Gas-Absorber

Chemical Engineering

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Overview

Quelle: Michael G. Benton und Kerry M. Dooley, Department of Chemical Engineering, Louisiana Landesuniversität, Baton Rouge, LA

Gas-Absorber werden verwendet, um Verunreinigungen aus Gasströmen zu entfernen. Mehrere Entwürfe werden verwendet, um dieses Ziel1zu erreichen. Eine verpackte Bett Spalte verwendet Gas und Flüssigkeit strömen gegenläufig zueinander in einer Spalte mit verpackt, lose Materialien wie Keramik, Metall und Kunststoff, Verpackung oder strukturierte Verpackung1. Das verpackte Bett verwendet Fläche durch die Verpackung erstellt um ein Maximum an effizienten Kontakt zwischen den zwei Phasen1zu erstellen. Die Systeme sind wartungsarm und korrosive Materialien mit hoher Stoffaustausch Preise1verarbeiten können. Spray-Spalten sind eine andere Art der Absorber, der ständigen direkten Kontakt zwischen den beiden Phasen mit Gas hochschieben und Flüssigkeit besprüht hinunter in den Gas-Durchfluss-1verwendet. Dieses System verfügt über eine Bühne und schlechte Masse Übertragungsraten nur, aber ist sehr effektiv für gelöste Stoffe mit hoher flüssige Löslichkeit1.

Das Ziel dieses Experiments ist zu bestimmen, wie Variablen einschließlich Gas-Durchfluss, Wasserdurchsatz und Kohlendioxid-Konzentration der Gesamtmasse Übertragungskoeffizienten in einem Gas Absorber auswirken. Verstehen, wie diese Parameter beeinflussen CO2 Entfernung ermöglicht Verunreinigungen entfernen optimiert werden. Das Experiment wird ein nach dem Zufallsprinzip verpackt Wasser Gegenstrom Gas Absorptionskolonne verwendet. Acht läuft mit zwei verschiedenen Gas Durchflussraten, flüssige Strömungsgeschwindigkeiten und CO2 -Konzentrationen verwendet wurden. Bei jedem Durchlauf der Partialdrücke stammen aus dem unteren, mittleren und oben in der Spalte Gerät und das Gleichgewicht-Partialdrücken wurden berechnet. Diese Belastungen wurden dann verwendet, um den Stoffaustausch Koeffizienten finden, und der Stoffaustausch Koeffizienten Sollwerten verglichen wurden.

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JoVE Science Education Database. Chemische Verfahrenstechnik. Gas-Absorber. JoVE, Cambridge, MA, (2018).

Principles

Ein Gasgerät Absorption (Abbildung 1) nutzt Kontakt mit einer Flüssigkeit, um eine Substanz aus einem Gasgemisch zu entfernen. Masse aus dem Gasgemisch die Flüssigkeit über Absorption erfolgt.

Figure 0
Abbildung 1 : Typisches Gas Absorptionskolonne.

Die Gesamtmasse Übertragungskoeffizienten ist die Rate, mit der die Konzentration einer Spezies aus einer Flüssigkeit (Gleichung 1) bewegt.

Equation 1(1)

