Растворимость газов в воде (абсорбция)

Абсорбция (физическая) [5.15, 5.31, 5.36, 5.52, 5.53, 5.56]. Метод основан на различной растворимости газов при поглощении одного или нескольких компонентов газовой смеси жидким поглотителем. В качестве поглотителей используется вода, водные растворы солей, а также органические растворители. [c.488]

Простейшим способом удаления сероводорода является абсорбция его из газа водой при относительно низкой температуре (сероводород при этом растворяется в воде). Однако это — малоэффективный процесс вследствие относительно малой растворимости сероводорода в воде. Поэтому чаще применяют обработку газа различными реагентами. Здесь сочетаются сорбционные (физические) процессы и химическое взаимодействие сероводорода и других примесей с реагентами. [c.248]

Поверхностные абсорберы малоэффективны и имеют ограниченное применение, главным образом для абсорбции небольших количеств хорошо растворимых газов (например, для поглощения хлористого водорода водой). [c.595]

Рис. 145. Значения для колец Рашига внавал при абсорбции плохо растворимых газов (орошение водой)

Поглощение аммиака и СО 2 рассолом является сложным хемо-сорбционным процессом. Аммиак относится к хорошо растворимым газам, скорость абсорбции которых велика и определяется лишь диффузионным сопротивлением газовой пленки [32]. Двуокись углерода плохо растворяется в воде, скорость абсорбции Oj рассолом мала и определяется сопротивлением жидкостной пленки. В присутствии аммиака процесс поглощения СОа осложняется обратимой химической реакцией, протекающей в жидкой фазе [33]. Кроме того, в присутствии аммиака заметно снижается равновесное давление СО2 над рассолом. Так, над выходящим из абсорбера,аммонизированным рассолом, содержащим 100 н. д. NHg, равновесное давление СО 2 при 70 °С составляет 8 мм рт. ст. В газе дистилляции, поступающем на абсорбцию, парциальное давление СО 2 равно примерно 100 мм рт. ст. Большая движущая сила абсорбции обеспечивает достаточно высокую скорость поглощения СО 2 аммонизированным рассолом. [c.62]

Трехокись азота с водой образует азотистую кислоту, которая разлагается по уравнению (в). Оксиды азота N0 и N62 практически не растворимы в воде. Абсорбция двуокиси азота является хемосорбционным процессом массопередачи в системе газ —жидкость, к которому применимы все способы интенсификации подобных процессов, рассмотренных в ч. I, главах II и V. В зависимости от условий общую скорость процесса могут определять реакции или диффузия двуокиси азота из газовой фазы. Диффузионный этап обычно лимитирует в конце процесса абсорбции при малых концентрациях N02 в газовой фазе. По мере протекания процесса абсорбции N02 концентрация получаемой азотной кислоты возрастает при этом увеличивается упругость окислов азота над раствором азотной кислоты, т. е. снижается движущая сила процесса [см. ч. I, уравнение (II. 68)]. При достижении равновесия процесс прекращается. Положительное влияние на абсорбцию двуокиси [c.58]

Однако на величину этого показателя, по-видимому, могут оказывать влияние некоторые физико-химические факторы, которые воздействуют на явления в непосредственной близости к поверхности жидкость—газ, т. е. в пограничном слое. Так, Дэвис и др. и И. А. Гильденблат и дp. обнаружили некоторое возрастание влияния Da на ki в присутствии растворимых в воде поверхностно-активных веществ. С другой стороны, по данным Ю. В. Аксельрода и др. , при нестабильности поверхностного слоя, вызванной, вероятно, градиентом поверхностного натяжения (эффект Марангони), например в случае абсорбции Oj растворами моноэтаноламина, k , может вообще не зависеть от Da- Эти явления требуют дальнейшего изучения, так как они представляют не только теоретический, но и практический интерес для анализа проблем абсорбции с химическим взаимодействием применительно к некоторым промышленно важным процессам (см. главу X). Доп. пер. [c.108]

