Абсорбція та адсорбція

Скачать

Абсорбція: поняття, види, швидкість протікання процесу. Принцип дії поверхневих, зрошувальних та плівкових абсорберів. Схема емульгаційної насадкової колони. Будова порожнистих розпилювальних абсорберів. Двоадсоберна установка безперервної дії, десорбція.

Размер: 4,3 M
Тип: курсовая работа
Категория: Химия
Скачать

Другие файлы:

Методи розділення та очистки речовин
Розгляд поняття, способів вираження хімічної чистоти та розділення матеріалів. Характеристика сорбційних (абсорбція, адсорбція), кристалічних процесів...

Адсорбція
Адсорбція як процес концентрування газоподібної або розчиненої речовини на поверхні розділу фаз. Роль та значення робіт Т.Є. Ловіца та Н.Д. Зелінськог...

Абсорбція лікарської речовини в організмі

Основні проблеми хімічної кінетики
Основні фактори, що визначають кінетику реакцій. Теорія активного комплексу (перехідного стану). Реакції, що протікають в адсорбційній області. Хімічн...

Поверхневі явища і адсорбція
Сутність поверхневого натягу рідини та розчинів, фактори залежності. Основні поняття сорбційних явищ, речовини–поглиначі; класифікація адсорбції. Пове...


Краткое сожержание материала:

Размещено на

Вступ

Актуальність моєї курсової роботи полягає в тому що сьогодні проблема забруднення навколишнього середовища стала однією з найбільш значущих, бо стосується всіх країн світу. В даній роботі описані установки та апарати за допомогою яких можна значно зменшити викиди забруднюючих газів в навколишнє середовище й цим самих зменшити згубний вплив на нього.

В курсовій роботі наведені приклади абсорбентів та адсорбентів, які найчастіше використовують в промисловості й ряд вимог, які вони повинні задовольняти. Також, приведені вимоги до абсорбційної та адсорбційної апаратури.

Метою курсової роботи є ознайомлення з процесами абсорбції та абсорбції. Ознайомлення з головними вимогами, що пред'являються абсорбційним та адсорбційним апаратам та установкам. Ознайомлення з принципом роботи абсорбційних та адсорбційних апаратів та установок.

Об'єктом курсової роботи є - процес абсорбції та адсорбції в цілому, так як за допомогою даних процесів можна суттєво покращити стан навколишнього середовища.

Завданням курсової роботи є ознайомлення з процесами абсорбції та адсорбції, дослідження шляхів вирішення проблеми забруднення навколишнього природного середовища за допомогою абсорбційної та адсорбційної апаратури.

Розділ 1. Абсорбція. Загальні відомості

Абсорбцією називають процес поглинання газу рідким поглиначем (абсорбентом), я якому газ розчинюється в тій чи іншій мірі. Зворотний процес - виділення розчиненого газу з розчину називається десорбцією.

В абсорбційний процесах (абсорбція, десорбція) приймають участь дві фази - рідка и газоподібна й відбувається перехід речовини з газоподібної фази в рідку ( при абсорбції) або навпаки, з рідкої фази в газоподібну ( при десорбції). Таким чином, абсорбційні процеси є одним з видів процесів масо передачі.

На практиці абсорбції піддають в більшій частині не окремі гази, а газові суміші, складові частини яких ( одна або декілька) можуть поглинатися даним поглиначем в помітних кількостях. Ці складові частини називають абсорбційними компонентами або просто компонентами, а складові частини, що не поглинаються - інертним газом. [1]

Розрізняють фізичну і хімічну абсорбцію (хемосорбцію).

При фізичній абсорбції молекули абсорбтива (компонент, що поглинається) не вступають з молекулами абсорбенту в хімічну взаємодію, тобто процес поглинання цільового компонента рідким поглиначем не супроводжується хімічною реакцією. При цьому над розчином існує певний рівноважний тиск компонента, і до тих пір, поки парціальний тиск компонента в газовій фазі перевищує рівноважний тиск над розчином, процес поглинання триває; досить повний витяг компонента з газового потоку можливий тільки при протитечії і подачі в багатоступінчастий абсорбер чистого абсорбенту.

При хімічній абсорбції молекули абсорбтива вступають у хімічну взаємодію з молекулами активного компонента абсорбенту, утворюючи нове хімічне з'єднання. В порівнянні з фізичною абсорбцією в цьому випадку рівноважний тиск компонента над розчином мізерно малий і можливе повне його вилучення з газової фази.

Однак поділ процесу поглинання на фізичну і хімічну абсорбцію слід вважати умовним: процес поглинання, що супроводжується відносно сильною фізичною взаємодією молекул абсорбтива з молекулами абсорбенту, близький до процесу поглинання, що супроводжується слабкою хімічною реакцією.

Поєднання абсорбції з десорбцією дозволяє багатократно використовувати практично без втрат рідкий поглинач в замкнутому контурі абсорбер-десорбер-абсорбер (круговий процес) і виділяти поглинутий компонент в чистому вигляді.[2]

В промисловості абсорбція с послідуючою десорбцією шороко застосовується для виділення з газових сумішей цінних компонентів (наприклад, для витягу з коксового газу аміака, бензолу та ін..), для очистки технологічних і горючих газів від шкідливих домішок ( наприклад, при очистці їх від сірководню), для санітарної очистки газів ( наприклад, відхідних газів від сірчаного ангідриду).