In Gleichung 1, G-s ist der molaren Gasvolumenstrom pro Querschnittsfläche der Spalte, pAg ist der Partialdruck des CO2, p*A ist der Druck im Gleichgewicht mit der p-Ag, eine ist die Grenzflächen Fläche/Volumen oder " effektive Fläche"(eine Funktion der Spalte Verpackung), Z ist die Höhe der Verpackung, und KG ist die Gesamtmasse Übertragungskoeffizienten in Mols / (Druck x Fläche Grenzflächen x Zeit). Stoffaustausch hängt der Stoffaustausch Koeffizienten in jeder Phase und die Menge an Grenzflächen Fläche im Absorber zur Verfügung steht. Henry Gesetz oder Raoult Gesetz wird angewendet, um die Partialdrücke anzugleichen. Sie sind zwei Gesetze, die der Partialdruck einer Komponente in einer Mischung zu beschreiben, und werden zusammen verwendet, um das Verhalten des Gemisches an den Grenzen der Dampfflüssigkeit Gleichgewicht Beziehung vollständig zu beschreiben. Ein Gas Absorptionskolonne soll das Abwasser Partialdruck der Verunreinigung zu steuern. Eine flüssige Lösungsmittel fließt Gegenstrom der Gasstrom um die Verunreinigung durch konvektiven Stoffübergang zu entfernen. Die Gesamtmasse Übertragung einer Wassersäule Gegenstrom verpackt wird in dieser Studie zu bestimmen, die Auswirkungen der Wasserfluss, Gasströmung und CO2 -Gas-Konzentration gemessen. Die Koeffizienten werden dann mit theoretischen Werten verglichen werden.

Procedure

Das Experiment wird ein nach dem Zufallsprinzip verpackt Wasser Gegenstrom Gas Absorptionskolonne verwendet. Die Spalte ist vollgepackt mit 34 cm 13 mm Berl Sättel mit 465 m2/m3 (effektive) Fläche. Der Druck in das System gelangt ist etwa 1,42 Bar mit einer Temperatur von etwa 26 ° C, und Ventile am Eingang und Ausgang der Spalte Gas entweichen lassen. Ein "Oxy Baby" Infrarot-Spektrometer, direkt angeschlossen an das Gerät an verschiedenen Orten Maßnahmen gas Zusammensetzung, und Tanks von reinen Gas dienen zur Kalibrierung.

1. Betrieb des Gas-Absorbers

  1. Schalten Sie auf dem Master und schließen Sie die Anpassung Ventil verwendet, um die Menge des Wassers in der Spalte Steuern
  2. Öffnen Sie das Luftventil fließen vollständig und die Einstellung für die Spalte Druck Ventil.
  3. Die Luftmenge auf das gewünschte Niveau (verwenden Sie ein Minimum von 20 L/min und Steigerung je nach Bedarf), und die Spalte Druck auf eingestellt ~ 1,4 Bar und 25° C unter Verwendung der Einstellung Ventil für Druck.
  4. Starten der Kohlendioxid-Volumenstrom bei ~ 4 L/min.
  5. Legen Sie den Wasserfluss bei ~ 75 L/h, und passen Sie den Wasserstand um eine konstante Höhe zu halten. Optimieren Sie bei Bedarf während der Ausführung von konstanter Höhe sicherzustellen.
  6. Probieren Sie die CO2 -Partialdruck an der Basis, Zentrum und Leiter der Spalte verwenden, die der Druck Armaturen und das Infrarot-Spektrometer.
  7. Führen Sie acht verschiedene Läufen, mit zwei verschiedenen Gas-Durchfluss, flüssige Strömungsgeschwindigkeiten und CO2 -Konzentrationen. Dies ermöglicht die Bestimmung der wichtigsten Variablen.
  8. Lassen Sie das System, Steady State zu erreichen, wenn jede Durchflussmenge geändert wird. Dies dauert in der Regel 30-45 min.

Gas-Absorber werden verwendet, um Verunreinigungen aus Gasströmen, wie Floo Gas aus dem Auspuff entfernen. Ein Gas-Absorber verwendet eine Spalte oft mit zufälligen oder strukturierte Verpackungsmaterial. Verpackten Bett Absorber nutzen Gas und Flüssigkeit strömen die Gegenstromanlage zueinander fließen. Die Schadstoff-Gas wird in den Flüssigkeitsstrom absorbiert wiederum reduzierte Schadstoff im Ausgang Gas. Der Absorptionsprozess hängt stark von der Betriebsparameter, die untersucht werden müssen, um den Prozess zu optimieren. Wir prüfen dabei, die Absorption von Kohlendioxid in Wasser, und untersuchen, wie die Betriebsparameter der Trennung und die Effizienz des Systems auswirken.