При экспериментальном определении каа с помощью физической абсорбции хорошо растворимых газов (чаще всего аммиака водой) требуется соответствующий учет равновесного давления газа над раствором, а также нередко и частичного сопротивления массопередаче со стороны жидкости. Если прн этом необходимо работать с колоннами сравнительно большой высоты (например, при специальном исследовании влияния высоты насадки на k( a), использовать систему аммиак — вода можно лишь заменив обычный метод измерения концентрации NH3 на более точный. Доп. пер. [c.207]

При абсорбции водой и водными растворами хорошо растворимых газов смоченная поверхность насадки уменьшается [3]. Поэтому полная смачиваемость достигается при более высоких значениях Г. Для таких систем значение Гщт может быть рассчитано по уравнению [c.106]

Для процессов испарения воды или конденсации водяных паров (которые можно рассматривать как абсорбцию или десорбцию идеально растворимых газов) [c.96]

Для случая абсорбции хорошо растворимых газов, в частности, для конденсации водяного пара, который беспредельно растворим в воде [c.99]

Массопередача в ЦПА изучена на примерах абсорбции хорошо растворимых газов — водяного пара и аммиака водой и водными растворами электролитов [43]. ЦПА представляет собой одноступенчатый реактор и его применение, по-видимому, наиболее целесообразно для массообменных процессов, лимитирующихся переносом вещества в газовой фазе. [c.258]

Экспериментальное исследование эффективности массообмена в уголковых насадках проводилось с использованием метода абсорбции водой растворимого газа - газообразного хлористого водорода, растворенного в потоке воздуха. Но своим физическим и диффузионным свойствам выбранная модельная система близка к реальным газовым смесям, перерабатываемым в промышленных аппаратах, извлекающих вредные примеси из абгазов перед сбросом их в атмосферу. [c.12]

При абсорбции хорошо растворимых газов, в частностя при поглощении хлористого водорода водой, основное сопротивление массопередаче сосредоточено не в жидкой, а в газовой фазе. Поэтому величина коэффициента массопередачи близка к значению коэффициента массоотдачи в газовой фазе и мало зависит от величины коэффициента массоотдачи в жидкой фазе, определению которого посвящен данный пример. (Прим. ред.) [c.290]

Растворимость газов в жидкостях. Растворимость (абсорбция) газов в жидкостях различна. Например, при обычных условиях один объем воды может растворить 0,02 объема водорода, 400 объемов НС1 и 700 объемов NH3. [c.15]

В качестве меры растворимости газа в жидкости принят коэффициент абсорбции, выражающий собой объем данного газа, поглощаемый (абсорбируемый) единицей объема растворителя при 0° и парциальном давлении растворяющегося газа 760 мм рт. ст. Например, коэффициент абсорбции кислорода водой равен 4,89-10 . Это значит, что 1 л воды при указанных условиях может растворить 4,89-10 л = 48,9 см кислорода. [c.165]

Для определения р проводят опыты по абсорбции или десорбции плохо растворимого газа (главным образом или СОа в воде). В этом случае можно пренебречь сопротивлением газовой фазы и считать, что Для нахождения р можно также про- [c.167]

Проводят опыты по абсорбции хорошо растворимого газа (обычно NHg водой). Значение Рр определяют при помощи уравнения (П-7), вычитая из общего сопротивления массопередаче 1/Л р сопротивление жидкой фазы /Прс/Рж- В данном случае используют значение р, найденное, как указано выше, с поправкой на различие в коэс ициентах диффузии [c.167]

Метод исследования массоотдачи при испарении с поверхности полностью смоченной насадки и при абсорбции хорошо растворимых газов 138, 1391. Этот метод аналогичен предыдущему и отличается тем, что ( p )o находят из опытов по испарению чистых жидкостей (обычно воды) с поверхности пористой, пропитанной жидкостью насадки (стр. 458). [c.440]

