Материал: Абсорбционные методы очистки отходящих газов
2. Движущая сила массопередачи
Для случая линейной равновесной зависимости между составами фаз, принимая
модель идеального вытеснения в потоках обеих фаз, определим движущую силу в
единицах концентрации газовой фазы:
кг/кг
. Скорость газа и диаметр абсорбера
Предельную скорость газа, выше которой наступает захлебывание насадочных
абсорберов, можно рассчитать по уравнению:
, здесь
- ускорение свободного падения;
-плотность воды;
так как поглотитель вода;
Подбираем насадку:
- удельная поверхность насадки;
свободный объем, тогда
Принимаем рабочую скорость равную: 
Выбираем стандартный диаметр обечайки абсорбера и определяем действительную рабочую скорость газа в колонне.
. Плотность орошения и активная поверхность насадки
Плотность орошения:
, где
Минимальная эффективная плотность орошения:
, где
линейная эффективная плотность орошения;
Доля активной поверхности насадки 
может быть найдена:
здесь
, q - коэффициенты.
. Расчет коэффициентов массоотдачи и массопередачи
Коэффициент массоотдачи в газовой фазе:
, здесь
- эквивалентный диаметр насадки;- коэффициент диффузии;
- мольные объемы;
Диффузионный критерий Нуссельта для газовой фазы:
, здесь
Критерий Рейнольдса для газовой фазы в насадке:
здесь
, здесь
вязкость газа при 00C;
С=114 - константа Сатерленда;
Диффузионный критерий Прандтля для газовой фазы:
, тогда
Коэффициент массоотдачи в жидкой фазе:
, здесь
- приведенная толщина стекающей пленки жидкости, здесь 
вязкость воды;
- коэффициент диффузии абсорбтива в воде при 200C;
Диффузионный критерий Нуссельта для жидкой фазы:
, здесь
Модифицированный критерий Рейнольдса для стекающей по насадке пленке
жидкости:
Диффузионный критерий Прандтля для жидкой фазы:
,
Коэффициент массоотдачи:
Переводим коэффициенты массоотдачи в требуемую размерность:
Коэффициент массопередачи по газовой фазе:
. Поверхность массопередачи и высота абсорбера
Поверхность массопередачи в абсорбере:
Высота насадки, требуемая для создания этой поверхности:
,
Высота абсорбера:
здесь
- число слоев
высота одного слоя;
- расстояние между слоями;
- высота сепарационной части;
- высота кубовой части.
5 Преимущества и недостатки абсорбционных методов очистки отходящих газов
Абсорбционные системы разделяют на водные и неводные. Во втором случае применяют обычно малолетучие органические жидкости. Жидкость используют для абсорбции только один раз или же проводят ее регенерацию, выделяя загрязнитель в чистом виде. Схемы с однократным использованием поглотителя применяют в тех случаях, когда абсорбция приводит непосредственно к получению готового продукта или полупродукта. В качестве примеров можно назвать:
· получение минеральных кислот:
§ абсорбция серного ангидрида (SO3) (производство серной кислоты - H2SO4);
§ абсорбция хлористого водорода (HCl) (получение соляной кислоты);
§ абсорбция оксидов азота (NOx) водой (производство азотной кислоты - HNO3);
§ абсорбция оксидов азота (NOx) щелочными растворами (получение нитратов);
§ др.
· получение солей (абсорбция оксидов азота щелочными растворами с получением нитрит-нитратных щелоков, абсорбция водными растворами извести или известняка с получением сульфата кальция);
· других веществ (абсорбция NH3 водой для получения аммиачной воды и др.).
Схемы с многократным использованием поглотителя (циклические процессы) распространены шире. Их применяют для улавливания углеводородов, очистки от SO2 дымовых газов ТЭС, очистки вентгазов от сероводорода железно-содовым методом с получением элементарной серы , моноэтаноламиновой очистки газов от CO2 в азотной промышленности.
В зависимости от способа создания поверхности соприкосновения фаз различают поверхностные, барботажные и распыливающие абсорбционные аппараты.
В первой группе аппаратов поверхностью контакта между фазами является зеркало жидкости или поверхность текучей пленки жидкости. Сюда же относят насадочные абсорбенты, в которых жидкость стекает по поверхности загруженной в них насадки из тел различной формы.
Во второй группе абсорбентов поверхность контакта увеличивается благодаря распределению потоков газа в жидкость в виде пузырьков и струй. Барботаж осуществляют путем пропускания газа через заполненный жидкостью аппарат либо в аппаратах колонного типа с тарелками различной формы.
В третьей группе поверхность контакта создается путем распыления жидкости в массе газа. Поверхность контакта и эффективность процесса в целом определяется дисперсностью распыленной жидкости.
абсорбционный очистка газ
6 Заключение
В данной работе были рассмотрены абсорбционные методы очистки отходящих
газов от примесей кислого характера. Данный метод очистки газов не свободен от
определенных недостатков, связанных, прежде всего, с громоздкостью
оборудования. Этот метод достаточно капризен в эксплуатации и связан с большими
затратами. К недостаткам абсорбционного метода следует отнести также
образование твердых осадков, что затрудняет работу оборудования, и коррозионную
активность многих жидких сред. Однако, не смотря на эти недостатки,
абсорбционный метод еще широко применяется в практике газоочистки, так как он
позволяет улавливать наряду с газами и твердые частицы, отличается простотой
оборудования и открывает возможности для утилизации улавливаемых примесей.
7 Список литературы
· Ветошкин А.Г., Таранцева К.Р. Технология защиты окружающей среды (теоретические основы). Учебное пособие. /Под ред. доктора технических наук, профессора, академика МАНЭБ и АТП РФ А.Г.Ветошкина - Пенза: Изд-во Пенз. технол. ин-та, 2004. - с.: ил., библиогр.
· Страус В. Промышленная очистка газов / Пер. с англ. М.: Химия, 1981.
· Дытнерский, Ю. И. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Г. С. Борисов, В. П. Брыков, Ю. И. Дытнерский - Изд. 3-е, стереотипное. - М.: ООО ИД «Альянс», 2007.
· <http://filepo27.narod.ru/teor/63.htm> Абсорбционные методы очистки газов(SO(2), N(x)O(y), H(2)S).
· <http://splitsystem-rostov.ru> Методы очистки воздуха. Описание существующих методов очистки воздуха от вредных газообразных примесей.
· <http://www.gazochist.ru/cba/proceses.html> Очистка газов от примесей.