De invloed van de gas- en vloeistofbelasting op de hoogte van een transfer-unit voor gasabsorbtie en het drukverval in de kolom

., i \

.

' 1 I~'·f 'J3 I:()IJ(:I._.

-

---

_--.-_._~

----_

...

!.!.

De invloed van de :~,~_s- eil vloeAsJ:;.Q.;Ç:9_el-as'~_~~..9_,_{' ,,',e ]:~9.Q.~c_e_ 'yall,_e~} transfer-unit.

~Iej~,_1?e0rip _{sto fove,rdracht scoëffïciënt. VerQéglc-L:cus::-Lep. tl"a.:'l$:[.er}

-,1;u'ü t en, § t

Q.f

gy

e

J;:,9-,;r.a.c

}'l

t

sç

oi

:ff.:i.

çj~

,G.nt L.

Onder gasabsor_~tie _{liTOl':lt v8rsta~m~ het "lütYJassen van een}

ol' meerelere

cOlTI."onenten uit een ,::;0.8_,11ase met behulp van een vloeistof. Vve _{zullen ons be,:erken tot de gasabsor"tie in een}

-';e~,al;:te kolon,d.i.

een c,'lindrische ruüüte, 0 '" ~:evuld _{met LLchauen ~"le-CToot 0" )er-vlak} ,

waarin onderin het ;as vlOrd:c binnen ·;cvo'3rcl en~l~e _{absor: tievloeistof} wordt afn~eta,: t .

=~et _{belan~rijkste ~,.Ja~d:in:;lichaar.1 is ie .:.12schi:.:.;rin;}

, een rin~ net :selij::e

diall1e-cer eD hoo';te.

t

In het vol~~;ende _{\7orD:c de s'cof, \"lel::e ';eabsorbeerJ. Eoet}

\70 .'~,en,.~_ '~~enoe:cl.._. 'JM'IÀ

V' 1 ""'11 ~~11 _{., . , " b ' . 1}

1 t 1' '' o :.;ens ',. l~~l _{i:;esc,ne),Tj ae a SOrl)'Cle a :3 VO .~}

:

~

Er zij;-èoii v[;eistof-

_~ll.,_§ell ~as:fi

ln1-\v

,:,2

,

rhl

_{het .,. roces zich 2:['s,,8elt} .

-

--",.._.-., . .

In de ""as-i"'i l :Cl -lca~:r:-: (le ar.L l· a"'lro _{'>nnl' ',,,~. va" .. .}

:>,0 ,rél~l p' J·o,'· ")" TC<'r>t~Tl' JOl

~ 0 - - - 1 v ... l._v ... -. _I.. v C'~ 0~l.A. _ _ _ -..L._1 1_..;. ... C<..J.. vc .. _. v v 1/_, U\..,;....L\

;"in de vloeis'coffilI:l de _{concentratie van ..:\. afneeJ::1.t van cZ tot c. ( fe.?-~)}

:r

e

l.;aan lJ,it van een ·';asT~lcn,_).:;el, '

waar-. , " ' . 1 "

ln ue COllCenGTa-C2.e 'van li. aa'3 lS, lJCT

-~ijl dit even88~S _het ~evel is in de vloeistof, ~.7el~ce A 110et absorbel"'en. ;,18 :-

=

de molfractie van A in het inerte :::;as en x == de mol~.ractie _van A in de vloeisto f , nencn we aan, (lat : a) 1 mol inert gas + y mol A

=

1 nol gas in totaal ;

b) 1 mol absorberende vl oeistof + x mol ,Ii

=

1 mol _{vloeistoi' in totao..l.}

'He krij2,;en nu de vol ;ende vergelijkin,:-,;en:

"

'.'

,

~

;

;~~

:

