p>
.2 Фізико-хімічні основи процесу
Взаємодія діоксиду вуглецю з К2СО3 при абсорбції СО2 з газів протікає по реакції:
K2CO3 + CO2 + H2O=2KHCO3, ДH=- 142,4 кДж
Максимальна концентрація поташу в робочому розчині вибирається таким чином, щоб ступінь перетворення карбонату була на 10-20% нижче величини, при якій починає випадати осад. У таблицях 5-6 наведені експериментальні дані по розчинності і диференціальних теплотах розчинення СО2 у водних розчинах поташу різної концентрації при температурах 40-170 ° С.
На малюнку 1 наведена розчинність солей в системі К2СО3 - КНСО3 - Н2О при різного ступеня перетворення карбонату в гідрокарбонат
Дані про тиск парів води над 40%-ним розчином карбонату калію при різного ступеня насичення розчину наведені на малюнку 2 [2].
Таблиця 5 - Рівноважний тиск СО2 над водними розчинами К2СО3 при різних температурах
Концентрація СО2 в розчині, м3/м3 (t, oC) Температура оС405060708020%-ний розчин К 2 СО 3 (1,72 моль / л) 4,3 5,1104 - 135 - 198 243 299 348 - 4537,13195127241048-10,9128520252685 -
Таблиця 6 - Рівноважний тиск СО2 над 20%-ними водними розчинами К2СО3 при різних температурах (Па)
Концентрація СО2 в розчині, м3/м3 раствораТемпература оС40506070801201401704 ,72-72120149241 - - 7,68-197283419520 - - 10,25236315477783119 - - +11,452694236199371333 - - 15,15592901136120092466 -- 19,75897155223773666529016000266644933821,51105186529894037693220000346606132026,25198631624919-14000373306666010800031,43---- 313307333012530019200037,72 --- - 7733015998025330035330044,0 --- - +173320306640466600593300
Рисунок 1 - Залежність температури випадання твердої фази у водних розчинах К2СО3 різної концентрації від ступеня карбонізації.
Малюнок 2 - Рівноважний парціальний тиск водяної пари над 40% - ним розчином К2СО3 при різній температурі.
Додавання діетаноламіну (ДЕА) у поташний розчин дозволяє значно знизити рівноважний тиск СО2 над раств?? Ром при малих ступенях його карбонізації (в умовах верху абсорбера), тобто досягти більш тонкого очищення, а також збільшити швидкість абсорбції CO2 гарячим розчином карбонату калію в 1,5-2 рази в порівнянні з абсорбцією чистим розчином К2СО3 при високих ступенях карбонізації розчину (тобто в умовах низу абсорбера) [2]. Щільність і в'язкість водних розчинів поташу з добавкою ДЕА наведено в табл. 7.
Таблиця 7 - Щільність і в'язкість аміно-поташних розчинів при різних температурах
Склад розчину,% (мас) Температура, oCК2СО3ДЕА406080100120Плотность, кг/м3251,51,2251,2161,2071,1971,187255,01,2281,2181,2101,2001,190301,51,2931,2831,2731,2621,255305,01,2921,2821,2721,2611,250Вязкость, Па?с?10-2251,51,40731,00071,733255,01,67671,14910,8372301,51,69441,18950,8674305,02,15821,46611,0456
У процесі електролітичної дисоціації К2СО3 і КНСО3 протікають такі реакції:
K2CO3 + H2O=2K + + HCО - 3 + OH-
KHCO3 + Н2О=К + + H2CО3 + ОН-
Перший ступінь гідролізу характеризується рівновагою між іонами СО2-3 і НСО - 3, а друга - рівновагою між іонами HCО3-і...
