Криогенный способ разделения воздуха

Преимущества криогенных воздухоразделительных установок и современные воздухоразделительные установки

Криогенная технология разделения воздуха

Криогенная технология разделения воздуха содержит в своей основе методику ректификации, происходящей при низких температурах и дает ряд неоспоримых преимуществ которыми обладают воздухоразделительные установки данного типа.
В основе криогенного способа лежит глубокое охлаждение атмосферного воздуха и использование различных температур кипения кислорода и азота, являющихся основными его компонентами.

На данный момент криогенный метод является самым эффективным благодаря высокому коэффициенту извлечения продуктов разделения и самому высокому уровню чистоты. Метод короткоцикловой адсорбции, на котором основаны производство генераторов азота и кислорода не дает таких показателей.

Криогенная воздухоразделительная установка позволяет получать сразу несколько продуктов разделения, как в газообразном, так и в жидком состоянии.

Преимущества криогенных воздухоразделительных установок

Установки на основе криогенного разделения наиболее экономически эффективны при больших объемах потребления технических газов и обладают высокими техническими характеристиками.

Такие установки позволяют получать газы высокой чистоты в очень больших объемах, например, газообразный азот сверхвысокой чистоты (до 1 ppb), который не может быть получен в адсорбционных и мембранных системах.

Криогенный метод необходим для получения значительного количества кислорода при чистоте более 96%. Для получения большей чистоты кислорода требуется удаление аргона, и единственной коммерчески жизнеспособной технологией для этого разделения является дистилляция. Аргон кипит при температуре, очень близкой к кислороду. Низкотемпературная дистилляция необходима для производства аргона. Аргон составляет только 1% воздуха, поэтому его можно производить только экономически как побочный продукт:

Криогенные ВРУ являются экономически эффективными при долгосрочной эксплуатации за счет низкого удельного энергопотребления и низких эксплуатационных затрат.

При относительно высокой стоимости они очень надежны, в эксплуатации. Долгий ресурс работы воздухоразделительных установок обеспечивается минимальным количеством вращающихся и движущихся механизмов.

К недостаткам возудхоразделительных установок можно отнести более длительный, по сравнению с адсорбционными и мембранными установками, пусковой период. В силу чего данный метод целесообразно применять для крупных предприятий с большими объемами потребления технических газов.

Современные воздухоразделительные установки

Предлагаемые компанией КРИОТЕХ современные воздухоразделительные установки от одного из ведущих мировых производителей имеют ряд достоинств. Перечислим некоторые из преимуществ:

• Компактный дизайн, высокоэффективные технические характеристики
• Короткий срок выхода на производственные мощности
• Управление на базе автоматизированной системы управления Siemens. С помощью системы управления ведётся сбор, анализ и соответствующая обработка всех данных и параметров работы станции.
• Удобный графический операторский интерфейс позволяет оператору осуществлять управление воздухоразделительной установкой.
• Влагоотделитель используемый в системе предварительного охлаждения имеет высокую эффективность при удалении влаги из воздуха.
• Повышенное энергосбережение блока очистки достигается за счет короткого периода времени необходимого для обеспечения эффекта адсорбции, обеспечивающей повышенное энергосбережение.
• Конструкция ректификационных алюминиевых тарелок, используемых в ректификационной колонне, позволяют значительно улучшить эффективность ректификации и уменьшить высоту колонны при сохранении высокой чистоты продукта.
• Модульно-контейнерное исполнение позволяет сократить время по монтажу и сократить расходы на подготовку месторасположение установки
• Для облегчения монтажа основные компоненты установки сконструированы агрегированными узлами и устанавливаются комплексными модулями. Установка оснащена лестницами, площадками и освещением, необходимыми для нормальной работы установки и её технического обслуживания.

Источник

24 Августа 2016 — Промышленное разделение воздуха на компоненты

Разделение воздуха осуществляется тремя основными способами: криогенным, адсорбционным и мембранным. Первый вариант считается классическим, поскольку позволяет получать не только чистый кислород и азот, но и аргон, гелий, неон и прочие составляющие.

Адсорбционный способ считается одним из самых прогрессивных. Он основан на способности некоторых материалов поглощать газы из атмосферного воздуха. Процесс протекает при обычной температуре, и аппарат быстро выходит на проектную мощность. Является идеальным вариантом для получения кислорода или азота чистотой до 95 %.

Мембранный способ основан на разной скорости проникновения компонентов атмосферного воздуха под определенным давлением через тело мембраны. Применяется в тех случаях, когда не требуются большие объемы газа.

Криогенная технология разделения воздуха

Разделение воздуха осуществляется на специальных промышленных установках методом криогенной ректификации. Данный способ основан на разной температуре кипения газов, входящих в состав атмосферного воздуха. Например, жидкий азот испаряется при −196 °C, а кислород — при −183 °C. Разумеется, для этого воздух необходимо охладить до температуры перехода в жидкое состояние. Это делается в специальных криогенных установках.

Технологический процесс начинается с подготовки атмосферного воздуха. На данной стадии выполняются следующие шаги:

• компрессионное сжатие воздушных масс до 6-7 атмосфер (сопровождается грубой очисткой от механических примесей посредством системы фильтрации);
• предварительное охлаждение воздуха до низкой температуры;
• очистка от паров влаги и углекислого газа по технологии «молекулярного сита».

Далее наступает второй этап охлаждения воздуха в главном теплообменнике криогенной камеры. При этом его температура опускается до −175 °С. Дальнейшее охлаждение достигается частичным сбросом давления, при котором воздушная масса переходит в жидкое состояние.

После таких манипуляций сжиженный воздух достигает температуры −200 °C и готов к сепарации. Для этого используются две разделительные колонны: одна среднего и одна низкого давления. Принцип разделения основан на разной температуре кипения основных составляющих компонентов:

• жидкий азот испаряется при −196 °C;
• кислород — при −183 °С.

Таким образом, азот испаряется и концентрируется в верхней части сепарационной колонны. Однако существующая температура недостаточна для кипения жидкого кислорода, который и занимает нижнюю часть сосуда.

Для получения аргона и других составляющих используются дополнительные колонны, специализированные для отделения конкретных газов.

Основным преимуществом метода криогенной ректификации является повышенная чистота конечного продукта. Кроме этого, данный способ позволяет получать такие газы, как неон, аргон, гелий и др.

Использование концентраторов кислорода в медучреждениях, в частности в реанимационных отделениях, давно доказало свою эффективность по сравнению с применением кислорода из баллонов со сжатым газом.

