Фізична сутність абсорбції ................................................ 7
Математична модель абсорбції ............................................. 8
Рівновага при абсорбції ................................................ 8
Матеріальний баланс процесу абсорбції ........................ .12
Абсорбція (від латинського absorptio від absorbere - поглинати) - це явище поглинання сорбата всім об'ємом сорбенту. Абсорбція - окремий випадок сорбції.
Абсорбція, як правило, означає поглинання газів в об'ємі рідини або рідше твердого тіла. Поглинання твердим абсорбентом, наприклад, водню паладієм, називають окклюзией. 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 абсорбіруемих компонентами (абсорбатамі), а непоглощающіх частини - інертним газом.
Абсорбцією називають процес поглинання газу рідким поглиначем, в якому газ розчинний в тій чи іншій мірі. Зворотний процес - виділення розчиненого газу з розчину - носить назву десорбції.
У абсорбційних процесах (абсорбція, десорбція) беруть участь дві фази - рідка і газова, і відбувається перехід речовини з газової фази в рідку (при абсорбції) або, навпаки, з рідкої фази в газову (при десорбції). Таким чином, абсорбція процеси є одним з видів процесів масопередачі.
Промислове проведення абсорбції може поєднуватися або не сполучається з десорбцією. Якщо десорбції не виробляють, поглинач використовується одноразово. При цьому в результаті абсорбції отримують готовий продукт, напівфабрикат або, якщо абсорбція проводиться з метою санітарної очистки газів, отбросний розчин, зливається (після знешкодження) в каналізацію.
Поєднання абсорбції з десорбцією дозволяє багаторазово використовувати поглинач і виділяти абсорбований компонент в чистому вигляді. Для цього розчин після абсорбера направляють на десорбції, де відбувається виділення компонента, а регенерований (звільнений від компонента) розчин знову повертають на абсорбцію. При такій схемі (круговий процес) поглинач не витрачається, якщо не брати до уваги деяких його втрат, і весь час циркулює через систему абсорбер - десорбер - абсорбер.
У деяких випадках (при наявності малоцінного поглинача) в процесі проведення десорбції відмовляються від багаторазового застосування поглинача. Пій цьому регенерований в десорбері поглинач скидають в каналізацію, а в абсорбер подають свіжий поглинач.
Поглиначі, абсорбція в яких супроводжується необоротною хімічною реакцією, не піддаються регенерації шляхом десорбції. Регенерацію таких поглиначів можна виробляти хімічним методом [1].
Апарати, в яких проводять процеси абсорбції, називають абсорберами.
При абсорбції процесах массообмен відбувається на поверхні зіткнення фаз. Тому абсорбція апарати повинні мати розвинену поверхню зіткнення між газом і рідиною. Виходячи з цього, абсорбція апарати можна розділити на наступні групи:
а) Поверхневі абсорбери, в яких поверхнею контакту між фазами є дзеркало рідини (власне поверхневі абсорбери) або поверхня поточної плівки рідини (плівкові абсорбери) (рис. 1). До цієї ж групи належать насадок абсорбери, в яких рідина стікає по поверхні завантаженої в абсорбер насадки з тіл різної форми (кільця. Кусковий матеріал і т. Д.), І механічні плівкові абсорбери. Для поверхневих абсорберов поверхню контакту до певної міри визначається геометричній поверхнею елементів абсорбера (наприклад, насадки), хоча в багатьох випадках і не дорівнює їй.
Малюнок 1 - Плівковий абсорбер з плоскопараллельной (листовий) насадкою:
1 - пакети листової насадки;
2 - розподільчий пристрій
б) Барботажние абсорбери, в яких поверхня контакту розвивається потоками газу. розподіляється в рідині у вигляді бульбашок і струмків. Тaкое рух газу (барботаж) здійснюється шляхом пропускання його через заповнений рідиною апарат (суцільний барботаж) або в апаратах колонного типу з ковпачковими, сітчатимі або провальними тарілками. Подібний характер взаємодії газу і рідини спостерігається також в насадок абсорбера з затопленої насадкою. У цю ж групу входять барботажні абсорбери з перемішуванням рідини механічними мішалками. У барботажних абсорберах поверхню контакту визначається гідродинамічним режимом (витратами газу і рідини).
