Расчет и проектирование установки для очистки газовоздушной смеси от аммиака для предотвращения вредного выброса в атмосферу, страница 3

г) улавливание ценных компонентов из газовой смеси для предотвращения их потерь.

Обычно абсорбцию используют в тех случаях, когда не требуется очень полного извлечения компонента.

В результате обзора теоретических основ абсорбции выявлена сущность процесса, обозначены виды абсорбции, рассмотрены ее статические и кинетические характеристики. Также в разделе представлены области применения абсорбционных процессов и возможности обратного процесса – десорбции.

1.2 Основные технологические схемы для проведения процесса абсорбции

Схемы с однократным использованием поглотителя, то есть без десорбции, применяют в тех случаях, когда в результате абсорбции получается готовый продукт или полупродукт и поэтому регенерация поглотителя не требуется.

Такие схемы распространены также при очистке газов от вредных примесей, когда поглотитель дешев, а извлеченный компонент не представляет ценности или получается в незначительных количествах. В этом случае целесообразнее сбрасывать отработанный поглотитель как отход или применять его для каких-либо других целей, чем проводить дорогостоящий процесс десорбции.

В некоторых случаях в результате абсорбции образуется химическое соединение, которое не разлагается путем десорбции. Тогда, если полученное соединение нецелесообразно использовать, раствор после абсорбции сбрасывают в канализацию или регенерируют поглотитель химическим методом.

При применении схем с однократным использованием поглотителя последний обычно поступает на абсорбцию без примеси растворенного компонента.

Если абсорбцию проводят для получения готового продукта, конечное содержание компонента в поглотителе определяется требованиями, предъявляемыми к продукту. Расход поглотителя в данном случае нельзя выбрать произвольно, и обычно, особенно при невысокой концентрации улавливаемого компонента в газе, он не бывает большим. Это ограничивает возможные типы аппаратов или ведет к необходимости работать с циркуляцией поглотителя.

В случаях, если в результате абсорбции не получают готового продукта, обычно также стремятся достигнуть высокой концентрации компонента в поглотителе, так как при этом упрощается дальнейшая переработка раствора, например, выпаривание его при получении солей.

В качестве примера абсорбционных установок с однократным использованием поглотителя рассмотрим схему абсорбции SO₃ в производстве серной кислоты контактным способом. Схема установки представлена на рисунке 1.

Охлажденный очищенный газ, содержащий 6 – 7 объемных % SO₂, поступает в сушильную башню 3, орошаемую 95 – 96 %-ной серной кислотой, и далее направляется на контактирование, где SO₂ окисляется в SO₃. После контактирования и охлаждения газы последовательно проходят через олеумный 1 и моногидратный 2 абсорберы. Сушильная башня и абсорберы выполнены в виде насадочных колонн, которые орошаются кислотами соответствующей концентрации. Кислоты стекают в емкости 4, из которых насосами 5 через холодильники 6 возвращаются на орошение колонн. Олеумный абсорбер 1 орошается олеумом, содержащим 20 % свободного SO₃, а моногидратный абсорбер 2 – моногидратом (98 %-ная кислота). Требуемые концентрации циркулирующих кислот поддерживаются путем передачи части кислоты из сушильной камеры 3 в цикл моногидратного абсорбера 2, а части 98 %-ной кислоты в циклы сушильной камеры 3 и олеумного абсорбера 1. Над моногидратом давление SO₃ практически равно нулю, что обеспечивает полноту улавливания SO₃.

1 – олеумный абсорбер; 2 – моногидратный абсорбер; 3 – сушильная башня; 4 – сборники; 5 – насосы; 6 – холодильники; С – концентратомер; Н – уровнемер; Q – расходомер

Рисунок 1 – Схема абсорбции SO₂ в производстве серной кислоты

Схемы с многократным использованием поглотителя распространены значительно больше. Простейшая такая схема, применяемая для очистки газов от H₂S раствором Na₂CO₃, показана на рисунке 2.