_~

~

~~~

;

~~

_

~~

~

_

:

_

~;~

_

~

~-

J

~~;~:~

~~

~~)~~

_

:

_{__}

~

~

~:~~

:

~

k;,~~~

i -

~{~v

=

I

De t ot nu toe Gebruikte let'ters stellen het vol':;en:1e voor:

p

=

de druk van A in het inerte :;as(atm);

Pi.= de druk van A 0 ,- het sC~1.eidin3svlak _{van de vloeistof- en l~;asl:"'}

hase (atm) ;

c

=

de concentrati e van A in de vloeistof(lbmol/ft3 );

ci.

=

de concentratie van A o"() het scheidin:;svl ak van de vloeistof- en

ga s.t-lha se ( lbmol/ftJ ) ;

2

P

t

=

de s~.'anning van A, w'el ke overeenkomt met de concent ratie hiervan in de vloeistof ;

c

ê

=

de concenttatie van. A in de vloeistof , "\:7elke overeerümmt met de s)anning p ; N_A

=

~ \}>

=

de hoeveelb.ei d A, vvelke di ffundeert

(

l

b

m

ol

/f

t~r)

₁ s--.--ecifiek ~k _{van de pakking ( ft'lft}3 ) ;

volume van de tOl'en(ftJ );

f

v

=

k

,=

k

J? =

stofoverdrachtscoëfficiënt, betro):ken 0 ... · de gasyhase(lbmol/ftl.1.ratm) ;

!I ₁₁

!

11 11

\

vloeistof-.:c;hase 2-(lbmol/ ft hrAc) K~ = "overall" - ove rdraeüt seo ë ffic i ënt \ b e-l;rol:ken 0.:.,_ de r';as_,_hase

2-(lbnol/ft hratn ) ; :I _{, \ ; 1} o de vloeistof nase 2. (lbmol/fthr Ac) ;

\

P_H

=

molai re dicIlt heic1 van de

a

b

s

o

rb

ere~de

_{vloeistof( lbTlol/ ft} 3

) . \

Uit de vergelij:.:insen (1) vol~;en de bei\e:~enisseE van 1::

1, l'j, ~-~ en }C.e.

Hoe sroter deze coëfficiënt en, hoe be0e~\ \-rerJ.:::in ~ van de 1:::0 Ion.

In de .;,-.ral;:tijl:::.vrorden

TI

e

o

st

.

a

~

.k

~

a

,

k

..e

a

,

ej\

~

'7

.

b

e

.;,

a

a

l

d

,

o

n

ia

t

_{a moeilij}

l\: t e

be ~ ·_alen i s. ~ ~tf1~ Iltt.,;) d_.f;_I ~ _{\ .}

';' a i s niet

=

het s.i,;ecifiel: oppeTvlal::: van de .:..al;:]::in~:;~ omdat ten eer ste het

opyervlak niet r.::;eheel bevoch·ci C;d. "I'rordt el!. t en t ue_{-:.;c1e er een z. g. ::vloei}

--. stof-holdu,.:: i s, waardoor een d.eel van het _JaU:::in ;O.L _)crvlak omverkzaaT!l is.

Bi j het o .•. stelleil va::.'l voornoen"lde ver-:;elij~=in: ;e1'1 zijn versc~lillende ve

r-onderstellinC';en geElaa~;:t:

1) de absorberende vloei stof bezit ee:!.l te ver;Jaurlozen d3.LlpsPa-.n..ning;

2) al leen A wordt geabsorbeerd;

~ 3) aan het grensvla~= tussen vloeistof en ,-;as heer st evennicht ;

4) de gasphase wordt als ideaal beschouvJd~ ₁

1

.

5) de dru~;: i s constant over de hel e kolom.

r·,

Uit de vergel i jkingen (1) vol~st,wanneer _{de wet van Henr:' (y}

₌

_Hc)

op-gaat:

~:"'H7~:-' 1r-"---~-"-"--"- 7=-'-:--""'--T-"'~-;"'" " "/"'

'.

'

...

..

.. '.-

'-M'ï-~I

&-=-~

_-'

'=--

_

_

~

'-

'Y::..

.

..

_

±~

... _

.

_..'!

_"ltt

_{. _}

_..

~

.

_....

_J

We zien hieru_{~ ~} it, dat Kqa

<

k a en Rna ( ~:oa.

, ' ~ ~ ~

_.

~

_

t

~.t.

Stel,dat _{boven i}n de t.z.oren een

vloei-r l _{stofstroom L' (lbmol/ft hr)}

wordt geleid,

te~vijl onder in een gasstroom G'(lbmol/

... -.

-T.<l~

.;

r

C

.

De eindconcentratie van ffhr) naar boven gaat.

(

h·

de vloeistof

:<

)

=

x" de beginconcentratie

₌

_{x~,terwijl het}

gas de toren binnecl~omt met een molfrac-tie Y, (van

A

7

en er met yz weer uitkomt.

Neen nu een stukje dl]. (de totale hoogte vaD. de toren =: 11) in

beschou-. iNinc;.De -- van het Gas vera.ndert clan net c.lY Gn c.le Z VêJ.n de vloeis·co:~.'

met dx.

I

.

liJu is: ]':1' ~

=

aantal dtré.Ulsier-unit

S"

.

7:i

=_L

=

-

9

./ej &l.-:P

Deze I-IS is dus een functie van k~ a.

0" dezelfde manier krij~~en VJe:

de hOOGte van een transfer-unit.

h;:

Î -

J

~i

ol:! :::

110

5 Alo9

.~

Y

_OS

=

~ o.T 'jz. 'j~ '1~

~rder he~,ben

'(Je

;0

:;

:

L'

f

'X./ . OÛt. )

L = ~c<fl1 :::: ~Ctf'«t)L'2. X,' _X

en:

_i-/

_i.!

~

j"'t

_{dJx \}

OL::

~CJ..f,<f

(h=

1(',(;1..;0", '}te_x)

cIefînities van

~

Le

'IJ.

~~

volGt:

[~~~;

_

:~~

.-:

ï~

Uit de

'.

,"",,~-,-~I

I}as- en vloeistoffilrJcontrole ° •

---_

._-_

.. - . ... --_.

-

-

-

_

.

_

... --_. --.- --- ._---

-.~fallneer in de ver:.;elij~:in~en (la)

:Ie ~üumon ~let be~;ri:) T~='J.1U no::..~ als

vol~;t toeL.chten: (' ~~.3)

Voor het 0Pl)(;:n-vvlé1.:; J3 (

=

0 .~l. =

o p.G) c;eldt: / '/

~i=

/. (Voor

11

9

)

Uit do c:.e:eîIl.iti'3S van. d.e =I! 3 volc,;t

verder, dat ë~ez8 over de hele kolom

cons-CaTtt zij:;'l.,OIl'·;.at ne de k l _s,c1e

a, de

:P

en Jo PH over :.:le hele };:oloD

const2.nt heboen verondersteld.

t"..-. ... q., .... l}- v. v~1 ~

,

i r,

_ 0

t;as),is ISeall:k.ea.T.:en zec;t C.an,dat de vloeis·cof:ëill.~ contl."oleert.(de :lue

er-stand" in de vloei.stoffiln is dO.n zeor i.;~coot) 0 .,//

, /

WallJleer de ti klein is,con-croleert de 0asfi).~~;·(=~ a=kqa).

",

In een _{grafiek 1:::a...D.. dit als volr;;t c1uidelijl:}

;;el71aakt ','!oi"clen: (fic;.L~):

11.:'3 ::: de even'jichcslijl1_. . ' ~ I: ",I' . - - +-- .'-- -_.. -'P

1 /'

• i - - , _ . . .-' , I /"~I

(

15

!

Jeze seof'c de betre.l:kil1"; aan t'...lSse"-l

de concentratie van .. A in 0,e absorbe

-re110,8 vloeistof eE c1e ,artiaals~.an­

nin.C,; van ~\ hierboven. (Bij 8ven~7:i,ch.t) .

CD ::: ele ner~:li jn.

Bij :;~.z oehoo1'-(; Y'.t

l-n.e:l y, . Dit Ü3 eel1.

en bij _., heeft ree 'lte l i jn.

In. het al-;er1.eeI'. is ool.: J.e eve:s","lic ::.t8

-Î ! _{lijn praetisc'.l reeLü; i:(l.}

~12t; .. :;ebiecl, dat

I .

I

~

_i

l']. b P ,c;e .. lo'Ll .. '\'j'l '

n.'·~.

·_--~l;:-,_·_--t--.,.Jx~'-, -''''':-,--:-!i.-c:---'=- _{- - ~ _ . . ~;enOL:e2.'l}

',70 r~lt.

IT een 0 ' C'i) een u.J.'l'C 3. net _{eo 0 rc1ina-c en :.;: e.·o. ~-.}

\.;,ranneer \7e de hior'bij _{'öelloJ::ende x ~ en y.: ',ïillol1. vÜ15,en, tre':;.}

:en \7e een

