Тепловой баланс абсорбции

Обозначим энтальпии газа и жидВ кости через Н и Л, расходы газовой.

jpaDfii/nni/ luuiuouiu uajianva au;

сорбера (рис. 21.2) можно записать в виде:

где Qo — тепло, отводимое в процессе абсорбции (включая потери в окружающую среду).

и жидкой фаз — чрез G и I, индексом 1 — состояние фаз у входа 1 газа в абсорбер, а индексом 2 — у его выхода из абсорбера. Тогда уравнение теплового баланса абв виде:

Знак плюс в уравнении (21.27) относится к противотоку (рис. 21.2, а), знак минус — к прямотоку (рис. 21.2, б), выражение (GH — G2H2) соответствует теплу, отдаваемому газом, а выражение ±(Lh — ?2²) — теплу, сообщаемому жидкости.

Если газовая фаза состоит из инертного газа, компонента и паров поглотителя, то энтальпию газа удобно относить к 1 кмоль инертного газа. Тогда уравнение (21.27) перепишется в виде.

где G₀— расход инертного газа; Я' - энтальпия газа, отнесенная к 1 кмоль инертного газа; 1а и 1в^- относительные концентрации компонента и паров поглотителя в газовой фазе; /- температура газа; J₀ — интегральная теплота растворения в бесконечно разбавленном растворе при 0 °C; г_м - теплота испарения поглотителя при 0 °C; С = С + C'_AY_A + C'_BY_B — теплоемкость газовой смеси, отнесенная к 1 кмолю инертного газа (С* С'_А, С'_в) — теплоемкости инертного газа, газообразного компонента и паров поглотителя).

Подставляя в уравнение (21.28) значение энтальпии #' из уравнения (21.29) и значение энтальпии И из уравнения (21.22), получим:

Подставляя L и Li из уравнения (21Л 5) в выражение (Li*kX — ?2X2*2) уравнения (21.30) и, учитывая уравнения (21.20) и (21.21), получим:

Левая часть уравнения (21.31) выражает тепло, выделяющееся в процессе абсорбции; выражение — Go (CVi — С 2/2) «тепло на нагрев газа; выражение ±(/., С,0, -^С₂0₂) — тепло на нагрев жидкости. Если отсчет температур / и 0 ведется от 0 °C, то значения величин Ф12, ?1,2 и г во должны быть также взяты при 0 °C. Можно брать значения Фи, ?1,2 и г в при любой другой температуре, но в этом случае t и 0 необходимо отсчитывать от этой температуры.

Уравнения теплового баланса (21.24), (21.25), (21.30) и (21.31) можно также записать для части абсорбера, например между входом газа и произвольным сечением ММ (рис. 21.2). При этом в уравнениях нужно опустить индексы 2, т. е. величины L, И и другие должны относиться к параметрам, соответствующим сечению ММ.

В дифференциальной форме уравнения (21.28) и (21.31) принимают вид:

где Ф₀ и % - дифференциальные теплоты растворения и разведения при 0 °C соответственно; / = ±L!Gq q₀ = Qo! G₀.

Уравнение (21.32) можно преобразовать к виду:

где Ф и Т — дифференциальные теплоты растворения и разведения при температуре Э соответственно; г_в — теплота испарения поглотителя при температуре Э .