2. Требования к абсорбентам

Абсорбционная емкость растворителя, т.е. растворимость в нем извлекаемого компонента является основным свойством растворителя, от которого зависят все главные параметры процесса: расход абсорбен- та, расход тепла на десорбцию, расход электроэнергии, условия де- сорбции, габариты аппарата.

Селективность растворителя характеризуется отношением меж- ду растворимостями извлекаемого компонента ₂ и наиболее близкого к нему по растворимости ₁ компонента очищаемого газа (при одина- ковых температурах и парциальных давлениях):

C = ₂ / ₁,

где С - коэффициент селективности.

От селективности зависят потери менее растворимого газа при абсорбции, возможность полного разделения смеси, особенности тех- нологической схемы.

Давление насыщенных паров при температуре абсорбции должно быть невелико во избежание потерь растворителя, а темпера- тура кипения растворителя соответственно достаточно велика.

В некоторых случаях возможно применение весьма летучих рас- творителей (водные растворы аммиака, метанол). Это бывает оправ- данно при понижении температуры абсорбции или повышении давле- ния, особенно в сочетании с конкретной схемой производства.

Температура кипения в значительной мере определяется требо- ваниями к давлению насыщенных паров растворителя, поэтому опти- мальная температура должна быть выше 150 С.

В ряде случаев, особенно при хемосорбции, очень высокая темпе- ратура, т.е. малое давление насыщенных паров нежелательно. При на- коплении в рабочем растворе примесей (продуктов побочных реакций, примесей, попавших с очищаемым газом) целесообразна ректификация абсорбента. Чрезмерно высокая температура кипения растворителя приводит к необходимости вести ректификацию при очень высокой температуре или в условиях глубокого вакуума.

Практически широкое распространение получили абсорбенты с температурой кипения 170 – 200 ^оС и давлении насыщенных паров при 30 ^оС до 13,33 Па.

Вязкость влияет на скорость тепло- и массопередачи и, соответ- ственно, на габариты аппаратов и расход электроэнергии при перека- чивании раствора. Поэтому при прочих равных условиях используются абсорбенты с минимальной вязкостью.

Термохимическая устойчивость. В условиях циклических аб- сорбционных процессов продолжительность пребывания абсорбента в системе велика. Полный обмен растворителя происходит в течение 6-

18 месяцев. В связи с этим абсорбент должен быть устойчив в работе (не подвергаться разложению, окислению, осмолению), необходимо учитывать даже весьма медленные побочные реакции (взаимодействие с компонентами исходного газа, гидролиз и др.)

К другим требованиям, предъявляемым к абсорбентам, относятся низкая коррозионная активность и невысокая стоимость.

2. Аппаратурное оформление абсорбционных процессов

При абсорбции определяющей характеристикой является меж- фазная поверхность, от состояния которой во многом зависит скорость переноса целевого компонента из газовой фазы в жидкую. Поэтому ин- тенсификация абсорбционных процессов проводится по пути создания аппаратов с наиболее развитой поверхностью контакта фаз, способных работать при высоких скоростях газового потока, рассчитанных на полное поперечное сечение, т.е. по пути создания аппаратов большой единичной мощности.

В современных абсорбционных аппаратах применяются самые разнообразные конструкции контактных устройств. Можно выделить следующие направления, по которым ведутся эти разработки:

• создание аппаратов с контактными элементами, работающими в условиях повышенных нагрузок взаимодействующих фаз;

• разработка аппаратов с контактными элементами, эффективно работающими в широком диапазоне изменения расходов фаз;

• создание аппаратов с контактными элементами, обладающими малым гидравлическим сопротивлением.

По общепринятой классификации абсорберы подразделяются на следующие группы:

• поверхностные;

• барботажные;

• распыливающие.