lijn net een

hellLl~~

-

F:.;~

,HelLe 11.3 El :P snijclc. :):U; ._ unt :p

~lee~:"c

de

coordina"cen }:i en Yi ,0_{c::, .fc} ·.ld1t l::_(f (jfD.:?(-T 7:J::: kf af.(:z.- :.;:.:) en

~-';j:..

'

::: de

ti L _{)(,: _ x.}

hellin:~~ van J. :::.-01 ~/"p-k .

.}a:nlleer k_t

=

U) ,hebben ue lontrole _{VaLl J.e :.,;asf'::.l'"}

l . .Ie

::-lOete~l

u..n cIc lijn

rtP' tre},C:.:en. (I/ de ~--as) ... e zie:;'1, dat; de :x: lliet ve ranë~e.::-''c (::::,

_..

= ::), tCJ.:'\:Jijl

de -:T eLe einJuao.I'cle _Y CL De:<:>eikt •

.

.

,~/arLneer _{de vloeisto:i-fïl:;-l cOT.!:crolee:<::t}

7 !:'.oe'C ~:'e lijn ~tF:

CU :;:c-as) \70rden

_:-;e

-t:cokJ:en. In dit ';eval VeI'éu.liei"'C de

::::: bereikG YJorc1t vaI1_L-L 'ljt; - ~( (~:, --e --, ="r ) ~~e •

Uit de hellin; van RP ::a:.n Yi,-011 c.'JJ.S zien,1.7eL:e _{\lec:rst,:l.l1c1 het belT."-~;rijl;:ste}

is.

is:

,.")

=

--fc _-py

₌

_fH

_fix

~

_~'lel

_lin

_:~

_van

·Je evem7ichtslijn

'Jus:

Deze vergelij~::inGen _{k\J.DJlen niet toeCsepast .. vorden in die}

:;evallen, '.:raar de}

absorptiesnelheiC!. _{wordt vertraagd door een laIl:.;za:1C}

che;üsche _{: e " c 7}

5

De invloed van de vloeistof- _e11_ ga~p"'elast;Ln~ .. ~)'p de I~7 s.

o a) d~ invloed .. .Y0ll_9-... _ep: LOl? Has-en_ ~-IS.

t-

/Eier moet dus de invloed van de vloeistof ,hase uitgeschakeld vIorden.

/ (Wanneer men HoS en

~"IS

wil bepalen).

-Dit kan op de volgende manieren Gebeuren:

~

1) verclamping van zuivere vloeisto:i:'fen in een stroOIJ van ineL't Gas;

2) absor.;,tie van een 0as in een vloeistof ,vlaarin het zeer oplosbaar is;

3)

absorptie van een sas in een vloeistof,waarmee het chemisch

rea-geert.

Er zijn veel netinc;en verricht aan het s'-steen ar:l.I'.10nia-1.7ater,ondat oorspronkelijk Gedacht werd, dat alleen de t:;élsfilm controleerde.Dit is echter niet geheel juist.

~-

11" {J)h ft " t " t" 1 J... " " t Cl

.te J..n..3..~~ ee zeer Ul voerJ..ge me J..ngen aan 1e 1J zo JUJ..s :;enoenY .. e

s7steem verricht.

het l!loading"-~JUnt.

Wanneer de H1_{s als functie}

op. (b~ tO€'l1e. ... e..", c~e. L)

'.'ifa...YJl1.eer L constant :;

e-houden ~ordt, zien we, dat bij toeneL~ende G de

n _{'_"Sen -}. -_S ct_{,;:) J..J}"" r ' _ueL.Î (_{\_}or" _J..r_,:), _./ L-~) _.

jjij sor:rr,ü ;e _.al:1:::in~;en tree"et eQrct een stij -:;l~l'; van. de -11 _s

op,-'cer-vvijl bij be_Jaalde waarden

van Geen dalin,:::; valt ,:mar te nenen.

'Jeze

naar dalin.~~ treedt op bij van L uit:::;ezet 'ilOr;.~_en, trceJ_t er een J .. aling

Uit de grafie~::: is duidelij~·: te zien, dat de ~IS onder :le ::-r_o,9 l ié.-;t.ï, zodat ook de vloeistof een ze~ere weerstand heeft.

De be aling va..Yl :{~ c;esc'lied:::le uit .cJroeven over d::; desor.:.,tie van zuur-stof uit water.Aangezien zuurstof zeer vleinic in vvater Oe lost, is de vloeis-cofcontrole overbeersend en wordt dus de kia beaald.

Vervolgens kan via vgl.(l~ de l~a bepaald worden,vmaruit dan de E.s volgt. (Er moet natul.E'lij:::: onder dezelfde omstandigheden gewerkt worden als bij de absorptie van ammonia in vJater).

J~

l

~1

..

.. ... "_.-

~

/t'"

~

vr

6 Een formul e voor Eg al,g functie van G en L kan al s vol ,:;t :::;evonden

worden:

Sherwood en Hollowa;r (2) ve~á.illpten Johnstone en ~in?)h (_.. 3) 6n_- derzochten wijl Vivian de a..bs6·r~:.tie _{van chloor}

water in lucht. (be.pal ing k~a).

de absorpt ie van SO~in loog

,ter-in NaOH bestudeerde.

Als nu G wordt uitge zet t egen H

S

L'I3,/f;

'

9

blijkt,dat zeer veel uitkomsten van

metingen 0 1.' een lijn AB l iggen,_v

lTel-ke de vol~~nde vergelijking bezit:

I

tij =:

I

.

Ó'j:'·~b3'

It (.

t,t)

!

~Ol

_{.( L <}

(,100)

Verder zijn in deze grafiek resultate"

van Fellinger(l) en 'Nhitney-Vivian (5) o:pgenomen.

De waarden van H~ ,welke de laatste

onderzoekers vonden,liggen veel

ho-ger dan die,welke overeenl{omen met

formule (4).

Ook wanneer we de vloeistoIVreerstand er af trekken, is de overgebleven H~

nog veel t e groot •

.Al s om.~ekeerd _{aanr-:;enomen vwr~lt, dat} de ui_{tkoI'lsten van waterverdam:.,ing en}

de absor"._t ie van chloor en f)OZ door al kali(bealin':; _{Val} l~a) Juist zi jn,}

i s de vloei stofneerstB-nd voor a!.lffionia abnormo..al 1.100;':;.

! Deze afwijl;:in~; kan ni ssc1_{:li en al s vol .;t ver:l}

a2.rJ. 1:wrden:

"

1

;11\

Er treedt een chemische reactie 0; tussen _{\."Jater en} a.:r.lonia~~ _{in de vloei}

-i stof -hase.Er vwrdt nu vcronde_{:=-steld dat deze che:;:üsche reactie r;let} ein

-I

-.h.

di ge snelh. eicl.. verl oo. t .Het eVel1'.'.:i cht 0_: het schoi_{:l:" n:,;svlak i :J nu dat}

1

\

tussen 0 .·t,;elost _{,Elaar niet}

serea~;eer::l

_llebbenc1

, en

;asvor~J.i:::;

arJJ.lOniak.De

lldrijvende l;::.cac_lt:: ü:; nu kl einer dan. ven7aC~î..t vIerel,omcJ.at de veI'1.vachte kracht gebaseerd i s 0 __ o.:..)losbaarheicls_{::;e-;evens,:;:elke bctrekinz hebben}

0')

de t otal e hoeveelheid aEllil.onial_{·:. (-.7at \.fel en "'Jat niet 3erea;;eerd .~leeft)}

.

Theoreti sc h kri j';en Y/e dus _{een te kleine ki a en dus een te}

':;rote HL.

b) De invlo~:1. van G en L .2.=; HOL en ::IL •

.:3herviOocl en:-1ollo\'1a:-:-(LI·) onderzochten _{de absor_tie van OO:. ,02.en ~~I2in}

VJa

-t.er.De oplosbo.arheic1 van deze gassen in water is zo kl ein,dat de weer

-stand in de cas._hase veJ:r.:!aarl oosd ma-; ïlOr.:len._{:ór uorclt clus de k.fa of de}

:':;. bli jk-c niet vee 1 invloed t 8 heob en o. :'I

L .:Ji;i hot 11 10aèl.2.D.;:I-.. ~1.11'lt neemt

de ~IL ster. af .A3.Il·;C Zi2l1 bij 31..ül~e hO,'e GIS" ni e'c :.;e'.78rJ:::-C; ':!Or,:::c, i3 '!L on -aihé::.n2;:elij~. van ,:;.. k~ L

:3heT'1.Jood eE