Для плохо растворимых газов можно принять K o= xo> т. е. рассматривать выражение (VI1-148) как уравнение для расчета коэффициента массоотдачи. Однако мало обосновано введение в уравнение РГр (вместо Рг ) и отношения yjy. На основе опытов по абсорбции СО2 водой получено Л = 1,8.10 т=0,3 /г=0,49 р=0,33 q=l,29-, s=0,49. [c.575]

Растворимость газов в растворах электролитов. При рассмотрении абсорбции, сопровождаемой химической реакцией, нередко требуется знать растворимость непрореагировавшего газа в растворе, с которым газ взаимодействует. Обычными способами эту растворимость измерить нельзя, но для растворов электролитов ее можно найти методом Ван Кревелена и Хофтайзера , основанным на методе, первоначально предложенном Сеченовым . Принимается, что константы Генри в растворе Не и в воде Не° при той же температуре связаны соотношением [c.32]

Для характеристики растворимости газа в жидкости служит коэффициент абсорбции, который показывает число объемов газа (приведенных к нормальным условиям), поглощенных одним объемом жидкости при давлении газа в 1 атм. Если коэффициент абсорбции хлора водой при 0° С составляет 4,6, это означает, что один объем воды при 0° С поглощает 4,6 объема хлора при давлении его в 1 атм. [c.36]

Помимо коэффициентов абсорбции при условиях, в которых растворимость газа допустимо относить к парциальному давлению газов, растворимость газов можно характеризовать молярной долей растворенного в воде газа при равновесии воды с газом, парциальное давление которого равно единице (Л// ). [c.23]

Наиболее распространенным способом очистки от инертных примесей является абсорбция водой НС1 из газовой смеси с получением концентрированной соляной кислоты и последующей десорбцией НС1. Регенерированный НС1 практически не содержит примесей. Этот способ основан на хорошей растворимости НС1 и крайне низкой растворимости в воде и соляной кислоте инертных примесей. Ниже, в табл. 27 приведена растворимость некоторых газов в воде при различных температурах. [c.64]

Зависимости (У1.6) — (VI.10) показывают, что абсорбционное равновесие можно сдвинуть в сторону увеличения растворимости газа понижением температуры, в результате чего уменьшается равновесная упругость газа над раствором и повышением концентрации поглощаемого компонента в газе Сн.г или повышением общего давления, что равносильно увеличению Сн.г. Для этого охлаждают газ и жидкий поглотитель перед абсорбцией в различных теплообменниках и отводят теплоту абсорбции при помощи внутренних холодильников, размещенных в абсорбере, или охлаждают снаружи абсорбционный аппарат. Иногда отвод теплоты абсорбции производят без охлаждения, используя эту теплоту для испарения воды и концентрирования продукта в самом абсорбере. Поскольку десорбция является процессом, обратным абсорбции, то и приемы сдвига десорбционного равновесия противоположны. Извлечению газа из жидкости способствует повышение температуры и понижение давления. Для этого применяют обогрев десорберов глухим или острым паром и в некоторых случаях осуществляют десорбцию под вакуумом. [c.159]

Для физической абсорбции обычно применяют воду, органические растворители — неэлектролиты, не реагирующие с растворимым газом, и их водные растворы. В азотной промышленности к методам физической абсорбции можно отнести водную очистку от СО 2, очистку от двуокиси углерода - метанолом при низких температурах, очистку от СО и СН4 жидким азотом. [c.25]

Аппроксимация опытных данных по абсорбции хлористого водорода водой, полученных на уголковых насадках обоих типов, проводилась с использованием уравнения аддитивности диффузионных сопротивлений массопереносу, которое для условий проведения экспериментов - абсорбция хорошо растворимого газа, прямолинейность равновесной и рабочей линий процесса абсорбции в области малых концентраций абсорбата в абсорбенте -имеет следуюш,ий обш,ий вид [c.13]

