ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы процесса из "Технология связанного азота" В интервале температур от —30 до —60 °С и под давлением 10—30 ат метанол является эффективным абсорбентом не только двуокиси углерода, но и сероводорода, органических соединений серы и некоторых других примесей, присутствующих в газовой смеси. [c.235] Принципиальная схема очистки газа методом низкотемпературной абсорбции показана на рис. V-10. [c.235] Исходный газ под давлением 10—30 ат поступает в теплообменники, где охлаждается обратными потоками очищенного газа и газов десорбции. В теплообменнике 1 газ охлаждается до —3 °С и освобождается от примесей, конденсирующихся при этой температуре (например, газового бензина и большей части влаги). Во втором теплообменнике 2 температура газа снижается до минус 20—минус 40 °С. Отсюда газ поступает в абсорбер 4, где промывается холодным метанолом. [c.235] При абсорбции газов метанолом выделяется теплота их растворения, составляющая 4050 кал моль для СО и 4600 кал/моль для HjS. В результате этого температура в абсорбере повышается. [c.235] Необходимая температура в верхней части абсорбера (не выше —40 °С) поддерживается путем аммиачного охлаждения. [c.235] Выделившиеся в десорбере газы, последовательно проходя теплообменники 1 и 2, нагреваются, охлаждая при этом свежий (исходный) газ, поступающий на очистку. Регенерированный метанол, минуя пусковой холодильник 5, возвращается в цикл абсорбции. [c.236] Потери водорода при низкотемпературной абсорбции также уменьшаются по сравнению с их потерями при водной промывке газа под давлением. Это связано 200 не только с сокращением удель-ного расхода абсорбента, но и с меньшей растворимостью водорода в метаноле при понижении температуры. [c.237] Компенсация потерь холода за счет теплообмена с окружающей средой и недорекуперации в теплообменниках осуществляется путем аммиачного охлаждения непосредственно в абсорбере 4. Аммиачная холодильная машина работает при температурах в пределах от —40 до —50 °С. [c.237] Процесс низкотемпературной абсорбции наиболее целесообразно проводить под давлением 10—30 ат. Низший предел давления, указываемый в литературных источниках, составляет 5 ат. [c.237] Описанный метод эффективен при необходимости одновременного удаления из газовой смеси нескольких примесей при их достаточно высоком начальном содержании. Несмотря на необходимость применения холодильной машины, энергетические расходы в описанном процессе не превышают расхода энергии при промывке газа водой. [c.237] Примечание- Коэффициент а выражает растворимость газа в лЗ на 1 м3 растворителя, при нормальных условиях (стр. 220). [c.237] Такими сорбентами являются водные растворы комплексных соединений одно- и двухвалентной меди и аммиака, содержащ,ие анионы угольной, муравьиной или уксусной кислот. Эти так называемые медноаммиачные растворы различают по анионам кислоты (карбонатные, формиатные, ацетатные растворы). [c.238] Примерный состав производственных медноаммиачных растворов представлен в табл. V- . [c.238] Датский физик Бьеррум, изучавший состав комплекса двухвалентной меди и аммиака, нашел, что Си образует целую серию комплексных соединений с аммиаком и водой, находящихся в равновесии между собой. Количество аммиака, входящего в комплексные соединения, зависит от концентрации свободного NHg в растворе и изменяется в пределах 1—5 моль на 1 г-атом меди. Под свободным аммиаком здесь понимается концентрация его в растворе, соответствующая парциальному давлению паров NH3 над раствором. Бьеррум показал, что при концентрации свободного аммиака более 0,1 моль л одновалентная медь образует комплексное соединение, в котором на один атом меди приходится две молекулы NHg. [c.238] Процесс медноаммиачной очистки можно рассматривать как цикл, состоящий из стадий абсорбции и регенерации. [c.239] Протекание этой реакции слева направо способствует выпадению осадка металлической меди, возможному при недостаточной концентрации двухвалентной меди в. растворе. Поэтому для обеспечения устойчивости раствора примерно 15—20% от общего количества в нем меди должно находиться в двухвалентной форме. [c.239] В процессе регенерации медноаммиачного раствора, проводимой с повышениемтемпературы, окись углерода, входящая в состав комплексного соединения, восстанавливает двухвалентную медь по реакции (V-19), что при недостатке способствует выпадению металлической меди в осадок. [c.239] Ут — предел абсорбционной емкости раствора (в предположении, что на один атоМ одновалентной меди приходится одна молекула СО), м /м растврра рсо — парциальное давление СО, атм а — коэффициент, зависящий от температуры и состава раствора. [c.239] Зависимость растворимости окиси углерода в медноаммиачном растворе от температуры и парциального давления СО (по данным Н. М. Жаворонкова) 7г-при О С 2—при 20 °С 3—при 30 °С 4—при 60 С (объем поглощенной СО приведен к нормальным условиям). [c.240] При абсорбции со всегда происходит поглощение СОа, одновременно присутствующей в газовой смеси. Двуокись углерода образует с аммиаком в растворе аммонийные соли. При абсорбции СО выделяется 10,5—13,2 ккал1моль тепла, при абсорбции СО2— в среднем 15 ккал1моль. [c.240] Вернуться к основной статье