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Amortiguador de gas

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Amortiguadores de gas se utilizan para eliminar los contaminantes de los flujos de gas, como gas de flu de un escape. Un amortiguador de gas utiliza una columna que a menudo contienen material de empaque aleatorio o estructurado. Lecho empacado amortiguadores utilizan flujos de gas y líquido que fluyen contracorriente uno al otro. El gas contaminante se absorbe en el flujo de líquido, dando por resultado la reducción de contaminantes en los gases de salida. El proceso de absorción depende fuertemente de los parámetros de funcionamiento, que deben ser estudiados para optimizar el proceso. Aquí, vamos a investigar la absorción de dióxido de carbono en el agua y examinar cómo los parámetros de funcionamiento afectan a la separación y la eficiencia del sistema.

Una unidad de absorción de gas utiliza contacto con un líquido disolvente para eliminar la sustancia de una mezcla de gases. Masa se transfiere de la mezcla de gas al disolvente, con las dos fases cerca de equilibrio. Entonces, se produce la separación de la fase líquida del gas. A continuación se muestra el balance de materiales en general para el amortiguador, donde V y L son el vapor y líquido caudales respectivamente, por lo tanto el balance de materiales del componente del componente absorbido A incorpora la fracción molar de la A en la fase de vapor y líquido. El coeficiente de transferencia de masa total es la tasa a la que la concentración de una especie se mueve de un fluido a otro. Aquí, KG es el coeficiente de transferencia de masa en general, PAG es la presión parcial del gas absorbida, A estrellas de P es la presión de equilibrio de la ley de Henry, A es el área efectiva de transferencia de masa, Z es la altura del embalaje, y GS es la tasa de flujo molar de gas por Cruz seccional de la columna. Transferencia de masa depende de los coeficientes de transferencia de masa en cada fase y la cantidad de área interphasial en el amortiguador. Ley de Henry y ley de Raoult se aplican para calcular las presiones parciales en equilibrio con las concentraciones de la fase líquida. En el siguiente experimento, se utilizará un amortiguador de gas de la columna embalada para absorber dióxido de carbono de una corriente de gas en el agua. Las corrientes de agua y gas entrar en la columna de la parte inferior y superior respectivamente, lo que permite flujo de contador. La composición del bióxido de carbono en la entrada se controla mediante válvulas de aire y dióxido de carbono. Luego se mide la concentración de dióxido de carbono en la toma de corriente. Ahora que hemos analizado los fundamentos de la absorción de gases, echemos un vistazo a cómo manejar el aparato en el laboratorio.

El equipo utilizado en esta demostración es una columna de absorción de gas contracorriente lleno. La columna está lleno de sillas de montar de berl 13 mililitros a una profundidad de cama de 34 centímetros. Las válvulas de entrada y salida de la columna que el gas escape, mientras que un espectrómetro de infrarrojos se utiliza para medir la presión parcial de CO2 en la fase gaseosa. Para comenzar el experimento, encienda el interruptor principal y, a continuación, cierre la válvula usada para controlar la cantidad de agua en la columna. Abra completamente la válvula de flujo de aire y abra la válvula reguladora de presión de la columna. Ajustar la velocidad de flujo de aire al nivel deseado. Utilizar un mínimo de 30 litros por minuto, y luego aumentar según se desee. Ajuste la presión de la columna a unos 0.5 bar usando la válvula reguladora de presión. A continuación, establece la tasa de flujo de dióxido de carbono a partir de cerca de cuatro litros por minuto, luego fijar el caudal de agua, también a partir de cerca de cuatro litros por minuto. Ajustar el flujo de agua durante todo el experimento para mantener un nivel constante de agua en el tanque. De la muestra y medir la concentración de dióxido de carbono como se desee en la base, centro y cabeza de la columna usando los medidores de presión en línea. Repetir el experimento realizando ocho carreras. Uso dos gases diferentes caudales caudales líquidos y concentraciones de dióxido de carbono, lo que permite la determinación de las variables más importantes en el sistema. Asegúrese de que el sistema alcanzar el estado estacionario cuando se altera un caudal.

Ahora que hemos demostrado cómo llevar a cabo la absorción de gases, echemos un vistazo a los resultados. En primer lugar, calcular presiones parciales y presiones parciales de equilibrio para cada serie, entonces utilice las presiones parciales para calcular los coeficientes de transferencia de masa. Los valores calculados se muestran aquí como triángulos, mientras que los valores predichos, se muestra como la línea, surgen las líneas de funcionamiento y equilibrio de la computación. Intervalos de confianza para los valores del modelo y el coeficiente de transferencia de masa promedio se trazaron con líneas entrecortadas. No hubo ninguna desviación entre los valores predichos y reales, demostrando que la columna es en estado estacionario con equilibrio en la interfase entre las fases líquido y gas. Ahora, vamos a comparar los coeficientes de transferencia de masa en las mismas condiciones de funcionamiento. Los valores teóricos, que se muestra como las líneas verdes y azul, mostraron tendencias similares a los datos experimentales. Si la tasa de gas era alto o bajo, el modelo y el experimento comportan del mismo, mostrando que la tasa de flujo de gas tenía poco o ningún efecto en el coeficiente de transferencia de masa en las gamas de examinado.

Por último, echemos un vistazo a algunas aplicaciones de esta tecnología en la industria. Amortiguadores de lecho empacado son la pieza más común de equipo usado para el control de la contaminación de aire. En estos casos, amortiguadores de gas se suelen llamar lavadores de gases. Lavadores de gases son utilizados para eliminar los gases corrosivos como ácido sulfúrico, ácido nítrico y ácido clorhídrico de gases industriales y respiraderos de plantas químicas, refinerías de petróleo y pulpa y papel plantas. La operación de quitar el gas absorbido desde el solvente se llama stripping. Strippers a menudo se utilizan junto con los amortiguadores con el fin de recuperar el gas absorbe y recicla el disolvente líquido. Esto es especialmente importante cuando el agua residual contiene componentes de nitrógeno y fósforo. Esta agua residual solía ser expulsados directamente en los océanos, sin embargo, esto condujo a un crecimiento excesivo de algas, llamado eutrofización, que a su vez severamente dañado los ecosistemas naturales. Sólo ha visto la introducción de Zeus para absorción de gases.

Ahora debe entender como un amortiguador de gas elimina impureza de una corriente de gas, cómo ejecutar un amortiguador de gas en el laboratorio y cómo analizar los datos para entender la separación. ¡Gracias por ver!

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