Абсорбция газов

При десорбции парами кипящего абсорбента давление, т-ра и концентрация газа в р-ре связаны изобарной равновесной зависимостью Tкип от х2, где Tкип-т-ра кипения р-ра при давлении Р в регенераторе. Расчет десорбции смеси газов проводят на основе ур-ния, аналогичного (5):

где-сумма давлений растворенных газов. Режим десорбции находят совместным решением ур-ния (6) с ур-ниями материального баланса по каждому компоненту методом последоваг. приближений. Равновесную линию десорбции строят по ур-нию:

Построение рабочей линии при десорбции парами кипящего абсорбента значительно отличается от построения рабочей линии абсорбера и заключается в совместном решении ур-ний материального и теплового балансов по участкам аппарата при заданном общем расходе теплоты. Рабочая и равновесная линии при десорбции (рис. 5) могут пересечься не в конечных точках х2,в или х2,н, как при А., а в промежуточном (критическом) сечении десорбера. Это характерно для "сильных" хемосорбентов (напр., при десорбции СО2 из водных р-ров моноэтаноламина) при их глубокой регенерации. Миним. расход отдувочного агента определяется равновесием в критич. сечении и зависит от глубины регенерации.

Рис. 5. Равновесная (/) и рабочие (2, 3) линии десорбции СО2 из водного раствора моноэтаноламина при давлении 0,18 МПа и разл. глубине регенерации: x2, у2-концентрации СО2 соотв. в газе и жидкости.

Др. параметры десорбции, в частности число единиц переноса, рассчитывают так же, как при А. Однако коэф. массопередачи могут неск. отличаться от величин, найденных при А., вследствие наличия пузырьков газа (пара), возникающих при кипении жидкости или в результате сброса давления, влияния теплоты конденсации отдувочного агента, существенного изменения расходов фаз по высоте аппарата. Скорость хим. А. зависит от скорости прямой р-ции образования соединения между поглощаемым газом и активной частью хемосорбента, а скорость десорбции-от скорости разложения этого соединения и т.п.

Расход энергии на абсорбционное разделение газовых смесей. Этот расход складывается из расхода электроэнергии на циркуляцию р-ра, подачу отдувочного и охлаждающего (воды или воздуха) агентов, рециркуляцию газовых потоков и расхода теплоты. При циклич. процессах физ. А. в основном потребляется электроэнергия на перекачивание р-ра, а при хим. А.-теплота на его регенерацию. При регенерации р-ра теплота расходуется на его нагревание (Qнагр)" покрытие теплоты десорбции Qдес (численно равной теплоте А.) и на создание отдувочного пара (Qотд), если отдувка осуществляется парами кипящего абсорбента:

где и-тепловые эффекты соотв. испарения абсорбента и десорбции;-разность т-р регенерированного и насыщ. р-ров на холодном конце теплообменника. Давление десорбции может сильно сказываться на расходе энергии, особенно при регенерации под вакуумом. При десорбции парами кипящего абсорбента соответствующие изменения давления и т-ры вызывают изменение Ф*. Если

то с увеличением т-ры Qотд возрастает. В противном случае Qотд уменьшается и при заданном расходе теплоты с увеличением давления десорбции регенерация не ухудшается, а улучшается, однако до нек-рого предела, определяемого термохим. устойчивостью абсорбента и возрастанием Qнагр. Энергетич. затраты на десорбцию газов (регенерацию абсорбентов), как правило, значительно превышают расход энергии на А.