ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные данные из "Очистка газа" Было показано [1 ], что при равновесных условиях в водных растворах аммиака присутствуют в измеримых количествах ионы НСО , КНгСОО и СО , а тажке недиссоциированный ННз. Те же авторы установили, что в большинстве случаев сероводород присутствует в растворе только в виде ионов НЗ . При pH раствора ниже 12 концентрация иона сульфида незначительна и даже ири значении pH, равном 12, содержание этого иона составляет всего 0,1% от общего количества связанного сероводорода. [c.68] Давление паров. Давление паров НгЗ и КНз над растворами с различными концентрациями и различным молярным отношением обоих этих компонентов определяли ряд авторов [1—7]. Было определено также [8] давление паров МНз, НгЗ и НгО над водными растворами сульфида аммония и сульфогидрата аммония, содержащими до 9% общего аммиака, в пределах температур 20—60°. Эти данные приведены в табл. 4. 1 и 4. 2. [c.69] Разработан метод расчета давления паров НгЗ и КНз над водными растворами, основанный на данных химического равновесия в растворах [1]. Числовые значения констант равновесия выведены из экспериментальных данных. [c.69] Те же авторы [1] предлагают пользоваться следующим уравнением при расчете коэффициента Генри для растворов, обычно применяемых при абсорбции сероводорода. [c.70] Константа равновесия К не является строго постоянной величиной и меняется в зависимости от концентрации растворенных солей в растворе. Эти же авторы (1 ] нашли, что это изменение можно представить в виде функции ионной силы 1. [c.70] На рис. 4. 1 показано вычисленное этим методом давление паров НгЗ и NHз для 0,5—1,0 и 2н водных растворов аммиака при 20° при различных молярных отношениях НгЗ КНз. [c.71] Вычисленные значения хорошо совпадают с большинством опытных данных, приводимых в литературе. Однако значения, полученные экспериментально для растворов сульфида аммония и сульфогидрата аммония 18], обнаруживают значительные расхождения. Причина этого, возможно, связана с применением динамического метода [8], а также с встретившимися трудностями анализа, отмеченными в статье. Первая группа исследователей [1] применяла как динамический, так и статический методы, результаты которых практически совпадали. [c.71] В табл. 4. 3 приводятся данные, вычисленные но этому методу и полученные опытные данные [4]. Для систем, содержащих НгЗ, СОг и аммиак, предложен более сложный метод расчета [1 ]. Однако для сравнительно разбавленных растворов аммиака рассмотренный выше простой метод 14] дает практически совпадающие результаты. [c.72] Избирательная абсорбция сероводорода. Наблюдения показали И0], что если продолжительность контакта для газа мала (около 5 сек.), то, применяя водные растворы аммиака, можно достигнуть избирательного извлечения сероводорода из газа, содержащего также двуокись углерода. [c.72] Высказано предположение [2], что различие в скоростях абсорбции СО2 и вызвано различными скоростями диффузии этих газов в растворах сульфида аммония, карбамината аммония и карбоната аммония. Однако правильнее объяснить это положение, вероятно, можно, основываясь на том, что сероводород сразу же ионизируется в растворе, образуя ионы Н8 и Н , которые быстро реагируют с ионами гидроксила. Двуокись углерода же сначала взаимодействует с водой, образуя угольную кислоту, которая после ионизации реагирует с аммиаком. Скорость реакции гидратации очень мала, она, по-видимому, и является стадией, определяющей скорость протекания суммарного процесса. [c.73] Избирательность абсорбции сероводорода зависит от способа контактирования газа с жидкостью. Измерение скорости растворения сероводорода и двуокиси углерода в разбавленных водных растворах аммиака (0,5—2%) показало, что при неподвижной поверхности, комнатной температуре и давлении газа 1 ати сероводород растворяется вдвое быстрее, чем двуокись углерода (И, 12]. Опытным путем [И ] найдено также, что в случае абсорбции кислых газов падающими каплями жидкости при одинаковых условиях давления и температуры сероводород растворяется в 85 раз быстрее, чем двуокись углерода. Опыты, проведенные тем же автором с типичным коксовым газом, содержащим около 0,5% НгЗ и 2,0% СО.2, показали, что при контактировании с избытком разбавленного водного раствора аммиака при 21° в колонне с механическим распыливанием сероводород растворяется примерно в 17 раз быстрее, чем двуокись углерода. [c.73] Как указывалось выше, скорость абсорбции двуокиси углерода водой и разбавленными щелочными растворами лимитируется медленно протекающей химической реакцией, в ходе которой молекулы растворенной двуокиси углерода превращаются в более реакционноспособные ионы. Фактически абсорбция молекул двуокиси углерода обусловлена физической растворимостью (которая невелика), и пока некоторое количество молекул не будет удалено в результате протекания гидратации дополнительные молекулы не могут абсорбироваться. По тому эффективность абсорбции двуокиси углерода можно повысить увеличением турбулентности режима в жидкостной пленке (которая способствует диффузии непрореагированпых молекул в основное ядро жидкости), а также увеличением продолжительности пребывания жидкости в абсорбционной зоне (что обеспечивает более полное протекание реакции гидратации молекул СО2, проникающих в жидкую фазу). Такие условия можно создать в высокой насадочной колонне, работающей при относительно большом расходе жидкости, или в колонне, заполненной слоем жидкости, через который барботируют пузырьки газа. [c.74] Скорости абсорбции сероводорода и аммиака можно увеличить турбу-лизацией газовой фазы на поверхности раздела, что требует наличия высокой скорости газа по отношению к жидкости. Такие условия могут быть созданы при применении распыливающих сопел высокого давления, в которых достигается значительно большая скорость, чем в устройствах с подачей жидкости самотеком. Если желательна максимальная избирательность абсорбции сероводорода и аммиака, то рекомендуется применять колонны с механическим распыливанием в сочетании с относительно кратковременным контактом. [c.74] На избирательность процесса влияет и то, что в растворе двуокись углерода является значительно более сильной кислотой, чем сероводород можно ожидать, что при равновесных условиях процесс будет избирательным по отношению к СО2. Это действительно достигается, если вместе с промывной водой добавлять аммиак и проводить процесс в колонне достаточной высоты. Если, однако, в поступающем на очистку газе содержится аммиак, то он абсорбируется в нижней секции колонны, и так как чистая вода очень слабо абсорбирует СОа, то дополнительная высота колонны незначительно влияет на избирательность процесса или на общее количество абсорбированных кислых газов. [c.74] Вернуться к основной статье