Величины, обратные коэффициентам массопереноса, называются коэффициентами сопротивления транспорту, т. е. 1/ с и 1/ ь — соответственно коэффициенты сопротивления в газовой и жидкой пленках, а 1//Со и 1/Кь — соответственно коэффициенты сопротивления для всего объема газа и всего объема жидкости. Их относительные значения зависят от растворимости газа. При абсорбции очень хорошо растворимого газа, например аммиака в воде, постоянная Генри HNHз очень мала, и последним членом в уравнении, аналогичном (81), можно пренебречь, так что коэффициент массопереноса для. газдвой [c.440]

Абсорбция хорошо растворимых газов. При абсорбции хорошо растворимых газов (исследования проводились преимущественно при поглощении ЫНз водой) активная поверхность контакта фаз остается неизвестной и поэтому на основе опытов обычно определяют объемные коэфф.ициенты массоотдачи р гт , причем Рги оказывается зависящим не только от массовой скорости газа Wr, но и от массовой скорости жидкости поскольку последняя влияет на величину Ое, входящую в про изведение Рг = РгОе- [c.388]

Влияние растворимости газа в обрабатываемой жидкости на коэффициент абсорбции и к. п. д. полки пенного аппарата исследовали па системах аммиак (из воздуха) — вода, аммиак (из воздуха) — растворы Na I концентрацией 5, 15, 22%. [c.149]

Растворимость газа выражается объемом его в кубических сантиметрах при / = 0°С и р=101 325 рас-творяюпдимся в 1 л воды коэффициент абсорбции а) или же в весовых процентах q. Например, коэффициент абсорбции азота в воде равен 23,3. Это означает, что в 1 л воды при нормальных условиях может растворяться 23,3 азога. Реже растворимость выражают объемом газа три температуре и парциальном давлении при равновесии (без приведения к нормальным условиям), который поглощается единицей объема жидкости коэффициент растворимости S). Растворимость газов в жидкостях зависит от природы газа, природы растворителя, давления, температуры и присутствия других растворенных веществ- [c.250]

Наиболее надежны по активной поверхности при абсорбции хорошо растворимых газов результаты, полученные методами 5 и 6. Из работ, выполненных этими методами, сомнительными представляются исследования Вейсмана и Бониллы (кривая ]0 на рис. 140), поскольку по их данным сильно возрастает с увеличением скорости газа, а влияние плотности орошения (при насадке кольцами) незначительно. Авторы опытов с кольцами не проводили, а обработали данные Теккера и Хоугена [145] по испарению воды с поверхности пористой насадки и данные Мак-Адамса [146] по испарению с орошаемой насадки. Мак-Адамс применял кольца из теплопроводного материала (угля), вследствие чего часть тепла передавалась путем теплопроводности через несмочен-ную поверхность насадки поэтому влияние плотности орошения на массоотдачу оказалось малым. Влияние скорости газа на массоотдачу в опытах Мак-Адамса, наоборот, завышено (показатель степени при скорости газа 0,9). [c.446]

Шервуд и Пигфорд [3], воспользовавшись данными Теккера и Хоугена, а также усредненными данными по абсорбции хорошо растворимых газов, получили более правдоподобную зависимость (кривая// на рис. 140), чем Вейсман и Бонилла. Данные Теккера и Хоугена использовали также Иосида и Коянаги [139] в сочетании с собственными опытами по абсорбции паров метанола водой и по испарению воды (кривая III на рис. 143). [c.446]

Влияние ультразвуковых (звуковых) колебаний и механических вибраций. Эффект, аналогичный механическомуХперемеши-ванию, может быть достигнут при применении ультразвука, в частности при абсорбции плохо растворимых газов [218—220]. В опытах по абсорбции СО2 водой [219] скорость абсорбции при увеличении интенсивности ультразвука (частота 800 кгц) от 1 до 2 вт/см резко возрастала в момент появления тумана и брызг, что было объяснено увеличением поверхности контакта фаз. При интенсивности 3 вт/см скорость абсорбции оказалась примерно такой же, как при вращении четырехпропеллерной мешалки со [c.607]

