• Теория по ПАХТ
• Процессы
• Абсорбция

Уравнение массопередачи при абсорбции

Абсорбция (десорбция) – диффузионный процесс, в котором участвуют две фазы: газовая и жидкая. Движущей силой процесса абсорбции (десорбции) является разность парциальных давлений поглощаемого компонента в газовой и жидкой фазах, который стремится перейти в ту фазу, где его концентрация меньше, чем это требуется по условию равновесия.

Обозначим парциальное давление поглощаемого компонента в газовой фазе через р_г, а парциальное давление того же компонента в газовой фазе, находящейся в равновесии с абсорбентом, через р_р. Если р_г > р_р, то компонент газа переходит в жидкость, т.е. протекает процесс абсорбции (рис. VI-1, а). Если р_г < р_р, то поглощенные компоненты газа переходят из абсорбента в газовую фазу, т.е. осуществляется процесс десорбции.

Чем больше величина р_г – р_р, тем интенсивнее осуществляется переход компонента из газовой фазы в жидкую. При приближении системы к состоянию равновесия движущая сила уменьшается, и скорость перехода компонента из газовой фазы в жидкую замедляется.

Поскольку парциальное давление компонента пропорционально его концентрации, то движущая сила процесса абсорбции или десорбции может быть выражена также через разность концентраций компонента в газовой Dу = y – у_р или жидкой фазе Dх = х_р – х.

Количество вещества М, поглощаемого в единицу времени при абсорбции или выделяемого при десорбции, прямо пропорционально поверхности контакта газовой и жидкой фаз F, движущей силе процесса и коэффициенту пропорциональности К, зависящему от гидродинамического режима процесса и физико-химических свойств системы.

Уравнение массопередачи при абсорбции можно записать в виде

M = K_pF (p_г – p_p) = K_yF (y – y_p) = K_x F (x_p – x) (VI. 1)

или

K_p (p_г – p_p) = K_y (y – y_p) = K_x (x_p – x).

Коэффициент К называется коэффициентом массопередачи при абсорбции и характеризует массу вещества, переданную в единицу времени через единицу поверхности контакта фаз при движущей силе, равной единице.

Единица измерения величины К зависит от единиц измерения составляющих, входящих в уравнение (VI.1). Так, например, если измерять массу поглощенного компонента в кг/ч, поверхность контакта фаз в м², а движущую силу процесса абсорбции в МПа, то из уравнения (VI.1) получим единицу измерения К в кг/(м² × МПа × ч).