ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Технологический расчет абсорбционных процессов из "Очистка технологических газов" Технологический расчет разомкнутого процесса абсорбции сводится к расчету абсорбера. [c.44] При необратимой химической реакции (когда равновесное давление растворенного газа над раствором = 0) минимальную циркуляцию (расход) абсорбента н определяют из стехиометрического уравнения химической реакции. Реальная величина Ь = = Ьы /г а (здесь т)н. а — степень приближения к равновесию внизу абсорбера, зависящая от кинетики процесса). [c.44] Эту растворимость находят из равновесных данных. Величина Рг.н = Pl/2,H (здесь Р — давление в абсорбере г/а,н — концентрация извлекаемого компонента газа на входе в абсорбер, или точнее в газе, находящемся в контакте с раствором, выходящим из абсорбера). [c.45] Температура внизу абсорбера зависит от величины В общем случае растворимость газа 2 рассчитывают методом последовательного приближения [приближенный расчет из предположения, что ty = затем расчет г по уравнению (11,25), расчет уточненной величины и т. д.]. [c.45] Равновесная линия абсорбера (зависимость от x при переменной температуре, соответствующей профилю изменения температуры по высоте абсорбера) строится следующим образом. По уравнению (П,25), или более точно по полному балансу энтальпий, находят зависимость температуры раствора от концентрации Х2- Затем по равновесным данным для каждой величины х ж t находят значение Р1м у1 = РуР (где Р — давление в абсорбере). [c.45] При химической абсорбции вместо Кф (или К ) используется величина Кх = Р 1х , возрастающая с увеличением х . Циркуляция хемосорбента возрастает при увеличении концентрации примеси в очищаемом газе. [c.46] если десорбция проводится при атмосферном давлении без нагрева, вакуумирования и без отдува каким-либо газом (тХе- Рг.р равно общему давлению в десорбере), то для того чтобы концентрация примеси в очищенном газе составляла 4%, давление в абсорбере должно быть выше 2,45 МПа (25 кгс/см ). [c.47] При физической абсорбции велизина т] , д может достигать 70—80%, при хемосорбции она сильно зависит от скорости химической реакции. При тонкой очистке желательно, чтобы т]в,а 0,1, т. е. чтобы г/2, в 0,1г/2,в- В этом случае движущая сила процесса абсорбции практически не зависит от равновесного давления в верхней части абсорбера. Степень приближения к равновесию в нижней части десорбера обычно выше, чем в абсорбере, особенно при повышенной температуре. Поэтому можно принимать т]н,р = 0,8—1. [c.47] Количество менее растворимого газа (компонент 1), поглощаемое в абсорбере, зависит, как было указано выше, от его селективности. Чем вьппе коэффициент селективности, тем меньше потери очищаемого газа и соответственно степень загрязнения извлекаемого компонента 2 менее растворимым компонентом 1. [c.47] Таким образом, если y 1, (когда величина у2 мала) и т] 1, то б = С. Величина 1/С характеризует возможную потерю менее растворимого компонента с хорошо растворимым компонентом. Соответственно она позволяет рассчитать степень загрязнения извлекаемого газа, а также оценить целесообразность и необходимость усложнения технологической схемы для снижения потерь менее растворимого компонента. [c.48] Если на абсорбцию подается очень большой избыток растворителя по сравнению с необходимым по равновесию (т. е. величина 1Тн,а мала), потеря менее растворимого газа (например, водорода) возрастает. Кроме того, существенное влияние на эффективность селективного разделения газов оказывает различие в скорости абсорбции газов. [c.48] Когда селективность растворителя недостаточна, то для уменьшения потерь разделяемых газов и получения их в чистом виде используется промежуточная десорбция с рециркуляцией десорбированных газов. Однако это связано с дополнительным расходом электроэнергии и усложнением технологической схемы. Рециркуляция газов промежуточной десорбции целесообразна лишь при физн-ческой абсорбции, когда изменение парциального давления газов не оказывает существенного влияния на соотношение жидкость — газ. [c.48] Обычно хемосорбенты являются более селективными при этом чем ниже давление абсорбции, тем выше селективность. [c.48] Селективная абсорбция может также осуществляться за счет различия- в скоростях абсорбции. В этом случае селективное извлечение одного из компонентов возможно, например, вследствие большой скорости химического взаимодействия или каталитического ускорения одной из реакций. [c.48] Технологический режим (давление и температуру) промежуточной десорбции выбирают таким образом, чтобы обеспечить полную десорбцию менее растворимого компонента (водорода и др.) при минимальной десорбции хорошо растворимого компонента. Очевидно, что десорбция компонента 2 не будет происходить, если давление в промежуточном десорбере равно парциальному давлению компонента 2 над насыщенным раствором. (при отсутствии отдувки). Если температура в промежуточном десорбере равна температуре в абсорбере, то давление в нем д =-Рг.н Пн, а- Практически оно должно быть ниже, чтобы обеспечить дополнительную движущую силу десорбции менее растворимого газа 1 за счет отдувки его десорбирующимся компонентом 2. [c.49] Аналогичный эффект достигается при некотором повышении температуры в промежуточном десорбере. Распространенный способ промежуточной десорбции заключается в отдувке из раствора растворенного компонента 1 чистым компонентом 2 (возвращаемым после десорбции его в следующем десорбере), либо каким-либо другим газом. [c.49] Аналогично достигается десорбция компонента 2 в следующем десорбере, если расчет показывает, что десорбция сбросом давления и нагреванием [уравнение (11,38)] недостаточна для обеспечения нужной степени очистки газа. Кроме того, при повышении температуры увеличивается давление насыщенных паров растворителя, которые начинают играть роль отдувочного агента. [c.49] Важным фактором, влияющим на выбор режима регенерации, в частности его давления, является флегмовое число Ф = Рпар/ 2-От величины Ф вверху регенератора зависит расход тепла на создание отдувочного пара. Величина Ф необходима при расчете нагрузки по парогазовой смеси по высоте регенератора (т. е. при расчете его диаметра и т. д.). [c.50] Если термическая устойчивость растворителя и степень очист в абсорбере позволяют варьировать в некотором интервале давлени в регенераторе, то его выбирают, исходя из соображений экономт энергии (минимум расхода тепла). При этом важно изменение Ф при увеличении давления (а следовательно, и температуры). Величина dФ /di О (т. е. флегмовое число возрастает при повышении температуры), если давление растворенного газа над раствором увеличивается медленнее, чем давление паров растворителя, или (что равносильно) если теплота десорбции газа меньше теплоты испарения растворителя. При обратной зависимости выгодно повышать температуру, а следовательно, и давление регенерации (несмотря на кажущееся противоречие, так как снижение давления формально облегчает десорбцию). Однако в этом случае повышение температуры без увеличения давления приводит к росту Ф и расхода тепла, а следовательно, может привести (при ограниченном расходе тепла) и к ухудшению регенерации растворителя. [c.50] Вернуться к основной статье