Шулмен предположил [591, что активная поверхность при абсорбции хорошо растворимых газов пропорциональна динамическому количеству удерживаемой жидкости бд , а при испарении равна смоченной поверхности и пропорциональна общему количеству удерживаемой жидкости б. Для проверки этого предположения в колонне диаметром 300 мм были проведены опыты [1561 по испарению воды и абсорбции метанола водой на насадках из колец размером 12,5—38 мм и седел размером 12,5 и 25 мм, причем определяли значение С в соотношении [c.452]

Иосида и Миура [1411 проверяли влияние вида процесса на эффективную поверхность при абсорбции плохо растворимого газа (СОз), причем поглотителями служили вода и растворы NaOH. Исследования велись по методу 7 (см. стр. 440) и показали, что при достаточно большой концентрации NaOH в растворе, когда значения R по формуле (П-101) превышали 5, величины совпали с значениями фцу, вычисленными по формуле (VI-79). При абсорбции СОа водой значения были ниже. В опытах по абсорбции СО2 растворами NaOH при 7 <5 получены промежуточные значения Авторы предположили, что в этом случае для части поверхности, покрытой текущей пленкой жидкости, i <5, а на поверхности, соответствующей застойным зонам, / >5. Тогда объемный. коэффициент массоотдачи при / <5 можно определить по формуле [c.453]

Шервуд и Пигфорд [3] на основе исследований по испарению воды [146, 151] и абсорбции хорошо растворимых газов предложили уравнение (совпадает с кривыми 2, 8 на рис. 148) lir = 0,27Wp Wx° . Это уравнение можно привести к виду [c.461]

Абсорбция хорошо растворимых газов. Исследования по абсорбции хорошо растворимых газов проводились преимущественно при поглощении аммиака водой. В этом случае, однако, долей сопротивления жидкой фазы в общем сопротивлении нельзя пренебречь и массоотдачу в газовой фазе определяют путем разложения Кр на коэффициенты массоотдачи (стр. 168). При поглощении аммиака кислотами сопротивлением жидкой фазы можно пренебречь при этом данные по массоотдаче в газовой фазе могут быть получены непосредственно из опыта. К сожалению, исследований по абсорбции аммиака кислотами проведено очень мало [157, 173] и они не дали достаточного количества данных. [c.461]

Механическое перемешивание в системах жидкость—газ обычно осуществляется при проведении процессов, скорость которых лимитирована массообменом в сплошной фазе, т. е. при абсорбции т руд-норастворимых газов. В этом случае основное сопротивление массопередаче оказывается в сплошной фазе. При чисто физической абсорбции мешалки обычно не используются. Чаще их применяют для систем, в которых абсорбция сопровождается химической реакцией. Вероятно, это обусловлено малой растворимостью газа в жидкости, а при химической реакции растворимость газа возрастает в несколько раз. Типичные случаи перемешивания систем жидкость—газ — это процессы гидрирования, хлорирования, ферментации, биологической очистки воды и т. п. Необходимо отметить, что для многих химических реакций с малыми скоростями требуется длительное время контакта (пребывания), что легко может быть осуществлено в аппарате с мешалкой. Перемешивание дает возможность создания большой межфазной поверхности. Это вызывает значительное повышение коэффициентов массопередачи, рассчитанных на единицу объема, [c.328]

По этому методу можно получить и раствор NaF, практически свободный от кремневой кислоты абсорбцией кремнефтористых газов столь разбавленным содовым раствором, чтобы образующийся NaF полностью в нем растворялся. В растворах, содержащих менее 1% НагСОз, растворимость NaF при 20—100° практически равна его растворимости в воде ( 4%). В более концентрированных растворах, содержащих 10—28% Naj Os, растворимость NaF вука-занном интервале температур 1%. [c.361]