~~~

oll

owa:,,~

(Ll·) hebbolJ. in eeil :eafiel'c" f 'ce:;en

t~~r'1

~.'.it~eze·c

.

De ui'Cl:::o:'~stcm ble~:cn c:~oor een >8c.~l'Ce l ijll 'Ce ~:-Cll'U18n ',ior:lc!.1 US'l" '0 :cven,

Deze ver .:eL~.j 'in.; besc~~rij:Ct tot nu toe no steeJ.s .1.8:; bost de verkre~;en

"

- ; l..lit~mmsten voor -TL. I tNl--z... ' \,...""", ..

'"""'_

.

,_

. ...-. .. ~ I d.td I

---

1

!

, (

.bllt'/".

L:=:t.OGlO

- - -

- _

..

_---_

.. ~

"

tJ:1.1

·

o

.... ·--·-·

-

_.-

:{

..

~;

_

.-

'

~;o

/000

2'

_~

,-

_,

-I

I fh,

I

;

'f:

!c~

JIJ 0 ... L. ______ .~~~ .. _ ~ooo - --.--"--,-~ .... -" .. '''"110> ij

.Lt/ftLfvr

I

i

\ .... .. ., ---._~ •.

__

... 3 0000 i i I

I

--. ... - '"3;00 '--'$ë';;'ö~

-

_._--

-

.

---

.

-

L.

1J,/ft'l-r

s i s l:J.oos-cal == O.5,terwijlo(== 80

-550

.

)A--=

de viscositeit van 0.e absorbereh

-de vloeisto:I:.

:') == de diffusiecoëfficiënt van ~-i.

