тим більше, чим крутіше нахил робочих ліній і чим більше питома витрата абсорбенту. Якщо робоча лінія ВА збігається з вертикаллю, то рушійна сила процесу має максимальне значення, однак питома витрата абсорбенту l при цьому буде нескінченно великим (так як Х до =Х н ). Якщо ж лінія робочих концентрацій ВА 3 стосується лінії рівноваги, то питома витрата абсорбенту мінімальний ( l=l mjn), а рушійна сила в точці дотику дорівнює нулю, оскільки в цій точці робоча концентрація дорівнює рівноважної. У першому випадку розміри абсорбційного апарату будуть найменшими при нескінченно великій витраті абсорбенту, у другому - витрата абсорбенту найменший при нескінченно великих розмірах апарату. Таким чином, обидва випадки є граничними і практично нездійсненні.
У реальному абсорбційному апараті рівновага між фазами не досягає і завжди Х до lt; , де - концентрація поглинається газу в рідині, що знаходиться в рівновазі з вступником газом. Звідси випливає, що значення l завжди повинно бути більше мінімального значення l min, відповідального граничному положенню робочої лінії (лінія ВА 3 на рис. 1.1). Значення l min можна визначити по рівнянню (1.6.) При заміні Х до на:
(1.8)
Необхідно відзначити, що збільшення питомої витрати l абсорбенту одночасно зі зниженням висоти апарату призводить до певного збільшення його діаметру. Це пояснюється тим, що зі збільшенням l зростає також витрата поглинача L, а при цьому, як показано нижче, знижуються допустимі швидкості газу в апараті, за якими знаходять його діаметр. Ось чому в тих випадках, коли питома витрата абсорбенту не заданий технологічними умовами, тобто коли не задана кінцева концентрація Х до абсорбенту, слід вибирати таке співвідношення між розмірами абсорбційного апарату і питомою витратою l абсорбенту, при якому величина l і розміри апарату будуть оптимальними.
Оптимальний питома витрата поглинача l опт може бути знайдений тільки за допомогою техніко-економічного розрахунку.
Якщо абсорбцію ведуть без відводу тепла або з недостатнім його відведенням, то температура підвищується внаслідок виділення тепла при поглинанні газу рідиною, що необхідно враховувати при розрахунку. Для технічних розрахунків нехтують нагріванням газової фази і вважають, що виділяється при абсорбції тепло витрачається тільки на нагрів рідини.
Якщо лінія рівноваги при температурі t н надходить рідини (зображується кривої OD (рис. 1.2), то при температурі минає рідини лінія рівноваги розташується вище (крива ОС ) і дійсна лінія рівноваги при змінній температурі рідини зобразиться кривою АВ.
Рис. 1.2. Крива рівноваги при неізотермічній абсорбції
ординат Y * деякої точки Про на кривій рівноваги, відповідну складом рідини X , можна знайти, якщо відома температура t при даному складі рідини. Для цього необхідно скласти рівняння теплового балансу для частини абсорбці...
