цесу масообміну, визначається рушійною силою процесу (т. е. ступенем відхилення системи від рівноважного стану), властивостями поглинача, компонента та інертного газу, а також способом дотику фаз ( пристроєм абсорбційного апарату і гідродинамічним режимом його роботи).
Області застосування абсорбційних процесів в хімічній і суміжних галузях промисловості вельми обширні [1]. Деякі з цих областей вказані нижче:
Отримання готового продукту шляхом поглинання газу рідиною. Прикладами можуть служити: абсорбція SO3 у виробництві сірчаної кислоти; абсорбція HCI з отриманням соляної кислоти; абсорбція окислів азоту водою (одержання азотної кислоти) і т.д.
Поділ газових сумішей для виділення одного або кількох цінних компонентів суміші. У цьому випадку застосовується поглинач повинен володіти, можливо, більшою поглинальною здатністю по відношенню до видобутих компонентів і можливо меншою по відношенню до інших складових частин цієї газової суміші. Наприклад: абсорбція бензолу з коксового газу, абсорбція ацетилену з газів крекінгу або піролізу природного газу.
Очищення газу від домішок шкідливих компонентів. Таке очищення здійснюється, насамперед, з метою видалення домішок, що не допустимих при подальшій переробці газів (наприклад, очищення нафтових і коксових газів від H2S, очищення азотоводородной суміші для синтезу аміаку від СО2, і СО і т.д.)
Уловлювання цінних компонентів з газової суміші для запобігання їх втратам, а також з санітарних міркувань, наприклад рекуперація летких розчинників.
1. Порівняльна характеристика та вибір основного обладнання
Апарати, в яких здійснюються абсорбційні процеси, називаються абсорберами.
При абсорбційних процесах массообмен відбувається на поверхні зіткнення фаз. Тому абсорбери повинні мати розвинену поверхню дотику між газом і рідиною. Виходячи зі способу створення цієї поверхні, абсорбційні апарати можна підрозділити на наступні групи [2]:
Поверхневі і плівкові.
Насадочні.
Барботажние (тарілчасті).
Розпилююча.
Поверхневі і плівкові абсорбери.
В абсорбера цього типу поверхнею дотику фаз є дзеркало нерухомою або повільно рухається рідини, або ж поверхню поточної рідкої плівки.
Поверхневі абсорбери. Ці абсорбери використовують для поглинання добре розчинних газів. У зазначених апаратах газ проходить над поверхнею нерухомої або повільно рухається рідини (рис.1.). Так як поверхня зіткнення в таких абсорберах мала, то встановлюють кілька послідовно з'єднаних апаратів, в яких газ і рідина рухаються протитечією один до одного. Для того щоб рідина перемішалася по абсорберам самопливом, кожний наступний по ходу рідини апарат розташовують кілька нижче попереднього. Для відводу тепла, що виділяється при абсорбції, в апаратах встановлюють змійовики, охолоджувані водою або іншим охолоджуючим агентом, або поміщають абсорбери в судини з проточною водою.
Рис. 1 - Поверхневий абсорбер
Більш досконалим апаратом такого типу є абсорбер (рис. 2.), що складається з ряду горизонтальних труб, зрошуваних зовні водою. Необхідний рівень рідини в кожному елементі 1 такого апарату підтримується за допомогою порога 2.
Рис. 2 - Зрошувальний абсорбер: 1 - елемент абсорбера; 2 - зливні пороги
Пластинчастий абсорбер (рис. 3.) складається з двох систем каналів: по каналах 1 великого перетину рухаються протитечією газ і абсорбент, по каналах 2 меншого перетину - охолоджуючий агент (як правило, вода). Пластинчасті абсорбери зазвичай виготовляються з графіту, так як він є хімічно стійким матеріалом, добре проводять тепло.
Рис. 3 - Пластинчастий асорбер: 1 - канали для проходження газу і абсорбенту; 2 - канали для протікання охолоджуючого агента
Поверхневі абсорбери мають обмежене застосування внаслідок їх малої ефективності і громіздкість.
Плівкові абсорбери. Ці апарати більш ефективні і компактні, ніж поверхневі абсорбери. У плівкових абсорберах поверхнею контакту фаз є поверхню поточної плівки рідини. Розрізняють такі різновиди апаратів даного типу: 1) трубчасті абсорбери; 2) абсорбери з плоско-параллелиюй або листовий насадкою; 3) абсорбери з висхідним рухом плівки рідини.
Трубчастий абсорбер (рис. 4.) подібний по влаштуванню з вертикальним кожухотрубчасті теплообмінників. Абсорбент надходить на верхню трубну грати 1, розподіляється по трубах 2 і стікає по їх внутрішньої поверхні у вигляді тонкої плівки. В апаратах з великим числом т...
