Tisztítása és elválasztása gázkeverékek - studopediya
A gáz-halmazállapotú alapanyag természetes és ipari eredetű. A természeti erőforrások állnak szénhidrogéngáz E (földgáz) és a levegő. Mivel a gáz-halmazállapotú nyersanyagot gázok ipari eredetű használt koksztermelési (kokszolókemence-gáz), petróleum gázok (társított gáz), kohászat gázok feldolgozása szilárd tüzelőanyag gázok (gáz).
Módszerek dúsítására gázalakú többkomponensű rendszerek (vagy tisztítását és elválasztását gázkeverékek) alapján a különbség tulajdonságai a keverék komponensek (például, a különbség a forráspont, oldhatóság egy oldószerben, szorpciós kapacitás).
Adjon példákat tisztítási és elválasztási gázkeverékek előforduló szervetlen iparágakban.
- a levegő szétválasztjuk nitrogén és oxigén; A nitrogént használják a termelés az ammónia és oxigén - oxidáló szerként, a vegyiparban és a kohászat. Továbbá, a levegő elválasztjuk argon;
- Kokszolási kinyert gáz ammónia ammónium-szulfát; felhasznált hidrogén tovább álló keverék előállítására salétromsav; és hidrogén-szulfid, amelyet előállításához használt kénsav.
- felhasznált földgáz ammónia termelés, megtisztítjuk a kéntartalmú vegyületek;
- alakítjuk ammóniagáz tisztított szén-dioxid;
- mielőtt az ammónia szintézis oszlopot nitrogén elegyet tisztítottuk nyomait oxigéntartalmú vegyületek (CO és CO2).
Vannak a következő módszereket Gázkeverékek szétválasztására: Kondenzáció, szorpciós módszerek, a membrán elválasztás.
A lényege a kondenzációs módszerrel az, hogy a hűtés a gázkeverék a magasabb forráspontú komponenseket lecsapódik, és elválasztjuk az első szeparátorban. A termelés szintetikus ammónia, az ammóniát kondenzálással elkülönítjük a reagálatlan salétromsav keverék. Kokszolási gáz, hidrogén szabadul frakcionált hűtéssel.
Szorpciós módszerek alapján különböző komponensei a szorpciós kapacitás bármely elnyelő. A fordított folyamat szorpciós nevezzük deszorpció. Szorpciós és deszorpciós - két, egymással összefüggő folyamatok. Ha az arány szorpciós deszorpciós sebesség, a dinamikus egyensúly. Kedvező feltételeket a szorpciós, azaz elnyelésére a gáz alacsony hőmérsékleten és nagy nyomáson. Kedvező feltételeket a deszorpciós vannak megnövelt hőmérsékleten és csökkentett nyomáson.
A szorpciós eljárás izoláljuk: adszorpciós és abszorpciós.
Adszorpciós - folyamat felszívódásának egy vagy több összetevője a gázkeverék a szilárd felület a adszorbens. Az abszorpciós folyamat (tisztítás) végezzük ismert készülékekben adszorberek. Abszorbereket: egy rögzített ágyas adszorbens, egy mozgó ágy és egy fluid ágyban. Adszorber működik „↔ adszorpciós, deszorpciós”.
Az első tisztítási gáz adszorbens gázzal telítjük komponens-adalékolt (úgynevezett adszorbeátumot), majd a megfelelő változás a folyamat feltételei között kell deszorpció, az adszorbens helyreáll eredményeként. A használt adszorbens: aktív szén, zeolit, porózus üveg.
Felszívódás - ez szelektív abszorpciós egy vagy több összetevője a gázelegy folyékony nedvszívó (abszorbens). A termelési ciklus az abszorbanciát (alacsony hőmérsékleten és emelt nyomáson), és deszorbeáljuk az abszorbeált anyagok (melegítés és csökkentett nyomáson). Abszorbensként általánosan használt szerves és szervetlen oldószerek. Jellemzően, az abszorpciós és deszorpciós folyamatok egymástól térben elválasztott,. Tisztítása és elválasztása a gázkeverék bejut a két készülékek. Az egyik (abszorber) áramlik felszívódását bármely alkatrész hűtött abszorber, a másik (regenerátor) - deszorpció, így által abszorbeált anyag kibocsátódik a megoldás, és regenerált abszorbens. A regenerátor, - megnövelt hőmérsékleten és csökkentett nyomáson.
