Процессы и аппараты химической технологии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ и науки

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

_______________________________________________________

Казанский государственный

Технологический университет

 

 

Расчет

Насадочного декарбонизатора

 

 

Методические указания

К выполнению контрольной работы по курсу

 

 

Процессы и аппараты химической технологии

 

 

 

 

Казань 2010

1. Общие положения

 

Наиболее эффективный способ удаления растворенных газов из воды – десорбция. Этот способ основан на известных законах Генри – Дальтона, характеризующих зависимость между концентрацией в воде растворенного газа и его парциальным давлением. Применение этих законов дает возможность определить концентрацию при том условии, что в паровом пространстве над водой находится лишь рассматриваемый газ и отсутствуют другие газы. Концентрация растворенного в воде газа выражается уравнением:

, (1)

где – концентрация растворенного в воде газа; – коэффициент абсорбции газа водой; – общее давление; – парциальное давление водяного пара; – парциальное давление газа.

Как видно из уравнения (1), понижение концентрации газа в воде происходит с уменьшением разности – , т.е. в случае приближении парциального давления водяных паров к значению полного давления газовой смеси. Это достигается созданием над поверхностью воды, содержащей рассматриваемый газ, смеси газов, в составе которой практически отсутствует удаляемый из воды газ. Таким образом, для удаления газа из воды необходимо создать условия, при которых парциальное давление его над поверхностью воды было бы равно нулю.

Количество удаляемого газа можно определить по уравнению массопередачи

, (2)

где – коэффициент массопередачи, – поверхность массопередачи, – средняя движущая сила массопередачи, – плотность газа.

Коэффициент массопередачи связан с коэффициентами массоотдачи выражением:

, (3)

где – константа фазового равновесия.

Условно газы подразделяются на хорошо, умеренно и плохо растворимые в жидкостях. Так, в зависимости от константы фазового равновесия m, коэффициентов массоотдачи в жидкой и газовой фазах один и тот же газ может вести себя и как хорошо, и как плохо растворимый. В уравнении (3), член выражает сопротивление газовой фазе, а – сопротивление жидкой. В качестве приближенной ориентировки при m <1 газы можно рассматривать как хорошо растворимые, при m > 100, так плохо растворимые, а при m = 1 – 100 – как умеренно растворимые. Примерами хорошо растворимых газов являются NH₃ и HCl, плохо растворимым СО₂.