~ _{_}r i'i-_{_ v} (-=, '\ _{\ . / )} VO 1_,.""_lt-_{' '-},1_-U.lt,-, J - ' T · ; . ç , _{'L ,_)~~,--}r::>1î ·Pl.l' .... C·!-_{.. ,L (,}i _{_} e

van -, is.t'it :L'i,';-L.1.Ul" 7 vol';-c,<J.é-J:c -I_L "Go'!IJ - ',"oi, . --

7:

I...J 1 \.(\ COOl .!._0ve_-'-U CC':--: ;'1'"'l·1~ _ , - , i ,~ 0 . . . ~'lv ' J. ;.e '10

-als i:\'..1'1c tie Villl L.

als .. a~:::~L'l'~ neon-c ::l.O _TL re=:;eblati::;

toe iJ.e-c s-cij :elî.de L,tGr,\.rijl bij ~let

';eb~""L'..L: V8...i.l ~a .. scLü ~J:'~ .. n ~ell bij L

>

~~O(,C,: ·l.e '.L Jo'c~_~elill..:: soce;r]":::)l~ -coe

-n8e·1.°(;. JO.'::; :)i:j :le-c · .. ei:nTlli~~ V:J.2:1 zaà..e15

-eoe te

schri jV82.2., '-~.ctc het .; 10o.~Î.i:n. ' '- unt

, " ,. ' 1 d

'

{ot"

I.Je al)30r 'Cle VWl. CÜ oor r oor na'cel ... 1-;

---.

-

_. - .. - -- --

---

- .. -... ".-- - -_ ... ~. - .. "-'-

-

.

--.----)0 ze ve:cloQ:-c 2..n:-lcr:.ëJ -loD di e van

b.v . Y7aterstol eloor ',','ater .. . 'i8 Lrij

-Gen in het eerste ~eval n.l. het

s

Clt.1~ ~ Cl~ ~q . . , ., Ca)

Cl,t ~~ + "~~ 0 ~ ~~:O,=~l + - . -{- Gl l

. , . . Cb)

-,::alî~1.eer er evenrJic:rc 0., ';e'c~2e:~.en is, ~lel)be~-L \'7e drie iJOOI'tCD. c~lloor in ojJlo SSill';:

1) moleculaire chloor,~elke niet ~erea~eerl ~eQft;

2) ~IOC1 ; 3) Cl i •

WG..cYJJ2ee::..' er eeD. ~J:r-sisc:J, eve:-'~',,!icllt besta:.c'.'c tu:::;seYl. '~::::,.s 8::1. vlo eü:;t;of en

de t'.7eec'.e reactie Ll eVelr\fic~lt is, kan ~:let vol':en.clo ,,','Orden

o/:;esc~1re-ven:

Cc)

C

CI/o

ce

J

[C'o'?;J

L

LIl'] k..'.e. (cl)

~~)..

1': u is: Clio f."-f;. :; ~ ce i =: C ij" ==- C - C

ce

z.

'Iieruit vol:~;t: e.:::: ~ +

(Kc.

~)

'13

1/( Hl •

c == ö.e totale :lOoveolheiJ. 0

:',; == ~-.e coëifîciën:c uh; ~~o 'Tot VC'.ll e',l,"'--_~~---

.

6 1)"(>6

r

"I " di ~ /3

i

'11

;

~_.,'" ._. __ .',." l-"~lo;Ti:; c~~loo:;: ;

/0,7

/2.

IJ

Vivian en :/~litnG:"(ll ) (Leden ;)roeven lîlet de absor tie VQn chloor doo:;: \Tater, tel'"'i,7ijl ze onc',e': clezelJ:de onstandif)18ë!.en de desor ,t ie van zuur

-stof door -.:-mte:.:-' besc~2o'u':!den.

',~!anneer nll. de Ej a Y s,ver~:;:rer,;en via de chloor-absor tie el1. de zuurstof -desor __ ,tie, uit:';ezet worden te~en L, ~;:rij·,;en Yle h-e-'c vo1r:;ende:

sC~1il V8X'_ 0 pel""'Vla~': en vlo eisto f·.

Als con.centratie 0 ) het o_ypervla~= \7orc1t ::ie concentratie Vé'Jl de totale hoeveelheicl chloor 3enon:en. (dus _Clz + TIC:jl + Cl?).

let bl iJ'ï+ dat

oe

F a I co r.ebel ccoT'd or 7:UU",,''''to·0-desoi' t;ie-ê:er~:,evens,veel

____

_.

--

-

v,

_"':~ ,.:.>, I....,) 0.. lOt::' '-' _ ~/ LJ - . -1:;1 _L - .. J _

hoger li:-~·gen. (

Ir..;,

/~ .

VivialJ_ en .Tlitne:'T( 11) save.n. de vol=;enc1e verklal"'in:;:

'. De reactie Ca) gac~t zeel~ snel,doch Cb) ~;aat; veel lan-::;zaqer.7;iZe krijr:;en dus,dat c~lloor-noleculell in d.e vloeio'coi" oglossen en l)esinnen

'ce

di:î.'

-. funderen, voordat reactie (b) een aanVéU1.~; heeft kunnen ne1:18n.

:')e hoeveel:qeid chloor, welke van ba131lL~ is voor het be)alen van het con -centratieverschil is clus veel kl ein:·r j de concentratie van. het chloor

op het contacto __ .~)ervlak is dus

=

cc!f2., en niet

=

c

.(I

-t:,h

)

De H drijvende kracht" is ëLus veel kl einer. :De K,ea, rJ'elke o~) de ze drijven

-de kl~acht is gebaseerd, is dus [;:::,oter dan die, berekend via de concentra

-tie c .

De lIgecorriseerc1e'! Yga ! s noemen vve pseudo-coefficienten.)1.1s we deze

.. Jseudo-~.ea f s verc;elijk:m met die, verkre:~en uit uitkomsten van de ZUU1 ...

stof-desor.:.tie-.uro even, blijkt, dat de overeenstel',mlin'~~ bevredigend is.

Uit figuur 11 bl~t;, dat TI OL toeneemt :r:l.et; stijc;ende L.

Ook voor de absor .. tie van BOt, in water heeft men ) seudo-coefficienten be,9aald. (Gebaseerd o.j d.e concentrati-: van ol1Gedissocieerd S0.:e.).

