VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA ABSZORPCIÓ Készítette: Varga István VEGYÉSZETI-ÉLELMISZERIPARI KÖZÉPISKOLA CSÓKA varga.i@neobee.net

Definíció: Abszorpciónak nevezzük azt az anyagátbocsátási műveletet, amely során valamely gázelegy egy, vagy több alkotóját folyadékban elnyeletjük. Alkalmazása: Különböző vegyületek előállítására ( sósav, kénsav, foszforsav, salétromsav) stb. 2. A környezetbe kiengedett különböző véggázok előzetes tisztítása a mérgező gázalkotóktól.

Kémiai abszorpció (kemiszorpció) . Az abszorpció lehet: Fizikai és Kémiai abszorpció (kemiszorpció) . Attól függően, hogy az abszorbeálódó gáz alkotó az elnyelő folyadékkal - abszorbenssel kémiai reakcióba lép-e, vagy sem.

A fizikai abszorpció tehát megfordítható folyamat. A fizikai abszorpció után a kapott folyadékból megfelelő körülmények között az abszorbeált alkotó felszabadítható-visszanyerhető. Ezt deszorpciónak nevezzük. A fizikai abszorpció tehát megfordítható folyamat. A kemiszorpció után a deszorpció nem hajtható végre, ezért az nem megfordítható folyamat.

Az abszorpció alapja a gáz diffúziója a folyadékban. Az abszorpció mechanizmusa Az abszorpció alapja a gáz diffúziója a folyadékban. Amikor a gáz érintkezik a folyadékkal, akkor az érintkezési határfelületen keresztül gázrészecskék diffundálnak a folyadék belsejébe, ugyanakkor rövid idő után egyes gázrészecskék ki is lépnek a folyadékból, és visszakerülnek a gázfázisba. Ha a folyadékban megkötődő részecskék száma nagyobb, mint a folyadékból kilépőké, akkor abszorpció megy végbe.

Gázelegy feldolgozásakor többnyire az a célunk, hogy csak a számunkra fontos ún. aktív alkotót abszorbeáljuk, amely kis koncentrációban van jelen a gázelegyben. Egy bizonyos idő elteltével a gáz- és folyadékfázisban határrétegek alakulnak ki. A gázban a határréteget az inert gázalkotók képezik, míg a folyadékban, közvetlenül a határfelület alatt az aktív komponens részecskéi.

Az elnyelt gázmennyiség annál nagyobb: Az abszorpció során hő szabadul fel, amely csökkenti a folyadék gázelnyelő képességét. Ha a folyadékba be-, illetve az onnan kilépő gázrészecskék száma egyenlővé válik, dinamikus egyensúly alakul ki. Az elnyelt gázmennyiség annál nagyobb: minél nagyobb a gázalkotó nyomása a folyadék fölött, és minél kisebb a gáz-folyadék rendszer hőmérséklete.

A dinamikus egyensúly kialakulása Aktív gázalkotó Inert (hordozó) gáz Fázishatár Folyadék abszorbens N (abszorbeált) = N (deszorbált)

A további abszorpció hatékonysága attól függ, hogy az aktív komponens részecskéi milyen mértékben tudtak áthatolni a képződött határrétegeken. Minél nagyobb a gázfázisban az aktív alkotó parciális nyomása, annál több részecske tud egységnyi idő alatt átjutni a gázhatárrétegen. A folyadékfázisban minél gyorsabb a diffúzió, azaz nagyobb a koncentrációkülönbség a határréteg és az abszorbens belsőbb rétegei között, annál gyorsabb lesz az abszorpció is.

Az abszorpció egy bizonyos idő után Gáz határréteg (inert alkotó) Folyadék határréteg (aktív alkotó)

Folyadékfázisban a koncentrációkülönbség (Δc). Az abszorpció hajtóereje tehát a: Gázfázisban a nyomáskülönbség (Δp), Folyadékfázisban a koncentrációkülönbség (Δc).

Az aktív komp. parciális nyomása Egyensúlyi állapotban, állandó hőmérséklet és össznyomás esetén az aktív alkotó parciális nyomása (vagy koncentrációja) és a folyadékfázis összetétele közötti összefüggés a Henry-törvénnyel fejezhető ki: Az aktív komp. parciális nyomása Az aktív kopmonens móltörtje a folyadékban Henry-állandó

Ideális oldatok egyensúlyi koncentrációja, mint a nyomás függvénye a p – x diagramon egyenes vonallal ábrázolható, amelynek iránytangense egyenlő a Henry-állandóval. t1 > t2 > t3 és E1 > E2 > E3.

Abszorpciós készülékek (abszorberek) A szerkezeti kialakításukat két alapvető tényező határozza meg: 1. A gáz- és folyadékfázis érintkezési felülete minél nagyobb legyen, és 2. A fázisokat a művelet során mozgásban kell tartani, hogy az érintkezési felület mindig megújulhasson.

Az abszorberek csoportosítása Az utóbbi feltétel jobb kielégítése céljából az abszorpciót rendszerint ellenáramban hajtják végre. Az abszorberek csoportosítása Felületi és filmabszorberek; Töltött (töltetes)abszorberek; 3. Buborékoltató (tányéros) oszlopok; 4. Porlasztós abszorberek; 5. Mechanikus abszorberek.

Wolff- turillok 1 – Csonkakúp aljú kőagyagedények- turillok; 2 – Túlfolyócsövek a folyadék számára; 3 – Gázcsövek.

Töltött abszorber 1 – Töltet; 2 – Támasztórács; 3 – Folyadékelosztó szerkezet; 4 – Folyadék-újraelosztó szerkezet; F – Folyadék (abszorbens); G – Gáz.

Buborékoltató (tányéros) abszorber 1 – Tányérok; 2 – Túlfolyócsövek; F – Folyadék; G – Gáz.

Porlasztós abszorberek 1 – Oszlop; 2 – Porlasztófúvókák; F – Folyadék; G – Gáz.

Mechanikus abszorber 1 – A gázelegy belépése; 2 – Maradék (inert) gáz kilépése; 3 – Az abszorbens belépése; 4 – A telített abszorbens kilépése; 5– Forgó tengely; 6 – Szitafelületű tárcsa.