Тема: Абсорбционная очистка газов. Общие сведения, виды абсорбентов и их область применения. Абсорбционные методы улавливания газов.

Абсорбция – представляет собой процесс поглощения газообразной жидкости примеси.

Десорбция – это выделение поглотительного компонента с совместным нарушением температуры, давления.

Все эти методы – мокрая очистка. Аппаратура, используемая для данной очистки имеет различные газоулавливающие устройства, где контакт жидкости с газом практически реализуется пропусканием газа через скрубберы.

В качестве поглощаемой жидкости используют воду, растворы щелочей, кислот, растворы с различными добавками окислителей или восстановителей (простейшим растворителем является вода).

Поглощенная жидкость называется абсорбентом.

Очистка газовых выбросов от сернистых соединений

Очистка от серосодержащих соединений осуществляется в присутствии катализатора.

Метод очистки от серосодержащих соединений основан на каталитическом взаимодействии сераорганических соединений с кислородом (образуются легко удаляемые кислородные соединения серы).

Водород реагирует с кислородом с очень высокой скоростью (в большинстве катализаторов).

Тонкая очистка от сераорганических соединений

Абсорбционные методы очистки наиболее применяемые методы. Абсорбционные методы основаны на различной растворимости компонентов газовой смеси в жидкостях. Можно разделить на 2 основные группы:

- физическая абсорбция

- хемосорбция

Промежуточной областью считают абсорбцию растворителями способными к образованию водородной связи с растворяемым газом.

1. Физическая абсорбция: происходит взаимодействие молекул в растворе; обычно применяется вода, но могут и органические растворители (не электролиты, не реагирующие с растворяемым газом, а их водные растворы)

2. Хемосорбция (большинство реакций, протекающих при очистке, являются обратимыми и поэтому при повышении температуры раствора, образующееся химическое соединение разлагается с выделением исходных компонентов; поглотительная способность раствора зависит от константы равновесия химической реакции.

Растворители для очистки газов.

К ним относятся определенные требования:

1. Абсорбционная емкость растворителя – свойства растворителя, при котором растворимость в нем основного извлекаемого компонента зависит от температуры и давления. Кроме того, от растворимости зависит расход электроэнергии на циркуляцию абсорбента, расход тепла (участие теплообменника) на десорбцию газа.

2. Селективность растворителя, которая характеризуется соотношением между растворимостями двух разделяемых газов, но близкими друг к другу. Когда селективность недостаточна чистые газы и извлекаемый компонент получается без потери (участие промежуточной реакции данного процесса). Этот процесс также может осуществляться за счет различной скорости абсорбции (с участием каталитического ускорения реакции).

Конструкции абсорберов.

Абсорбционные аппараты в зависимости от форм контакта газа или пара и жидкости делят на абсорберы: поверхностные, пленочные, насадочные, барботажные, распыляющие.

Поверхностные используются для поглощения хорошо растворимых газов с большим выделением тепла (экзотермический процесс). Эти аппараты применяются при невысоких нагрузках на газ, т.к. поверхность массы передачи недостаточно развита. К ним относятся оросительный и пластинчатый абсорберы. Учитывая, что они относительно малоэффективны, но громоздкие, они имеют ограниченное применение.

Пленочные абсорберы: в них газ контактирует с пленкой жидкости, которая стекает на поверхность абсорбента при различных формах (конфигурациях). К аппаратам такого типа относят трубчатый пленочный адсорбер.

Достоинством этих аппаратов является очень низкое гидравлическое сопротивление.

Недостаток – очень маленькая удельная поверхность контакта фаз.

Кроме вышеперечисленных абсорберов используется тип, который относится к абсорберам с восходящей пленкой. При этом типе используется большая скорость газового потока (до 50м/с).

Насадочные абсорберы – это колонны, заполненные насадками (твердые тела различной формы). Они отличаются простотой устройства, возможностью работы с агрессивными средами и созданием высокой удельной поверхности контакта фаз. В колоннах скорость газа подается практически постоянно, не меняясь. Кроме того, в колоннах используются орошаемые насадки.

Барботажные абсорберы – аппараты, в которых поверхность контакта между жидкостью и газом образуется в результате дробления газа на пузырьки, барбатирующие на слой жидкости.

Эти абсорберы используются в тарельчатых колоннах с сетчатыми и овальными тарелками.

В провальных отсутствуют переливные трубы, газ и жидкость проходят через одни и те же отверстия, колонны с ситчетыми тарелками отличаются простотой устройства, но очень высокой эффективностью.

Недостаток: забиваются отверстия.

Основной недостаток барбатажных абсорберов: высокое гидравлическое сопротивление, связанное при пропускании больших количеств газа через аппарат.

Применяют абсорберы только под повышенным давлением, потому что когда проходит абсорбция, гидролитическое сопротивление несущественное.