Ein Gasgerät Absorption nutzt Kontakt mit einem flüssigen Lösungsmittel, um die Substanz aus einem Gasgemisch zu entfernen. Masse wird aus der Gas-Gemisch auf das Lösungsmittel, mit den beiden Phasen in der Nähe von Gleichgewicht übertragen. Dann erfolgt die Trennung der flüssigen Gasphase. Insgesamt Materialbilanz für den Absorber wird hier gezeigt, wo V und L die Dampf sind und Flüssigkeitsstrom bzw. damit die Komponente Materialbilanz für die aufgenommene Komponente Preise A beinhaltet den Maulwurf Bruch von A in der Dampf und Flüssigkeit. Die Gesamtmasse Übertragungskoeffizienten ist die Rate, mit der die Konzentration von einer Spezies zur anderen aus einer Flüssigkeit bewegt. Hier KG ist die Gesamtmasse Übertragungskoeffizienten, PAG ist der Partialdruck des Gases absorbiert P Sterne A ist der Gleichgewichtsdruck von Henry Gesetz, A ist der Stoffaustausch Wirkfläche, Z ist die Höhe der Verpackung und GS ist der molaren Gasvolumenstrom pro Kreuz Schnitt der Spalte. Stoffaustausch hängt der Stoffaustausch Koeffizienten in jeder Phase und die Höhe der interphasial Fläche im Absorber zur Verfügung steht. Henry Gesetz und Raoult Gesetz werden angewendet, um die Partialdrücke im Gleichgewicht mit den Konzentrationen der Flüssigphase zu berechnen. In das folgende Experiment wird ein Packungskolonne Gas Absorber verwendet Kohlendioxid aus einem Gasstrom in Wasser zu absorbieren. Die Gas- und Wasser-Streams geben Sie die Spalte von unten und oben bzw. Gegenstrom ermöglichen. Die Kohlendioxid-Zusammensetzung am Einlass erfolgt über Ventile für Kohlendioxid und Luft. Dann wird die Konzentration von Kohlendioxid in die Steckdose gemessen. Jetzt, wo wir die Grundlagen der Gas-Absorption besprochen haben, werfen Sie einen Blick an, wie man das Gerät im Labor laufen.

In diesem Beispiel verwendete Geräte ist eine gepackte Gegenstrom Gas Absorptionskolonne. Die Spalte ist vollgepackt mit 13 Milliliter Berl Sättel in einer Bett-Tiefe von 34 Zentimetern. Gas zu entkommen, während ein Infrarot-Spektrometer verwendet wird, um die Partialdrücke von CO2 in der Gasphase zu messen, lassen die Ventile am Eingang und am Ausgang der Spalte. Um das Experiment zu starten, schalten Sie den Hauptschalter, dann schließen Sie das Ventil verwendet, um die Menge des Wassers in der Spalte zu steuern. Öffnen Sie der Luftstrom Ventil ganz und öffnen Sie die Anpassung Ventil für Spalte Druck. Die Luftmenge auf das gewünschte Niveau einstellen Verwenden Sie ein Minimum von 30 Litern pro Minute, dann wie gewünscht zu erhöhen. Stellen Sie die Spalte Druck ca. 0,5 bar mit der Anpassung Ventil für den Druck ein. Richten Sie nun die Kohlendioxid-Durchflussmenge beginnend bei etwa vier Litern pro Minute, dann setzen Sie die Wasserdurchflussmenge, auch etwa vier Litern pro Minute ab. Stellen Sie den Wasserfluss in das Experiment zu einem konstanten Wasserstand im Tank. Probieren Sie und Messen Sie die Kohlendioxid-Konzentration wie gewünscht an der Basis, Zentrum und Kopf der Kolonne mit den Inline-Manometern. Wiederholen Sie das Experiment durch acht Durchläufe ausführen. Verwenden Sie zwei verschiedene Gas-Durchfluss, flüssige Strömungsgeschwindigkeiten und Kohlendioxid-Konzentrationen, wodurch die Bestimmung der wichtigsten Variablen im System. Achten Sie darauf, kann das System die Steady-State zu erreichen, wenn sich eine Durchflussmenge ändert.