Считаем, что компания «Провита» является надежным отечественным производителем медицинских концентраторов кислорода.
Выражаем нашу благодарность компании «Провита» за хорошее, надежное оборудование и желаем больших творческих успехов в год 25-летия компании.

Азотная установка «Провита N700U» вырабатывает азот особой чистоты 1-го сорта (ГОСТ 9293-74) и полностью обеспечивает нашу потребность в азоте. Применение адсорбционной воздухоразделительной установки «Провита N700U» позволило нам отказаться от закупки азота в баллонах у монополиста и начать бесперебойное снабжение производства азотом марки ОСЧ-1, что привело в конечном итоге к снижению затрат. В случае дополнительной потребности в газообразном азоте мы вновь обратимся к нашему надежному поставщику — компании «Провита».

Установка «Провита N750» надежна в эксплуатации, проста в обслуживании и достаточно энергоэффективна. За время эксплуатации установки замечаний по качеству и количеству получаемого азота нет.

С момента запуска и в настоящее время генератор азота работает стабильно, регулярно проходит плановые технические обслуживания. За всю работу установки проблем связанных с эксплуатацией и надежностью работы не было. Использование данного оборудования в нашем центре позволило существенно сократить потери времени связанные с заменой баллонов.
Мы рассчитываем на долговременное сотрудничество с ООО «Провита».

Благодаря генератору азота «Провита N-150» нам удалось полностью решить вопрос обеспечения азотом своего предприятия. В настоящее время мы не имеем никаких сложностей с эксплуатацией генератора и получением азота, генератор работает стабильно и надёжно.

Установка «Провита-N150» надежна и удобна в эксплуатации. За прошедший период не было замечаний к качеству производимого азота и работе оборудования.

Кислородная станция эксплуатируется нами практически круглосуточно. Концентрация кислорода поддерживается на уровне 92-95%, количество заправляемых баллонов в сутки составляет 120-130.

Компания «Провита» — наш давний и надежный партнер. Проектируя новые производства, мы уверенно закладываем в проекты продукцию компании «Провита».

Источник

Криогенное разделение воздуха

Криогенный способ разделения воздуха. Промышленное использование технологии мембранного разделения газов. Промышленные способы получения углекислого газа. Удаление и концентрирование СО2 путем абсорбции в кислородо-водородном топливном элементе.

Рубрика	Химия
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	09.12.2015
Размер файла	2,7 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Криогенное разделение воздуха

Атмосферный осушенный воздух представляет собой смесь, содержащую по объему кислород 21 % и азот 78 %, аргон 0,9% и другие инертные газы, углекислый газ, водяной пар и пр. Для получения технически чистых атмосферных газов воздух подвергают глубокому охлаждению и сжижают (температура кипения жидкого воздуха при атмосферном давлении -194,5° С.)

Процесс выглядит так: воздух, засасываемый многоступенчатым компрессором, проходит сначала через воздушный фильтр, где очищается от пыли, проходит влагоотделитель, где отделяется вода, конденсирующаяся при сжатии воздуха, и водяной холодильник, охлаждающий воздух и отнимающий тепло, образующееся при сжатии. Для поглощения углекислоты из воздуха включается аппарат — декарбонизатор, заполняемый водным раствором едкого натра. Полное удаление влаги и углекислоты из воздуха имеет существенное значение, так как замерзающие при низких температурах вода и углекислота забивают трубопроводы и приходится останавливать установку для оттаивания и продувки.

Пройдя осушительную батарею, сжатый воздух поступает в так называемый детандер, где происходит резкое расширение и соответственно его охлаждение и сжижение. Полученный жидкий воздух подвергают дробной перегонке или ректификации в ректификационных колоннах. При постепенном испарении жидкого воздуха сначала выпаривается преимущественно азот, а остающаяся жидкость всё более обогащается кислородом. Повторяя подобный процесс многократно на ректификационных тарелках воздухоразделительных колонн, получают жидкий кислород, азот и аргон нужной чистоты. Возможность успешной ректификации основывается на довольно значительной разности (около 13°) температур кипения жидких азота (-196° С) и кислорода (-183° С). Несколько сложнее отделить аргон от кислорода (-185° С). Далее разделенные газы отводятся для накопления в специальные криогенные емкости, из которых поступают для собственного использования либо на продажу.

Криогенный способ разделения воздуха позволяет получить газы самого высокого качества — кислород до 99.9%, аргон и азот до 99, 9995%. Производительность может составлять до 70000 м.куб./час.

Метод короткоцикловой адсорбции (КЦА).

Криогенное разделение воздуха при всех его качественных параметрах является довольно дорогостоящим способом получения промышленных газов. Адсорбционный метод разделения воздуха, основанный на избирательном поглощении того или иного газа адсорбентами, является некриогенным способом, и широкое применение получил из-за следующих преимуществ:

высокая разделительная способность по адсорбируемым компонентам в зависимости от выбора адсорбента;

быстрый пуск и остановка по сравнению с криогенными установками;

большая гибкость установок, т.е. возможность быстрого изменения режима работы, производительности и чистоты в зависимости от потребности;

автоматическое регулирование режима;

возможность дистанционного управления;

низкие энергетические затраты по сравнению с криогенными блоками;

простое аппаратурное оформление;

низкие затраты на обслуживание;

низкая стоимость установок по сравнению с криогенными технологиями;

Адсорбционный способ используется для получения азота и кислорода, так как он обеспечивает при низкой себестоимости отличные параметры качества.

Принцип получения азота при помощи КЦА прост, но эффективен. Воздух подается в адсорбер — углеродныемолекулярные сита при повышенном давлении и температуре внешней среды. В ходе процесса кислород (О2) поглощается адсорбентом, в то время как азот (N2) проходит через аппарат. Адсорбент поглощает газ до состояния равновесия между адсорбцией и десорбцией, после чего адсорбент необходимо регенерировать, т.е. удалить с поверхности адсорбента поглощённые компоненты. Это можно сделать либо путём повышения температуры, либо путём сброса давления. Обычно в короткоцикловой адсорбции используют регенерацию посредством сброса давления. Небольшая длительность циклов адсорбции и регенерации, обычно в пределах нескольких минут, и дала собственно название процесса — «короткоцикловая адсорбция». Чистота азота по этой технологии 99,999%.

