Випарювання 5 страница

Р_А = Ух_А

тут замість концентрації компоненту А в газовій суміші у використовується пропорційне їй парціальний тиск цього компоненту в суміші РА, Па;

Е - коефіцієнт пропорційності, званий коефіцієнтом або

константою Генрі;

х - концентрація компоненту А в рідини, молярні частки.

Величина константи Генрі залежить від властивостей газу і рідини, їх температури і не залежить від загального тиску.Для ідеальних розчинів на діаграмі р - х залежність рівноважних концентрацій від тиску зображається прямою лінією з кутовим коефіцієнтом, рівним Е.

При незмінному загальному тиску і концентрації компоненту константа Е збільшується з підвищенням температури, що веде до зменшення розчинності газу в рідині.

Це слідство із закону Генрі демонструється кожного разу в побуті при підігріві води. З холодної води в каструлі, поставленій на вогонь, спочатку виділяються пухирці газу, які можна легко помітити на стінках каструлі. Подібно з свіжіше водопровідної води, налитої в стакан, інтенсивно виділяються гази, роблячи воду спочатку непрозорою. Це було пов'язано з різким зменшенням тиску у воді. В міській водопровідній мережі підтримується тиск на рівні (2...4) 105 а тиск води в стакані рівно атмосферному. Зменшення загального тиску веде до зменшення парціального тиску компонентів,

що відповідає закону Дальтона:

Р = Р_А + Р_В

Общее давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений составляющих смесь компонентов.

Из закона Дальтона следует, что парциальное давление компонента пропорционально общему давлению и его концентрации:

Р_А = РУ_А

Закон Генрі може бути представлений в наступному записі:

У_А = mx_A

Графічно рівняння є прямою, що проходить через початок координат у - х з кутовим коефіцієнтом т. Чисельне значення т і, отже, кут нахилу прямої рівноваги залежать від температури і тиску в системі. Із зростанням тиску m зменшується, а з підвищенням температури - збільшується. Відповідно розчинність газів збільшується із зростанням тиску і пониженням температури.

Якщо рівноважна система складається з рідини і суміші газів, закону Генрі може слідувати кожний з компонентів суміші окремо.Закону Генрі підкоряються гази, критичні температури яких вище за температуру розчину. З другого боку, закону Генрі справедливий для ідеальних розчинів і з достатньою точністю йому слідують сильно розбавлені розчини. Для систем що не підкоряються закону Генрі, коефіцієнт m в рівнянні - величина змінна, а криву рівноваги для них будують за досвідченими даними.

2. Абсорбери. В харчових виробництвах застосовують наступні групи абсорберів: з механічним перемішуванням, поверхневі, распылительные, плівкові і барботажные. На крупних підприємствах використовують колони з барботажными тарілками і насадочные.

Абсорбери з механічним перемішуванням використовують для насичення вуглекислим газом мінеральних вод і інших напоїв на установках невеликої продуктивності. В такому абсорбері (мал. 1) рідина подається в нижню частину апарату, звану ванною а що обертаються на горизонтальному валу перфоровані диски захоплюють рідину і піднімають її вгору. Рідина заповнює отверствия в дисках і утворює плівки на їх поверхні. Під дією відцентрової сили з дисків зриваються крапельки і заповнюють простір апарату над рівнем рідини. Газ подається у верхню частину апарату і вступає в контакт з крапельками і плівками рідини. Для підтримки високої швидкості поглинання газу апарати забезпечують сорочками, куди подають охолоджуючу воду.

.

Рис. 1. Абсорбер с механическим перемешиванием

Плівковий трубчастий абсорбер (мал. 2) нагадує кожухотрубный теплообмінний апарат. Охолоджуюча вода подається в міжтрубний простір. Поглинаюча рідина поступає на верхні трубні грати і у вигляді плівки стікає по внутрішній поверхні труб. Газ підводиться під нижніми трубними гратами і по трубах проходить вгору..

Рис. 2. Пленочный трубчатый абсорбер

Розпилюючий абсорбер був влаштований аналогічно распылительному конденсатору (мал. 3). Газ подається знизу, а поглинаюча рідина розпиляла по зонах за допомогою спеціальних сопл. Обчищений газ відводиться зверху, а рідина - знизу

Рис. 3. Распылительный абсорбер

. Колони абсорбції з псевдозрідженим шаром - сучасні високоефективні апарати (мал. 4). Колона була розділена по висоті ситчатыми тарілками (мал. 4). Нижня тарілка - опорна для шару кулястої насадки з оргстекла або іншого полімерного матеріалу. Густина насадки не повинна перевищувати густини поглинаючої рідини, тому часто кулі діаметром від 7 до 75 мм роблять порожнистими. При певній швидкості газу, що подається під нижню тарілку, шар насадки переходить в стан псевдокипіння, забезпечуючи досконале перемішування фаз. Поглинаючу рідину розпиляли над верхньою тарілкою з шаром псевдокиплячої насадки. Обчищений газ відводиться з колони зверху, а рідина - знизу. Колони з псевдозрідженим шаром насадки мають більш високі КПД, або барботажные колони з колпачковыми тарілками.

.

Рис. 4. Абсорбционная колонна с псевдоожиженным слоем

Д/з [1] с. 164-170, [2] с. 160-170