Nun, da wir wie die Gas-Aufnahme durchführen unter Beweis gestellt haben, werfen wir einen Blick auf die Ergebnisse. Zuerst berechnen Sie Partialdrücke und Gleichgewicht Partialdrücke für jeden Lauf, dann verwenden Sie die Partialdrücke der Stoffaustausch Koeffizienten berechnen. Die berechneten Werte werden angezeigt als Dreiecke, während die vorhergesagten Werte, als die durchgezogene Linie angezeigt computing die Betriebs- und Gleichgewicht Linien entspringen hier. Konfidenzintervalle für die Modellwerte und die mittlere Masse Übertragungskoeffizienten wurden mit gestrichelten Linien dargestellt. Es gab keine Abweichung zwischen den prognostizierten und tatsächlichen Werten, zeigt, dass die Spalte im Steady-State mit dem Gleichgewicht an der Schnittstelle zwischen den flüssigen und gasförmigen Phasen ist. Jetzt vergleichen wir die Stoffaustausch Koeffizienten unter den gleichen Bedingungen. Theoretische Werte, wie die grünen und blauen Linien zeigten ähnliche Tendenzen zu den experimentellen Daten. Ob die Gas-Rate hoch oder niedrig war, Verhalten das Modell und Experiment gleich, wonach der Gasvolumenstrom hatten wenig oder keinen Effekt auf den Stoffaustausch Koeffizienten in den Bereichen untersucht.

Zu guter Letzt werfen wir einen Blick auf einige Anwendungen dieser Technologie in der Industrie. Verpackten Bett Absorber sind die häufigste Stück Ausrüstung für die Luftreinhaltung. In diesen Fällen sind Gas Absorber Wäscher bezeichnet. Wäscher werden verwendet, um korrosive Dämpfe wie Schwefelsäure, Salpetersäure und Salzsäure entfernen industrielle Gase und Öffnungen von Chemieanlagen, Öl-Raffinerien und Zellstoff- und Papierfabriken. Der Vorgang des absorbierten Gases vom Lösungsmittel zu entfernen heißt abisolieren. Stripperinnen werden häufig in Verbindung mit Absorber um wieder absorbiert Gas und flüssige Lösungsmittel zu recyceln. Dies ist besonders wichtig, wenn das Abwasser Stickstoff und Phosphor-Komponenten enthält. Diese Abwässer verwendet ausgestoßen werden, direkt in die Ozeane, aber dies führte um das übermäßige Wachstum von Algen, Eutrophierung genannt, welche wiederum stark beschädigte natürliche Ökosysteme. Sie habe nur Jupiters Einführung Gas Absorption beobachtet.

Sie sollten jetzt verstehen, wie ein Gas-Absorber eine Verunreinigung aus einem Gasstrom entfernt, wie man einen Gas Absorber im Labor laufen und Gewusst wie: analysieren Sie die Daten, um die Trennung zu verstehen. Danke fürs Zuschauen!