В установках для производства кислорода используется известный факт, что азот адсорбируетсяалюмосиликатными молекулярными ситами существенно быстрее, чем кислород. Для отделения азота от кислорода воздух сначала сжимают, а затем пропускают через адсорбер, получая на выходе относительно чистый кислород. Чистота кислорода как продукта, получаемого по этой технологии, составляет до 95 %. Основной загрязняющей его примесью является главным образом аргон. Регенерацию адсорбента проводят при атмосферном давлении или вакууме.

Трёхадсорберная система с применением двухступенчатого насоса

Двухадсорберная система с дополнительной буферной емкостью и одноступенчатым насосом

Скорости адсорбции азота и кислорода

Технологическая схема установок КЦА для производства азота из воздуха

Установки короткоцикловой адсорбции обычно полностью собираются и испытываются на заводе-изготовителе, т.е. поступают к потребителю в состоянии полной заводской готовности, что обеспечивает быстрый монтаж, и имеют диапазон производительности от 10 до 6000 нм 3/ч.

Промышленное использование технологии мембранного разделения газов началось в 70-х годах и произвело настоящую революцию в индустрии разделения газов. Вплоть до сегодняшних дней эта технология активно развивается и получает все большее распространения благодаря своей высокой экономической эффективности. В случаях, когда не требуется очень чистый газ, в основном азот, при сравнительно больших объемах потребления, эта технология практически полностью вытеснила альтернативные способы получения газов — криогенный и адсорбционный. При производстве азота чистоте до 99.9% и производительностью до 5000 нмі/ч мембранные установки оказываются существенно выгоднее остальных. Устройство современных мембранных газоразделительных и воздухоразделительных установок исключительно надежно. В первую очередь это обеспечивается тем, что в них нет никаких подвижных элементов, поэтому механические поломки почти исключены. Современная газоразделительная мембрана, основной элемент установки, представляет собой уже не плоскую мембрану или пленку, а полое волокно. Половолоконная мембрана состоит из пористого полимерного волокна с нанесенным на его внешнюю поверхность газоразделительным слоем. Суть работы мембранной установки заключается в селективной проницаемости материала мембраны различными компонентами газа. Разделение воздуха с использованием селективных мембран основано на том, что молекулы компонентов воздуха имеют разную проницаемость через полимерные мембраны. Воздух фильтруется, сжимается до желаемого давления, осушается и затем подается через мембранный модуль. Более «быстрые» молекулы кислорода и аргона проходят через мембрану и удаляются наружу. Чем через большее количество модулей проходит воздух, тем больше становится концентрация азота N2. Наиболее эффективно по затратам получать азот с содержанием основного вещества 93-99,5%.

Ниже приведены графики по выбору применения тех или иных видов получения промышленных газов в зависимости от объемов потребления и необходимой чистоты.

Гелий — прозрачный газ, без вкуса и запаха, следующий по величине атомного веса после водорода элемент. Он абсолютно инертен, т. е. не вступает ни в какие реакции. Из всех веществ гелий имеет самую низкую температуру кипения -269°С. Жидкий гелий — самая холодная жидкость. «Замерзает» гелий при — 272° С. Эта температура всего на один градус выше температуры абсолютного нуля. В промышленных масштабах гелий можно получать двумя способами — либо из недр земли, либо разделением воздуха. Это газ на Земле встречается мало: 1 м3 воздуха содержит всего 5,2 см3 гелия, т.е. всего 0,00052%., а каждый килограмм земного материала — 0,003 мг гелия. По распространенности же во Вселенной гелий занимает второе место после водорода: на долю гелия приходится около 23% космической массы.

На Земле гелий постоянно образуется при распаде урана, тория и других радиоактивных элементов. Гелий накапливается в свободных газовых скоплениях недр и в нефти; такие месторождения достигают промышленного масштабов. Максимальные концентрации гелия (10-13%) выявлены в свободных газовых скоплениях и газах урановых рудников и (20-25%) в газах, спонтанно выделяющихся из подземных вод. Чем древнее возраст газоносных осадочных пород и чем выше в них содержание радиоактивных элементов, тем больше гелия в составе природных газов.

Добыча гелия в промышленных масштабах производится из природных и нефтяных газов как углеводородного, так и азотного состава. По качеству сырья гелиевые месторождения подразделяются: на богатые (содержание Не > 0,5% по объему); рядовые (0,10-0,50) и бедные ( 2Н2+О2; каталитическая очистка полученного водорода от кислорода; его сжатие в поршневых компрессорах; адсорбционная осушка; заполнение в баллоны или контейнеры.

Паровой реформинг. Используя источник углеводородов и процесс реформинга, можно произвести водород в малых, средних, больших объемах и того качества, которое нужно потребителю. Обычно предлагаются установки от 100 до 5000 м.куб./час, нефтеперерабатывающие заводы используют установки производительность более 20000 м.куб./час.Процесс выглядит так: углеводороды ( метанол, пропан, природный газ, нефть ), используемые в качестве топлива, смешиваются в процессным паром, нагреваются до 480 град.С и разделяются в реакторе, используя основанный на никеле катализатор, по простой формуле СН4+Н2О+230 кДж=СО+3Н2

Содержание водорода в дальнейшем увеличивают на железном катализаторе, происходит реакция СО и Н2О, и в результате получается Н2 и СО2. Дальнейшие ступени процесса удаляют конденсат, уменьшается температура и давление, а дальше водород очищается в адсорбционной установке. После нее водород имеет чистоту 99,9995 и давление 15-30 бар.

Водородная адсорбционная установка интегрируется в существующую систему контроля и полностью автоматизируется.

Ацетилен впервые был получен в 1836 году Эдмондом Дэви путем обработки водой карбида калия К2С2 и был назван так химиком Бертло в 1860 г.

Промышленное получение ацетилена началось с момента массового производства карбида кальция. В свою очередь карбид кальция получают путем спекания известняка и кокса (угля) СаО+3С=СаС2+СО. В Украине сколько-нибудь значительного производства карбида кальция нет.

При обработке карбида кальция водой и образуется ацетилен:

Большая часть ацетилена, производимого в Украине, получается из карбида кальция. Для этого используются специальные промышленные генераторы, в которых ацетилен проходит очистку от примесей серы, аммиака и фосфора, от влаги, и далее компрессорами закачивается в баллоны.

Для бытового использования применяются небольшие переносные генераторы, но ацетилен, получаемый в них, обычно влажный и с примесями. Кроме того, невозможно остановить процесс образования ацетилена, что может быть неудобно для небольших работ. В морозы также проблематично использование малых генераторов из-за опасности замерзания воды.

