шкідливих домішок; уловлювання газових компонентів з газових викидів.
Основна складність при проектуванні абсорберів полягає в правильному виборі розрахункових закономірностей для визначення кінетичних коефіцієнтів з більшого праці різних, часом суперечливих, залежностей, представлених в технічній літературі. Розрахунки за цим рівнянням, зазвичай справедливі для приватних випадків приводять найчастіше до различающимся, а іноді до свідомо невірних результатів. Рекомендовані тут рівняння вибрані після ретельного аналізу та порівняльних розрахунків у широкому інтервалі змінних, перевірки адекватності розрахункових даних досвідченим, отриманим на реальних системах.
На сьогоднішній день абсорбція займає одне з найпочесніших місць у промисловому світі. p> 1 Фізико-хімічні основи процесу
У процесі абсорбції вміст газу в розчині залежить від властивостей газу і рідини, температури, тиску і складу газової фази.
У результаті розчинення в рідині бінарної газової суміші (розподіляється компонент А, носій В) взаємодіють дві фази (Ф = 2), число компонентів дорівнює трьом (К = 3) і, згідно з правилом фаз, число ступенів свободи системи дорівнює трьом.
В системі газ - рідина змінними є температура, тиск і концентрації в обох фазах. Таким чином, в стані рівноваги при постійних значеннях температури і загального тиску залежність між парціальним тиском газу (або його концентрацією) і складом рідкої фази однозначна. Дана залежність виражається через закон Генрі, згідно з яким парціальний тиск розчиненого газу пропорційно його мольной частці в розчині або розчинність газу (поглинається компонента) у рідини при даній температурі пропорційна його парціальному тиску над рідиною:
В
Значення коефіцієнта Генрі для даного газу залежать від природи поглинача і газу і від температури, але не залежать від загального тиску в системі.
Для ідеальних розчинів на діаграмі залежність рівноважних концентрацій від тиску зображується прямою, що має нахил, рівний коефіцієнту Генрі. З підвищенням температури збільшується значення коефіцієнта Генрі і відповідно зменшується розчинність газу в рідині. Таким чином, розчинність газу в рідині збільшується з підвищенням тиску і зниженням температури.
Коли в рівновазі з рідиною знаходиться суміш газів, закону Генрі може слідувати кожен з компонентів суміші окремо.
Закон Генрі застосуємо до розчинів газів, критичні температури яких вище температури розчину, і справедливий тільки для ідеальних розчинів. Тому він з достатньою точністю застосуємо лише до сильно розведеним реальним розчинів, що наближається по властивостями до ідеальним, тобто дотримується при малих концентраціях розчиненого газу або при його малій розчинності. Для добре розчинних газів, при великих концентраціях їх у розчині, розчинність менше, ніж випливає з закону Генрі. Для систем, що не підкоряються цим законом, лінія рівноваги являє собою криву, яку будують зазвичай по досвідченим даним.
В
2 Пристрій абсорбційних апаратів
Абсорбери - апарати, в яких здійснюються абсорбційні процеси. Подібно іншим процесам массопередачи, абсорбція протікає на поверхні розділу фаз. Тому абсорбери повинні мати розвинену поверхню зіткнення між рідиною і газом. За способом утворення цієї поверхні абсорбери умовно поділяються на наступні 4 групи:
- поверхневі і плівкові;
- насадочні;
- барботажні (Тарілчасті);
- розпилюючі.
Поверхневі абсорбери. Ці абсорбери використовують для поглинання добре розчинних газів. У зазначених апаратах газ проходить над поверхнею нерухомої або повільно рухається рідини. Так як поверхня дотику 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 переміщалася по абсорберам самопливом, кожний наступний по ходу рідини апарат розташовують трохи нижче попереднього. Для відведення тепла, що виділяється при абсорбції, в апаратах встановлюють змійовики, охолоджувані водою або іншим охолоджуючим агентом, або поміщають абсорбери в судини з проточною водою.
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: трубчасті абсорбери, абсорбери з плоско - паралельної або листовий насадкою, абсорбери з висхідним рухом плівки рідини.
Насадочні абсорбери. Одним з найбільш поширених абсорберів поверхневого типу є насадок колон апарат. Він відрізняється простотою пристрою і придатністю до роботи з агресивними середовищами. Його застосування допустимо як у тих випадках, коли массообмен контролюється дифузійним опором рідкої фази, так і тоді, коли вирішальним є опір газової фази. Насадок абсорбери являють собою колони, завантажені насадкою - твердими тілами різної ф...