Ook deze coëfficiënten kl o.:._.t en uitstekend met die,well::e waren verkre

10

Uit deze gegevens kan dus geconcludeerd \70 relen, dat 80.t lanc;zaam met wa

-o ter reageert.

De absorptie van 80,2 in vlater lrurmen \7e besCll0UVJen als een Geval,waarbij zowel de weerstand in de gasfilm als die iri de vloeistoffilm van belang "it

zijn.

Het onderzoek van Cooc:er,Christl en .'eery (6) over de absor __ tie van C0t, in water levert moeilijkheden o.i.', omdat dit [sas zo slecht o~üosbaar is in water. Wanneer een zo volledig mogelijke veIWijdering van het gas ver -langd wordt,moet de verhouding LIG' groter zijn dan m,rn.a .w. mG;L'< 1.

Bi j 68(JF. en 1 atm.. i s m

=

1420 voor C0,t in water,waaruit volgt,dat LIG>

880. We krijgen hier dus te doen met speciale voorzieningen nodig zijn.

enorme vloeistofbelastingen, zodat

r~ ~ I .

.!:...:

'7 /'12<, L//J' '7 /t;2 ,,\

l L; -:;> Ij ; - 9 q /2 9 ')

Uit figuur 13 volgt,dat HDt. daalt

bij toenemende Vg.

Hoe hoger de L,hoe hoger de

H

OL.

Ook is mGjV uitgezet tegen

VS.

Bij

mGïL'<

1 wordt de HOL ongeveer

6 ft.Dit is een hoge waarde,omdat

vo 1gens de ge:;evend van Sherwood en Hollowa:'ï bij L

=

30000 de HL niet

groter i s druL 3 ft •

. WaYl.neer we een L/G

=

880 hebben, is V_L ,lVG

=

1. (0:6. (on";eveer) 0 De gassnelheid

is hier dus onGeveer = de vloeistofsnelheid, wat abnOI'lnac,l is,oEdat in het

algemeen. de gassnelheid. zeer veel groter i s dan de vloeis·coi'r3nelheid.

We krijgen hier,dat het gas door d.e vloeistof wordt meeGenomen en er dus

geen tef:~enstroom~Jl"oces Beer is. ~'i[:,Llur 13 is 3ebaseerd O~) zuivere te:3

en-stroom, zodat het niet te vervJOnderel1F-s , dat de I:ioL! s Groot zijn.

c) ,Veerstc'-n.~t in_beid.e phasen.

De absortie van ammon:· ak bellOort hier oo~:: toe ,al dacht> Hen vroe("~er vruL niet.

Een ander, belanGrijk voorbeeld. i s 1e absor_. tie van .30.t in 'ivate:c.

Hierover zijh ui·cvoeri~e onderzoel::in:en verricht dOOl'" H1.1i·cne~T en Vivian.

(5). ~e I:laa~;:ten c;ebl"'Lül;: van het feit, dat =IL vol;ens .::.)her Jooc1 en nollOi'Ja7T

(Li-) onafhanJ.;:elij~= i s vo.n de ~;asbelastinG. (onder het ;ll o::.lin:-;'""unt). Ver

-der is H_S een functie van zowel G als L •• Ui t de HoS kon do.n :le waarden

van

E

S-

8n ~IL :;evonden ·worden.

Uit de ge evens over ZULE·stof- desor)tie (L:-) blij~~c:

=

/ J?

1

I-?

In deze veI'fselilj~cinC'; is n? niet de xlo:':Hale c04i'i'iciën-c 'li t C:Le '.7e·C van even -1;'.'icJJ:cslijn ~'los?t niet :Ioor de oo:es ~ron'; te ';ac:.'.n.

.#;' éllJ.:n.e 0 r

l

~~ ot.. uitGezet ·:mrclc (lls f\u1.c-cie

van

Ft

,blij :t, dat bij constante L 1 S

rechte lijnen ont stae.n. (fi::uur 14)

Deze laatste form.ule levert ldeinere rraaréLen Oy c13_n d.ie,welJ;:e be'cre:Jcins

1 1 b ' riO - ,. ( 1/ .... 3

L ().

/

J' ) . , . "' l ' 1 '

l1eo e11 O~) ('.e

ü:.z.

-a0 so r./Gle. NL = c/.

r

.

,j e ':le00 on 2.~ler eens VJce~e 'ce

doen net het :feit, cl.at de 0.ri jven1e lC:!""éJ.cl1t ~=leinG:!"" i:J dan 1.1e"-l 11":'.J l)e~'J]:end

"uit tb.eoJ.:otischo ';e-:~Gvens. 03

.' ~ I.

2-v

x. C '

U_{_ v} i -:-, ve _-1"··.·_,;'-' ''''1 _{- .} i J'!_{~---_j} .--;

1'1~' ("~)

_\. vo 1 :è+' 0

1-/

c - ' .

~+

-Ir)

J _,,--,v 0 J"" L (/-~r

":!rumeer 1.7e forr'ilule Q?) vel"' ~Glijl;:en i.let iI _ I,Oi

G

0.3 1

,blijlctJ,dat (7)

.'-_!.Je 1,0_- " _<~e , .. ;.] T"len voo-" 'CT r''''e''''''- 71 - L' 0,33

lic.a_\._ ... - 1.

"-

5

'.'V -'-v.