Второй способ получения ацетилена — окислительный пиролиз метана и других углеводородов по формуле 2СН4>С2Н2+3Н2, осуществляемый при повышенной температуре 1200-1500 град. с последующим быстрым охлаждением. Ацетилен здесь является промежуточным продуктом при дальнейшем производстве продуктов органического синтеза. Способ пиролиза экономически невыгоден только для получения ацетилена, поэтому применяется на заводах, производящих его дальнейшую переработку в синтетический каучук, винилацетат, винилхлорид, этилен, бутадиен, стирол и другие продукты. В Украине это «Северодонецкий Азот».

Под пропаном обычно понимают сжиженную смесь углеводородов, куда входят следующие газы:

Этан — С2Н6 — газ, по плотности близкий к воздуху. Входит в состав сжиженных газов в незначительном количестве. Самая главная причина ограничения его содержания в том, что при температуре 45°С этан не может находится в сжиженном состоянии. При 30 °С упругость его паров достигает 4,8 МПа, тогда как рабочее давления надземных систем газоснабжения сжиженным газом составляет 1,6 МПа, а подземных — 1,0МПа. В то же время незначительное количество этана в пропан-бутановой смеси повышает общее давление насыщенных паров газовой смеси, что обеспечивает в зимнее время избыточное давление, необходимое для нормального газоснабжения.

Пропан — С3Н8 — тяжелый газ (плотность по воздуху 1,52). Технический пропан является основной составляющей сжиженных газов, его процентное соотношение в зимней смеси должно быть не менее 75%. Температура кипения — 42,1°С.

Бутан — С4Н10 — тяжелый газ (плотность по воздуху 2,06). Температура кипения -0,5°С.

Пентан — С5Н12 — тяжелый газ (плотность по воздуху 2,49). Температура кипения +36°С. Содержание в смеси 1-2% от обьема.

Сжиженный газ получают обычно двумя способами — при переработке природного газа на газоперерабатывающих заводах ГПЗ и на нефтеперерабатывающих заводах НПЗ, что определяет доступную цену для потребителя.

Технологическая цепочка производства сжиженных газов начинается с добычи «сырой» нефти или «влажного» природного газа и заканчивается хранением жидких пропана и бутана, полностью свободных от легких газов, тяжелой нефти и очищенных от следов сернистых соединений и воды.

На газовых месторождениях добыча богатого метаном природного газа нередко сопровождается выходом небольших количеств смеси тяжелых углеводородов: от этана и основных компонентов сжиженного газа до соединений компонентов дистиллята («естественного бензина»). Если они присутствуют в значительных количествах, то сжиженные газы и дистиллят удаляют из природного газа во избежание технологических осложнений от конденсата при компримировании газа перед подачей его в трубопровод, а также для получения необходимых химических веществ или дополнительного топлива. Полученная смесь сжиженных газов и дистиллята имеет невысокое качество, но тем не менее имеет спрос в силу невысокой цены.

При добыче нефти непосредственно на месте добычи «сырая» нефть стабилизируется для подготовки ее к дальнейшей транспортировке по трубопроводам или в танкерах к месту потребления. Степень стабилизации, эффективность которой зависит от условий на головке скважины (температура и давление), в свою очередь, определяет количество удаляемых легких газов. Эти газы иногда сжигаются, но в настоящее время все чаще используются как дополнительная продукция, и называется «попутным природным газом». Количество сжиженных газов, остающихся в «сырой» нефти, зависит от степени стабилизации на месте ее добычи. Некоторые сорта нефти перед транспортировкой иногда могут быть специально дополнены сжиженным газом. Содержащиеся в нефти, поступившей на нефтеочистительное предприятие, сжиженные газы улавливают в процессе дистилляции. Их выход колеблется от 2 до 3 % от объема перерабатываемой нефти. Полученные при фракционной разгонке сжиженные газы подвергаются последующей конверсии, которая осуществляется, прежде всего, для увеличения выхода и повышения качества бензина, но также она отделяет примеси из самого сжиженного газа.

Таким образом, предпочтительнее использовать сжиженный газ, полученный в процессе переработки нефти, так как он имеет более стабильный состав, в нем отсутствуют влага, примеси азота, углекислого газа, которые обычно имеются в сжиженном газе, получаемом на газовых месторождениях.

Наиболее широкое применение методы адсорбции находят в тех случаях, когда необходимо снизить содержание загрязняющих веществ до очень низких, следовых значений (от миллиардных долей до нескольких миллионных долей). Многие загрязнители с сильным запахом обнаруживаются уже при содержаниях порядка 100 млрд-1; для полного удаления запаха концентрация загрязняющего вещества должна быть снижена до более низких значений, чего невозможно достичь, применяя большинство других методов обработки. Подобные задачи возникают в пищевой промышленности (удаление запахов при консервировании, обжиге кофе, переработке рыбы, вытапливании сала, ферментации, жарении и выпечке), в химической и перерабатывающей промышленности (в частности, в производстве клея и при переработке природных материалов, таких как кровь и железы, при дублении в производстве бумаги), а также при осуществлении других процессов, например в литейном производстве, при нанесении лакокрасочных и других покрытий и в лабораториях, где проводятся эксперименты на животных.

Адсорбция менее эффективна при необходимости удаления больших концентраций загрязняющих веществ, поскольку при этом необходима большая адсорбционная емкость или большое количество адсорбента. В тех случаях, когда концентрации загрязнений невелики и обработке подвергается большое количество воздуха, адсорбция может оказаться очень эффективной для удаления летучих углеводородов и органических растворителей. Наиболее целесообразно использовать этот метод для удаления паров ядовитых веществ и предполагаемых канцерогенов в тех случаях, когда содержание примесей должно быть снижено до нескольких миллионных долей или ниже.

Широкое применение находит адсорбция для удаления паров растворителя из отработанного воздуха при окраске автомобилей, органических смол и паров растворителя в системе вентиляции предприятий по производству стекловолокна и стеклоткани, а также паров эфира, ацетона и других растворителей в производстве нитроцеллюлозы и бездымного пороха. Адсорбенты используют для очистки выхлопных газов автомобилей и удаления ядовитых компонентов, например H2S из газовых потоков, выбрасываемых в атмосферу через лабораторные вытяжные шкафы. Адсорбция применяется и для удаления радиоактивных газов при эксплуатации ядерных реакторов, в частности радона и радиоактивного йода.

