ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Абсорбция нескольких компонентов из смеси из "Абсорбция газов" При расчете один из компонентов (обычно тот, для которого константа фазового равновесия т близка к удельному расходу поглотителя /) выбирают в качестве ключевого. Изменяя удельный расход поглотителя, можно сделать ключевым тот или иной компонент. Для ключевого компонента задаются степенью извлечения. [c.291] Компоненты более легкие, чем ключевой (с большим значением т) извлекаются из газа в меньшей степени, а уходящая жидкость будет близка к насыщению этими компонентами. Наоборот, компоненты более тяжелые, чем ключевой (с меньшим значением т) извлекаются в большей степени и их содержание в уходящем газе близко к равновесному с поступающей жидкостью. [c.291] Присутствие других компонентов влияет как на равновесие, так и на скорость диффузии каждого компонента [1, 41. При этом, если диффузия происходит в одном направлении (например, абсорбция нескольких компонентов), то скорость ее уменьшается. Если же диффузия компонентов протекает в противоположных направлениях (например, абсорбция компонента из газовой фазы и испарение растворителя в газовую фазу), то скорость ее возрастает. Указанные влияния, однако, невелики и в дальнейшем мы будем принимать, что коэффициент массопередачи и константа фазового равновесия каждого компонента смеси не зависят от присутствия других компонентов. [c.291] Расчет абсорбции нескольких компонентов сложен и еще недостаточно разработан. Основной трудностью является нелинейность систем дифференциальных уравнений, обусловленная тем, что расходы фаз изменяются по высоте абсорбера, причем эти изменения определяются количеством всех поглощенных компонентов. Описанные в литературе методы расчета [1, 4, 12—141 исходят из представления о теоретической тарелке и не учитывают кинетики процесса. При этом невозможно учесть различие в скоростях абсорбции отдельных компонентов в результате расчетная степень извлечения менее растворимых и медленно поглощающихся компонентов оказывается завышенной. [c.291] Решение краевой задачи усложнено тем, что М/ и (3 —неизвестные нелинейные функции, зависящие от искомого решения X . Эти функции могут быть рассчитаны лишь после решения системы уравнений для всех компонентов. При численном интегрировании надо сначала задаться значениями g к гпу ь узловых точках, а после решения системы проверить принятые значения при несовпадении расчет повторяют. [c.293] Таким образом, вычислив Лд и Ву , как указано выше, можно по формулам (1У-69) и (1У-70) найти Лу и Ву при =2, 3,. .., /г+1 (прямой ход). Далее, исходя из второго граничного условия (Х/, . 1=Х/л ), определяют по уравнению (1У-68) значения Х, при к=п, п—, . .., 2, 1 (обратный ход). [c.294] Описанный метод расчета применим для определения количеств и составов фаз при известном числе единиц переноса Мц. Значение Л о надо определить предварительно по заданной степени извлечения ключевого компонента. Это можно сделать приближенным способом (стр. 299), так как мало зависит от изменения и / по высоте аппарата. При абсорбции нескольких компонентов возможно появление экстремумов на кривых изменения составов отдельных компонентов. Нетрудно показать, что экстремуму на кривой Х (и У ) соответствует условие dXj= X df , при этом ниже точки экстремума будет происходить десорбция компонента /. На кривой возможен экстремум без перехода к десорбции вследствие возрастания количества жидкости в результате абсорбции более растворимых компонентов. [c.295] Абсорбционный фактор может быть определен, как отношение наклонов рабочей линии и линии равновесия, т. е. [c.296] По значениям Л/ и можно найти (см. табл. 21). Следует иметь в виду, что Л / и / могут в данном случае принимать любые положительные и отрицательные значения. [c.296] При прямом ходе находят Л у, и Ву. (А=1, 2, п), а при обратном ходе, исходя из второго граничного условия (А у, 1 = = чк)—значения Х к (к=п, п—1, 2, 1). [c.297] Расчет абсорбции нескольких компонентов на вычислительных машинах. Рассмотренные способы расчета абсорбции нескольких компонентов громоздки и связаны с большим объемом вычислений, которые к тому же приходится несколько раз повторять. Сложность расчета возрастает с увеличением числа компонентов и ступеней. Поэтому расчет производят обычно на цифровых вычислительных машинах. Опубликованные в этой области работы [141 основаны на представлении о теоретической тарелке. По нашему мнению, целесообразнее использовать описанную выше методику. [c.297] На рис. 86 показана блок-схема расчета абсорберов со ступенчатым контактом с учетом неизотермичности приближенным методом. Исходными данными являются составы поступающих газа (Ку ) и жидкости (Худ,), удельный расход поглотителя /, число ступеней п, число единиц переноса на ступень N (для ключевого компонента), отношения А,-, температура поступающей жидкости Од,, теплоемкость жидкости с и дифференциальная теплота растворения Фу, а также значения у] в функции от Ху и . [c.297] Расчет выполняют отдельными циклами. В каждом цикле вычисляют концентрации Ху для всех J компонентов. Найденные значения Ху используют для следующего расчетного цикла. После каждого цикла (кроме первого) проверяют совпадение найденных Ху со значениями, полученными в предыдущем (р—1)-м цикле. Расчет заканчивают, когда абсолютная величина разности между этими значениями будет меньше величины е, определяемой предъяв-ляемыми к точности расчета требованиями. [c.297] Число ступеней можно определить предварительно приближенным способом. В другом случае расчет ведут при разных числах ступеней и затем выбирают то число ступеней, при котором степень извлечения ключевого компонента близка к заданной. [c.299] Приближенный метод расчета. В случае разбавленной газовой смеси, содержащей большое количество инертного газа, расчет значительно упрощается. При этом расход газа в процессе абсорбции можно считать неизменным, равным расходу инертного газа. В данном случае =1 и, в соответствии с уравнением (1У-72), также /а=1. Таким образом, подбор значений Я и в процессе расчета отпадает, причем абсорбция каждого из компонентов не зависит от поглощения остальных компонентов. [c.299] В рассматриваемом случае для расчета абсорбера можно воспользоваться формулами, приведенными в главе П1. Так, для абсорберов с непрерывным контактом, работающих противотоком, число единиц переноса может быть определено по заданной степени извлечения ключевого компонента посредством уравнения (П1-75) далее, по уравнению (П1-77) рассчитывают степени извлечения остальных компонентов при известных уже значениях N. Аналогично для абсорберов со ступенчатым контактом число ступеней определяют, исходя из значения ф для ключевого компонента, по уравнению (П1-ПЗ), а ф для остальных компонентов рассчитывают по уравнению (П1-112). [c.299] Принимают среднее значение и, найдя средний абсорбционный фактор Л =L .p./m G ,p., ведут расчет, как указано выше. Принятые средние значения могут быть проверены по окончании расчета. Такой приближенный метод можно использовать как начальную стадию для описанного на стр. 292 и сл. точного расчета. [c.299] Вернуться к основной статье