A szorpciós módszerek, különösen akkor, amikor felszívódás történik nem csak a fizikai és kémiai felszívódását más anyagok, hanem kémiai kölcsönhatás. Ebben az esetben, a folyamatok intenzitásának nagymértékben függ a kémiai reakció sebessége. A kémiai reakció sebessége, mint ismeretes, függ a következő tényezők: a koncentráció, hőmérséklet, nyomás.
Meg kell jegyezni, hogy az abszorpció az abszorberben szilárd úgynevezett száraz tisztítást, a abszorpciós oldat - nedves.
Membrán gáz tisztítási eljárás szétválasztásán alapuló keverékek alkalmazásával mikroporózus válaszfalak (vagy membrán), amelyek áteresztők a molekulák azonos típusú és impermeábilis molekulák egy másik faj. Membrán elválasztási módszer legtökéletesebb, mivel kizárt nagy nyomáson és alacsony hőmérsékleten. A membrán eszközöket eltérő a levegő nitrogén és oxigén, metán és hidrogén, a metán és a hélium.
Meg kell jegyezni, azt is, hogy a gázok tisztított por, például a termelés tisztított kénsav kemence gáz nyert pörkölés pirit; tisztított levegő szállított az oxidáció, a gyártása kénsav és salétromsav.
Különös figyelmet érdemel, hogy a szervetlen anyagok szükséges technológiával tisztítható gázkeverékek a nedvességtől, például levegőt, betápláljuk az oxidációs, szárításnak vetjük alá.
kondenzációs módszert a különbség alapján a forró komponensek hőmérsékleten.
A szétválasztása gázok mély gáz hűtésére elegyet lehűtjük nagyon alacsony hőmérsékleten, így nem áll szekvenciális cseppfolyósító a komponensek, egyes frakciók válik folyékony annak hőmérsékletét. Ezen a módon a gázkeverék lehet szétválasztani az egyes komponensek vagy frakciók.
Az alacsony hőmérsékletű régióban vannak osztva:
- mérsékelt hideg (hőmérséklettartomány - 70 - 100 0 C);
- mély hideg (hőmérséklet alatti - 100 0 C-on).
A hűtés vagy mérsékelt hideg hűtőközegként általánosan használt cseppfolyósított gázok: ammónia (bp = - 33,35 0 C),
a kén-dioxid (B.P. = - 10,0 0 C), propán (forráspont = - 42,1 0 C),
bután (forráspont = - 0,5 0 C), azaz olyan anyag, alacsony forráspontú. gázt lehűtjük, mert a hűtőközeg hőt vesz bepárlással.
Mérsékelt hűtést használják a különböző ágai a kémiai és élelmiszeripar, valamint a bányászati tevékenység.
Mély hideg levegő használt cseppfolyósító
(B.P. = - 192,0 0 C), majd elválasztjuk a nitrogén belőle
Mély hűtést is használják izolálására hidrogénatom (B.P. = - 252,8 0 C) a kokszolókemence-gáz, az etilén (B.P. = - 103,7 0 C) gáz szénhidrogén krakkoló
A mély hideg használt hűtőberendezés. Hűtő a valódi tulajdonságait gázok kihűlni a bővítés bizonyos körülmények között.
Bővítése gáz az átmenet a magas vagy alacsony nyomású munka nélkül nevezett fojtás.
Upon expanziós (fojtás) a valós gáz végrehajtása nélkül külső munkát, és anélkül, hogy a hőcsere a környezet egy hűtőgáz, mivel a munkát leküzdeni a vonzóerők molekulák között, ami által a gáz hőmérsékletét csökkentjük. Ezt a jelenséget nevezik a Joule-effektus - Thomson. Arra használják, hogy elérjék az alacsony hőmérsékletet.