základy procesního inženýrství - Vysoká škola báňská - Technická ...

5. sdílení hmoty mezi fázemi
Sycení kapaliny plynem (absorpce)
Cílem je přenést složku A z plynné fáze do kapalné fáze rozpuštěním A v C:
sycení odpadních vod vzduchem (aktivace) pro udržení funkce oživeného kalu v ČOV, sycení
fermentačního substrátu kyslíkem pro aerobní fermentace (výroba penicilinu), sycení kyselinových
břeček amoniakem pro neutralizaci (výroba minerálních hnojiv), pohlcování SO 3 do zředěné H 2 SO 4 ,
chlorování vody plynným chlorem, sycení sladkých nápojů tlakovým oxidem uhličitým pro konzervaci
Účelem může být i vypírání plynu kapalinou; v tomto případě je plynem směs A a B.
oddělování oxidu uhličitého od vodíku vypíráním do alkalického roztoku, oddělování amoniaku
z koksárenských plynů do kyselého roztoku, oddělování uhlovodíků z plynů vypíráním do netěkavého
pracího oleje. Můžeme sem přiřadit i již zmíněné snižování vlhkosti vzduchu stykem se studenou
vodou.
Vypuzování plynu z kapaliny (desorpce, stripování)
Cílem je odvádět složku A z kapalné směsi s C do plynné fáze:
odstraňování rozpuštěných plynů z roztavené oceli do proudu argonu, odstraňování nezreagovaného
monomeru z polystyrenu pod vakuem, napěňování polystyrenu rozpuštěným propanem po zvýšení
teploty, napěňování šlehačky rozpuštěným tlakovým N 2 O po odtlakování, větrání piva a sodovky,
uvolňování bublinek vzduchu ze zahřáté pitné vody, uvolňování bublinek dusíků z krve potápěčů při
vynořování.
Účelem může být i sycení plynu parami kapaliny; v tomto případě se přenáší složka A z kapaliny do
plynné směsi A s B:
Vlhčení vzduchu, odpařování benzinu do proudu
vzduchu v automobilním karburátoru, voňavky.
Pro tyto procesy používáme vhodné metody kontaktování
plynu s kapalinou.
Někdy postačuje k žádoucímu výsledku jednostupňová
kontakt (pračka, rozprašovač kapaliny, probublávání),
velmi často je zájem dostat maximální koncentrace
přenášené složky v jedné vystupující fázi a minimální
v druhé fázi. V takovémto případě je vhodné
protiproudné uspořádání zařízení ve více stupních nebo v
kolonách. Dělící schopnost zařízení lze při zvoleném
režimu charakterizovat objemovým součinitelem
průchodu hmoty K L a. Jinak teoretický stupeň nebo
teoretické patro, se přisuzuje takové části zařízení, ze
které odchází kapalina a plyn v rovnováze ve smyslu
Henryho zákona. Návrh absorpční kolony se neliší
zásadně od kolony destilační. Typickým případem je zde
spíše absorpce s kontaktováním velkého objemu
nízkotlakého plynu a menšího objemu kapaliny, pro což
se hodí kolony s výplní (Tlaková ztráta při průtoku plynu
zde totiž může být podstatně menší než v kolonách
s probublávanou vrstvou kapaliny na patrech).
Stavba absorpční kolony pro 645 000 m 3 /h
plynu, průměr 5,4 m, výška 62 m
(Sasol, Jihoafr.Rep.)
Pojmy k zapamatování
Henryho zákon
Absorpce, desorpce
Pračka plynu, absorpční kolona
145