в) Розпилююча абсорбери, в яких поверхня контакту утворюється шляхом розпилення рідини в масі газу на дрібні краплі. Поверхня контакту визначається гідродинамічним режимом (витратою рідини). До цієї групи належать абсорбери, в яких розпилення рідини проводиться форсунками (форсункові, або порожнисті, абсорбери), в струмі рухається з великою швидкістю газу (швидкісні прямоточні розпилюють абсорбери) або обертаються механічними пристроями (механічні розпилюють абсорбери).
Наведена класифікація абсорбційних апаратів є умовною, так як відображає не стільки конструкцію апарату, скільки характер поверхні контакту. Один і той же тип апарату в залежності від умов роботи може опинитися при цьому в різних групах. Наприклад, насадок абсорбери можуть працювати як в плівковому, так і в барботажному режимах В апаратах з барботажний тарілками можливі режими, коли відбувається значне розпилення рідини і поверхня контакту утворюється в основному краплями [3].
Фізична сутність абсорбції
У абсорбційних процесах беруть участь дві фази - рідка і газова, і відбувається перехід речовини з газової фази в рідку. Тому, абсорбція процеси є одним з видів процесів масопередачі.
Абсорбції піддають здебільшого не окремі гази, а газові суміші, складові частини яких (одна або кілька) можуть поглинатися даними поглиначем в помітних кількостях. Ці складові частини називають абсорбіруемих компонентами або просто компонентами, а не поглинаються складові частини - інертним газом.
Рідка фаза складається з поглинача і абсорбованого компонента. У багатьох випадках поглинач являє собою розчин активного компонента, який входить в хімічну реакцію з абсорбіруемим компонентом; при цьому речовина, в якому розчинений активний компонент, буде розчинник.
Інертний газ і поглинач є носіями компонента відповідно в газовій і рідкій фазах. При фізичній абсорбції інертний газ і поглинач НЕ витрачаються і не беруть участь в процесах переходу компонента з однієї фази в іншу. При хемосорбції поглинач може хімічно взаємодіяти з компонентом [2].
Перебіг абсорбційних процесів характеризується їх статикою і кінетикою.
Статика абсорбції, т. Е. Рівновага між рідкою і газовою фазами, визначає стан, яке встановлюється при досить тривалому зіткненні фаз. Рівновага між фазами визначається термодинамічними властивостями компонента і поглинача і залежить від складу однієї з фаз, температури і тиску.
Кінетика абсорбції, т. Е. Швидкість процесу масообміну визначається рушійною силою процесу (т. Е. Ступенем відхилення системи від рівноважного стану), властивостями поглинача, компонента і інертного газу, а також способом дотику фаз (пристроєм абсорбційного апарату і гідродинамічним режимом його роботи) . У абсорбційних апаратах рушійна сила, як правило, змінюється по їх довжині і залежить від характеру взаємного руху фаз (протитечія, прямоток, перехресний струм і т. Д.).
Розрізняють фізичну абсорбцію і Хемосорбція.
При фізичній абсорбції розчинення газу не супроводжується хімічною реакцією (або, принаймні, ця реакція не робить помітного впливу на процес). В даному випадку над розчином існує більш-менш значне рівноважний тиск компонента і поглинання останнього відбувається лише до тих пір, поки його парціальний тиск у газовій фазі вище рівноважного тиску над розчином. Повний витяг компонента з газу при цьому можливо тільки при противотоке і подачі в абсорбер чистого поглинача, що не містить компонента.
При хемосорбції (абсорбція, супроводжувана хімічною реакцією) абсорбіруемий компонент зв'язується в рідкій фазі у вигляді хімічної сполуки. При незворотною реакції рівноважний тиск компонента над розчином мізерно мало і можливо повне його поглинання. При оборотної реакції над розчином існує помітний тиск компонента, хоча і менше, ніж при фізичній абсорбції [5].
