Метод абсорбции основан на разделении газовоздушной смеси на составные части путем поглощения одного или нескольких газовых компонентов этой смеси жидким поглотителем (абсорбентом). Физическая сущность процесса абсорбции заключается в том, что при соприкосновении жидких и газообразных веществ растворимый в жидкости компонент газовоздушной смеси переходит через поверхность раздела фаз и диффундирует во внутренние слои жидкости. Решающим условием при выборе жидкого абсорбента является растворимость в нем извлекаемого компонента и ее зависимость от температуры и давления. Чем больше парциальное давление газа над жидкостью, тем больше его количество можно растворить в жидкости. Для удаления из выбросов аммиака, углекислого газа, хлористого и фтористого водорода применяют воду. Для удаления ароматических углеводородов и водяных паров используют серную кислоту.
Водная очистка является наиболее старым методом удаления двуокиси углерода, поэтому до настоящего времени в промышленности эксплуатируется большое число этих установок. Взаимодействие двуокиси углерода с водой протекает по следующей реакции
Н2О + СО2 = Н2СО3
В зависимости от способа создания поверхности контакта между газовой и жидкой фазами аппараты, в которых осуществляют абсорбцию -абсорберы - подразделяются на поверхностные, барботажные и распыливающие. Каждый из этих аппаратов отличается индивидуальной конструкцией, предложенной в табл.
Таблица Аппаратурное оформление абсорберов
Поверхностные | Барботажные | Распыливающие |
С горизонтальным зеркалом поглотительного раствора | Со сплошным барботажным слоем | Полые (форсуночные) |
Пленочные | Тарельчатого типа (имеют высокую пропускную способность по газу и простота конструкции) | Скоростные прямоточные |
Насадочные с неподвижной насадкой (обеспечивают высокую надежность эксплуатации в широком диапазоне нагрузок по газу и жидкости) | С подвижной (плавающей) насадкой | Механические распыливающие |
Механические пленочные | С механическим перемешиванием жидкости |
Наибольшее распространение в качестве абсорберов получили скрубберы (рис.5). В качестве насадки, обеспечивающей большую поверхность контакта газа с жидкостью, в скрубберах используются кольца Рашига, кольца с перфорированными стенками др. Материалы для изготовления насадки выбираются с учетом антикоррозийной устойчивости (керамика, сталь, фарфор и др.).