Адсорбция находит применение и в тех случаях, когда необходимо более дли менее избирательное удаление определенных газообразны компонентов из смеси. Помимо использования для осушки газов, импрегнированные адсорбенты имеют и другие области применения, связанные с их селективностью, например для удаления этилена из отходящих газов. Молекулярные сита использовались для удаления паров ртути на предприятиях по производству хлора и щелочи, где применяются электролизеры с ртутным электродом. Проведены эксперименты по удалению SO2 на молекулярных ситах. Адсорбцией удаляют неорганические загрязнения из топочных газов.

В некоторых случаях, в частности при обработке горючих газов, для разрушения токсичных органических веществ может быть использовано дожигание, однако применение этого метода затруднено тем, что концентрации органических примесей, распределенных в большом объеме воздуха, очень низки. Для того чтобы нагреть такие большие количества воздуха до температур, при которых проводится дожигание, расходуется очень большое количество энергии, даже при использовании специальной аппаратуры, обеспечивающей усиленный теплообмен в газовой фазе. Экономичность процесса дожигания может быть значительно повышена благодаря адсорбционному концентрированию загрязнений перед дожиганием. Наибольший экономический эффект достигается в тех случаях, когда объемная концентрация загрязнителей составляет 20. 100 млн-1, хотя метод остается эффективным и при концентрациях до 300 млн-1. Обрабатываемые газы пропускают через слой адсорбента обычным образом, а насыщенный адсорбент продувают воздухом, который затем поступает на дожигание. Такой метод позволяет повысить концентрацию загрязнителя в 40 раз. Адсорбционное концентрирование оказалось целесообразным при объемных концентрациях загрязнителя до 300 млн-1, причем эффективность адсорбционной обработки резко возрастает с увеличением объема обрабатываемого газа.

Адсорбция паров органических растворителей. Выбросы паров растворителей происходят при их хранении и при использовании в технологических процессах. Для их рекуперации используют мелкопористые адсорбенты: активированные угли, силикагели, алюмогели, цеолиты, пористые стекла. Наиболее предпочтительны для решения этой задачи активированные угли, поскольку эти гидрофобные адсорбенты хорошо сорбируют пары органических растворителей при относительной влажности очищаемых парогазовых смесей до 50%. Рентабельность рекуперационных установок зависит от концентрации паров летучих растворителей: наименьшая концентрация для бу-тилацетата равна 1,5; толуола — 2; ацетона — 3; бензола — 2; бензина — 2; сероуглерода — 6 г/м3.

Поглощение паров летучих растворителей производится в рекуперационных установках со стационарным слоем адсорбента, размещаемых в вертикальных, горизонтальных или кольцевых адсорберах. Адсорберы вертикального типа используют при небольших потоках очищаемых парогазовых смесей, горизонтальные и кольцевые аппараты — для обработки смесей при высоких скоростях потока. Рекуперационные установки периодического действия работают по четырех-, трех- и двухфазному циклам. Четырехфазный цикл включает последовательно фазы адсорбции, десорбции, сушки и охлаждения. В трехфазном цикле исключается одна из фаз — сушки или охлаждения. Двухфазный цикл включает две операции: адсорбцию и десорбцию, при этом процесс адсорбции совмещают с сушкой и охлаждением поглотителя. Для непрерывности рекуперационного процесса установка улавливания паров летучих растворителей должна включать как минимум два адсорбера периодического действия.

В последнее время большое развитие получили непрерывно-действующие установки с движущимся плотным или псевдоожиженным слоем адсорбента, к преимуществам которых относятся высокие скорости обрабатываемых потоков, компактность оборудования, высокая степень использования адсорбентов, низкие энергозатраты, возможность автоматизации процесса. Совершенствуются также углеродные материалы — поглотители в виде углеродных волокон, обеспечивающие высокую степень (более 99%) рекуперации растворителей, пониженную пожаро- и взрывоопасность, снижение потерь растворителей из-за термического разложения. Для более глубокой очистки парогазовых потоков от паров летучих растворителей используют комбинированные методы, сочетающие различные процессы очистки. Например, при рекуперации смеси фенола и этанола из отходящих газов для улавливания паров фенола используют абсорбционный метод, а для улавливания паров этанола — адсорбционный.

Очистка газов от оксидов азота. Как абсорбционные, так и адсорбционные приемы поглощения слабоокислительных нитрозных газов малоэффективны вследствие значительной инертности NO.

В промышленной практике очистка отходящих газов от оксидов азота при использовании адсорбентов-поглотителей ограничена. Хемосорбционная очистка газов от оксидов азота применима на основе использования твердых веществ, способных вступать в химическое взаимодействие с NOx.

С целью улавливания NOx из отходящих газов разработан метод адсорбции оксидов азота торфощелочными сорбентами в аппаратах кипящего слоя. Степень очистки, содержащих 0,1. 2% НПxпри времени контакта фаз 1,6. 3 с, достигает 96. 99%.

Еще больший эффект достигается при использовании торфа, обработанного аммиаком. Недостаток этого метода — возможность самовозгорания торфа.

Для денитрификации отходящих газов можно использовать бурые угли, фосфатное сырье, лигнин. Твердые отходы (продукты газоочистки) не подлежат регенерации и могут использоваться как органоминеральные удобрения и промышленные реагенты. В качестве других доступных и дешевых поглотителей NOx могут использоваться известь, известняк, сланцевая зола. Отработанные хемосорбенты можно использовать для нейтрализации кислых стоков и в качестве азотосодержащих удобрений.

Очистка газов от диоксидов серы. Для очистки дымовых газов от диоксида серы используют твердые хемосорбенты путем их введения в пылевидном состоянии в топки или газоходы теплоэнергетических агрегатов. В качестве хемосорбентов могут быть использованы известняк, доломит или известь.

Для увеличения активности хемосорбентов вводят специальные добавки в виде неорганических солей, оксихлорида меди, оксида магния. К сухим способам относится поглощение диоксида серы углеродными поглотителями (активные угли и полукоксы) при температуре 110. 150°С. Эффективность углеадсорбционной очистки достигает 90. 95%. Для регенерации насыщенных поглотителей могут быть использованы термический (до 400. 450°С) и экстракционный (подогретой водой) способы.

Разработан процесс для адсорбции SO2 из отходящих газов, в котором происходит адсорбция и каталитическое окисление SO2 в движущемся слое активированного угля, а также процесс с использованием щелочного оксида алюминия, гранулы которого содержат 56% А12O3 и 37% Na2O.

