Абсорбер — устройство для поглощения газов¶
Абсорбер — аппарат для извлечения одного или нескольких компонентов из газовой смеси путём их поглощения (абсорбции) жидким поглотителем (абсорбентом). Относится к классу массообменного оборудования и применяется в химической, нефтегазовой, металлургической и пищевой промышленности, а также в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.
¶Принцип работы
Абсорбция основана на различной растворимости компонентов газовой смеси в жидком абсорбенте. Газ и жидкость контактируют в аппарате, в результате чего поглощаемый компонент переходит из газовой фазы в жидкую. Процесс протекает до установления равновесия между фазами или до исчерпания поглощающей способности абсорбента.
Эффективность абсорбции зависит от:
- температуры (при понижении растворимость газов обычно возрастает);
- давления (для большинства газов рост давления повышает растворимость);
- концентрации абсорбента и его химического состава;
- площади контакта между фазами;
- времени контакта газа и жидкости.
¶Устройство и конструктивные решения
Наиболее распространённая конструкция — вертикальная колонна (башня), заполненная насадкой или тарелками. Газ подаётся снизу, а абсорбент — сверху, обеспечивая встречное движение фаз и максимальный перепад концентраций. Различают:
- тарельчатые абсорберы — с плоскими или колпачковыми тарелками, на которых газ пропускается через слой жидкости;
- насадочные абсорберы — с керамической, металлической или пластиковой насадкой, увеличивающей площадь контакта;
- пенные абсорберы — с образованием пенной зоны на тарелках;
- механические абсорберы — с активным перемешиванием фаз (роторные, центробежные).
Для абсорбции применяют также скрубберы, барботажные и дренажные аппараты, абсорберы с разбрызгиванием жидкости.
¶Абсорбенты
В качестве абсорбентов используют воду, органические растворители, щелочные и кислотные растворы, минеральные масла. Выбор абсорбента определяется составом газовой смеси и требуемой глубиной очистки. Примеры:
- водный раствор NaOH — для поглощения сероводорода и углекислого газа;
- моноэтаноламин (МЭА) и диэтаноламин (ДЭА) — для удаления CO₂ и H₂S из природного газа;
- вода — для поглощения аммиака и хлороводорода;
- жидкий пропан-бутан — для извлечения тяжёлых углеводородов из газов.
Насыщенный абсорбент регенерируют (обычно нагревом или снижением давления), после чего возвращают в цикл.
¶Применение
¶Газопереработка
В нефтегазовой промышленности абсорберы применяются для очистки природного газа от сероводорода и углекислого газа, извлечения гелия, осушения газа. Крупнейшие установки работают на газоперерабатывающих заводах России, например на объектах «Газпрома» в Западной Сибири.
¶Химическая промышленность
Абсорберы используются для производства серной кислоты (поглощение SO₃ олеумом), синтеза аммиака, получения соляной и азотной кислот, очистки отходящих газов от вредных примесей.
¶Металлургия
Применяются для улавливания пыли, сернистого газа и других примесей из дымовых газов доменных и мартеновских печей.
¶Вентиляция и кондиционирование
В системах промышленной вентиляции абсорберы (в том числе скрубберы) очищают воздух от паров кислот, щелочей, растворителей. В бытовых кондиционерах абсорбционные холодильные машины используют растворы бромида лития для охлаждения.
¶Пищевая промышленность
Абсорберы применяются при производстве спирта, дистилляции, извлечении ароматических веществ.
¶Абсорбер в других областях
Термин используется и вне промышленного оборудования. В радиотехнике и электронике абсорбером называют материал или устройство, поглощающее электромагнитные волны (например, радиопоглощающие покрытия, применяемые в анемоанах и для снижения заметности объектов). В акустике абсорбер — материал, поглощающий звуковые волны (звукопоглощающие панели, используемые в студиях звукозаписи и концертных залах). В атомной физике и технике нейтронные абсорберы (например, бор, кадмий, гафний) применяются в активных зонах реакторов для регулирования цепной реакции.
¶См. также
¶Источники
- Кремневский П. И. «Теплообменники и абсорберы».
- Фрумкин А. Н. «Абсорбция газов».
- ГОСТ 20239-74 «Аппараты абсорбционные. Общие технические условия».
- Справочник химика: раздел «Аппараты и оборудование химических производств».