Results

Partialdrücke stammen aus jedem Probelauf. Stoffaustausch Koeffizienten wurden daraus berechnet und im Vergleich zu vorhergesagten Werte (Abbildung 2). Die vorhergesagten Werte ergeben sich aus der berechneten Bearbeitungsstraße für den Absorber (siehe Hinweis 2 für eine eingehende Diskussion über die Bearbeitungsstraße). Durchgezogene Linien repräsentieren die Werte anhand der Arbeitsleitung, während Dreiecke die Werte der Koeffizienten der experimentellen Stoffaustausch stellen. Konfidenzintervalle für die Modellwerte und die mittlere Masse Übertragungskoeffizienten wurden mit gestrichelten Linien dargestellt. Diese Werte wurden verglichen, um festzustellen, wie die Versuchsparameter (flüssige Durchfluss, Gas-Durchfluss und CO2 -Partialdruck) die Gesamtmasse Übertragungskoeffizienten betroffen. Unter diesen Umständen hatte nur flüssige Durchfluss eine statistisch signifikante Wirkung auf Stoffaustausch im Vergleich zu das Konfidenzintervall. Die Ergebnisse zeigten, dass Gas-Durchfluss und Zusammensetzung zu ernähren hatte wenig bis gar keine Auswirkungen auf den Stoffaustausch Koeffizienten.

Figure 1
Abbildung 2 : Modell der prognostizierten und tatsächlichen Werte des Koeffizienten Stoffaustausch.

Theoretischen KG -Werte für ein hoch (30 L/min) und Low (20 L/min) wurden von Stoffaustausch Koeffizient Korrelationen berechnet und sind als blaue und grüne Linien, beziehungsweise, in Abbildung 3dargestellt. Die experimentelle KG -Werte bei einer Vielzahl von flüssigen Strömungsgeschwindigkeiten wurden aufgetragen gegen die theoretischen Werte und zeigten ähnliche Tendenzen, überprüfen die Abhängigkeit von KG flüssigen Durchfluss. Die theoretischen Werte zeigten einige Variationen von den experimentellen Werten, auf kleinen experimentellen Fehler zurückzuführen.

Figure 2
Abbildung 3 : Eine grafische Darstellung des experimentellen Wert im Vergleich zum theoretischen Werten.

Applications and Summary

Das Ziel dieses Experiments wurde mit Faktoren der Gasvolumenstrom, Durchfluss von Wasser und Kohlendioxid-Konzentration der Gesamtmasse Übertragungskoeffizienten in einem Gas Absorber bestimmt. Das Experiment verwendet eine nach dem Zufallsprinzip verpackt GUNT CE 400 Wasser Gegenstrom Gas Absorptionskolonne. Acht läuft mit zwei verschiedenen Gas Durchflussraten, flüssige Strömungsgeschwindigkeiten und CO2-Konzentrationen durchgeführt wurden. Partialdrücke wurden aus dem unteren, mittleren und oben in der Spalte Gerät, und diese Belastungen wurden dann verwendet, um den Stoffaustausch Koeffizienten zu finden.

Unter diesen Umständen hatte nur die flüssigen Durchflussmenge einen signifikanten statistischen Effekt auf Stoffaustausch im Vergleich zu das Konfidenzintervall für den gegebenen Bedingungen. Der Prozess ist Flüssigkeit-Phase Stoffaustausch gesteuert. Gas-bezogene Faktoren wie CO2 -Konzentration und Gas-Durchfluss werden wenig bis gar keine Bedeutung haben.

Gas-Absorption ist ein wichtiger Mechanismus für die Sicherheit in der Produktion von Chlor3. Während des normalen Betriebs behandeln Gas Absorber konsequent auftretenden Undichtigkeiten. Die Inbetriebnahme einer Chlor muss behandelt werden, bis es ein Gas-freies Produkt erzeugt. Bei einer Panne in dem Prozess müssen Absorber verwendet werden, um das Gas zu behandeln, das produziert wurde. Darüber hinaus ist wenn die wichtigsten Notfallmaßnahmen Einheit neue Lecks bilden die Standby-Gas-Stoßdämpfer. Behandlungseinheiten sind von entscheidender Bedeutung in diesen Betriebsbedingungen, da sie helfen, ein sicheres Umfeld zu schaffen, wenn es um ein gefährliches Produkt3.

