Метод абсорбции

Абсорбция — это один из видов сорбционных процессов, который заключается в выделении одного из компонентов газообразных веществ из общего потока смеси путем поглощения его жидкостью.

Абсорбент должен быть высокоселективным по отношению к отделяемому компоненту и инертным по отношению к остальным составляющим газовой смеси. При увеличении давления и снижении температуры скорость абсорбции увеличивается.

Для увеличения движущей силы и скорости процесса абсорбцию желательно вести в режиме противотока.

Обратный процесс выделения поглощенного газа из раствора абсорбента называется десорбцией. При изменении условий, например при снижении давления или повышении температуры, процесс становится обратимым и происходит выделение газового компонента из раствора. Таким образом, можно осуществить циклический процесс абсорбции—десорбции для концентрирования и утилизации отделяемого компонента, который нельзя было использовать при начальной его концентрации в очищаемом газе. Иногда для абсорбции загрязняющих веществ применяют растворы поглотителей, с которыми отделяемый компонент газовой смеси реагирует с образованием одного или нескольких новых веществ. Для проведения абсорбции использу- Рис. 4.11. Абсорбер с на- ется разнообразное оборудование. Дезнасадкой:              садочные абсорбционные колонны представ-

/-насадка; 2-направля- ЛЯЮТ собой цилиндрические емкости, ющий конус              обычно с противонаправленным движе-

нием газов и жидкости. Скорость движения газов в противоточном скруббере составляет 0,6—1,2 м/с.

Преимущество безнасадочных колонн состоит в малом сопротивлении потоку газа, простоте конструкции и малых помехах, которые вызывает присутствие твердых частиц; недостаток — в невысокой эффективности процессов диффузии и массообмена. Такие абсорберы используют при абсорбции, протекающей при высоких скоростях, или в тех случаях, когда не требуется тщательной очистки газа.

Насадочные колонны (рис. 4.11) широко применяют на практике. Часто в качестве насадок применяют кольца Рашига, которые регулярно уложены в аппарате или свободно насыпаны слоем высотой 1 — 3 м. Эффективность работы насадочных колонн зависит от площади поверхности насадки и однородности орошения. Преимущество абсорберов с насадкой — высокая эффективность процесса и возможность работать при большой скорости подачи газа.

Пенные абсорберы состоят из цилиндрического кожуха, в котором установлены тарелки-направляющие с круглыми или щелевидными отверстиями, образующими мелкую сетку (рис. 4.12, 4.13).

Орошающая жидкость подается на насадку и удерживается на ней восходящим потоком очищаемого газа, поступающего через отверстия. Толщина слоя жидкости составляет 25 — 30 мм. При ма-

Рис. 4.13. Абсорбер с переливом

жидкости:

I — поглотительный раствор; 2 — кор-

пус; 3 — перегородка; 4— перелив-

ная трубка; 5— плита

лых скоростях газа часть жидкости сливается с тарелки через отверстия. По мере увеличения скорости газа количество проваливающейся жидкости уменьшается и формируется вспененный слой. Пенные скрубберы бывают двух типов: с провальными тарелками, в которых скорость потока газа контролируется таким образом, чтобы часть жидкости стекала в отверстия тарелок (см. рис. 4.12), и с переливом жидкости (см. рис. 4.13).

В скрубберах второго типа достигается хороший контакт очищаемой жидкости с орошаемым газом, легко регулируется время контакта и степень насыщения газом орошаемой жидкости. КПД сепарации достигает 92 — 98 %. Недостаток пенных абсорберов — относительно высокое гидравлическое сопротивление и чувствительность к такому типу абсорбции, при котором возможно образование кристаллизующихся веществ, забивающих отверстия тарелки.