Colonne a Riempimento Assorbimento Gas in Liquidi

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Nicoletta Alberti
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1 Colonne a Riempimento Assorbimento Gas in Liquidi Descriviamo l assorbimento in un liquido di un gas solubile nel liquido presente in una miscela costituita dal gas solubile e da altri gas insolubili nel liquido. Si voglia ad esempio assorbire con acqua dell ammoniaca contenuta in un gas ad esempio aria) sia per liberare il gas dall ammoniaca per poterlo scaricare all atmosfera che per recuperare l ammoniaca come soluzione ammoniacale. L ammoniaca presente nel gas per essere assorbita deve passare dalla fase gas alla fase liquida con cui viene a contatto nella colonna di assorbimento. Per passare dalla fase gas alla fase liquida l ammoniaca presente nel gas dovrà prima spostarsi all interno della fase gas per raggiungere la superficie di contatto del gas con liquido e poi diffondere dalla superficie di contatto all interno della fase liquida. Per calcolare l altezza del riempimento di una colonna bisognerà calcolare la somma dell altezza necessaria per il trasferimento del componente solubile all interno delle due fasi. L altezza di riempimento di un componente solubile in un liquido dipendono quindi dalla velocità di trasferimento del componente solubile sia nella fase gas che nella fase liquida. Nella letteratura tecnica sono riportate equazioni per il calcolo del coefficiente di trasporto di un componente solubile dalla fase gas alla superficie della fase liquida e dalla superficie della fase liquida all interno della fase liquida. Queste formule sono state trovate separatamente per sistemi in cui il trasferimento è regolato essenzialmente dalla diffusività del componente da assorbire nella fase gas e per sistemi in cui l assorbimento è regolato essenzialmente dalla diffusività nella fase liquida.

3 FASE Liquida CONTROLLANTE Per Dp, a = Vedere Colonne a Riempimento Diametro + Internals Per Diffusività Liquidi vedere Cartella Diffusività Liquidi&Gas

4 PER Lp VEDERE DIAMETRO+INTERNALS

5 Fase Liquida e Fase Gas Controllanti Metodo Short Cut Per un calcolo di prima approssimazione si propone il seguente metodo per il calcolo dell altezza di riempimento nel caso che l assorbimento sia controllato da entrambe le fasi. KT = 1/(1/KG + 1/KL)(valore di Short Cut) Dove KT è il Trasporto di Massa Totale La Driving Force si assume come per l assorbimento controllato dalla sola fase gas. Da cui si ricava per l assorbimento controllato sia dalla fase gas che dalla fase liquida: HT = 1,25*[1000*WA /(At*KTm*a* PGm)] (mm) 1,25 = coefficiente di maggiorazione KTm = [KT(coda)- KT(testa)]/ln[KT(coda)/KT(testa)] Tra I sistemi controllati dalla sola fase Gas si indicano: 1) Assorbimento di Ammoniaca in Acqua ed in Acidi forti. 2) Assorbimento di Vapor d Acqua in Acqua ed in Acidi forti. 3) Assorbimento di SO 2 in Acido Solforico concentrato 4) Assorbimento di SO 2 in Alcali e soluzioni acquose di Ammoniaca. 5) Assorbimento di H 2 S e CO 2 in soluzioni caustiche. Per i casi di assorbimento in acidi forti e soluzioni caustica assumere sempre uguale a zero la tensione di vapore in fase liquida del componente da assorbire che in fase liquida diventa un sale. Tra I sistemi controllati da Entrambe le Fasi si indicano: 1) Assorbimento di SO 2 in Acqua. 2) Assorbimento di Acetone in Acqua. 3) Assorbimento degli Ossidi di Azoto in Acido Solforico concentrato. Tra I sistemi controllati dalla sola fase Liquida si indicano: 1) Assorbimento di CO 2, O 2, H 2 in Acqua. 2) Assorbimento di CO 2 in Soluzioni Acquose di Alcali 3) Assorbimento di Cloro (Cl 2 ) in Acqua. Nell assorbimento di CO 2 ed H 2 S in ammine l assorbimento è controllato da entrambe le fasi ma il coefficiente in fase liquida viene incrementato dall incremento della diffusività dovuto alla velocità di reazione tra il componente da assorbire e le ammine.

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