Очистка от хлора и хлорида водорода. Газообразный хлор хорошо поглощается твердыми органическими соединениями, такими как лигнин, лигносульфонат кальция, представляющими собой отходы процессов химической переработки древесины и растительного сырья. В качестве твердых поглотителей хлорида водорода из отходящих газов могут быть использованы хлороксид железа, хлорид закисной меди, сульфаты и фосфаты меди, свинца, кадмия, а также цеолиты. Эти поглотители используют для обработки низкоконцентрированных по НСI газов (до 1% об.) в широком интервале температур. Для удаления НСI из отходящих газов возможно использовать порошок негашеной извести. Контакт ее с газами осуществляют в реакторе кипящего слоя или непосредственно в газоходе. Отделенный от газа поглотитель после регенерации можно возвратить в процесс.

Очистка газов от сероводорода. Глубокую очистку газов от H2S обеспечивают адсорбционные методы с использованием гидроксида железа, активированного угля, цеолитов и других поглотителей.

Эффективным поглотителем H2S является активированный уголь. Высокая экзотермичность процессов окисления H2S в адсорбенте приводит к интенсивному разогреву слоя поглотителя и к риску возгорания угля. В связи с этим очистку газов активными углями от H2S проводят при концентрации загрязнителя до 5 г/м3. Сероемкость используемых для очистки газов от H2S активных углей составляет 200. 520 кг/м3. При высоте слоя угля более 1 м достигаемая степень насыщения поглотителя превосходит 90%.

Регенерацию насыщенных углей проводят раствором сульфида аммония (NH4)2S.

Экстрагированный уголь освобождают от сульфидной серы промывкой его водой, отпаривают для удаления аммонийных солей и сушат.

Эффективным средством очистки газов от H2S являются синтетические цеолиты при обработке газов с содержанием серы ? 2%. Концентрация серы в очищаемых ими газах может быть снижена до 1 мг/м3и ниже.

В практике очистки от H2S технологических газов находят применение поглотители, получаемые на основе оксида цинка, оксидов цинка и меди.

Процессы очистки с использованием этих хемосорбентов требуют предварительного нагрева обрабатываемых газов. Отработанные поглотители обычно не регенерируют в связи со сложностью процесса десорбции.

Удаление углекислого газа

Регенеративные удаления углекислого газа

В качестве регенеративных сорбентов в настоящее время используется несколько способов очистки атмосферы от СО2, отличающихся друг от друга характером взаимодействующих фаз, температурой, необходимостью создания искусственного силового поля или градиента концентраций.

В системах газ — твердое тело в качестве адсорбента применяются молекулярные сита, синтетические цеолиты, обладающие избирательной поглощающей способностью по отношению к углекислому газу. Процесс адсорбции протекает независимо от действия силы земного притяжения и может быть осуществлен в условиях реального космического полета. Практическое применение могут найти следующие способы очистки атмосферы от углекислого газа: адсорбция с использованием синтетических цеолитов, физические, абсорбция при осуществлении электрохимических процессов.

При адсорбции СО2 синтетическими цеолитами регенерацию можно осуществить путем использования различных методов и средств: космического вакуума, вакуума и повышенной температуры, уменьшением парциального давления СО2 над слоем адсорбента в токе инертного газа, вакуума и повышенной температуры с последующим компремированием СО2 до нормального давления.

В зависимости от способа регенерации кислорода, определяемого длительностью полета, выбирается тот или иной способ десорбции СО2. При использовании запасов кислорода целесообразно применять вакуумную и термовакуумную десорбцию СО2 в космическое пространство.

К физическим методам очистки атмосферы от СО2 относятся вымораживание, центрифугирование, диффузия.

Разработка методов очистки, основанных на вымораживании и центрифугировании, находится в стадии расчетно-теоретических исследований. Диффузионный же способ очистки атмосферы от СО2 является малоэнергоемким, простым и перспективным.

Абсорбция СО2 при осуществлении электрохимических процессов отличается непрерывностью процесса и одновременным получением кислорода из воды и углекислого газа. Очистка атмосферы от СО2 обеспечивается путем хемосорбции конечными продуктами электролиза, образующимися в катодном пространстве в электролизных установках при осуществлении электролиза водных растворов карбонатов, сульфатов и расплавов щелочных металлов.

Удаление и концентрирование СО2 путем адсорбции с применением синтетических цеолитов

Наиболее распространенными регенерируемыми сорбентами углекислого газа в настоящее время считаются цеолиты (молекулярные сита), представляющие собой синтетический гидратированный алюмосиликат с различными присадками окислов щелочных металлов. Цеолиты — пористые гранулированные вещества с гранулами размером 3— 5 мм и порами в них в несколько ангстрем. При физической адсорбции адсорбируемость различных веществ существенно зависит от пористой структуры адсорбентов. В наиболее мелких порах адсорбентов, так называемых микропорах, размеры которых сравнимы с размерами адсорбируемых молекул, происходит перекрывание входа в пору полями адсорбционных сил, которые создаются противоположными стенками пор. В результате в порах происходит повышение адсорбционных потенциалов и возрастание дифференциальных теплот адсорбции, что приводит к значительному увеличению адсорбции. Этим же объясняется и исключительная селективность определенных форм цеолитов с определенными структурными характеристиками в поглощении ив газовой смеси только определенной ее составляющей, размеры молекулы которой близки к размерам микропор.

Например, цеолиты типа А и X имеют существенные, ярко выраженные особенности: строгое постоянство размеров пор для каждого типа; бидисперсный характер первичной пористой структуры кристаллов — две разновидности пор, соответствующие большим и малым полостям в структуре алюмосиликатных скелетов; взаимосвязь пор, осуществляемую через узкие окна, которыми определяется проникновение в поры адсорбируемых молекул; образованную ионами кислорода поверхность алюмосиликатного скелета (поверхности собственно пор). Положительно заряженные ионы алюминия и кремния расположены в глубине алюмосиликатного скелета.

Свободные полости между элементарными кристаллами и конгломератами кристаллов образуют вторичную пористость гранулированных цеолитов. Размеры этих полостей могут колебаться в широких пределах и зависят как от размеров самих кристаллов, так и от характера упаковки. По данным М. М. Дубинина, эквивалентные радиусы вторичных пор лежат в интервале от нескольких десятков до сотен тысяч ангстрем.

В таких порах, значительно отличающихся по размерам, естественно, различны коэффициенты диффузии и массоперенос составляющих газовой смеси, находящихся под блокирующим воздействием адсорбционных полей.

Коэффициенты диффузии во вторичной пористости зависят от условий получения и гранулирования цеолитов, а также от условий адсорбции: в вакууме или из потока газа-носителя, находящегося при малом или высоком давлении.

