Absorpce a exorpce - referát

Absorpce je rozpouštění jedné nebo více složek plynné soustavy v kapalině.

Exsorpce je opačný děj, při kterém je absorbovaná složka (složky)
vypuzována z kapalné fáze do fáze plynné.

Základní pojmy(př. pohlcování SO2 ze vzduchu ve vodě)

absorbendum – absorbovaná složka (SO2)

absorbent – absorbující kapalina (voda)

absorbát – získaný roztok plynu v kapalině (SO2 ve vodě)

inert – neabsorbující se (nosná) složka plynné fáze (vzduch)

Teorie absorpce a exorpce
rozlišujeme 3 druhy:

1.fyzikální - dochází k fyzikálnímu rozpouštění
- spotřebuje se směšovací teplo
- např. kyslík ve vodě, páry benzenu v pracím oleji

2. chemická - absorbent chemicky reaguje s absorbendem
- uvolňuje se slučovací teplo
- např. SO3 v H2SO4, NH3 v HNO3, CO2 v NaOH

3. smíšená - uplatňují se oba předchozí druhy
- např. CO2 ve vodě, NH3 ve vodě
- většinou jeden druh převládá (CO2 ve vodě – fyzikální)

Chemická absorpce je mnohem účinnější než fyzikální, protože hnací silou není jen koncentrační spád, ale i chemický potenciál.
Absorpce je exotermický děj, proto je nutné chlazení absorbátu.

Absorpce je difuzní děj, proto probíhá do fázové rovnováhy, kdy se
rychlost absorpce vyrovná s rychlostí exsorpce (množství absorbovaných
částic je stejné jako množství exsorbovaných za stejný čas).

Hnací silou absorpce je koncentrační spád na fázovém rozhraní a uvnitř
fáze (mezní vrstvičky).

Rovnováhu popisuje Henryho zákon:

pi = HT . xi

pi … parciální tlak pohlcované složky v plynné fázi
HT … Henryho konst. (závisí na teplotě)
xi … mol. zlomek pohlcované složky v kapalné fázi

krivka

Čím je HT větší, tím hůře bude probíhat absorpce.
krivka2
S rostoucí teplotou roste hodnota HT.

Konstrukce absorpčních zařízení

Hlavní faktory:
1. vlastnosti obou fází
2. stav obou fází (teplota, tlak, složení)
3. velikost fázového rozhraní
4. intenzita turbulence

Konstrukce je zaměřena na vytvoření maximálního fáz. rozhraní a na turbulenci ve fázích a mezi nimi.

Toho se dosahuje:
1. rozdělením plynné fáze na tenké proudy
2. rozdělením plynné fáze na bubliny
3. zvětšením povrchu kapalné fáze pomocí vhodné náplně, vestavby ap.

Dělení absorbérů

1. podle tlaku:
a) beztlakové (při atm. tlaku)
b) tlakové

2. podle způsobu dosažení povrchu:
a) patrové – kloboučková nebo sítová patra (viz rektifikace)
b) náplňové – Raschigovy kroužky, Berlova sedla aj.
c) výplňové – pevná vestavba (mřížoví ap.)
d) povrchové – fáz. rozhraním je hladina kapaliny, pomalá absorpce, použ. se pro dobře rozpustné plyny
e) probublávací – plyn probublává vrstvou kapaliny
f) Venturiho trubice – viz ejektory (čerpadla)