Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 1 (1110090), страница 289
Текст из файла (страница 289)
фракционная конденсация. При охлаждении газов в первую очередь с килгаются высококипящие компоненты, поэтому солержание их в конденсате выше, чем в равновесной паровой фазе, Это используют для Г. рч причем конечные т-ры подбирают т. обрч чтобы в коиленсате преобладал целевой компонент. Напр., при низкотемпературном ( — 138'С) разделении под давл. 1,3 МПа коксового газа, солержащего 27, этилена, получают фракцию с содержанием этилена 50;У,. В случае прямоточной конденсации (направления движения газа и конденсата совпадают) обе фазы находятся в равновесии. При противоточной конденсации в результате массообмена между стекающим вниз кондеисатом и омывающими пов-сть теплообмена газами (фазы неравновесны) жидкая фаза, имеющая т-ру ниже, чем у газовой фазы, дополнительно обогашается высококипяшими компонентами.
Ректификация сжиженного газа. Основана на массо- и теплообмене между иеравновеснымн жидкой и паровой фазами. В результате испарения жидкости пары обогащаются низкокипяшими компонентами. Поэтому прн противотоке фаз и многократном их испарении и конденсации исходную смесь можно разделить на высоко- и низко- кипящие компоненты. Процесс осуществляют в ректификац. колоннах, причем для разделения и-компонентной смеси на практически чистые в-ва требуется л — 1 колонн, Возможно разделение азеотропных смесей при добавлении компонента, образующего новое азеотропное соединение, Аналогично поступают при разделении смесей с низкой относит.
летучестью. В последнем случае добавление разделит. агента привалит к изменению относит. летучести разделяемых компонентов. Абсорбция. Возможны как физ, абсорбция, так и хемосорбция, а также их сочетание лрн использовании водных р-ров абсорбентов. Обшие требования к абсорбентам: высокая поглощающая способность, доступность, пожаров взрывобезопасносттп малое давление паров, нетоксичг ностгч хим.
инертность к коиструкп, материалам. В отдельных случаях допускается повыш. давление паров абсорбента, хотя это приводит к увеличению его расхода. Напр., при абсорбции жидким азотом Аг, СО и СН4, содержащихся в коксовом газе, газах конверсии метана или генераторных газах, выделяемый Нэ насыщается )з)„образуя азотоводородную смесь, необходимую для синтеза )ь(Нэ.
При прочих равных условиях сушественное преимущество при выборе абсорбента — его способность к регенерации, т.е. к обратному выделению поглощенных газов. Это требование обязательно при многократной циркуляции абсор- 904 ГАЗОВ 465 бента и в случае возможности полезного применения поглощенных газов. Абсорбция газов широко используется во мн, отраслях иром-сти как конечная стадия получения целевых продуктов, очистки исходных газов от примесей, отравляющих катализаторы, вызывающих коррозию, способных кристаллизоваться и забивать аппаратуру, загрязнять окружающую среду и т.д. Адсорбпия.
В кач-ве адсорбентов используют в осн, пористые тела с сильно развитой пов-стью: активные угли, А! Ом снликагелн, цеолиты. Физ. адсорбция газа сопровождается выделением теплоты, по кол-ву близкой к теплоте его конденсации, хемосорбция-кол-вом теплоты, соответствующим тепловому эффекту р-пии. Процесс проводят периодически в одном нли песк. аппаратах с неподвижным слоем адсорбента либо непрерывно в адсорберах с дви;кущимся вли псевдоожижениым слоем адсорбента.
Адсорбдия применяется для Г.р; при высоких и криотеыных т-рах н разя. давлеыиях, для осушки и очистки газов от примесей, в вакуумной технике, хроматографии и др. Разделение через мембраны. В этом случае Г.р. реализуется благодаря разл. проницаемости компонентов газовой смеси через разделит. Мембраны (пористые и нецористые перегородки). Эффективность мембраны определяется ее уд. производительностью, т.е. кол-вом газа, пропждшего через пов-сть мембраны за соответствующее время. Аппараты для мембранного Г.
р.— замкнутые объемы, разделенные мембранами на две полости. Движущая сила процесса-поддерживаемая постоянной разность парциальных давлений (илн концентраций) газов по обе стороны мембраны. В зависимости от назначения мембраны изготовляют из разл. Материалов (стекло, металлы, полимерные материалы), к-рым придают форму пластин, трубок, полых волокон, капилляров. Напр., для выделения Н, из продувочных газов произ-ва (ЧНв используют трубки из сплава Рб; для тех же ыелей примейяют полые волокна из полнариленсульфонов.
Воздух, обогащенный От, получают с помощью пластин из поливинилтриметилсилана. Важная характеристика мембранных аппаратов — плотность упаковки мембраны, т.е. пов-сть мембраны, приходящаяся на елиницу обтяма аппарата. Плотность упаковки мембран из полых волокон с наружным днам. 80 — 100 мкм и толщиной стенки 15-30 мкм составляет ОООО мэ7мв, плоских мембран — 60-300 мт/мз. См. также Абсорбцыя, Адсарбция, Конденсация фракционная, Мембранные процессы разделения, Мембраны раэделательпые, Реитифихацич. Ли т Багатуров Ц А Основы теории н рвевета лерепвыв и ревтнфнва, нин, 1 нвл.