Природа адсорбционных сил и кинетика адсорбции на цеолитах зависит от многих факторов и имеет весьма сложный характер.

Адсорбция углекислого газа на калиевом, натриевом и кальциевом цеолитах при 20° С представлена в табл. 2.

Из данных табл. 2 видна четкая зависимость адсорбции от размера окон элементарных полостей кристаллической структуры.

Размер окон элементарных полостей кристаллической структуры цеолитов доступен для молекул воды. Критический диаметр молекул воды соизмерим с размером окон адсорбционных полостей синтезированных кристаллических алюмосиликатов (табл. 3).

Таблица 2. Адсорбция углекислого газа (3,2 А) на калиевом, натриевом и.кальциевом цеолитах при температуре 20° С

Изотермы адсорбции на цеолитах уже при очень низких концентрациях водяных паров круто поднимаются. Синтетические цеолиты — это адсорбенты с весьма тонкими порами. За счет наложения полей противоположных стенок в тонких порах резко выражен эффект адсорбционного потенциала, что приводит к высокой адсорбционной емкости при низких концентрациях адсорбата. В силу этого синтетические цеолиты — хорошие осушители; по своим осушающим свойствам они значительно превосходят силикагели.

Регенерация цеолита осуществляется при его подогреве до определенной температуры и вакуумировании. При этом отдельные марки цеолитов могут выдержать значительное число циклов регенерации.

Применение цеолитов для поглощения и концентрирования углекислоты следует считать перспективным.

В настоящее время имеются лабораторные установки, в которых с успехом применяются цеолиты для поглощения углекислоты и вредных примесей.

Принципиальная схема системы очистки атмосферы от углекислого газа, основанная

Таблица 3. Адсорбция паров воды (2,6 А) накалиевом, натриевом и кальциевом цеолитах при температуре 20° С

Рис. 14. Принципиальная схема системы удаления углекислого газа на основе синтетических цеолитов

1 — воздух из кабины,

2 — воздух в кабину,

3,14 — адсорберы воды,

4,15 — нагреватели адсорберов воды,

5,7 — адсорберы СО2,

6, 8 — нагреватели адсорберов СО2,

9 — вакуумный насос,

10 — воздух в кабину,

11 — хранилище СО2,

13 — выход концентрированного СО2 в блок

утилизации на использовании синтетических цеолитов, представлена на рис. 14.

По данной схеме воздух из кабины проходит через адсорбер воды 5, освобождаясь от излишней влаги, далее в адсорбер СО2 5. Воздух, очищенный от углекислого газа, направляется на десорбцию в адсорбер воды, нагретый до определенной температуры, затем увлажненный воздух поступает в кабину (2).

В этот же период времени в адсорбере 7 осуществляются термовакуумная десорбция углекислого газа и сбор его в хранилище 11.

По данным ряда авторов, два патрона, наполненные цеолитом, весом 2,26 кг, работающие циклично в режиме сорбции и десорбции, обеспечивают удаление углекислого газа, выделяемого при дыхании человеком. Время сорбции одного патрона — примерно 100 мин. Вес всей системы удаления СО2 составляет 14 кг. Потребляемая мощность на регенерацию (подогрев и вакуумирование) — примерно 700 вт, а на охлаждение — примерно 400 вт. Система очистки атмосферы от СО2, основанная на применении синтетических цеолитов, с успехом использовалась на американской орбитальной станции «Скайлэб» и надежно функционировала в условиях реального космического полета.

Удаление и концентрирование СО2 путем вымораживания

При абсолютном давлении 760 мм рт. ст. двуокись углерода переходит в твердое состояние при температуре —78,9° С. Тройная точка двуокиси углерода соответствует температуре —56,6° С и абсолютному давлению 5,28 кг/см2.

Ниже этого давления и температуры двуокись углерода переходит в твердое состояние, минуя жидкую фазу. Парциальное абсолютное давление двуокиси углерода при наиболее высоких давлениях в воздухоразделительных аппаратах может достигать величины 0,06 кгс/см2. Поэтому выделение двуокиси углерода из воздуха в аппарате возможно только в твердом виде.

Вымораживание двуокиси углерода производится в регенераторах или в специальных теплообменниках-вымораживателях. Применяются различные конструкции выморажи-вателей: плоские (установки П. JI. Капицы), витые трубчатые высокого давления с прохождением очищаемого воздуха внутри трубок, низкого давления с прямыми трубками и прохождением очищаемого воздуха в меж-трубном пространстве.

Для достижения заданной степени очистки воздуха процесс вымораживания СО2 должен осуществляться при тепловом режиме, обеспечивающем кристаллизацию СО2 только на холодной стенке без выпадения снега в потоке воздуха. В этом случае количество СО2 в очищенном воздухе будет равно или меньше содержания СО2 в воздухе при насыщении для данной температуры и давления. Разность температур воздуха и холодной стенки не должна превышать 30° С, а скорость потока воздуха во избежание срыва инея со стенок и уноса кристаллов с СО2 должна быть не выше 3 м/сек. Вымораживание двуокиси углерода начинается в том сечении теплообменного аппарата, где температура воздуха равна температуре точки росы СО2 в воздушном потоке.

Продолжительность работы вымораживателя до его заполнения пропорциональна его максимальной удельной нагрузке, т. е. количеству СО2 в кг/м*час, высаживающейся в наиболее напряженном сечении. Для приближения максимальной удельной нагрузки к средней нагрузке следует подбирать такое соотношение потоков, чтобы разность температур на теплом конце вымораживателя не превышала среднелогарифмической разности температур.

В системах обеспечения жизнедеятельности экипажей космических кораблей или планетных станций метод вымораживания углекислого газа может найти практическое применение благодаря простоте организации технологического процесса и аппаратурного оформления.

В реальных системах, естественно, вымораживатель будет состоять из двух контуров. В одном будет осуществляться удаление СО2 из воздуха, а в другом — преобразование углекислоты в газообразное состояние.

Принципиальная схема системы очистки атмосферы от углекислого газа вымораживанием представлена на рис. 15.

Воздух из кабины поступает в холодильник-теплообменник 7, где он освобождается от паров влаги, далее в углекислотный холодильник-теплообменник 6, в котором осуществляется вымораживание углекислого газа.

Воздух, очищенный от углекислого газа и паров воды, поступает на десорбцию в водяной холодильник-теплообменник 2 и далее в кабину (10). Одновременно с этим осуществляются десорбция СО2 в блоке 3 и его складирование в хранилище 8.

