Введение Теоритическая часть

Теоретическая часть

1. 
   Абсорбция
   

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

При физической абсорбции поглощаемый компонент не взаимодействует химически с абсорбентом. Процесс в большинстве случаев обратим. На этом свойстве основано выделение поглощенного компонента из раствора - десорбция. Если поглощаемый компонент образует с абсорбентом химическое соединение, то процесс называют хемосорбцией.
В промышленности процесс абсорбции обычно сочетают с десорбцией, что позволяет многократно использовать абсорбент.
Экспериментально установлено, что процесс абсорбции всегда сопровождается выделением теплоты.
Примерами использования процессов абсорбции в промышленности могут служить разделение углеводородных газов на нефтеперерабатывающих установках, получение соляной и серной кислот, аммиачной воды, очистка газовых выбросов от вредных примесей и др.
При выборе абсорбента необходимо оценивать такие его свойства, как селективность (избирательность) по отношению к поглощаемому компоненту, токсичность, пожарную опасность, стоимость, доступность и т. д.
Плотность орошения. В большинстве случаев для абсорбции используются аппараты колонного типа. В этих аппаратах жид­кость подается в верхнюю часть, стекает вниз, газ подается проти­вотоком, поступая в нижнюю часть и поднимаясь вверх. Скорости подачи жидкости и газа могут изменяться в зависимости от конст­рукции внутренних устройств. Количество жидкости, поступающее на единицу сечения колонны в единицу времени, обычно выража­ется в кг/(м²·ч), и эта величина называется плотностью орошения.


1.2 Статика процесса абсорбции

Рассмотрим двухфазную трехкомпонентную систему. Согласно правилу фаз Гиббса число степеней свободы этой системы равно трем (С = К-Ф+2 = 3-2+2 = 3). Следовательно, в состоянии равновесия при постоянных температуре t и общем давлении П зависимость между парциальным давлением поглощаемого компонента р (или его концентрацией) и составом жидкой фазы х однозначна. Эта зависимость выражается уравнением Генри: парциальное давление растворенного компонента пропорционально его мольной доле в растворе:

где Е - коэффициент Генри, зависящий от температуры и от природы поглощаемого газа и абсорбента.

Поскольку абсорбция сопровождается выделением теплоты, то согласно принципу Ле-Шателье с повышением температуры растворимость газа в жидкости уменьшается.
По закону Дальтона парциальное давление поглощаемого компонента выражается зависимостью


р=Пу*,

где у* - мольная доля компонента в газовой фазе, равновесной с жидкостью.

Подставив значение р в уравнение Генри, получим:

Таким образом, закон Генри может быть представлен зависимостью

у*=тх (1.1)

где m=Е/П - коэффициент распределения, постоянный для данной системы газ - жидкость при t=const и П=const.

Из двух последних зависимостей следует, что растворимость газа в жидкости увеличивается с повышением давления.
Закон Генри с достаточной точностью применим лишь к сильно разбавленным реальным растворам газов, приближающимся по свойствам к идеальным.