ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основы технологического оформления из "Очистка технологических газов" Для физической абсорбции обычно применяют воду, органические растворители — неэлектролиты, не реагирующие с растворимым газом, и их водные растворы. В азотной промышленности к методам физической абсорбции можно отнести водную очистку от СО 2, очистку от двуокиси углерода - метанолом при низких температурах, очистку от СО и СН4 жидким азотом. [c.25] Современная теория растворов в общем случае не позволяет предсказать растворимость по свойствам чистых компонентов, но дает возможность сделать качественные или полуколичественные оценки. Это относится в первую очередь к термодинамике разбавленных растворов, наиболее распространенных в практике абсорбции. [c.25] Теория растворов дает следующие основные закономерности для расчета растворимости газов при физической абсорбции по минимальному количеству экспериментальных данных. [c.25] Большая часть процессов очистки практически ведется при давлениях, не превышаюш их 30 кгс/см . Повышение давления до 2,94 МПа (до 30 кгс/см ) приводит к отклонениям от закона Генри в пределах 10—30%. [c.26] Результаты расчета по уравнению (11,3) обычно совпадают с результатами, полученными в соответствии с теорией разбавленных растворов (уравнение Кричевского — Ильинской) Ц]. При расчете растворимости газа при высокой его концентрации в растворе и больших давлениях следует ввести поправку в соответствии с уравнениями (11,1)—(11,3). [c.26] Значения коэффициентов а, Ь и величины обычно определяют из экспериментальных данных, т. е. уравнения (11,1) и (11,3) используют как интерполяциоппыс. [c.26] Теория регулярных растворов удовлетворительно описывает равновесие жидкость — пар в растворах неэлектролитов, содержащих малонолярные, не реагирующие друг с другом компоненты. [c.27] Коэффициент А можно определить по экспериментальным данным о равновесии жидкость — пар в двойной системе. [c.27] Из уравнения (11,5) следует если два растворителя образуют смесь с положительными отклонениями от закона Рауля, то растворимость газа в этой смеси вь1ше его растворимости в идеальной смеси. При отрицательных отклонениях растворимость будет снижаться. Более подробно характер изменения растворимости в расслаивающихся смесях и растворах, не подчиняющихся законам регулярных растворов и при больших концентрациях газа, описан в литературе [3, 4]. Аналогично можно оценить и влияние одного газа в растворе на растворимость другого [1]. [c.27] Приведенные уравнения позволяют проводить количественные расчеты лишь для смесей, составленных из неполярных и малополярных веществ, ново многих случаях при отсутствии экспериментальных данных дают полуколи-чественную оценку ожидаемого эффекта. [c.27] Если раствор нагревается при смешении газа с жидкостью, АН 0. В ограниченном интервале температур теплота растворения АЯ величина постоянная. [c.28] Аналогично можно выразить, зависимость давления газа над раствором от температуры при заданной концентрации растворенного вещества или растворимости газа при заданном постоянном давлении. В большинстве случаев растворимость хорошо растворимых газов уменьшается при увеличении температуры (в достаточно широком интервале температур может проходить через минимум). Растворимость мало растворимых газов (например, водорода) во многих случаях возрастает при увеличении температуры. [c.28] От теплоты растворения АЯ зависит знак и скорость изменения растворимости с температурой. При физической абсорбции не происходит сильного взаимодействия молекул газа с молекулами растворителя, теплота растворения невелика и составляет обычно не более 16,76 кДж/моль (4 ккал/моль). Соответственно растворимость газа сравнительно мало зависит от температуры. [c.28] ИЗ табл. П,2, значения коэффициента Ъ могут быть предсказаны с большей степенью точности, чем значения а (расчетные значения иногда сильно занижены). Кроме того, в литературе отсутствуют точные значения коэффициентов гол я многих веществ и данные для их расчета. [c.30] Практическое использование уравнения (П,8) может заключаться в следующем. По имеющимся в литературе данным о растворимости по крайней мере двух газов в данном растворителе строят зависимость Iga от Уео,2 и затем по полученной прямой находят значение растворимости исследуемого газа. Точность расчета обычно составляет 25—30%, хотя в ряде случаев 19], особенно для растворов гелия, аммиака и хлористого водорода, ошибка значительно выше. [c.30] Из уравнений (11,8) и (11,9) следует, что природа растворителя (т. 6. е ол/ ) по-разному влияет на растворимость газов в зависимости от величины е 0,21 - При е о,а е ол растворимость газа монотонно уменьшается с ростом еол больших ео.г растворимость увеличивается с повышением е ол общем случае проходит через мак-симум (см. рис. П-2). Последнее характерно для хорошо растворимых газов. [c.31] Как показал анализ экспериментальных данных и уравнений (П,8) и (11,9), теплота растворения газа возрастает пропорционально Уе о,а/ (рис. П-З). При малых растворимость увеличивается с повышением температуры (тепло поглощается при растворении газа, ДЯ 0), при больших е о,г растворимость уменьшается с увеличением температуры. При8ол/ео,а = 3,5 4 растворимость газа мало ЗАВИСИТ от температуры и возможно изменение знака температурной зависимости растворимости газов (теплота растворения равна нулю). [c.31] Возможность и целесообразность использования приведенных теоретических закономерностей для расчета растворимости газов зависит от постановки задачи. При ориентировочном поисковом расчете, например при выборе растворителя, достаточно приближенно оценить растворимость газа по теоретическим уравнениям. [c.31] При точном расчете в ходе проектирования при оптимизации процесса повышаются требования к точности исходных равновесных данных и возникает необходимость экспериментального исследования. [c.32] Для физической абсорбции характерна относительно малая растворимость газа- (при малых давлениях). Однако в ряде случаев растворимость может быть весьма велика. Так, растворимость ацетилена в органических растворителях вследствие образования водородных связей даже при атмосферном давлении мЬжет достигать 20—30 м /м , а растворимость аммиака — 100—200 объем/объем. Теплоты растворения газов в таких случаях могут составлять 29,3— 33,5 кДж/моль (7—8 ккал/моль). [c.32] Вернуться к основной статье