В зависимости от характера протекания физико-химических процессов методы очистки делятся на пять групп (рис. 17.21).[ ...]
Абсорбция представляет собой процесс, при котором происходит разделение газовоздушной смеси на составные части путем поглощения одного или нескольких газовых компонентов (абсорбантов) жидким поглотителем (абсорбентом) с образованием раствора. Такой процесс принято считать скрубберным процессом. Растворенный в жидкости компонент газовоздушной смеси (абсорбат) благодаря диффузии проникает во внутренние слои абсорбента. Процесс протекает тем быстрее, чем больше поверхность раздела фаз, турбулентность потоков и коэффициенты диффузии.[ ...]
Организация контакта газового потока с жидким растворителем осуществляется либо пропусканием газа через насадочную колонну, либо распылением жидкости, либо барботажем газа через слой абсорбирующей жидкости. В зависимости от реализуемого способа контакта газ — жидкость используют несколько типов аппаратов (рис. 17.22).[ ...]
Применение абсорбированных методов очистки, как правило, связано с использованием схем, имеющих узлы абсорбции и десорбции. Десорбцию растворенного газа (или регенерацию растворителя) проводят либо снижением общего или парциального давления, либо повышением температуры, либо использованием обоих приемов одновременно. Расчет абсорбера состоит в определении объемного расхода поглотительной жидкости <Эа; необходимой поверхности Т7 соприкосновения газа с жидкостью; параметров вспомогательной аппаратуры (мощность насосов, размер баков и т.п.).[ ...]
Движущая сила абсорбции равна разности парциального давления поглощаемого компонента в газовой фазе и равновесного парциального давления этого компонента над поглотительной жидкостью.[ ...]
Следует иметь в виду, что при противотоке (газ и жидкость движутся навстречу друг другу) значение Арср больше, чем при прямотоке (газ и жидкость движутся в одну сторону). Следовательно, противоток выгоднее, так как для его осуществления требуется аппаратура меньшего размера. Прямоток неэффективен для плохо растворимых газов. Прямоток целесообразно применять, когда равновесное давление поглощаемого компонента над жидкостью очень невелико и почти не увеличивается по мере растворения газового компонента. Обычно прямоток применяется в тех случаях, когда растворяемый компонент газа вступает в реакции с жидкостью или ее компонентами (хемосорбция).[ ...]
Метод хемосорбции основан на поглощении газов и паров твер-‘ дыми или жидкими поглотителями с образованием малолетучих или малорастворимых химических соединений. Поглотительная способность хемосорбента почти не зависит от давления, поэтому хемосорбция более выгодна при небольшой концентрации вредностей в отходящих газах. Большинство реакций, протекающих в процессе хемосорбции, являются экзотермическими и обратимыми, поэтому при повышении температуры раствора образующееся химическое соединение разлагается с выделением исходных элементов. На этом принципе основан механизм десорбции хемосорбента.[ ...]
Основным видом аппаратуры для реализации процессов хемосорбции служат насадочные башни, пенные и барботажные скрубберы, распылительные аппараты типа труб Вентури и аппараты с различными механическими распылителями. В промышленности распространены аппараты с подвижной насадкой, к достоинствам которых относятся высокая эффективность разделения при умеренном гидравлическом сопротивлении, а также большая пропускная способность по газу.[ ...]
Метод адсорбции основан на физических свойствах некоторых твердых тел с ультрамикроскопической структурой селективно извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты из газовой смеси. В пористых телах с капиллярной структурой поверхностное поглощение дополняется капиллярной конденсацией. При физической адсорбции молекулы газа прилипают к поверхности твердого тела под действием межмолекулярных сил притяжения (силы Вандер-Ваальса). Высвобождающаяся при этом теплота зависит от силы притяжения (по порядку значения, как правило, находится в пределах от 2 до 20 кДж/моль). Преимуществом физической адсорбции является обратимость процесса. При уменьшении давления адсорбента в потоке газа либо при увеличении температуры поглощенный газ легко десорбируется без изменения химического состава. Обратимость данного процесса исключительно важна в тех случаях, когда экономически выгодно рекуперировать адсорбируемый газ или адсорбент.[ ...]
В качестве адсорбента или поглотителей применяют вещества, имеющие большую площадь поверхности на единицу массы. Например, удельная поверхность активированных углей 105...106 м2/кг. Их применяют для очистки газов от органических паров, удаления неприятных запахов и газообразных примесей, содержащихся в незначительных количествах в промышленных выбросах, а также летучих растворителей и целого ряда других газов. В качестве адсорбентов применяют также простые и комплексные оксиды (активированный глинозем, силикагель, активированный оксид алюминия, синтетические цеолиты или молекулярные сита), которые обладают большей селективной способностью, чем активированные угли. Однако эти адсорбенты нельзя использовать для очистки очень влажных газов. В ряде случаев некоторые адсорбенты пропитывают соответствующими реактивами, повышающими эффективность адсорбции, так как на поверхности адсорбента происходит хемосорбция.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Барботажно-пенный пылеуловитель с провальной (а) и переливной (б) решетками . |
 |
| Методы очистки с учетом протекания физико-химических процессов |
 |
| Основные типы аппаратов для абсорбции |
 |
| Изотермы адсорбции 802 на активированном угле СКТ при различных температурах, °С |
 |
| Конструктивные схемы адсорберов |
|
| Адсорбционная установка для удаления 302 из горячего топочного газа |
 |