Wenn Erdgas Raffination, dienen Absorptionstürme Erdgaskondensate aus dem Gas Phase4zu entfernen. Eine absorbierende Öl mit einer Affinität für Erdgaskondensate entfernt die Flüssigkeit aus der Gasphase, reinigt das Produkt. Das Öl mit Erdgaskondensate wird dann weiter gereinigt, um die Flüssigkeiten wie Butan, Pentane und andere Moleküle zu erholen. Das Öl kann dann wieder für die Behandlung verwendet werden.

Absorption ist auch verwendet, um die großen Verunreinigungen CO2 und H2S aus Bohrloch Erdgas, konvertieren, um Gas-pipeline zu entfernen. Das Verfahren nutzt wässrigen Amine oder Glykole als Lösungsmittel bei niedrigen Temperaturen (in der Regel < 40 ° C)5.

References

  1. Absorbers - Separations: Chemical - MEL Equipment Encyclopedia 4.0. N.p., n.d. Web. 28 Jan. 2017.
  2. Welty, James R., Rorrer, Gregory L., and David G. Foster. Fundamentals of Momentum, Heat, and Mass Transfer. 6th ed. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, NJ, 2015
  3. Chloric Gas Absorption." GEA engineering for a better world. N.p., n.d. Web. 28 Jan. 2017.
  4. NaturalGas.org." NaturalGasorg. N.p., n.d. Web. 28 Jan. 2017.
  5. Fundamentals of Natural Gas Processing, A.J. Kidnay and W.R. Parrish, Taylor and Francis, Boca Raton, 2006.

Das Experiment wird ein nach dem Zufallsprinzip verpackt Wasser Gegenstrom Gas Absorptionskolonne verwendet. Die Spalte ist vollgepackt mit 34 cm 13 mm Berl Sättel mit 465 m2/m3 (effektive) Fläche. Der Druck in das System gelangt ist etwa 1,42 Bar mit einer Temperatur von etwa 26 ° C, und Ventile am Eingang und Ausgang der Spalte Gas entweichen lassen. Ein "Oxy Baby" Infrarot-Spektrometer, direkt angeschlossen an das Gerät an verschiedenen Orten Maßnahmen gas Zusammensetzung, und Tanks von reinen Gas dienen zur Kalibrierung.

1. Betrieb des Gas-Absorbers

  1. Schalten Sie auf dem Master und schließen Sie die Anpassung Ventil verwendet, um die Menge des Wassers in der Spalte Steuern
  2. Öffnen Sie das Luftventil fließen vollständig und die Einstellung für die Spalte Druck Ventil.
  3. Die Luftmenge auf das gewünschte Niveau (verwenden Sie ein Minimum von 20 L/min und Steigerung je nach Bedarf), und die Spalte Druck auf eingestellt ~ 1,4 Bar und 25° C unter Verwendung der Einstellung Ventil für Druck.
  4. Starten der Kohlendioxid-Volumenstrom bei ~ 4 L/min.
  5. Legen Sie den Wasserfluss bei ~ 75 L/h, und passen Sie den Wasserstand um eine konstante Höhe zu halten. Optimieren Sie bei Bedarf während der Ausführung von konstanter Höhe sicherzustellen.
  6. Probieren Sie die CO2 -Partialdruck an der Basis, Zentrum und Leiter der Spalte verwenden, die der Druck Armaturen und das Infrarot-Spektrometer.
  7. Führen Sie acht verschiedene Läufen, mit zwei verschiedenen Gas-Durchfluss, flüssige Strömungsgeschwindigkeiten und CO2 -Konzentrationen. Dies ermöglicht die Bestimmung der wichtigsten Variablen.
  8. Lassen Sie das System, Steady State zu erreichen, wenn jede Durchflussmenge geändert wird. Dies dauert in der Regel 30-45 min.

