quá trình hập thụ chất khí

1.Khái niệm hấp thụ • Trong công nghiệp có nhiều nguyên liệu dạng khí dùng, nhiều sản phẩm thu dạng khí Muốn tiếp tục gia công hỗn hợp khí ta cần tách riêng chúng thành cấu tử riêng biệt \ • Có cách phân tách hỗn hợp khí: + Phương pháp tách hút +Phương pháp hóa lý +Phương pháp hóa học •  Trong đó, phương pháp hút hiểu tiếp nhận chất vào chất khác qua bề mặt phân pha chúng • Nếu chất lỏng dung để hút ta gọi hấp thụ dùng chất rắn xốp để hút ta gọi hấp phụ Như vậy,hấp phụ trình hút khí chất lỏng Trong đó: + Khí hút gọi chất bị hấp thụ +Chất lỏng để hút gọi dung mô + Chất khí không bị hấp thụ gọi khí trơ Cơ sở vật lý trình hấp thụ 2.1 Độ hòa tan khí lỏng •  Cân pha xác định áp suất nhiệt độ Giả sử nhiệt độ không thay đổi độ tan phụ thuộc vào áp suất theo định luật Hery • = mx • + Với khí lý tưởng m số • + Với khí thực m phụ thuộc vào x nên đường cân đường cong m tính sau: • m= với hệ số Henry có thứ nguyên áp suất • P áp suất • Trong   trình tính toán người ta thường sử dụng phần mol tương đối Mối quan hệ phần mol x,y phần mol tương đối X,Y: y= x= Như phương trình Henry trở thành: Y= 2.2 Phương trình làm việc trình hấp thụ • Phương trình đường hấp phụ lập sở lý thuyết hai lớp màng Với lớp màng mặt phẳng phân cách pha lỏng pha khí Gọi : Gy lượng hỗn hợp khí vào thiết bị ngưng tụ, kmol/h Yđ nồng độ đầu hỗn hợp khí , kmol/kmol khí trơ Yc nồng độ cuối hỗn hợp khí , kmol/kmol khí trơ Gx lượng dung môi vào thiết bị hấp thụ , kmol/h Xđ nồng độ đầu dung môi , kmol/kmol dung môi Xc nồng độ cuối dung môi , kmol/kmol dung môi Gtr lượng khí trơ kmol/h •Lượng   khí trơ tính theo công thức: Gtr = G y (1 − yd ) = G y , kmol / h + Yd ( 8.1) Phương trình cân vật liệu tháp hấp thụ Gtr ( Yd − Yc ) = Gx ( X c − X d ) ( 8.2 ) Lượng dung môi cần thiết Yd − Yc Gx = Gtr , kmol / h Xc − Xd Yd −cho Ycquá trình hấp thụ Lượng dung môi tối thiểu cần dung Gx = Gtr X cbd − X d , kmol / h -nồng độ cân ứng với nồng độ đầu hỗn hợp khí ( 8.3) ( 8.4 ) • Trong trình hấp thụ, nồng độ cân lớn nồng độ làm việc, lượng dung môi thực tế lớn lượng dung môi tối thiểu   Nếu tính lượng dung môi theo 1kg khí trơ ta có lượng dung môi tiêu hao riêng là: l= = Nếu biểu diễn cân vật liệu tiết diện ta có: Gtr ( Y − Yc ) = Gx ( X − X d ) Gx Gx ⇔ Y= X + Yc − Xd Gtr Gtr Hoặc Y=AX + B với A B là: Gx Gx A= , B = Yc − Xd Gtr Gtr ( 8.7 ) ( 8.8 ) 2.3 Ảnh hưởng lượng dung môi đến trình hấp phụ 2.4 Ảnh hưởng nhiệt độ áp suất lên trình hấp phụ Các thiết bị hấp thụ •  Trong trình sản xuất người ta sử dụng nhiều thiết bị khác để thực trình hấp thụ Tuy nhiên chúng có yêu cầu chung diện tích bề mặt tiếp xúc lớn để tăng hiệu suất trình hấp thụ Thiết bị loại bề mặt Thiết bị loại màng Thiết bị loại phun Thiết bị hấp thụ Thiết bị loại đệm Thiết bị loại đĩa 3.1 Thiết bị loại bề mặt Trong thiết bị khí lỏng chuyển động ngược chiều tiếp xúc với qua bề mặt thoáng chất lỏng nên bề mặt tiếp xúc pha bé nên dung chất khí hòa tan chất lỏng 3.2 Thiết bị loại màng Thiết bị loại màng phân thành thiết bị loại ống thiết bị loại + Thiết bị loại ống :Chất lỏng chảy dọc theo thành ống từ xuống, chất khí từ lên tiếp xúc với màng chất lỏng trình hấp thụ thực màng