Тепловий баланс і температура абсорбенту

У випадку неізотермічної абсорбції при розчиненні газу в рідині температура її збільшується внаслідок виділення теплоти. Для технічних розрахунків нехтують нагріванням газу і рахують, що вся теплота йде на нагрів рідини.

При ізотермічній абсорбції і температурі і t_п поступаючого в абсорбер поглинача лінія рівноваги зображається кривою ОД (рис.9.4.1). Якщо ж температура абсорбенту в процесі абсорбції змінюється, то лінія рівноваги буде розміщуватись вище, і дійсна лінія рівноваги при змінній температурі зображується кривою АС.

Рис.9.4.1. Криві рівноваги при ізотермічній (ОАД) і неізотермічній (ОАС) абсорбції.

Якщо відома температура t при даному складу, то можна знайти ординату у* деякої точки О' на кривій рівноваги, що відповідає складу X (див. рис.9.4.1). Для цього потрібно скласти рівняння теплового балансу для частини абсорбера, розміщеної вище деякого довільного перерізу з дійсним значенням концентрації рідини і газу X і У відповідно:

Q_аб =q_дL(X - X_n) = Lc(t-t_n) (9.4.1)

або

q_д(X-X_n) = c(t-t_n), (9.4.2)

де q_д - диференційна теплота розчинення газу, кДж/кмоль;

L - витрата абсорбенту, моль/с; с - теплоємкість рідини, кДж/ (кмоль·К);

t - температура рідини в даному перерізі, К;

t_n - початкова температура рідини, К.

Тоді

(9.4.3)

За допомогою рівняння (9.4.2), задаючись рядом довільних значень X в інтервалі між заданими концентраціями Х_п і Х_к, визначають температури t і потім за довідниковими даними знаходять відповідні значення у* і будують лінію рівноваги (по точкам О₁, О₂ і т.д.).