м„1974; гамм ы м, Абеорбыы гыои 2 иэл м. 1976, Хна в г Ц-т., К ам ма рм е и е р К„Мембрайнме ироиегеы рввлалевна, нер. е англ М. 1991; Балетов В. П., Крноыинаю тетииеа и тевнологиа, М., 19б2, Кальиев Н. В„пановы аиеорблноиное тыинви, 2 нтл„м„1984. И. И. Гелвнерни.
ГАЗОВ СЖИЖЙНИЕ, см. Холодильные процессы. ГАЗОВ УВЛАЖНЕНИЕ, применятот: !) для охлаукдения газов перед сухой очисткой и повышения эффективности электрической и мокрой очистки от пыли (см. Газов очыспгяа, Пылеулаблиеапне); 2) при,коиднционировании воздуха. Газы увлажняются обычно при их контакте с испаряющейся жидкостью (чаше всего водой). Благодаря массообмену (диффузия паров испаряющейся жидкости) и тепло- обмену (конвективный нагрев жидкости) происходит ие только увлажнение, но и охлаждение газа (см. Градирня).
Менее экономично смешение газов с водяным паром. Содержание влаги в газах харагтеризуеэся: абс. влагосодеруканием Х; парпнальным давлением водяных паров р„ (Па); относит, влажностью гр (%); росы шавкой, или т-рой насыщения (см. также Влаяспосжь3 Значения давления насыпь паров р„и Х иасыш. газов при нормальном давлении (101,3 кПа) находят из таблиц или определяют с помощью психрометрич. диаграмм, напр.
диаграммы ! — Х ((-угх энтальлиЯ Влажната ВаэдуХа в Дж7кг сухого воздуха), построенной для смесей водяного пара с газами, близкими по св-вам воздуху. 905 30 Хвмпч. энц, т. 1 Диаграмма (-Х отражает связь четырех осн. параметров: (, Х, гр и т-ры влажного ненасыпь воздуха, наз. т-рой сухого термометра. Для любого состояния воздуха (или газа, близкого ему по св-вам), зная два нз этих параметров, ма кно найти остальные.
Значения Х рассчитывают по ф-ле: Х = (М„1М,) (Р„(р — р„)1, (1) где М„, М,— соотв малярные массы водяного пара и сухих газов (кгукмоль); р-общее давление парогазовой смеси (Па) При повыш. давлении р„определяют по ф-ле (1) прн условии, что тазы, образующие парогазовую смесь, ведут себя как идеальные, а точку росы находят по таблице или диаграмме (для нормального давления) как т-ру насыщения, отвечающую рассчитанному зиачеыию р„. Влажность газов м б. определена разл. методами (см. Акеаметрая, Влагомеры м гигромегпры3 Испарит.
охлаждение производится до т-ры, превышающей точку росы или равной ей. В иром-сти исключительно важно Г.у. с полным испарением орошаюшей хтидкости, достигаемое при подаче на орошение тонко днспергированных капель. Расчет Г.у. в идеальном случае м.б. выполнен по диаграмме (-Х.
На практике конечное влагосодержание газов Х' (кг/кг сухих газов), обеспечиваемое в контактных теплообменнихах, вычислятот по след. эмпирич. ф-ле: Х' О 89 10 (l 1 дг(мгл), где („,-уд, энтальпия парогазовой смеси при начальных условиях; т-отношение расходов орошаюшей жидкости и газов (кг жидкости на 1 кг сухих газов); А(в-изменение уд. энтальпыи орошающей жидкости цри ее нагревании (+ б)м) или охлаждении ( — 0)и) от начальной т-ры до конечной или до т-ры мокрого термометра.
(При попарит. охлаждении жидкость охлаждается, если ее начальная т-ра выше т-ры мокрого термометра, при к-рой устанавливается динамич. равновесие у пов-сти воды, т.е. скорость теплоотдачи конвекцией к пов-сти и скорость массоотдачи от повсти равны.) Контактные испарит. теплообменники (скрубберы) представшпот собой, как правило, полые камеры илн колонны, в к-рые жидкость подается посредством мех. или пневматич. форсунок. Продолжительность испарения капель пропорцяональна квадрату их диаметра, вследствие чего в скрубберах целесообразно тонко распылять орошанпцую жидкость. Пневматич, форсунки обеспечивают более тонкое распыливание воды и менее чувствителъны к ее чистоте, чем механические, имеющие небольшие отверстия истечения, однако нх применение связано с подводам дополнит. потока воздуха (или газа).
Наиб. распространенные конструкцяи попарит. скрубберов показаны на рисунке. Полый форсуночный я.а ю, пг Гвг яви Коногрптнг» аллвратов попарит. владении. о-полыв бмреуиотиая евруббер; б-гвруббер варунаоя вавилов рубаывое; в-тируббер г вонфумтрным волнолом гатов; г-аневма. гни раеовотивамшм угтроаетао; 1 — фо рту и. иа; 2-наливал рубамаа; 1- ионфуввриый насалотг 4-горловина грубы-раеиылитае». Я апти '-он й~Ф~ е Пг 466 ГАЗОВАЯ скруббер (а) снабжен мех, форсункаыи, работающими под большим давлением (2,0-4,5 МПа); гидравлич, сопротивление аппарата не превышает 0,2-0,3 кПа, Скруббер с наружной водяной рубашкой (о) благодаря подаче в нес части волы м.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
