Предположим, что перенос распределяемого компонента происходит из фазы в фазу .
Рис.1.2. Схема массообменного процесса в противоточном аппарате.
Из уравнения материального баланса можно получить уравнение рабочей линии, которое для нижней части аппарата до сечения А-А выглядит так:
(16)
поступает расходуется
Из (10) находим у:
В случае постоянства расходов и получим:
(17)
Полученное уравнение (11) является уравнением рабочей линии и представляет собой уравнение прямой линии.
Аналогичным образом может быть получено уравнение рабочей линии для прямоточного аппарата.
Рис.1.3. Схема массообменного процесса в прямоточном аппарате
(18)
поступает расходуется
Из (18) находим у: , и если расходы не меняются, т.е. и = const, то: (19)
Запишем уравнение равновесной линии, связывающее рабочую концентрацию распределяемого компонента в одной из фаз с его равновесной концентрацией в другой фазе. Под равновесной концентрацией в произвольном сечении аппарата понимают концентрацию компонента в фазе, находящейся в равновесии с другой, состав которой определяется рабочей концентрацией.
а б
Рис.1.4. Рабочие линии: а – противоток, б – прямоток.
Таким образом, уравнение равновесной линии:
у* = mх (20)
Здесь у* - равновесная концентрация в фазе G, х – рабочая концентрация в фазе L, m – коэффициент распределения целевого компонента между фазами.
Рис.1.5. Рабочие (1 и 2) и равновесная (3) линии.
Рабочая концентрация распределяемого компонента в фазе G превышает равновесную. Так как , поэтому распределяемый целевой компонент будет переходить из фазы G во вторую фазу L вплоть до равновесия.