разное

Дефлегмация

В простейшей абсорбционной машине (рис.22.1) концентрация пара XD, поступающего в конденсатор (точка 5), определяется средней температурой процесса генерации T5-(Tj*+T2)/2 и рК - Среди всех известных пар «агент-абсорбент» имеют место такие, для которых даже в теоретическом случае величина XD не может быть выше, чем концентрация пара в начале процесса генерации, если принять T5=Tj* (классический пример - NH3-H20). Для другого класса смесей XD =1 (например, H20-LiBr). Рассмотрим первый класс рабочих веществ, так как процесс дефлегмации является актуальным именно для него.

Для повышения концентрации пара, поступающего в конден­сатор, применяют специальный процесс охлаждения, сопровождаю­щийся частичной конденсацией пара агента из смеси «агент-абсор­бент» (рис.22.8), в результате чего образуется флегма.

Флегма представляет поток раствора, внутренняя часть кото­рого имеет концентрацию слабого раствора, а поверхностный слой -

Повышенную концентрацию молекул агента. В общем случае, кон­центрация поверхностного слоя потока флегмы находится в диапазоне XR<Xnoe флегмы<XD. Формирование теории, описывающей образование флегмы, происходило длительное время, начиная с первых иссле­дований абсорбционных машин. Приведенная в настоящей книге фор­мулировка предложена Б. М.Блиером и уточнена Б. А.Минкусом только в 1970-80-ых годах на основе теоретических исследований и большого числа экспериментальных данных.

При включении дефлегматора в состав абсорбционной маши­ны правила построения цикла, описанные для простейшей абсорб­ционной машины, машины с РТО-А и/или РТО-Р остаются в силе. Претерпевает изменение правило определения положения точки 5, характеризующей пар агента на входе в конденсатор (рис.22.8).

Состояние пара, выходящего из генератора, соответствует рав­новесию с кипящим крепким раствором в генераторе. Ранее эта точка обозначалась как 5, теперь представим ее как 5*. Для повышения концентрации пара, выходящего из генератора до необходимого зна­чения (заранее известного) Xtf^l, необходимо к генератору подводить большее количество тепла. В этом случае пар с концентрацией Х$* - (где точка соответствует состоянию насыщенного пара) будет да­лее повышать свою концентрацию, но уже в состоянии перегрева. Для определения количества тепла, которое необходимо подвести к генератору для достижения необходимого использовать графи­

Ческий метод. Изотерму 5* продлевают как прямую линию до пересе­чения с линией XD. На их пересечении определяют точку ж - полюс очистки. Правило определения точки К описан ранее. Отрезок между точками ж и К эквивалентен величине удельного тепла генерации для абсорбционной машины с дефлегматором. Процесс ж-5 - дефлегма­ция, т. е. частичная конденсация агента из смеси «агент-абсорбент» до состояния насыщенного пара.

Тепловой баланс абсорбционной машины с дефлегматором имеет вид

Яг+Яо+{™н) = Як (22.21)

Где qjx=hn-h5.

Включение дефлегматора в схему абсорбционной машины необходимо для уменьшения необратимостей в «основном процессе» путем использования раствора с Х^ 1- Обеспечение высокого значе­ния концентрации XD достигается за счет включения дополнительного тепломассообменного аппарата (дефлегматора) и повышения расхода греющего источника. Таким образом стоимость уменьшения необра­тимостей в «основном процессе» определяется дополнительными капитальными и эксплуатационными затратами на дефлегматор. В старых конструкциях абсорбционных машин дефлегматор представ­лял отдельный аппарат, для современных конструкций доказана целе­сообразность его соединения с генератором.

Многочисленные исследования были проведены для опреде­ления оптимального значения XD. Так, например, для смеси NH3-H20 доказано, что XDopi=0,998 кг/кг. С одной стороны, величину XD=0,997 кг/кг можно достичь при несколько меньших капитальных и эксплуатационных затратах (по сравнению с XD^=0,998), однако разница в 0,001 кг/кг (0,1%) оказывает сильное влияние на увеличение необратимостей в «основном процессе». С другой стороны, дости­жение значения Xd=0,999 кг/кг существенно влияет на увеличение капитальных и эксплуатационных затрат, однако без влияния на пони­жение необратимостей в «основном процессе».