Визначення маси речовини, що поглинається і витрати поглинача

Втрата інертного газу (повітря) [1], кмоль/с:

G = , (1.1.)

де V – об’ємна витрата газу, що подається в колону, м³/с; y₁ – концентрація SO₂ у газі на вході в колону, об. долі; T – робоча температура в колоні, К; T_o – температура газу при нормальних умовах, К.

Одержуємо:

G = = 0,316 кмоль/с.

Кількість SO₂, що абсорбується в колоні, кг/с:

N _SO2 = G * () *M₁, (1.2)

де y₂ – концентрація SO₂, у газі на виході з абсорбера; М₁ – молярна маса SO₂, кг/кмоль.

З урахуванням заданого ступеня поглинання ŋ = 0,9 маємо:

y₂ = y₁ – ŋ * y₁ = 0,05 – 0,9 * 0,05 = 0,005. (1.3)

Одержуємо:

_____________________________

¹ В даний час прийнято використовувати об'ємні долі

N _SO2 = 0,316 * () * 64 = 0,96 кг/с

Для подальших розрахунків необхідно кількість SO₂ виражати в киломолях у секунду (кмоль/с). Для чого робимо перерахування:

= , (1.4)

= = 0,015 кмоль/с.

Мінімальна витрата абсорбуючої води [1], кмоль/с:

= , (1.5)

де - рівноважна концентрація SO₂ у рідкій фазі, що відповідає концентрації в газовій фазі, кмоль/кмоль; - концентрація SO₂ у воді на вході в колону, кмоль/кмоль.

Для знаходження будуємо рівноважну лінію (рис.1.1), використовуючи дані по концентраціях SO₂ у газі і рідині, наведені в [1].

* 10²,

Рис. 1.1. Залежність концентрації SO₂ у газовій і рідкій фазах

За даними рис. 1.1 для = = 0,0526 кмоль/кмоль знаходимо = 20,2* кмоль/кмоль, =0.

Одержуємо:

= = 7,426 кмоль/с

З урахуванням рекомендацій [1] визначаємо дійсну витрату води, кг/с:

L = 1,16 * * М₂, (1.6)

де М₂ – молярна маса води, кг/кмоль.

L = 1,16 * 7,426 * 18 = 155,05 кг/с (8,61 кмоль/с).

Визначаємо кінцеву концентрацію SO₂ у розчині:

L * () = . (1.7)

Так як х₂ = 0, то

= = = 1,742 * 10^-3. (1.8)

Перевіряємо збіжність матеріального балансу процесу абсорбції:

G*() = L*( - ); (1.9)

0,316 * () = 8,61 * (1,742*10^-3 - 0);

0,0150 = 0,0150.

Баланс зійшовся.