ela
7

#**■. ^s*-'- 4 f. >•-?'    >.

4+,j \a •-a- “i 2    •.^rt&c

¹ Statyka procesu

O ilości parametrów, jakie możemy przyjmować dowolnie (zmienne niezależne) w warunkacl ńymmtM    w układzie gaz-ciecz informuje nas jregula faz.| W przypadki

najprostszego układu 3-składnikowego: s = / + 2 -/- gdzie: / - ilość składników; /- ilość faz; s ilość stopni swobody.    .......

Przykład: dla absorpcji

#Sp z+p.:

ULdi>J~'

Wojciech Piątkowski

Faza gazowa	sT\	Faza gazowa ;
A + B	labśorpMhA	A* ■+• B
Faza ciekła (absorbent)	j	Faza ciekła
	;Ck£oc.rpL( KA	A + C
C

Inżynieria Chemiczna i Procesowa Inżynieria Bioprocesowa Wykład III

/ = 3;/=2;

s = 3 + 2- 2 = 3 stopnie swobody

Dwa z nich zajmujemy: T oraz p. Jeżeli 3-ci stopień swobody zajmiemy jednym ze stężeń np.

Z_{ - stężeniem składnika kluczowego A w fazie gazowej, to stężenie tego składnika w fazie ciekłej po osiągnięciu stanu równowagi będzie funkcją: Ą _s , X ^ J, f o -p ^

"łCz*|i'₍ pj

Coroc^ⁿ>orvr>uwe\' \    uX^]0

KJ ZIĄJ

i’ po-UDsto^ <xs    ",

ą    g"*i *** a &

W W W i % iii W #*%.

Katedra Inżynierii Chemicznej i Procesowe] Wydział Chemiczny, Politechnika Rzeszowska

fro^oi'pC| u ~ kj 4- L-<Lyu8    CtyfuM^j,r>j^

tnjol poy\j:cuuxu^c

¹    CcUDSOFOC>JlLl ^ p,"V^    v9b| , ff')

C QJD§OłXj%J'^s££^')

i I

gdzie: K - stała równowagi, współczynnik równowagi, faktor równowagi, współczynnik podziału.

rrr*

^WA

I 11

Kr, x =

*W =

u.

ABSORPCJA    Statyka procesu c.d.

Ze zmianą dwóch, głównych parametrów T orazp ębsoró&Ui przebiega następująco. Ze wzrostenr temperatury stężenie równowagowe rozpuszczonego gazu w cieczy się zmniejsza, a ze wzrosten ciśnienia rośnie. Z tego powodu absemftlte należy prowadzić w jak najniższej temperaturze i jał najwyższym ciśnieniu (zakresy zmian tych parametrów są charakterystyczne dla danego układi absorpcyjnego) ponieważ maksymalizujemy wówczas siłę nas&riowa procesu.

Każdorazowy stan równowagi powiązany jest zależnością:

\    _ Z*_A jStężenie równowagowe składnika A w fazie gazowej

i __ ^^T’^P=C0KS^    stężenie równowagowe składnika A w fazie ciekłej

Należy przejść na prawidłowy, szczegółowy rodzaj stężenia, kierując się i-wteateKn tfofocal z jakin mamy do czynienia w absorpcji Jest to przypadek dyfaali 1) lub 3) rodzaju. W tym przypadki jedynie przepływ masowy inertów jest stały na droaze przeptywu faz przez absorber i staje się or dogodną wartością odniesienia. Użycie dla tego rodzaju dyfuzji: stosunków molowych lut maaowycń pozwala na prosty i poprawny matematyczny opis orocesu aćgojpęji.

