Сущность абсорбции, применение.

Равновесие. Закон Генри.

Влияние температуры и давления на растворимость газов в жидкости.

Требования к абсорбенту и выбор.

Сущность абсорбции, применение.

Абсорбцией называется процесс избирательного поглощения компонентов из газовых или парогазовых смесей жидкими поглотителями (абсорбентами).

Обратный процесс — выделение поглощенного газа из поглотителя — называется десорбцией.

При контактировании газовой смеси с жидким поглотителем один компонент (или несколько) переходит из одной фазы в другую

Абсорбция подразделяется на два вида.

Физическая абсорбция – поглощаемый компонент не взаимодействует химически с абсорбентом. Он только растворяется в абсорбенте. Процесс в большинстве случаев обратим. На этом свойстве основано выделение поглощённого компонента из раствора – десорбция.

Химическая абсорбция (хемосорбция) – поглощаемый компонент с абсорбентом образует химическое соединение. В этом случае поглотитель представляет собой химически активный компонент или раствор химически активного компонента; вещество, в котором растворён химически активный компонент называется растворителем.

В промышленности процесс абсорбции обычно сочетают с последующей десорбцией, что позволяет многократно использовать абсорбент.

Экспериментально установлено, что процесс абсорбции всегда сопровождается выделением теплоты.

Процессы абсорбции широко применяются в промышленности:

- для разделения углеводородных газов на нефтеперерабатывающих установках;

- для получения соляной и серной кислот, аммиачной воды;

- для выделения из газовых смесей ценных компонентов из газов крекинга или пиролиза метана, извлечения из коксового газа аммиака, бензола и др.,

- для очистки технологических и горючих газов от вредных примесей (например, при очистке их от сероводорода),

 

2

- для санитарной очистки газов (например, отходящих газов от сернистого ангидрида) и т. д.

В некоторых случаях десорбцию не проводят, если извлекаемый компонент и поглотитель являются дешевыми или отбросными продуктами или если в результате абсорбции получается готовый продукт (например, соляная кислота при абсорбции хлористого водорода водой).

Растворимость газов в жидких поглотителях зависит:

1) от физических и химических свойств газовой и жидкой фаз;

2) от температуры;

3) от давления газа в смеси; чем оно выше, тем растворимость газа больше.

 

Требования к абсорбенту и выбор.

Основные проблемы при осуществлении абсорбции связаны с подбором абсорбента и созданием рациональных условий контактирования газа и жидкости.

При выборе абсорбента к нему предъявляются следующие требования:

- селективность, т.е. способность избирательного поглощения целевого компонента при возможно малой растворимости в нём газа-носителя, что позволяет перевести в жидкую фазу только поглощаемый компонент (ПК), оставляя газ-носитель в газовой фазе;

- большая поглотительная способность, т.е. высокая растворимость поглощаемого вещества в жидкой фазе в рабочих условиях; при этом уменьшаются затраты на подачу абсорбента, затраты теплоты на его нагрев при десорбции и т.д.;

- возможно более низкая летучесть (в идеале – нулевая), т.е.малая упругость паров абсорбента при рабочей температуре во избежание его потерь с уходящим газом;

- устойчивость в работе, т.е. абсорбент не должен подвергаться изменениям – разложению, окислению, осмолению и т.д.;

- безопасность (удобство) в работе – нетоксичность, негорючесть, малое коррозионное воздействие на аппаратуру;

- доступность и дешевизна;

- лёгкая регенерируемость при десорбции или каком-либо другом процессе регенерации.

 

Физические основы процесса абсорбции