: 'arî C'''"<Ta·J- ·1- '; 'I r' <

2.._:::..~'='.!.~ ___ v~~~

3J::' ~can ~.:;eze=;J_ ':iOr;.'1.en, Ja~c J.e overe8j,'L~on::ri::; tU;::':Gen~Le ver::::c~lill :,'lU; ,.'; e;e-vens zesr bevre:ii;;enc1 i:3. 7crsc~.'lil18rl. b~Ell'le:.-:!. o. c .• Ycc~:lo.2.:e:::' 'JO ::~_en. l'd:c

het :fei-c,o.at 'b.",;-. 0.0 vloei2:(~of\7ecrs·can:~ verriCl2.l'100sü i;J,oi'~Lo.-c e:;.'" ver-keerde concentr'd-cieverschillen zijn. ~;enol.'.lon voor cle borel=en:~.n:; va.:ü cIe

iSea 1 sC doordat er n2. de UDSOJ::' .. :tie een lan-';ze'::'.lere cl'ler:li~-3c~le l"'eo.c-cie 0 ) -trad dan r:len ver\w.chtte).

iÜ'lclere factoren, YJell-::e verschillen veroorzo..l:en, zijn o. :J .• :'.e te~'.l erc.tuur,

de viscosi'cei·c ,het soo:.."'t :'.)o.l;:l;:inC;, enz.

Ui l ''''e ï"'~·:-'- ·l~·'

_.==--=::-~ •

Willen '\7e ancler, cLéUl

:Iierin is

de viscositeit VéUl het _sas.

t

'.

B

.

_ _ De invloed van. • _ _ _ _ ,- . _ __ _ ... _ _ , __ _ de _ _ ' _ _ _ _ vloeistof- en .... __ _ ._ , _ _ ... __ _ _ __ • 0., ' .• çea:)_.. soele,s-cin...._ _ . ~ _ . :c: -'.__ _ ________ 0 ', he'c dl'u... . __ ,. __ l:verval ._. ____ . _.~ __

in de lcolom.

---."- --~.-

._

..

__

..

_

--\'{c klUlnel1. t,,7ee gevallen onderscheiden:

a) drukverval over droGe .,akldn2;'

b) natte

D ry;~.~ _:r::Y.?-).. 9Y2Y. ~1.r.o.s.. e paldc ig;3.!.. '::ierbij is L =0.

•

12

Eet drLJJcverv-al kan door de vol;',;enc1e ver2:elijl;:in~~~ voor";esteld worden:

(3) :

!--_ ..

.

,._

.

.

. , ... ,

.

.. _

..

,~_. r ~-:-"--'A-"-'-A

c

2.

I

I

ê'!

1>

=

~

'J ""w f.> L (j I

L

_

~_

.

.

.... ,.,

.

. .,

... ".

~

if

..

?~

_

..

~

.

~

...

,.

_._ ...

.

~J

Dit i s een geElodific eerde Fa:nning-vergelijl:::in~ç, vlaé~l"in de S~~lllbolen het

volsende voorstellen:

Ll:P

=

drnkve :val, lb/ft~

(!. _{"-'" =} t"'a8"oe1 "'8"',:l _Cl.. lJ -1' _ .!.. '1( ... ,J .. , lb I /"1'1 _"",.0·tz-' 1. -L •

7

.,r.'"

c

=

factor , sarjelman::;end met de versnellins V22'l ,-1e

/'~!

=

r

·:;asdicht

~~

J.e

iel, lb/ft.3

z'\Ja3.r-cel;::racht, 4'.

iJ

x 4 j).L( ~~

It--te

l--t-",,<M ,4,.~ .. ~ t

~

t

lo

t

!

1)p

=

afmetill:~ van een palckingcleeltje, ft •

..

~

=

ho 0 st e van de l)aklcin:; t

l--é

.

À\\,

=

vland-ef'fect-fac-co r .

A

p ;;: C ó T ree -H e

-f

0.. C i 0 r voo r

h

0-(

e

€ ~a. kk i "11 ~1'

A

1.

=

correctie voor het bevochti~::;en van de palddnr; door het cil

"Cu-l erende absor_/tierr..iddel. (AL;: t ~-c;V1. ~~ F(1.li..:~"'d)

De Î!I i s een f'u.nctie

van

het ; emocli:J:îceerc1e He:,'noldw;ets.l.

(

_,

= nrcj

_~

)

.

f :? neeY!lt af bij toenemend ~1e-;;7JloldsGetal.

Bij 1<Re<40 i s L) p.~: G. ".' ' R LLO' TI C {,$ (f' 15) .blJ .. e> , lS II J: ~ i . ··l[.;uur •

----I

. - - - - .-1-... --·· .. · .. ·,t

.. __ ..

~.\__...

... ....

.

...

.

... " ...

.

.

.

,

... _,.

J

'"

I~o ... _, . loco B~..::.aJin?; vanjl.h (

0)

Dij 3erlse za~Lels en Raschig

-rh':.·;en neemt de Ap af bij

ero tere .a}::kingafme-c ine;.

(van

o

.

LJ· naa r

o

.

1 ) •

11. \'\1 <Hordt kl einer, wanneer de verhouding ::.~akkin;;c1iameter/

torendiameter C-sroter wordt.

Stel,dat het gas door een aantal kanalen stroomt . (7) • Hoem de )aldünghoor;te

=

Z, de kanaalhoogte

Er zijn n lcanalen/Îtt torendoorsnede.

De

=

aequivalent diameter van het kanaal.

_ 7 I - LJ •

Hu is: volUJlle van de kanalen =.""L1 .TT" De z. Z I .::::

:E.

Z .

Cf

o -'~ .. ,ervlal::te van de kanalen

=

.~ ïT De L f;-

a.

vZ.

Dus: De E

Noem

'i=a.

_{v ·}

S'

=

de vJerkelijke vrije ruimte in de toren;

(f-tj

= de totale ruiElte.

S i

=

~ S en S ' j

=

~ .:::'.6. Ri e ruit vo 19t: iA.'.:= Cl.. ~::

.!:!::.. •

s'

~

Verder is: .4 ?

~

:z

f

'u'

2

p;J

y7'

-

-

[,~

~

I

2. . - ' - - _:J_ Ct. IJ 1 (J Fd~è f~ a, v

~

fit.//f

3 <i: ft~/f3. ~ =

Ift

~ D-e q c Z . < . ~ ... " Het Reynoldsgetal

=

~ I -- - -.'- - .'-''. ' •.•• _.". _

. ;. =

a~

J.

