APSORPCIJA

1. APSORPCIJA Pripremio: Varga Ištvan HEMIJSKO-PREHRAMBENA SREDNJA ŠKOLA ČOKA varga.i@neobee.net

2. Definicija: Apsorpcija je difuziona operacija pri kojoj se neka komponenta prenosi iz gasa u tečnost i raspoređuje po celoj masi tečnosti. Primena apsorpcije: • Za dobijanje raznih jedinjenja, kao što su na primer HCl, H2SO4, HNO3, H3PO4 itd. • Za prečišćavanje gasova od otrovnih i agresivnih supstanci.

3. Podela apsorpcije: U zavisnosti od karaktera promene materija pri apsorpciji, razlikujemo: • Fizičku i • Hemijsku apsorpciju.

4. Nakon fizičke apsorpcije, apsorbovana supstanca se desorpcijom može osloboditi iz tečnosti. • Prema tome fizička apsorpcija predstavlja povratan proces. • U tokuhemijske apsorpcije odigrava se hemijska promena, koja daje novu supstancu. Zato proces je nepovratan.

5. Mehanizam apsorpcije • Apsorpcija se zasniva na difuziji. Tj. na difuziji gasa u celoj masi tečnosti. • Kada neka gasna komponenta dolazi u dodir sa tečnošću, onda preko granice faza čestice gasa difundiraju u tečnost. Difuzija se nastavlja i u tečnosti. Nakon kratkog vremena, neke čestice gasa iz tečnosti se oslobađaju i opet prelaze u gasnu fazu.

6. Ako je broj apsorbovanih čestica veći od broja desorbovanih, kažemo da se vrši apsorpcija. • Ako je broj apsorbovanih čestica jednak broju desorbovanih, sistem se nalazi u dinamičkoj ravnoteži. • Tokom apsorpcije oslobađa se toplota, koja smanjuje moć apsorpcije gasa, odnosno pospešuje desorpciju.

7. Apsorbovana masa gasne komponente je utoliko veća, koliko je : • Velik parcijalni pritisak gasne komponente iznad tečnosti i • Niža temperatura tečnosti i gasa.

8. Aktivna gasna komponenta koju želimo apsorpcijom izdvojiti iz smeše pretežno ima malu koncentraciju. • Nakon nekog vremena iznad i ispod granice faza u gasu i u tečnosti dolazi do formiranja tankog graničnog sloja od molekula. • U GASU granični sloj se sastoji od molekulainertne ( ne aktivne ) komponente. • U TEČNOSTI granični sloj se sastoji od molekula aktivne komponente.

9. Brzina apsorpcije, nakon kratkog vremena od dodira gasa i tečnosti, zavisi od efikasnosti prodiranja molekula aktivne komponente kroz formirane granične slojeve. • Što je veći parcijalni pritisak aktivne komponente u gasu i što je veća njena koncentracija u tečnosti, veća je brzina difuzije a time i apsorpcije. • Veličina dodirne površine gasa i tečnosti takođe utiče na brzinu apsorpcije.

10. Pogonske sile apsorpcije su: • U gasnoj fazi, razlika pritiska(Δp), • U tečnosti razlika koncentracije(Δc).

11. Otpor apsorpcije predstavlja debljina graničnog sloja u gasnoj fazi. • U dinamičkoj ravnoteži pri konstantnoj temperaturi i ukupnom pritisku gasne smeše, odnos između parcijalnog pritiska aktivne komponente i njene koncentracije, definisan je HENRIJEVIM zakonom: Molski udeo aktivne komponente Henrijeva konstanta

12. Ravnotežna koncentracija aktivne komponente kao funkcija pritiska predstavlja se u p – x dijagramu kao prava. • Tangenta prave predstavlja Henrijevu konstantu, na datoj temperaturi. p t1 t1 > t2 > t3 tg β = H t2 t3 H1> H2> H3 x

13. Aparati za apsorpciju - apsorberi • Apsorpcija se izvodi u apsorberima. Njihova konstrukcija treba da omogući: • Veliku dodirnu površinu između gasa i tečnosti, i • Protivsmerno strujanje gasa i tečnosti.

14. U industrijskoj praksi su rasprostranjeni sledeći aparati: • Komore sa raspršivanjem, • Kolone sa punjenjem i • Turile.

15. Kolone sa punjenjem • Visina kolone : do 25 m • Odnos visine i • prečnika je 3 : 1. • Kolone su iznutra obložene uglavnom keramikom.

16. Punjenje kolona: To su elementi od keramike koji imaju veliku površinu, lagani su i otporni na materije koje učestvuju u apsorpciji.

17. Komore sa raspršivanjem 1 – Komora 2 – Raspršivači G – Gasna smeša koja sadrži aktivnu komponentu F – Tečnost ( apsorbens)

18. Turile: Vulfove turile:

19. Celarijusove turile: