Міністерство освіти і науки Республіки Казахстан
Павлодарский державний університет ім. С. Торайгирова
Біолого-хімічний факультет
Кафедра хімії та хімічних технологій
В В В В
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
Проектування абсорбційної установки
Введення
абсорбції називається процес виборчого поглинання компонентів з газової або парової суміші рідким поглиначем, в якому даний компонент розчинний. Абсорбція, як правило, означає поглинання газів в обсязі рідини або рідше твердого тіла. Поглинання твердим абсорбентом, наприклад, водню паладієм, називають оклюзією. Для процесу поглинання молекул газу або рідини поверхнею твердого тіла в російській мові використовується термін адсорбція.
На практиці абсорбції піддають не окремі гази, а газові суміші, складові частини яких поглинаються рідиною. Ці складові частини суміші називають абсорбіруемимі компонентами (адсорбат), а непоглинаючих частини - інертним газом.
Поглинається речовина, ще що знаходиться в обсязі фази, називають адсорбтів, поглинене - адсорбат. У більш вузькому сенсі під адсорбцією часто розуміють поглинання домішки з газу або рідини твердою речовиною - адсорбентом. При цьому, як і в загальному випадку адсорбції, відбувається концентрування домішки на межі розділу адсорбент-рідина або адсорбент-газ. Процес, зворотний адсорбції, тобто перенесення речовини з поверхні розділу фаз в об'єм фази, називається десорбція.
Розрізняють фізичну абсорбцію і Хемосорбція. При фізичній абсорбції розчинення газу (пара) НЕ супроводжується хімічною реакцією. Абсорбція протікає до тих пір, поки парціальний тиск поглинається компонента в газовій (паровий) фазі залишається вище рівноважного тиску над розчином. При хемосорбції (абсорбції, супроводжуваної хімічною реакцією) поглинається компонент набуває необоротну хімічну реакцію з поглиначем і утворює хімічну сполуку.
Протікання абсорбційних процесів характеризується їх статикою і кінетикою. Статика абсорбції, тобто рівновагу між рідкою і газовою фазами, визначає стан, який встановлюється при досить тривалому зіткненні фаз. Кінетика абсорбції визначається рушійною силою процесу, тобто ступенем відхилення системи від стану рівноваги, властивостями поглинача, компонента та інертного газу, а також способом дотику фаз. Всяке щільне тіло згущує досить значно прилеглі безпосередньо до його поверхні частки навколишнього його газоподібного речовини. Якщо таке тіло пористо, як наприклад деревне вугілля або губчаста платина, то це ущільнення газів має місце і по всій внутрішній поверхні його пір, а тим самим, отже, і в набагато більш високого ступеня. Ось наочний приклад цього: якщо взяти шматок свіжопрокаленого деревного вугілля, кинути його в пляшку, яка містить вуглекислий або інший газ, і закривши її зараз же пальцем опустити отвором вниз в ртутну ванну, то ми незабаром побачимо, що ртуть піднімається і входить в пляшку; це прямо доводить, що вугілля поглинув вуглекислоту чи інакше настало ущільнення, абсорбція газу. При всякому ущільненні виділяється тепло; тому, якщо вугілля розтерти в порошок, що, наприклад, практикується при фабрикації пороху, і залишити лежати в купі, то від того, що відбувається тут поглинання повітря маса так нагрівається, що може статися самозаймання. На цьому саме зігріванні, залежному від абсорбції, заснований пристрій платинової пальники Деберей. Знаходиться там шматок губчастої платини ущільнює так сильно кисень повітря і спрямовану на нього струмінь водню, що сам поступово починає розжарюються і нарешті запалює водень. Речовини, які абсорбують - поглинають з повітря водяна пара, згущують його теж в собі, утворюючи воду, і від цього стають вологими, як, наприклад, нечиста кухонна сіль, поташ, хлористий кальцій і т. п. Такі тіла звуться гігроскопічними. Абсорбція газів пористими тілами була вперше помічена і вивчена майже одночасно Фонтаном і Шеєле в 1777 р., а потім піддавалося дослідженню багатьма фізиками, а особливо Соссюра в 1813 р. Останній, як на найбільш жадібних поглиначів, вказує на буковий вугілля і пемзу (морська пінка). Один обсяг такого вугілля при атмосферному тиску в 724 міл. поглинув 90 обсягів аміаку, 85 - хлористого водню, 25 - вуглекислоти, 9,42 - кисню; пемза при такому ж порівнянні справила трохи менше поглинальної здатності, але у всякому разі це теж один з кращих абсорбентів. Чим легше газ згущується в рідину, тим сильніше він поглинається. При малому зовнішньому тиску і при нагріванні - зменшується кількість поглинається газу. Чим дрібніше пори поглинача, тобто чим він щільніше, тим більшою, загалом, він володіє поглинаючою здатністю; занадто проте ж дрібні пори, як напр. графіту, не сприяють абсорбції. Органічно вугілля поглинає не тільки гази, а й дрібні тверді і рідкі тіла, а тому і вживається для знебарвлення цукру, очищення алкоголю і т. д. Внаслідок абсорбції всяке щільне тіло оточене шаром ущільнених па...