В деяких випадках десорбцію не проводять, якщо компонент, що вилучається і поглинач є дешевими або залишковими продуктами або якщо в результаті абсорбції виходить готовий продукт ( наприклад, соляна кислота при абсорбції хлористого водню водою). [3]

1.1 Швидкість абсорбції

При застосуванні процесів абсорбції мають справу як з добре, так і з погано розчинними газами. В залежності від цього механізм переносу маси видозмінюється, що безпосередньо впливає на значення коефіцієнта масопередачі, а отже, і на інтенсивність процесу. При абсорбції добре розчинних газів опір масопередачі при проходженні газу через кордон контакту невеликий і ним можна знехтувати. Навпаки, при абсорбції погано розчинних газів основний опір масопередачі зосереджено на межі переходу газоподібної речовини в рідку фазу. Таке розділення газів на добре і погано розчинні умовно, але воно має велике значення для підбору апаратури при реалізації процесу.

Процеси фізичної абсорбції в ряді випадків супроводжуються тепловими ефектами розчинення, і цю обставину також слід враховувати при організації процесу. Розчинність газів у рідинах при збільшенні температури зменшується, і тому в тих випадках, коли теплота розчинення газу в рідині значна, необхідно при виборі абсорбційної апаратури передбачати можливість відведення теплоти, що утворюється для повноти проведення процесу.

При проведенні процесів десорбції необхідно нагрівати суміш, тим самим змушуючи виділятися абсорбований газ.[4]

Розділ 2. Абсорбенти

Абсорбенти - це речовини, що володіють здатністю абсорбції, тобто поглинання, всмоктування якої-небудь іншої речовини з розчину або з газу всією своєю масою, на відміну від адсорбентів, які поглинають, всмоктують тільки своєю поверхнею. Абсорбція - це окремий випадок сорбції. При фізичній абсорбції процес поглинання речовини не супроводжується хімічною реакцією, а при хемосорбції речовина, що абсорбує вступає в хімічну реакцію з речовиною абсорбенту.[5]

2.1 Види абсорбентів

В якості абсорбентів в принципі може бути використана будь-яка рідина, в якій може розчинятися компонент, що вилучається з газового потоку.

При фізичній абсорбції в процесах рекуперації зазвичай використовують органічні розчинники - неелектоліти, що не реагують з цільовим компонентом, і їх водні розчини.[2]

Неелектоліти - це речовини, розчини або розплави яких не проводять електричний струм. До них відносяться: кисень, водень, багато органічних речовин (ефіри, бензол та ін.) У молекулах цих речовин існують ковалентні не полярні або малополярні зв'язки.[6]

При хімічній абсорбції в якості абсорбентів використовують водні розчини моноетаноламіну, діетилноламіна, аміаку, розчини карбонату натрію і калію, трікалійфосфата та інші. Молекули цільового компонента, розчиненого в рідині, вступають в реакцію з молекулами активного компонента абсорбенту. Більшість реакцій є екзотермічними та оборотними, в наслідок чого при підвищенні температури рідини хімічна сполука , що виникла розкладається з виділенням вихідних компонентів.[2]

2.2 Вимоги до абсорбентів

Промислові абсорбенти, що застосовуються в безперервних процесах очистки газових потоків, повинні задовольняти ряд вимог:

володіти достатньо високою поглинальною здатністю;

володіти високою селективністю по відношенню до видобутих компонентів;

мати якомога меншу летючість;

володіти гарними кінетичними властивостями;

володіти гарною здатністю до регенерації;

володіти термохімічною стійкістю;

не завдавати значного корозійного впливу впливу на апаратуру;

мати низьку вартість і бути доступними в промислових масштабах.

Крім того, в разі фізичної абсорбції абсорбент повинен бути хімічно інертним по відношенню до компонентів суміші, що розділяється.

Перша вимога призводить до зменшення витрати абсорбенту і, таким чином, до зниження витрат енергії на транспортування рідкої фази і на регенерацію абсорбенту.

Друга вимога забезпечує можливість більш повного поділу суміші газів.

При здійсненні процесу абсорбції парціальний тиск парів абсорбенту повинен бути невеликий, щоб уникнути втрат поглинача, у зв'язку з чим необхідне виконання третьої вимоги.

Виконання четвертого вимоги дозволяє знизити висоту абсорбера.

П'ята вимога, за умови легкої регенерації абсорбенту, призводить до скорочення часу регенерації і витрат теплоносія. Абсорбент при цьому повинен мати досить високу температуру кипіння, щоб запобігти втрати його за рахунок випаровування при проведенні стадії регенерації. Температура кипіння абсорбенту повинна бути вище 150 ° С. У промисловій практиці добре зарекомендували себе абсорбенти, температура кипіння яких дорівнює 170-200 ° С.

Від виконання шостої вимоги залежить тривалість використання абсорбенту в кругових процесах. Тому при виборі абсорбенту необхідно враховувати навіть ті побічні реакції, що повільно протікають (взаємодія з компонентами газового потоку, гідроліз та інші) в умовах безпер...