Абсорбция

Абсорбцией называется процесс поглощения газа жидким поглотителем, в котором газ растворим в той или иной степени. Этот процесс является избирательным и обратимым.

В абсорбционных процессах (абсорбция, десорбция) участвуют две фазы: жидкая и газовая, и происходит переход вещества из газовой фазы в жидкую (при абсорбции) или, наоборот, из жидкой фазы в газовую (при десорбции). Таким образом, абсорбционные процессы являются одним из видов процессов массопередачи. Составные части газовых смесей, которые могут поглощаться данным поглотителем в заметных количествах, называют абсорбируемыми компонентами, а не поглощаемые составные части – инертным газом.

Области применения абсорбционных процессов в промышленности весьма обширны: абсорбция SO₃ и HCL в производствах серной и соляной кислот, разделение углеводородных газов на нефтеперерабатывающих установках, очистка отходящих газов с целью улавливания ценных продуктов или обезвреживания газосбросов и другие.

Протекание абсорбционных процессов характеризуется их статикой и кинетикой.

Статика абсорбции, т.е. равновесие между жидкой и газовой фазами, определяет состояние, которое устанавливается при весьма продолжительном соприкосновении фаз. Равновесие между фазами определяется термодинамическими свойствами компонента и поглотителя и зависит от состава одной из фаз, температуры и давления.

В качестве основного закона, характеризующего равновесие в системах газ–жидкость, обычно используется закон Генри:

( 13.1 )

где: Р* – парциальное давление газа над раствором в условиях равновесия;

х ’ – концентрация поглощаемого компонента в растворе, кг/кг поглотителя;

К – коэффициент Генри, имеющий размерность давления, зависит от температуры, свойств растворенного газа и поглотителя.

Закон Генри точен только для разбавленных растворов. Кинетика абсорбции, т.е. скорость процесса, массообмена, определяется движущей силой процесса (т.е. степенью отклонения системы от равновесного состояния), свойствами поглотителя, компонента и инертного газа, а также способом соприкосновения фаз (устройством абсорбционного аппарата и гидродинамическим режимом его работы).