Univerzitet u Nišu
Tehnološki fakultet Leskovac
Seminarski rad iz Destilacionih i apsorpcionih operacija
Tema: Apsorpcija gasova
Mentor: Olivera Stamenković
Studenti: Marko Pešić 4817, Marija Ilić 4753
Absorpcija gasova
U ovom poglavlju se radi o operacijama transfera mase poznate kao apsorpcija gasova i
desorpcija. Pri apsorpciji gasova rastvorljiva para se meša sa inertnim gasom pomoću
tečnosti gde supstanca koja rastvara gas je manje ili više reaktivna. Ispiranje amonijaka
iz mešavine amonijaka i vazduha običnom vodom je tipičan primer. Rastvor je zatim
odvojen od tečnosti destilacijom i absorbovajuća tečnost je ponekad odbačena ili ponovo
korišćena. Ponekad je rastvor sklonjen iz tečnosti mešanjem sa inertnim gasom. Takva
operacija vraća absorpciju gasova i to je ponekad desorpcija a nekad uklanjanje gasova.
Na kraju ovog poglavlja je sekcija operacije kolona sa punjejnem, koje se prvenstveno
koriste pri absorpciji gasova pa do destilacije i ekstrakcije tečnost-tečnost.
Dizajn “Kolone sa punjenjem”
Zajednički aparat koji se koristi pri apsorpciji gasova je sigurno druga operacija kolona sa
lažnim dnom, primer je prikazan na slici 22.1. Aparat se sastoji od cilindrične kolone ili
tornja opremljenog sa diznama koje ubacuju gas pri dnu kolone i podržavaju masu
inertnih čvrstih čestica nazvanu punjenje u koloni. Punjenje podržava tipični talasasti
izgled kako bi bilo što snažnije, sa velikim otvorenim prostorima kako ne bi došlo do
plavljenja. Ulazna tečnost koja može biti čist rastvarač ili razvodnjen rastvor rastvarača i
koji se naziva slabi rastvor se distribuira preko punjenja sa distributerom, ova operacija
univerzalno kvasi punjenja. Distributer je prikazan na slici 22.1. to je kao set cevi sa
rupicama. U velikim kolonama dizne ili ploče distributera sa viškom pregrada su češće.
Rastvarač u višku rastvara gas na ulasku tečnosti u kolonu i razvodnjen ili oslabljen gas
napušta kolonu na vrhu. Tečnost se obogaćuje vazduhom kako pada naniže niz kolonu i
koncetrovana tečnost koja se naziva jaki rastvor izlazi iz kolone.
Kolone sa punjenjem su podeljene u 3 različita tipa: na one koje izbacuju nasumice, koje
ređaju ručno i one koje imaju strukturno ili uređeno punjenje. Nasumična punjenja se
sastoje od jedinica koje se kreću od 6 do 75 mm, punjenja manja od 25 se uglavnom
koriste u laboratorijama ili probnim kolonama.
Slika 22.2- Česta punjenja: a) Raschig prstenje b) metal Pall prstenje c) plastično Pall
prstenje d) Berl prevoj e) keramički Intalox prevoj g) metalni Intalox prevoj
Tabela 22.1 Karakteristike nasumičnog punjenja kolone.
Tip
Materijal
Nominalna
veličina,
inch
Gustina,
lb/ft
3
Ukupna
površina,
ft
2
/ft
3
Poroznost,ε
Faktori
pakovanja
F
p
ƒ
p
Raschig
prstenje
Keramika
½
55
112
0.64
580
1.52§
1
42
58
0.74
155
1.36§
1½
43
37
0.73
95
1.0
2
41
28
0.74
65
0.92§
Pall
prstenje
Metal
1
30
63
0.94
56
1.54
1½
24
39
0.95
40
1.36
2
22
31
0.96
27
1.09
Plastika
1
5.5
63
0.90
55
1.36
1½
4.8
39
0.91
40
1.18
Berl sedla
Keramika
½
54
142
0.62
240
1.58§
1
45
76
0.68
110
1.36§
1½
40
46
0.71
65
1.07§
Intalox
sedla
Keramika
½
46
190
0.71
200
2.27
1
42
78
0.73
92
1.54
1½
39
53
0.76
52
1.18
2
38
36
0.76
40
1.0
3
36
28
0.79
22
0.64
Super
Intalox
sedla
Keramika
1
-
-
-
60
1.54
2
-
-
-
30
1.0
IMTP
Metal
1
-
-
0.97
41
1.74
1½
-
-
0.98
24
1.37
2
-
-
0.98
18
1.19
Hy-Pak
Metal
1
19
54
0.96
45
1.54
Slika 22.3- Šematski prikaz uzastopnih slojeva punjenja. Strelice pokazuju protok pare i
tečnosti koja se kreće u suprotnom smeru.
Kontakt izedju tečnosti i gasa
Najteže je postići dobar kontakt izmedju tečnosti i gasa, pogotovo ako su u pitanju velike
kolone. Kada se idealna tečnost jednom rasturi preko vrha kolone razliva se u tankom
filmu preko svih površina pakovanja sve do dna kolone. Ustvari film teži da bude deblji
na jednim mestima a tanji na drugim. Tako da se tečnost sakuplja i formira male tokove
kroz određene staze na pakovanjima. Posebno pri malim količinama tečnosti mnoge
površine pakovanja mogu biti suve ili u najboljem slučaju pokrivene stalnim slojem
fluida. Ovaj efek je poznat kao kanalisanje, to je glavni razlog slabih performansi veliih
kolona sa punjenjem.
Pad pritiska u koloni i ograničeni protok