Gas-Absorber werden verwendet, um Verunreinigungen aus Gasströmen, wie Floo Gas aus dem Auspuff entfernen. Ein Gas-Absorber verwendet eine Spalte oft mit zufälligen oder strukturierte Verpackungsmaterial. Verpackten Bett Absorber nutzen Gas und Flüssigkeit strömen die Gegenstromanlage zueinander fließen. Die Schadstoff-Gas wird in den Flüssigkeitsstrom absorbiert wiederum reduzierte Schadstoff im Ausgang Gas. Der Absorptionsprozess hängt stark von der Betriebsparameter, die untersucht werden müssen, um den Prozess zu optimieren. Wir prüfen dabei, die Absorption von Kohlendioxid in Wasser, und untersuchen, wie die Betriebsparameter der Trennung und die Effizienz des Systems auswirken.

Ein Gasgerät Absorption nutzt Kontakt mit einem flüssigen Lösungsmittel, um die Substanz aus einem Gasgemisch zu entfernen. Masse wird aus der Gas-Gemisch auf das Lösungsmittel, mit den beiden Phasen in der Nähe von Gleichgewicht übertragen. Dann erfolgt die Trennung der flüssigen Gasphase. Insgesamt Materialbilanz für den Absorber wird hier gezeigt, wo V und L die Dampf sind und Flüssigkeitsstrom bzw. damit die Komponente Materialbilanz für die aufgenommene Komponente Preise A beinhaltet den Maulwurf Bruch von A in der Dampf und Flüssigkeit. Die Gesamtmasse Übertragungskoeffizienten ist die Rate, mit der die Konzentration von einer Spezies zur anderen aus einer Flüssigkeit bewegt. Hier KG ist die Gesamtmasse Übertragungskoeffizienten, PAG ist der Partialdruck des Gases absorbiert P Sterne A ist der Gleichgewichtsdruck von Henry Gesetz, A ist der Stoffaustausch Wirkfläche, Z ist die Höhe der Verpackung und GS ist der molaren Gasvolumenstrom pro Kreuz Schnitt der Spalte. Stoffaustausch hängt der Stoffaustausch Koeffizienten in jeder Phase und die Höhe der interphasial Fläche im Absorber zur Verfügung steht. Henry Gesetz und Raoult Gesetz werden angewendet, um die Partialdrücke im Gleichgewicht mit den Konzentrationen der Flüssigphase zu berechnen. In das folgende Experiment wird ein Packungskolonne Gas Absorber verwendet Kohlendioxid aus einem Gasstrom in Wasser zu absorbieren. Die Gas- und Wasser-Streams geben Sie die Spalte von unten und oben bzw. Gegenstrom ermöglichen. Die Kohlendioxid-Zusammensetzung am Einlass erfolgt über Ventile für Kohlendioxid und Luft. Dann wird die Konzentration von Kohlendioxid in die Steckdose gemessen. Jetzt, wo wir die Grundlagen der Gas-Absorption besprochen haben, werfen Sie einen Blick an, wie man das Gerät im Labor laufen.

In diesem Beispiel verwendete Geräte ist eine gepackte Gegenstrom Gas Absorptionskolonne. Die Spalte ist vollgepackt mit 13 Milliliter Berl Sättel in einer Bett-Tiefe von 34 Zentimetern. Gas zu entkommen, während ein Infrarot-Spektrometer verwendet wird, um die Partialdrücke von CO2 in der Gasphase zu messen, lassen die Ventile am Eingang und am Ausgang der Spalte. Um das Experiment zu starten, schalten Sie den Hauptschalter, dann schließen Sie das Ventil verwendet, um die Menge des Wassers in der Spalte zu steuern. Öffnen Sie der Luftstrom Ventil ganz und öffnen Sie die Anpassung Ventil für Spalte Druck. Die Luftmenge auf das gewünschte Niveau einstellen Verwenden Sie ein Minimum von 30 Litern pro Minute, dann wie gewünscht zu erhöhen. Stellen Sie die Spalte Druck ca. 0,5 bar mit der Anpassung Ventil für den Druck ein. Richten Sie nun die Kohlendioxid-Durchflussmenge beginnend bei etwa vier Litern pro Minute, dann setzen Sie die Wasserdurchflussmenge, auch etwa vier Litern pro Minute ab. Stellen Sie den Wasserfluss in das Experiment zu einem konstanten Wasserstand im Tank. Probieren Sie und Messen Sie die Kohlendioxid-Konzentration wie gewünscht an der Basis, Zentrum und Kopf der Kolonne mit den Inline-Manometern. Wiederholen Sie das Experiment durch acht Durchläufe ausführen. Verwenden Sie zwei verschiedene Gas-Durchfluss, flüssige Strömungsgeschwindigkeiten und Kohlendioxid-Konzentrationen, wodurch die Bestimmung der wichtigsten Variablen im System. Achten Sie darauf, kann das System die Steady-State zu erreichen, wenn sich eine Durchflussmenge ändert.