Області застосування абсорбційних процесів
Області застосування абсорбційних процесів в хімічній і смеж-них галузях промисловості досить великі. Деякі, з цих областей вказані нижче:
1.Получение готового продукту шляхом поглинання газу рідиною. Прикладами можуть служити: абсорбція SO3 в про-ізводстве сірчаної кислоти; абсорбція НС1 з отриманням соляної кис-лоти; абсорбція окислів азоту водою (виробництво азотної кислоти) або лужними розчинами (отримання нітратів) і т. д. При цьому абсорбція проводиться без подальшої десорбції.
Поділ газових сумішей для виділення од-ного або декількох цінних компонентів суміші. У цьому випадку застосовується поглинач повинен володіти якомога більшою поглинальною здатністю по відношенню до витягується
компоненту і можливо меншою по відношенню до інших складових
частинам газової суміші (виборча, або селективна, абсорбція).
При цьому абсорбцію зазвичай поєднують з десорбцією в круговому про-процесі. Як приклади можна привести абсорбцію бензолу з
коксового газу, абсорбцію ацетилену з газів крекінгу або піролізу
природного газу, абсорбцію бутадієну з контактного газу після раз-розкладання етилового спирту і т. п.
Очищення газу від домішок шкідливих компонентів.
Таке очищення здійснюється перш за все з метою видалення
домішок, які не допустимих при подальшій переробці газів (наприклад, очищення нафтових і коксових газів від Н2 S, очищення азотноводородной суміші для синтезу аміаку від СО2 і СО, осушення сірчистого газу у виробництві контактної сірчаної кислоти і т. д.). Крім того, вироби водять санітарну очистку випускаються в атмосферу газів, що відходять (наприклад, очищення топкових газів від SO2; очищення від С12 абгаз після конденсації рідкого хлору; очищення від фтористих сполук газів, що виділяються при виробництві мінеральних добрив, і т. П.).
В даному випадку витягають компонент зазвичай викорис-товують, тому його виділяють шляхом десорбції або направляють рас-твор на відповідну переробку. Іноді, якщо кількість извле-Каєм компонента дуже мало і поглинач не представляє цінності, розчин після абсорбції скидають в каналізацію.
4. Уловлювання цінних компонентів з газової суміші для запобігання їх втрат, а також за санітарними розуміннях, наприклад рекуперація летких розчинників (спирти, кетони, ефіри й ін.).
Слід зазначити, що для розділення газових сумішей, очищення га-зов і уловлювання цінних компонентів поряд з абсорбцією примі-няют і інші способи: адсорбцію, глибоке охолодження та ін. Вибір того чи іншого способу визначається техніко-економічними сообра-жениями. Зазвичай абсорбція краще в тих випадках, коли не потрібно дуже повного вилучення компонента [3].
Схожі роботи:
Проблема абсорбції російських іммігрантів в Ізраїлі
значний досвід, накопичений Ізраїлем в області абсорбції. існує певна неузгодженість в підходах до. стали працювати в парамедицинских областях. Міністерство абсорбції спільно з Міністерством охорони здоров'я організовували різні.
Розрахунок вузла абсорбції аміачно-повітряної суміші
Курсова робота >> Промисловість, виробництво
тема: «Розрахунок вузла абсорбції аміачно-повітряної суміші» Виконав. розрахунку вузла абсорбції ........................ 4 2.Опісаніе технологічної схеми вузла абсорбції .................. 4 3.Краткая. розрахунку вузла абсорбції Побудувати статистичну модель вузла абсорбції методом повнофакторного.
Визначення якості кабельної ізоляції по струмів абсорбції
Лабораторна робота >> Промисловість, виробництво
якості кабельної ізоляції по струмів абсорбції Мета: Вивчення приладів і методів. В основі обох методів лежить явище абсорбції. Це явище накопичення на кордонах. діелектриків зарядів, іменованих зарядами абсорбції. Це пов'язано з відмінностями властивостей.
Лабораторна робота >> Хімія
Абсорбція - це явище поглинання речовин рідинами.
Дипломна робота >> Екологія
технологічні процеси, в яких основні методи (абсорбція. адсорбція і окислення) застосовують в різних. проведення процесів масообміну (ректифікація, дистиляція, абсорбція. десорбція) в хімічній, нафтохімічній, нафтопереробній та інших.