'

{~.

= f:

f 0

(-z

l

~ I~'J'

/?)

13

Er zijn verschillende manieren, om de .. 'aJr,Jcin,3 iE de tonen te bren:;en: . a) in de droge toren; I;,I ----'·-·-.. ·~-·_'--··" -,,, .. , - ,,,.

b) irl een

voc

h

ti

c~

e

toren en daar-D.él sclw.o.dcm;

~

f

t

~

.c) in een

voc

h

ti

:

~;

e

toren en niet schudden.

1

/1 1

--:l' !I " - . . We krijgen: ~ I'~ "J~..

---

-...

a) Z:

=

1. 046 0 • 658 I'J i ----. b)

z.

=

1.009 0.626 re:;

ovL

,--

r-

--

... _

....

.

. . .

....

. .

C) c 1 029 O. r.:;91 1",'_'.

Ic

'

)'

2.. I 10 10" (0(>0 .c::.. = . . / I~A _ I - l

I

B ---.- 7>-< f~-

7

i

M is als volgt gedeÎinieerd: 7 .. T ( A-.B

JO' 0/'1

r-

4:lt

j

A

=

rin,shoogte i

B

=

uit\7endige diameter val]. de ring)

C

=

iffi7endi ge diameter va.n de ring.

Het voorgaande Geldt uiteraard alleen voor Haschi~rinsen.

Tenslotte hebben y,re nog een Îorrnule van Johnstone en i3ingh (Et.) voor

z.g. t!grid"-pald:::ing. (grid

=

rooster).

Deze Îormules..J.uiden als volst: 1

[ : l' ; .

~

J:'

~:

a/ '-

I

4 - .

IJ:

;;~ ~~~;l';;';:;F;)-

-0

.:

o.

n(Vf);O:Jr

lLJ-u'

=

gassnelheid, gebaseerd op de vrije TILimte)

De..

=

aequivalent diameter. Deze

=

L~ :z: het vrije volrune/ het 0 -oervlak

van de !:,latt e vlakken de st ro o:m.richt inS. ]) j, == 0/.: k

+e.

\rtt-v. hè.

t-Dg

=

de hoogte van de a_,arte roosterbestanddelen; ~Cl-.tey L(4A,i lrl:Lt..t D.s

=

horizontale afstand tussen de roostel.'bestanddele:..l. ~ '(o-c-s'L-('.

(;::;ie figuur 1'7). • --jo

.-r----

I-j , . I i i ~-->i i 1)5 \ ! t

'--

-r

i : t! ... ~

I

.->7

~

'

:n~

, ~- -10₀ - _ ... _._-_.-._ .. <._ ... __ ...•.... _ ..

_-t

I

~_ ...

__

.

__

._,

AL

1

I

,

lo

l

I

!

I

I I I.D L-._. 10

I

i t

L

/ ,

, ! . _. _ . . _. .., , ... _, . ___ , .... ____ ... ..1

Ico /aou IO(lOJ

-

_.

_-

_._-

---_

...

_._

,.

L h '/' .

.

/

~/ré'iv

. k

IJ .

;~!e zien uit fi~...:>l.rur 18, dat de A L sterk toeneent, nadat de L eer~. zo~-.:ere

.~ \vaarde heeft bereikt.

\

Hiert1.it vol:;t ::lus, dat; het ch"1.u;:vervo.l stet~':: toolleent Llet toenemonde 'vloeistofbelastin:.::,r!at ooie \7el te veT·rlo.chte~l uas,daar cle besc·l.ilcl)al-"e

ruimte sterl;: ver:::leil1.cl. UOl-"U_t door de aS.1Ef8Zi )18ic.l.. van vloeistdl.f. ("iTat dus nee::komt 0 .. eeü toenenende ::o;asbe:.astinc.:;).

\

Li-ctoratU·L1.r

_{_}

_.

_{-_}

_{.. ,-..}

_---

~--.. .

~-1) ,T. ïI. Perr-:c ₇ Cj~18Lüca1 _{S.i.1';iIl8G l-'S Ia:.n.'Ii) 0 0:'} ~,:;:rd e:.:~.,,~ 8\'1"0 :-:~~ l'Y~;O.

2).::.K.:3herv700c1 OE ~.'.A.L.·~0110\78.~-,.~raIls. ~.:;::Ch.'; jS~19L:·O)21.

.3 ) "'. 2.: • J·o::-m.s-coIlo en _._.:,) • . ' in-~h, Tne'.. }GIl,;. C1_{:}.eu .• ~ (19}

:57')

_{2G 5.}

4) C2 • • PJ·le~"'I.700Q eE :; •. :'l .• L.~=0110\78."'-,~2rélns. liICh:;':; 3G(1').!.;·O)39. 5) R • • i}hitne"'7 en J.3.Vivian,Chem.En:'; • . roz;ress ±2(1949)3~3.

6) C.M.Coo er, R. Christ1 en L.C. 'eerv _{,'l'ran8. AIChE} .21.(19L:.1)9-7~.

7) T. K.:3her\7ood en =1.L. i~·.;ford,Absor...:tion aml erlïr'lction, 2ncl ed.

IT eVl-'Yo :cl-::: 1952.

T.II.Chi1ton eIl .:l • • Co1burn, ~,.lraIls 1\..1011.3 ::~,r)()(l-o:q 7_/-)1').3 •

A .I:I. Ç!hite, Trans. ",:\.I C1'G

21

(1935)

390

.

8)

9)

10)

11)

'!/. E. Lobo, J.J. ~,'riencl, F. ··=asllEa11 e:.0.. :2. JGllZ , .::':0.118. AIelS L~l (1']45) S93.

J.E.ViviaIl e.ll J..