Удаление и концентрирование СО2 путем диффузии через селективные мембраны

Осуществление процесса очистки атмосферы от СО2 путем применения селективных мембран представляется в настоящее время разумным технологическим решением, отличающимся непрерывностью процесса и малым энергопотреблением. Определяющей движущей силой процесса в аппаратах с селективными мембранами является градиент концентраций по СО2, т. е. разница концентраций СО2 во входящем воздушном потоке и в потоке по другую сторону мембраны. Реализация эффективного удаления СО2 из воздуха кабины обеспечивается за счет выбора высокоселективных мембран, являющихся ответственными за массоперенос СО2, а также вариацией давления и инертными добавками (водород, парогазовая смесь) в концентрационной полости диффузионных аппаратов, обеспечивающих необходимую скорость переноса молекул СО2.

Принципиальная схема очистки атмосферы от СО2 с применением селективных мембран представлена на рис. 16.

Организация технологического процесса очистки атмосферы от СО2 построена по принципу последовательного концентрирования

Рис. 15. Принципиальная схема удаления углекислого газа вымораживанием

1 — воздух из кабины,

2,7 — водяные холодильники-теплообменники,

3, в — углекислотные холодильники-теплообменники,

4 — циркуляция жидкостного хладоносителя,

5 — космический радиатор-теплообменник,

8— хранилище углекислого газа,

9 — выход углекислого газа в блок утилизации,

10 — воздух в кабину

Рис. 16. Принципиальная схема очистки атмосферы от СО2, основанная на использовании диффузии СО2 через селективные мембраны

1 — воздух из кабины,

3, 12 — диффузионные аппараты,

4, 10, 13 — обратные клапаны,

5, 7, 11 — компрессоры,

6, 9 — теплообменник-влагоотделитель,

путем применения двух диффузионных аппаратов 3, 12 и использования парогазовой смеси с последовательным удалением влаги в теплообменниках-влагоотделителях 6, 9.

В последних удаление влаги из парогазовой смеси целесообразно осуществлять в условиях динамической невесомости путем использования капиллярно-пористых элементов. Расположение обратных клапанов обеспечивает строго направленную циркуляцию парогазовой смеси и очищаемого от СО2 воздушного потока.

Данный способ очистки атмосферы от СО2 в настоящее время все в большей степени привлекает исследователей, поскольку обладает существенными преимуществами — простотой и малой энергоемкостью.

Удаление и концентрирование СО2 путем абсорбции при электролизе растворов солей Хемосорбция углекислого газа гидроокисью проходит без затраты какой-либо дополнительной энергии. Взаимодействие гидроокисей с СО2 с образованием карбоната можно представить уравнением мется скоростью диффузии углекислого газа, скоростью диффузии активной части католита из основной массы жидкости и скоростью химической реакции.

При очень большой скорости реакции можно считать, что она протекает в узкой реакционной зоне, расположенной в пределах диффузионной пленки, причем скорость процесса в этом случае определяется скоростью диффузии углекислого газа и активной части католита в данной зоне. При большой скорости необратимой реакции, когда ее можно считать мгновенной, газ, реагируя с жидкостью, образует в жидкостной пленке слой, состоящий из продуктов реакции. Этот слой изолирует газовую фазу от активной части католита, и дальнейший процесс абсорбции происходит, с одной стороны, по мере диффузии углекислого газа через этот изолирующий слой и, с другой стороны, по мере диффузии активной части католита из активной массы жидкости.

По мнению некоторых исследователей, реакция взаимодействия углекислого газа с гидроокисью (NaOH, КОН) протекает с большой скоростью.

Можно полагать, что зависимости, выведенные на основании исследований по скорости абсорбции углекислого газа в NaOH при барботаже, будут характеризовать абсорбцию в наших условиях. Граничные условия абсорбции при барботаже и общие закономерности будут проявляться и при абсорбции в отсутствие силы тяжести. На рис. 17 представлена зависимость абсорбционной емкости водных растворов NaOH от концентраций углекислого газа и NaOH.

Из рис. 17 видно, что с увеличением концентрации СО2 скорость абсорбции увеличивается, а с увеличением концентрации NaOH возрастает количество поглощенной СО2.

В ряде исследований показано, что абсорбция углекислого газа растворами NaOH и КОН протекает совершенно идентично и приведенный коэффициент скорости процесса, учитывающий физические свойства абсорбента, оказывается равным в обоих случаях. Движущей силой процесса является концентрация активного абсорбента в жидкости.

Для осуществления процесса десорбции необходимо учитывать, что устойчивое состояние бикарбоната в растворе характеризуется граничными условиями: бикарбонат выпадает в осадок при температуре 60—70° С и концентрации, превышающей 30—33%.

Известно также, что десорбция более интенсивно протекает при температуре 110° С.

По мнению некоторых авторов, данная реакция протекает не мгновенно, а с определенной скоростью, и поэтому поглощение СО2следует рассматривать как процесс, идущий в две стадии:

в котором вторая реакция протекает мгновенно, а первая идет с конечной скоростью.

При электролизе раствора карбоната калия в прианодном пространстве образуется бикарбонат калия, который при нагревании распадается:

При электролизе раствора сульфата натрия в прианодном пространстве образуется серная кислота, которая при контакте с продуктом реакции абсорбции — карбонатом натрия — химически взаимодействует с ним:

Углекислый газ выделяется в концентрированном виде, а остальные продукты реакции направляются обратно в электролизер. Следует отметить, что данная реакция протекает без подогрева, поэтому при проведении электролиза сульфата натрия энергия затрачивается только на сам процесс электролиза.

При абсорбции католитом углекислого газа последний вступает в химическую реакцию с активной частью католита.

При электролизе сульфатов каких-либо граничных условий для католита и анолита не существует, т. е. их концентрация может быть любой, а температура будет определяться соответствующими условиями проведения электролиза.

В абсорбционных процессах участвуют две фазы — жидкая и газовая и происходит переход веществ от газовой фазы в жидкую.

В процессе, обратном абсорбции, при выделении растворенного газа из раствора происходит переход вещества из жидкой фазы в газовую.

Для устойчивой работы абсорбционно-десорбционных аппаратов необходимо соблюдать следующие основные условия: обеспечивать контакт жидкой и газообразной фаз; подводить католит и анолит к реакционным аппаратам; удалять продукты реакции из реакционных аппаратов; отделять газовую и парогазовую фазы от жидкой; подводить тепло к реагенту; отводить тепло от аппаратов.

Источник