Примеры решения заданий. Пример 1.Построить рабочую линию и линию равновесия процесса поглощения аммиака водой из воздуха и определить конечную концентрацию его в газовой фазе и

 

Пример 1. Построить рабочую линию и линию равновесия процесса поглощения аммиака водой из воздуха и определить конечную концентрацию его в газовой фазе и среднюю движущую силу процесса. Начальное содержание аммиака в газе c _н составляет
5 об.%, общее давление P = 101, 3 кПа, температура поступающей на абсорбцию воды равна 20°С, абсорбер работает без охлаждения, дифференциальная теплота растворения Ф = 2070·10³ Дж/кг, а теплоемкость воды С = 4190 Дж/(кг·град). Объемный расход газа V ₀ равен
10 000 м³/ч при нормальных условиях. Удельный расход поглотителя
l = L / G = 1, 18 кг/кг, содержание аммиака в воде, поступающей на абсорбцию y _нравно 0, 2 мас.%, концентрация его в воде после абсорбции x _к равна 2, 61 мас.%. Линия равновесия для процесса растворения аммиака в воде строится по следующим данным:

X 0, 005 0, 01 0, 015 0, 02 0, 025 0, 03

Y ^* 0, 0025 0, 0057 0, 0097 0, 0147 0, 0212 0, 0284

Решение. 1. Определяем объемный расход инертного газа-носителя (воздуха) при нормальных условиях

м³/ч.

Массовый расход воздуха G

кг/ч,

где ρ _в = 1, 29 кг/м³ – плотность воздуха при нормальных условиях.

2. Определяем относительные массовые составы газов и воды, поступающих на абсорбцию:

;

; .

3. Находим общий расход воды L, кг/ч,

.

4. Определяем количество поглощенного аммиака, кг/ч

.

 

5. Рассчитываем концентрацию аммиака в газовой фазе после абсорбции

.

Строим рабочую линию процесса, пользуясь уравнениями материального баланса: 12300·0, 0309 + 14500·0, 002 = 14500 Х + 12300 Y

6. Уравнение рабочей линии процесса абсорбции

Строим рабочую линию на графике по двум точкам: точка А – начальная точка процесса абсорбции с координатами Y _н = 0, 0309, X _к = 0, 0268 и точка В – конечная, с координатами Y_к = 0, 0016, X _н = 0, 002.

 

Температура воды после поглощения аммиака

.

Задаваясь значениями Х, находим температуру и определяем значения H, р ^* и y ^*:

Результаты расчета представлены в табл.17.

Таблица.17