Nun, da wir wie die Gas-Aufnahme durchführen unter Beweis gestellt haben, werfen wir einen Blick auf die Ergebnisse. Zuerst berechnen Sie Partialdrücke und Gleichgewicht Partialdrücke für jeden Lauf, dann verwenden Sie die Partialdrücke der Stoffaustausch Koeffizienten berechnen. Die berechneten Werte werden angezeigt als Dreiecke, während die vorhergesagten Werte, als die durchgezogene Linie angezeigt computing die Betriebs- und Gleichgewicht Linien entspringen hier. Konfidenzintervalle für die Modellwerte und die mittlere Masse Übertragungskoeffizienten wurden mit gestrichelten Linien dargestellt. Es gab keine Abweichung zwischen den prognostizierten und tatsächlichen Werten, zeigt, dass die Spalte im Steady-State mit dem Gleichgewicht an der Schnittstelle zwischen den flüssigen und gasförmigen Phasen ist. Jetzt vergleichen wir die Stoffaustausch Koeffizienten unter den gleichen Bedingungen. Theoretische Werte, wie die grünen und blauen Linien zeigten ähnliche Tendenzen zu den experimentellen Daten. Ob die Gas-Rate hoch oder niedrig war, Verhalten das Modell und Experiment gleich, wonach der Gasvolumenstrom hatten wenig oder keinen Effekt auf den Stoffaustausch Koeffizienten in den Bereichen untersucht.

Zu guter Letzt werfen wir einen Blick auf einige Anwendungen dieser Technologie in der Industrie. Verpackten Bett Absorber sind die häufigste Stück Ausrüstung für die Luftreinhaltung. In diesen Fällen sind Gas Absorber Wäscher bezeichnet. Wäscher werden verwendet, um korrosive Dämpfe wie Schwefelsäure, Salpetersäure und Salzsäure entfernen industrielle Gase und Öffnungen von Chemieanlagen, Öl-Raffinerien und Zellstoff- und Papierfabriken. Der Vorgang des absorbierten Gases vom Lösungsmittel zu entfernen heißt abisolieren. Stripperinnen werden häufig in Verbindung mit Absorber um wieder absorbiert Gas und flüssige Lösungsmittel zu recyceln. Dies ist besonders wichtig, wenn das Abwasser Stickstoff und Phosphor-Komponenten enthält. Diese Abwässer verwendet ausgestoßen werden, direkt in die Ozeane, aber dies führte um das übermäßige Wachstum von Algen, Eutrophierung genannt, welche wiederum stark beschädigte natürliche Ökosysteme. Sie habe nur Jupiters Einführung Gas Absorption beobachtet.

Sie sollten jetzt verstehen, wie ein Gas-Absorber eine Verunreinigung aus einem Gasstrom entfernt, wie man einen Gas Absorber im Labor laufen und Gewusst wie: analysieren Sie die Daten, um die Trennung zu verstehen. Danke fürs Zuschauen!

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