Расчет числа теоретических тарелок в абсорбере

Процесс абсорбции может происходить в том случае, если рабочая концентрация компонента в газе выше равновесной. Следовательно, рабочая линия должна располагаться выше равновесной кривой (рисунок 18.3) .

Число теоретических тарелок в абсорбере определяется графическим построением ступенчатой линии между рабочей и равновесной линиями.

Рис. 18.3. Графический расчет числа теоретических тарелок в абсорбере:

АВ — рабочая линия; ОС — кривая равновесная фаз

Входящий в абсорбер газ и уходящий насыщенный абсорбент встречаются в нижнем сечении, т.е. их составы должны удовлетворять уравнению рабочей линии (точка В). В результате взаимодействия потоков газа и жидкости на нижней тарелке абсорбера образуются равновесные потоки газа и жидкости, составы которых определяются точкой 1 на равновесной кривой. Проведя горизонталь до пересечения в точке 2 с рабочей линией, получим состав жидкости, стекающий с вышерасположенной тарелки. Продолжив аналогичные построения, достигнем точки А , находящейся на рабочей линии, координаты которой определяются составами уходящего из абсорбера газа Y_к и свежего абсорбента X_н . В данном случае число теоретических тарелок равно пяти.

Увеличение расхода абсорбента изменяет положение рабочей линии, приводя к уменьшению числа тарелок (прямая АВ₁ ). Уменьшение удельного расхода абсорбента приводит к повороту рабочей линии вокруг точки А . В результате при некотором минимальном расходе абсорбента рабочая линия займет положение ADB₂ , касаясь линии равновесия в точке D . В этом случае заданное извлечение может быть получено только при бесконечном числе тарелок ( n ®¥ ).

С повышением температуры наклон кривой равновесия фаз становится более крутым, и она приближается к рабочей линии, что вызывает увеличение числа тарелок. Повышение давления вызывает уменьшение числа тарелок.