Абсорбция. Процесы абсорбции в промышленности

Абсорбцией называется процесс поглощения газов или паров из газовых или парогазовых смесей жидкими поглотителями (абсорбентами).
При физической абсорбции, поглощаемый газ (абсорбтив), не взаимодействует химически с абсорбентом. Если же абсорбтив образует с абсорбентом химическое соединение, то процесс называется хемосорбцией.
Физическая абсорбция в большинстве случаев обратима. На этом свойстве абсорбционных процессов основано выделение поглощенного газа из раствора -десорбция.
Сочетание абсорбции с десорбцией позволяет многократно применять поглотитель и выделять поглощенный компонент в чистом виде.

В промышленности процессы абсорбции применяются главным образом для:
1) извлечения ценных компонентов из газовых смесей;
2) для очистки этих смесей от вредных примесей.
(например, поглощение аммиака, бензола из коксового газа, абсорбция хлористого водорода водой и др.)
В качестве абсорбентов могут применяться вода, органические растворители. На химическом комбинате в основном применяются высококипящие углеводороды: пентан, гексан и др.. Метод применяется когда разница между температурами кипения не менее 10°С. Разделение идет за счет разницы температур кипения, но с помощью холодного абсорбента, который орошает колонну сверху. Абсорбцию проводят при температуре не выше 20°С, т.к. резко падает растворимость газов. Абсорбент увлекает за собой вниз колонны высококипящий компонент. Соотношение абсорбента и углеводорода составляет 5-8:1.

Абсорбенты должны обладать избирательным действием, т.е. хорошо поглощать не всю смесь газов или паров, а лишь определенные компоненты.
Абсорбция - процесс диффузионный, поэтому скорость абсорбции определяется скоростью диффузии. Исходя из уравнения массопередачи:
М = К F Δ Cсл τ ;
для ускорения процесса и для достижения высокой степени поглощения необходимо увеличивать разность концентраций диффундирующего вещества в газе и в пограничном слое жидкости. Поэтому необходимо обеспечить наибольшую поверхность соприкосновения газа (пара) с жидкостью и постоянную смену пограничных с газом слоев жидкости.
В этих целях в абсорберах различными способами осуществляют увеличение поверхности соприкосновения фаз и взаимодействующие вещества проходят через аппарат непрерывно противотоком друг другу

Удельный расход поглотителя
Удельный расход поглотителя, т.е. количество поглотителя, необходимое для поглощения какого-либо компонента из 1 кг газовой смеси, находится й зависимости от величины поверхности соприкосновения фаз, т.е. в конечном счете от размеров абсорбера. Чем меньше размер абсорбера, тем больше потребуется поглотителя для обеспечения необходимой степени извлечения поглощаемого компонента.