chất lỏng thành ống +Thiết bị loại tấm:Gồm xếp thẳng đứng song song với khoảng cách định Chất lỏng từ xuống chảy thành màng bề mặt Khí từ lên 3.3 Thiết bị loại phun Thiết bị gồm thân thiết bị hệ thống phun Những hạt chất lỏng phun thiết bị tiếp xúc với dòng khí từ lên trình hấp thụ xảy Thiết bị không phù hợp với khí khó hòa tan 4.Hệ thống hấp thụ 4.1:Hệ thống hấp thụ nhiều tháp – tháp, – bình chứa , – bơm, Thiết bị gia nhiệt 4.2 Hệ thống hấp thụ có tuần hoàn nhả 1- tháp hấp thụ, 2- Bể chứa, – Bơm, 4- làm lạnh, – Đun nóng, 6- Tháp nhả 5.Cấu tạo số tháp chưng hấp thụ công nghiệp 5.1 Tháp đĩa chóp 1-đĩa 2-chóp 3-ống hơi 4-ống chảy chuyền   5.2 Tháp đĩa 1-vỏ 2-đĩa tiếp liệu (hoặc phân phối dung môi) 3-cửa tháo 4-lưới đỡ đệm 5-đĩa phân phối lại 6-đệm 7-cửa khí vào 8-chất lỏng  5.2.1 Các loại đệm • Đệm lưới gỗ Đệm lưới gỗ thường được dùng trong các tháp làm lạnh hay hấp thụ khí sơ bộ vì đệm lưới  gỗ thường có kích thước lớn nên bề mặt riêng của đệm riêng bé.Để tăng độ phân tách  người ta chọn loại đệm có kích thước bé,tức đệm có bề mặt rieng lớn tạo khả năng tiếp xúc  giữa các pha tốt hơn 5.3 Tháp đĩa lỗ ống chảy chuyền a, cấu tạo đĩa b,cấu tạo toàn táp 1-vỏ 2-đĩa 3-cửa sửa chữa 4-cửa khí vào 5-chân đỡ [...]... quá trình hấp thụ được thực hiện ở màng chất lỏng trên thành ống +Thiết bị loại tấm:Gồm các bản xếp thẳng đứng song song với nhau ở khoảng cách nhất định Chất lỏng đi từ trên xuống chảy thành màng trên bề mặt bản Khí đi từ dưới lên 3.3 Thiết bị loại phun Thiết bị gồm thân thiết bị và hệ thống phun Những hạt chất lỏng được phun ra trong thiết bị sẽ được tiếp xúc với dòng khí đi từ dưới lên và quá trình. .. thiết bị khí và lỏng chuyển động ngược chiều nhau và chỉ tiếp xúc với nhau qua bề mặt thoáng của chất lỏng nên bề mặt tiếp xúc pha bé nên chỉ được dung khi chất khí hòa tan trong chất lỏng 3.2 Thiết bị loại màng Thiết bị loại màng được phân thành thiết bị loại ống và thiết bị loại tấm + Thiết bị loại ống :Chất lỏng chảy dọc theo thành ống từ trên xuống, chất khí đi từ dưới lên tiếp xúc với màng chất lỏng... dòng khí đi từ dưới lên và quá trình hấp thụ xảy ra Thiết bị này không phù hợp với khí khó hòa tan 4.Hệ thống hấp thụ 4.1:Hệ thống hấp thụ nhiều tháp 1 – tháp, 2 – bình chứa , 3 – bơm, 4 Thiết bị gia nhiệt 4.2 Hệ thống hấp thụ có tuần hoàn và nhả 1- tháp hấp thụ, 2- Bể chứa, 3 – Bơm, 4- làm lạnh, 5 – Đun nóng, 6- Tháp nhả 5.Cấu tạo một số tháp chưng và hấp thụ trong công nghiệp 5.1 Tháp đĩa chóp 1-đĩa... 3-ống hơi 4-ống chảy chuyền   5.2 Tháp đĩa 1-vỏ 2-đĩa tiếp liệu (hoặc phân phối dung môi) 3-cửa tháo 4-lưới đỡ đệm 5-đĩa phân phối lại 6-đệm 7-cửa khí vào 8 -chất lỏng  5.2.1 Các loại đệm • Đệm lưới gỗ Đệm lưới gỗ thường được dùng trong các tháp làm lạnh hay hấp thụ khí sơ bộ vì đệm lưới  gỗ thường có kích thước lớn nên bề mặt riêng của đệm riêng bé.Để tăng độ phân tách  người ta chọn loại đệm có kích thước bé,tức đệm có bề mặt rieng lớn tạo khả năng tiếp xúc ... người ta chọn loại đệm có kích thước bé,tức đệm có bề mặt rieng lớn tạo khả năng tiếp xúc  giữa các pha tốt hơn 5.3 Tháp đĩa lỗ không có ống chảy chuyền a, cấu tạo đĩa b,cấu tạo toàn táp 1-vỏ 2-đĩa 3-cửa sửa chữa 4-cửa khí vào 5-chân đỡ