разное

Состояние слабого раствора на входе в абсорбер

Рассмотрим подробно влияние состояния слабого раствора на входе в абсорбер на процесс повышения эффективности процесса абсорбции и абсорбционной машины в целом. В зависимости от осо­бенностей цикла «термохимического компрессора», а точнее от нали­чия в схеме машины РТО-Р и степени охлаждения слабого раствора в нем (процесс 2-3 на рис.22.6), имеют место три случая.

Если РТО-Р отсутствует (рис.22.1в), то слабый раствор после дросселирования (процесс 2-3) находится в состоянии, определяемом точкой 3 - влажный пар при давлении абсорбции рА и температуре Т3. Фактическое начало абсорбции соответствует точке 3' - насыщенная жидкость. Таким образом в процессе абсорбции будет принимать участие только часть слабого раствора, находящаяся в состоянии жид­кости, другая часть слабого раствора, находящаяся в состоянии насы­щенного пара (точка 3"), сможет принять участие в процессе абсорб­ции только через некоторое время, когда произойдет его конденсация Таким образом расход внешней охлаждающей среды (например, воды) для охлаждения абсорбера будет складываться из количества, необходимого для осуществления собственно абсорбции, а также количества, необходимого для конденсации пара слабого раствора.

Во избежание парообразования слабого раствора после дроссе­лирования, его переохлаждают до дроссельного вентиля. Процесс переохлаждения может происходить как в специальных теплообмен­ных аппаратах - холодильниках крепкого раствора (прототип переох­ладителя, рассмотренного в п.7.2.1), так и в РТО-Р. Случай переох­лаждения жидкости, представленный на рис.22.7а, соответствует усло­вию, когда после дроссельного вентиля слабый раствор находится в состоянии насыщенной жидкости при Т3 и рА. Процесс абсорбции начинается при более низкой температуре, что позволяет снизить расход внешней охлаждающей среды на охлаждение абсорбера.

Рис.22.7. Линия процесса абсорбции при переохлаждении слабого раствора перед дросселированием: а) точка 3 - насыщенная жидкость; б) точка 3 - переохлажденная жидкость

Рассмотрим случай, когда любым из методов переохлаждения слабого раствора удается достичь температуры в точке 3, соответст­вующей состоянию переохлажденной жидкости, поступающей в аб­сорбер - рис.22.76. Линию процесса абсорбции необходимо строить как соединение двух линий (двух под-процессов). Поскольку графи­ческий метод оказывается проще и нагляднее, рассмотрим только его.

Первоначально следует соединить прямой линией точку 3 и точку 8, т. е. построить прямую смешения. В месте пересечения прямой смешения и Ра поставить вспомогательную точку, например, 3*. Тогда под-процесс 3-3* называется зоной адиабатной стабилизации процес­са абсорбции, а под-процесс 3*-4 - абсорбцией. Температура в точке 3* является начальной температурой абсорбции.

Физика процесса адиабатной стабилизации чрезвычайно слож­на, поэтому рассмотрим ее несколько упрощенно. Известно, что осу­ществление процесса абсорбции возможно только при условии отвода тепла абсорбции, т. е. тепла, выделяющегося в процессе поглощения холодного пара агента слабым раствором более высокой температуры. Таким образом можно считать, что в процессе адиабатной стабили­зации тепло абсорбции отводится самим холодным паром агента, постоянно поступающим из испарителя. Термин «адиабатная» описы­вает тот факт, что тепловой контакт с внешними охлаждающими тела­ми отсутствует. Таким образом внешняя охлаждающая среда расхо­дуется только для осуществления процесса абсорбции на участке 3*-4.

Понятно, что третий случай является наиболее предпочти­тельным как с точки зрения термодинамики, так и термоэкономики, поэтому часто встречается на практике.