ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Взаимодействие диоксида углерода с водными растворами щелочей из "Массопередача" Способ удаления диоксида углерода из газовых смесей промывкой их щелочными растворами является одним из наиболее широко распространенных в промышленной практике процессов абсорбции газов. При производстве аммиака, например водород, получают взаимодействием углеводородов или угля с паром. Диоксид углерода, который при этом образуется, необходимо очень тщательно удалять из газовой смеси, прежде чем ее можно направлять в реактор для синтеза аммиака. Согласно Данквертсу и Шарма [28], количество СО , которое должно быть выведено из системы, примерно составляет от 1,2 до 2,2 т/т полученного аммиака. Подобные требования справедливы также при производстве метилового спирта из оксида углерода и водорода и при получении самого диоксида углерода в виде сухого льда. Более того, для регенерации СОз из обогащенных по нему растворов также нужна массообменная установка, причем (это может быть обосновано) по размеру такая же или даже больше той, которую ранее использовали, проводя абсорбцию. [c.395] Вследствие важности для промышленности проблем, связанных с действием используемых установок, значительные усилия были направлены на накопление равновесных и кинетических данных, полученных при изучении различных водных растворов и разнообразных существующих процессов. Многие из них описаны Колем и Ризенфельдом [58], которые кратко изложили эмпирические методы организации процессов. В монографии Данквертса и Шарма [28] обсуждены вопросы применения разных диффузионных теорий, учитывающих химическое взаимодействие, к некоторым важным щелочным реагентам. [c.395] При 25 °С константа кв = 229 л/(моль-с). При конечном значении ионной силы раствора константа скорости выше. [c.396] Креймерсом [69 ] по данным, полученным для скоростей абсорбции. Соответствие является весьма приближенным. Предпочтение следует отдать калию в сравнении с натрием, поскольку до достижения раствором насыщения могут быть достигнуты более высокие концентрации этих соединений и вследствие того, что здесь более благоприятно воздействие ионной силы на константы скорости и равновесия. [c.399] Пример 8.15. Оценить постоянную закона Генри для процесса растворения СОа в растворе с температурой 25 °С, содержащем в равных концентрациях ионы карбоната и бикарбоната, причем концентрация каждого вида ионов составляет 0,5 моль-ион/л, когда катионы являются а) натриевыми и б) калиевыми. [c.399] Следует заметить, что при небольших концентрациях воздействие ионов ОН и Н+ незначительно. [c.400] Следует заметить, что растворимость выше в растворе, содержащем ионы калия, что является одной из причин преимущественного использования его в сравнении с натрием в промышленных абсорбционных процессах. Отметим также, что обеднение по ионам СО вблизи границы раздела фаз, если бы оно произошло из-за медленной диффузии ионов НСО5 от области быстрого взаимодействия, привело бы к небольшому росту растворимостей. [c.400] Пример 8.16. В предположении, что коэффициент диффузии непрореагировавшего СОа в буферных растворах предыдущей задачи составляет 1,3-10- см /с, оценить скорость абсорбции, приходящуюся на единицу граничного парциального давления диоксида углерода в случае растворов калия и натрия. [c.400] Решение. Из рис. 8.24 видно, что константы скорости реакции псевдопервого порядка при I = 2,0 моль-ион/л для растворов калия и натрия равны соответственно 0,71 и 0,55 с . Это следует из работы Ниюсинга, Хендрикца и Кремерса [70]. [c.400] яедствие влияния ионной силы / на константу скорости различие 8 % в равновесной растворимости превращается для ожидаемой скорости абсорбции в разницу 22 %. [c.401] Константы находятся в хорошем соответствии со значениями, вытекающими из уравнения (8.45). Рис. 8.28 представляет собой еще один график, построенный по точкам пересечения для тех же данных, причем координатная ось выбрана таким образом, что ордината пропорциональна скорости абсорбции, если постоянна концентрация гидроксильных ионов. Абсцисса пропорциональна движущей силе для СО . Из графика ясен переход от условий с протеканием при низких скоростях реакции псевдопервого порядка, когда по жидкости концентрация гидроксильных ионов в основном постоянна, к условиям с бесконечно быстрым взаимодействием при самых высоких скоростях. В этом случае скорость не пропорциональна движущей силе, а является линейной функцией суммы концентраций [0Н ]о и [СОг ,. [c.403] Вернуться к основной статье