При извлечении любой из указанных примесей из газового потока абсорбируются также небольшие количества основных компонентов. Абсорбция их особенно заметна при очистке под высоким давлением в этих случаях она может существенно влиять на экономику водно1"1 очистки газа. В табл.6.1 приведены данные о растворимости в воде ряда компонентов, обычно составляющих основную массу газов, подвергаемых водной очистке. [c.112]

В тех случаях, когда в процессе абсорбции выделяется большое количество тепла (например при поглощении аммиака или хлороводорода водой), используются пленочные трубчатые аппараты (см. 6.8). Такие аппараты представляют собой вертикальный трубчатый теолообменник пленочного типа, в который на верхнюю трубную решетку подается поглотитель. Пленочное движение поглотителя по внутренней поверхности труб обеспечивается с помощью специальных распределительных устройств. Снизу (противоточный абсорбер) или сверху (прямоточный) в трубки подается смесь газов. Тепло, выделяющееся при абсорбции в пленке жидкости, передается через стенки трубок хладагенту (обычно оборотной воде), который движется в меж-трубном пространстве. Поверхность массообмена в таком абсорбере определяется внутренней поверхностью труб. Вследствие небольшого времени пребывания жидкости в аппарате и практической невозможности обеспечить равномерное распределение жидкости по периметру, а газа — по сечению большого числа труб, в этих абсорберах не удается достичь высоких степеней извлечения. Кроме того, при больших тепловыделениях скорость массообмена лимитируется скоростью теплообмена. Поэтому эти абсорберы используются в основном для поглощения хорошо растворимых газов из концентрированных газовых смесей. [c.41]

В большинстве случаев теоретическое определение коэффициентов массоотдачи проводят, рассматривая процесс массопереноса для каждой фазы в отдельности вне частицы (внешняя задача) или внутри частицы (внутренняя задача). Фактически это означает, что при решении задачи не учитывается влияние массопереноса в одной фазе на скорость массопереноса в др)той. Очень часто такая постановка вполне допустима. Во многих практических задачах перенос массы в одной из фаз либо вовсе отсутствует (растворение твердой частицы или пузырька однокомпонентного газа (пара) в жидкости, испарение капли однокомпонентной жидкости в газовом потоке и т. п.), либо скорость его значительно выше, чем во второй фазе. В последнем случае говорят, что процесс массопередачи лимитируется сопротивлением второй фазы. Так, при абсорбции хорошо растворимых газов и паров (NH3, НС1, HF, SO2, SO3, этанол, ацетон и др.) из газовой смеси водой в барботажных аппаратах скорость массопередачи лимитируется скоростью диффузии этих газов в пузырьках. Наоборот, процесс массопередачи при водной абсорбции плохо растворимых газов (О2, СО2, NO, N2O) лимитируется сопротивлением водной фазы. В обоих указанных случаях концентрацию переносимого компонента на межфазной поверхности со стороны г-й фазы можно считать известной и равной концентрации, находящейся в равновесии с постоянной концентрацией компонента во второй фазе. Таким образом, для решения уравнения (5.3.1.1) можно использовать граничное условие 1-го рода (см. подраздел 5.2.2). Это существенно упрощает решение задачи. В экспериментах определяют обычно не коэффициенты массоотдачи , (см. уравнение (5.2.4.1)), а коэффициенты массопередачи К(, определяемые уравнениями (S.2.6.2.). Однако проводить эксперимент стараются таким образом, чтобы массоперенос во второй фазе либо отсутствовал, либо протекал значительно быстрее, чем в первой фазе. Тогда коэффициент массоотдачи в первой фазе будет равен экспериментально определенному коэффициенту массопере- [c.274]