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Opis: Absorption ist die Aufnahme und Auslösung von Gasen oder Dämpfen in Flüssigkeiten. Bei verfahrenstechnische Prozess der Absorption kommen in der Industrie Einbauten wie Schüttungen von Füllkörpern, strukturierte Packungen oder Böden in den Kolonnen zum Einsatz. Diese steigern das Stoffaustauschvermögen, indem sie für eine Verbesserung der Vermischung von der Gas- und Flüssigphase sorgen. Wenn ein homogenes Gasgemisch absorbiert wird, können mehrere Komponenten unterschieden werden. Die zwischen Aufnehmer- und Abgeberphase unterscheidende Komponente wird Absorptiv genannt, beim Übergang von einem nicht gebundenen Zustand in den gebundenen Zustand spricht man von Absorpt. Den aufnehmenden flüssigen Hilfsstoff (auch Wasch-, Lösungs-, oder Absorptionsmittel genannt) bezeichnet man als Absorbens. Das Absorbens kann ein Absorptiv aus dem Gas entfernen und in sich anreichern. Die flüssige Aufnahmephase von Absorbens und Absorpt wird Absorbat genannt. Dieser Prozess ist ein Verfahrensprinzip, das Abbildung 1 zeigt. Es geht um ein physikalisch-chemisches Trennverfahren. Die Menge von Gas und Flüssigkeit stellt sich immer auf ein Gleichgewicht ein. Die Menge des Gases wird in der Absorptionskolonne durch den Prozess der Absorption von selbst reduziert, da die Flüssigkeitsmenge entsprechend dem gelösten Absorptiv absorbiert wird. Bei Absorption spricht man von einer einseitigen Diffusion, wenn ein Stoff (Absorptiv) in ungleichmäßigem Ausmaß von einer Gasphase in eine andere Phase (Flüssigkeitphase) diffundiert (d.h. sich vermischt). Es handelt sich dabei um eine gleichmäßige Verteilung und Durchmischung von Atomen, Molekülen oder Ladungsträgern. Von der Flüssigkeitsphase wird dabei keines der Teilchen in die Gasphase diffundiert, aber von der Gasphase diffundiert der Stoff über die Phasengrenze in die Flüssigkeit. Bei Absorption wird die Zweifilmtheorie am häufigsten verwendet. Sie versucht, die Stoffaustauschvorgänge mit Bezug auf ein angezeigtes Modell darzustellen, in welchem der gesamte verfügbare Widerstand durch die Diffusionswiderstände der Grenzschichten, bezogen auf die Phasengrenzfläche, ersetzt wird. Die Zweifilmtheorie basiert auf der Vorstellung, dass sich bei der Absorption zwischen zwei Phasen an die Phasengrenzfläche immer eine laminare Grenzschicht der Dicke δ1 und δ2 anbindet. Beim Stofftransport diffundiert das Gas innerhalb einer Grenzschicht durch molekulare Diffusion. Die thermische Trennwirkung und die Fluiddynamik sind zwei wichtige Teilgebiete für Kolonnen. Es sind dabei verschiedene Größen relevant: - Der höchste Durchsatz und das minimale Teillastverhalten - Die Vermessung der Einbauten in Abstimmung auf die im Vorfeld genannten Aufgaben - Der Druckverlust Die Gasbelastung wird ausgedrückt durch den F-Faktor und ist eine Größe, die sich durch die Festlegung des Durchmessers und bei Umrüstungen über die Leistung einer Kolonne bestimmt. Sie berechnet sich als Produkt der Gasgeschwindigkeit im Lerrrohr multipliziert mit der Wurzel der Gasdichte. Der F-Faktor und damit die Gasbelastung ist umso höher, je mehr Gasmenge in der Kolonne geführt wird. Mit der Gasmenge steigt auch die Gasgeschwindigkeit. Der Druckverlust steigt innerhalb der Füllkörperschüttung oder Packung mit der Gasbelastung. Er kann mit steigender Flüssigkeitsbelastung noch höher sein, weil dadurch auch gleichzeitig der Flüssigkeitsinhalt (Holdup) steigt. Bei einer kleineren dem Dampfstrom zur Verfügung stehenden freien Querschnittsfläche erhöhen sich die Gasgeschwindigkeit und der Druckabfall. Wegen solcher Einflüsse haben die Flüssigkeits- und Gasbelastungen eine Auswirkung auf den Druckverlust in der Kolonne. Eine hydraulische Charakteristik des Füllkörpers wird im gesamten Belastungsgebiet vorausgesetzt. Bedeutungsvoll bei dieser Hydraulik ist die Gasgeschwindigkeit am Flutpunkt uv,Fl. HTU/NTU Modell - (die Höhe der Übertragungseinheit (HTU - Height of one Transfer Unit) und die Anzahl der Übertragungseinheiten (NTU – Number of Trans
Ključne besede: Absorption, Füllkörper, die Zweifilmtheorie, Modell HTU/NTU, Anstaufüllkörperschichtung
Objavljeno v DKUM: 15.04.2013; Ogledov: 2487; Prenosov: 89
Celotno besedilo (5,22 MB)