Stała równowagi przyjmuje postać;

Tadeusz Hobler — „Dyfuzyjny ruch masy i absorbery”

Mieczysław Serwiński - „Zasady inżynierii Chemicznej i Procesowej"

Praca zbiorowa pod red. Z. Zióikowskiego - „Procesy dyfuzyjne i termodynamiczne" ■ skrypt Pol. Wrociawskiej część;1; 2; 3;

Z. Kemblowski, St. Michałowski, Cz. Strumiłło, R. Zarzycki Podstawy teoretyczne Inżynierii Chemicznej i Procesowej"

R. Zarzycki - „Zadania rachunkowe z inżynierii chemicznej"

R. Zarzycki; A. Chacuk; M. Starzak - „Absorpcja i absorbery"

K.F.Pawiow; P.G. Romankow; A.A. Noskow - „Przykłady i zadania z zakresu aparatury i inżynierii chemicznej”

Z. Kawała; M. Pająk; J. Szust - „Zbiór zadań z podstawowych procesów inżynierii chemicinej’; skrypt Pol. Wrocławskiej cz.: i, II, III

T.Kudraj (pod redakcją) - „Zbiór zadań z podstaw teoretycznych inżynierii chemicznej i procesowej"

Praca zbiorowa pod red. J. Bandrowskiego - „Materiały pomocnicze do ćwiczeń i projektćjw z inżynierii chemicznej" - skrypt Pol. Śląskiej

R. Petriłs; G. Aksielrud; J. Gumnicki; W. Piątkowski -Wymiana masy w układzie ciaio stale - ćiecz"

DyjOL 4    <->

^ CAję. s t oso t\ y’

,VaXOi/\ XJ r h    pOprrOt

ZJ

ABSORPCJA

.V

ćywoLoimj tf\ LuJb

M'T U_ch\ s onO V. C i

Statyka procesu c.d.

! POWTÓRZENIE - Użycie w tym przypadku jprassi&aftla masy stosunków molowych | lub masowych pozwala na proste i poprawne zaprojektowanie absorber;!.

http://pł.wftpeó.'t.iyo/w*jAt«ocia

Jeśli iinia rówfląyagi jest prostą co w    dla zakresu niskiego, osiąganego w fazie ciekle

stężenia rozpuszczonego gazu - ma miejsce, prawidłowy jest zapis równowagi w postacu praw? Henry’ego: -1 '

p_A-Hx_A -H [Pa], lub gdzie H - stała równowagi zwana stałaMśnryfećió

ć).

p_A= HC,

H [Pam³/kmol], A ^    ^ H* L Pc*J

Dla zapisu (1) możemy przeliczyć stężenia w fazach: gera^iP'oraz ciekłej na np. stosunk

y_ Pa ^Ma P~Pa ^mb	a w fazie ciekłej, dla niskiego stężenia w cieczy xA s 0: gdzie - Mc=r- masa molowa	:
	a&sfflibsatu

i podstawić do o.mra.Ręriry^ćra otrzymując

^iub    _ _W_A _(" H M_r ^    ^Vf/' ~

~^m—"~\p M_b )

H M,

K,,.,

P

U_A =m U, = Kr,.,. U.,

; łrtyKlM i    ¹

I absorpcja ifizyfi ąi - ziawtśto oraz &soce$ pacWawaria cretciej w całą objętość sobstsncp stałej.

1 absorpcja (optykai - proces pochłaniania ęnergu fali pr; ł iłicorpcji krąio-//i» papyl krajowy

ii i; -iy^ ■ r; śś • c    ?.........

; Absorpcja

wĘ? ftazwa icęo r.ozs# oanosi &

___    : kaifęona; Strony jiedno:rv

. ^r r-.rn !■: j    |

Absorpcja, w fizyce proces dyfuzyjny polegający na pochłanianiu jakiejś substancji (zwanej absorbatem) przez całą objętość innej substancji, która tworzy odrębną fazę (zwaną absorbentem). W układzie gaz-ciecz absorbatem jest gaz, a absorbentem ciecz. Absorpcję prowadzi się często w celu wydzielenia określonego składnika z mieszaniny gazów. Wyizolowane z mieszaniny składniki gazowe można odzyskać w trakcie procesu odwrotnego zwanego desorpcją jeśli wytworzymy odwrotną siłę napędową procesu.