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Interfacial mass transfer and mass transfer coefficient in aqua ammonia packed bed absorber

1999; Elsevier BV; Volume: 22; Issue: 4 Linguagem: Francês

10.1016/s0140-7007(98)00073-5

1879-2081

Ahmed Selim, M.M. Elsayed,

Phase Change Materials Research

A mathematical model was given to predict the mass transfer between flow of a mixture of ammonia vapor and water vapor and a flow of aqua ammonia solution at any interface within a packed bed absorber (PBA). The model used the molal mass and heat transfer coefficients in both the liquid and gas phases, the interface molal solution concentration, interface molal vapor mixture concentration, interface temperature, and the heat transfer coefficients in the liquid and gas phases in both sides of the interface. The heat transfer coefficient was corrected to account for the mass transfer. The model was also used to derive a convenient mass transfer coefficient which was based on the bulk mass concentration, not on the molal concentration, and not directly dependent on the concentration at the interface. To complete the model, mathematical correlations were derived for several thermodynamic and physical properties of aqua ammonia solution and vapor mixture. A computer program was developed to demonstrate the use of the model to predict the rate of absorption of ammonia vapor at an interface within the packed bed at various operating conditions. On montre un modèle mathématique servant à prévoir le transfert de masse entre un écoulement d'un mélange de vapeur d'ammoniac et de vapeur d'eau et un écoulement d'une solution d'ammoniac–eau, à n'importe quelle interface dans un absorbeur à matelas dispersant. Le modèle a utilisé la masse molaire et les coefficients de transfert de chaleur dans les phases liquide et gazeuse, la concentration de la solution molaire à l'interface, la concentration du mélange de vapeur molaire à l'interface, la température de l'interface, et les coefficients de transfert de chaleur dans les phases liquide et gazeuse, aux deux côtés de l'interface. Le coefficient de transfert de chaleur a été corrigé de façon à tenir compte du transfert de masse. Le modèle a été utilisé également pour obtenir un coefficient de transfert de masse convenable, qui se fondait sur la concentration massique générale, et non sur la concentration molaire, et qui n'était pas directement dépendant de la concentration à l'interface. Pour compléter le modèle, des corrélations mathématiques ont été obtenues pour plusieurs propriétés thermodynamiques et physiques de la solution d'eau et d'ammoniac et pour le mélange de vapeur. Un programme informatique a été préparé pour montrer l'utilisation du modèle, pour la prévision de la vitesse de l'absorption de la vapeur d'ammoniac à une interface, dans le lit, pour plusieurs conditions de fonctionnement.