Десорбция

Этот процесс, обратный абсорбции, применяют для выделения поглощенного газа (абсорбтива) из абсорбента и получения его в чистом виде, а также для повторного использования абсорбента в процессе абсорбции. Для проведения десорбции газа из жидкости необходимо, чтобы концентрация этого газа в газовой фазе была ниже концентрации, соответствующей равновесной в системе газ–жидкость.

Для проведения процесса десорбции используют три следующих метода: 1) отгонку в токе инертного газа или водяного пара; 2) отгонку под действием подводимой к абсорбенту теплоты; 3) отгонку при снижении давления над абсорбентом.

На практике широко распространены комбинированные методы десорбции (например, десорбция при снижении давления над абсорбентом и одновременном его нагреве).

Отгонка в токе инертного газа или водяного пара. Для проведения десорбции по этому методу в качестве инертного газа обычно используют воздух. Если температуры воздуха и поступающего на десорбцию поглотителя практически равны, то теплотой выделения компонента из раствора можно пренебречь и считать, что процесс протекает изотермически. Вследствие того, что парциальное давление десорбируемого компонента над раствором выше, чем равновесное давление в десорбирующем агенте, происходит переход этого компонента из раствора в поток воздуха. Отметим, что последующее извлечение газа из газовой смеси обычно затруднительно. Поэтому чаще этот метод десорбции применяют тогда, когда извлеченный из газовой смеси компонент далее не используется (например, этот компонент является вредной примесью, но в удаляемом в окружающую среду газе его содержание ниже ПДК – предельно допустимой концентрации).

Таким образом, процесс десорбции инертным газом аналогичен изотермической абсорбции, причем линии равновесия для процессов совпадают.

Использование в качестве десорбирующего агента водяного пара предпочтительнее, чем воздуха, если десорбируемый компонент нерастворим в воде. В этом случае после десорбции, пропуская смесь десорбированного газа и водяного пара через конденсатор, достигают отделения газа от водяного пара вследствие конденсации последнего. Если же температура кипения десорбированного компонента высока, то происходит его конденсация совместно с водяным паром и последующее отделение от воды (конденсата) отстаиванием.

Если раствор на десорбцию поступает при температуре кипения абсорбента, то по всей высоте десорбера эта температура будет постоянной, и процесс протекает в изотермических условиях. Расход острого пара при этом определяется как расход инертного газа, так как пар расходуется только как десорбирующий агент. Рассмотренные условия следует определить как идеальные. В реальных условиях на процесс десорбции острым паром затрачивается некоторое количество теплоты (на компенсацию потерь теплоты в окружающую среду и др.), и часть пара, конденсируясь, расходуется на покрытие этих затрат. При этом расход острого пара будет выше, чем рассчитанный расход инертного газа.

Подвод теплоты к абсорбенту. Этот метод десорбции наиболее распространен в технике вследствие своей простоты. В данном случае температура при десорбции выше, чем при абсорбции, и поэтому линии равновесия при абсорбции и десорбции не совпадают.

Часто десорбцию проводят подводом теплоты к абсорбенту через стенку (десорбция глухим паром). В этом случае в кипятильнике, в который подают сухой пар, вместе с десорбируемым компонентом испаряется часть абсорбента. Поэтому для разделения образовавшейся при этом смеси обычно используют процесс перегонки, для чего смесь паров из кипятильника направляют во вмонтированную над ним ректификационную колонну.

Снижение давления над абсорбентом. Этот способ десорбции является одним из наиболее простых, особенно тогда, когда абсорбцию проводят при повышенных давлениях. В данном случае десорбция может быть осуществлена путем снижения давления до атмосферного. Если абсорбцию вели при атмосферном давлении, то десорбцию можно проводить в вакууме, причем десорбированный компонент отсасывают вакуум-насосом. Для более полного извлечения удаляемого компонента десорбцию снижением давления часто сочетают с десорбцией подводом теплоты или в токе инертного газа.

Дата добавления: 2014-01-20