PURIFICAREAGAZELOR INDUSTRIALE Sef lucrari dr. ing. MihaelaNeaguCUPRINS 1. SEPARAREA SISTEMELOR ETEROGENE 2. ABSORBIA I DESORBIA MONOCOMPONENT 3. CONSIDERAIIGENERALEPRIVINDELIMINAREAHIDROGENULUI SULFURATDINGAZEPRINABSORBIENSOLUIIAPOASEDE ETANOLAMINE 4. ELIMINAREAHIDROGENULUISULFURATDINGAZEPRINABSORBIE N SOLUII DE SRURI ALCALINE 5. ALTE PROCEDEE DE ELIMINARE A HIDROGENULUI SULFURAT 6. ELIMINAREA DIOXIDULUI DE CARBON DIN GAZE 7. ELIMINAREA SIMULTAN I SELECTIV A HIDROGENULUI SULFURAT I DIOXIDULUI DE CARBON DIN GAZE 8. ELIMINAREA MERCAPTANILOR I DIOXIDULUI DE SULF DIN GAZE 9. TRANSFERUL DE MAS N SISTEMUL GAZ-SOLID 10. USCAREA GAZELOR 1. SEPARAREA SISTEMELOR ETEROGENE Un sistem heterogen este format din cel puin dou faze distincte: faza continu (gazoas, lichid sau solid); faza dispers (gazoas, lichid sau solid). Clasificarea sistemelor eterogene gazoase i lichide:Separarea sistemelor eterogene n fazele constituente se realizeaz fie sub aciunea unor cmpuri de fore (gravitationale, centrifugale, electrice, acustice etc), fie prin intermediul unui mediu de filtrare. n funcie de fora motrice care determin separarea sistemelor eterogene se disting urmtoarele procese: sedimentarea, filtrarea, centrifugarea, separarea electric i separarea sonic (acustic). 1.1. Sedimentarea Prin sedimentare se nelege separarea sistemelor eterogene lichide sau gazoase n fazele constituente sub aciunea gravitaiei asupra fazelor de densiti diferite. Particulele care formeaz faza dispers, cu densitateamai mare dect a fazei continue,subaciuneacmpuluideforegravitaionale,sedepuncuovitez denumit vitez de sedimentare.Vitezadepindedenatura,forma,caracteristicilegeometriceidensitatealor,de proprietile fizico-chimice ale fazei continue. pswMicareaparticulelorsolidentr-unfluidestecondiionatde diferena care exist ntre densitatea particulei i cea a fluidului i de exercitarea asupra particulei a trei fore: Gravitaional Arhimede(fora de plutire) rezistena la naintare unde:este viteza uniform (terminal) de micare a particulei solide. gdFppg t32 34||.|

\|=gdFpA t32 34||.|

\|=2 422tpf iwdf Rt=twDin bilanul celor trei fore rezult: (1.1) Sau(1.2) ( )2134(((

= fp ptfgdw||.|

\|= ptpfwgdf234Factorul de formeste o funcie de Rep i de forma particulei. Pentru calcularea vitezei uniforme este necesar s se cunoasc valoarea factorului de form .ffqt ppw d= Rep t pfw dfRe24 24= =qDar,pentrudeterminareaRepestenecesarcunoatereavitezeiuniforme.Se rezolv prin ncercri succesive. PentruRep2,adicndomeniuldemicarealuiStokes,factoruldeformse poate calcula cu relaia: (1.3) care introdus n relaia 1.1, rezult: (1.4) Ecuaia 1.4 este cunoscut sub numele de legea lui Stokes. ( )q 182g dwp pt=-Pentru domeniul, denumit domeniul Allen, este valabil relaia empiric: (1.5) -n zona , denumita domeniul Newton, factorul de form este practic constant: (1.6) 500 Re 2 s sp6 . 0Re 5 . 18=p ff44 . 0 =ffPentru calculul direct al vitezei se prezint o metod n care factorul de form i numrul Rep se coreleaz cu criteriul Arhimede, modificat pentru aceste condiii sub forma: tw q =p pg d22 3Ar(1.7) Dac n ecuaia 1.2 se nlocuiete vitezacu raportul care rezult din relaia de definire a numrului Rep, se expliciteaz pentrui se ine seama de ecuaia 1.7 se obine: (1.8) twff2ReAr34pff =Pentru fiecare domeniu de curgere, ecuaia 1.8 are urmtoarele forme: -domeniul legii lui Stokes ( ): (1.9) -domeniul Allen : (1.10) -domeniul Newton (1.11) Relaiile prezentate sunt stabilite pentru condiiile micrii uniforme, individuale i unidirecional a particulelor solide de form sferic. Pentru particule care nu respecta aceste condiii este necesar folosirea unor factori de corecie. 36 Ar s18ArRe =p84000 Ar 36 s s75 . 09 . 13ArRe|.|

\|=p910 4 . 7 Ar 84000 s s0.5Ar 71 . 1 Re =pFactorii care influeneaz sedimentarea sistemelor eterogene sunt: Caracteristicile sistemului eterogen iniial:o natura,o debitul,o vrsta sistemului eterogen;o proprietile fazei continue:o densitate,o viscozitate,o substane dizolvate;o caracteristicile particulelor fazei disperse: onatura,o starea de agregare, o structura,o densitatea,o forma,o dimensiunea,o tendina de aglomerare Condiiile de realizare a separrii:o viteza de sedimentare,o durata procesului,o tipul de aparat; o modul de operare (continuu, discontinuu, semicontinuu),o temperatura,o adaosuri. ncondiiiledemicarelalimitadomeniulStokes(Rep=2)seobinevaloarea criticadiametruluiparticulelordpc,adicvaloareamaximadiametrului particulelor: (1.12) Pentru a mri viteza de sedimentare se poate aciona n sensul: -creterii diametrului particulei, adic prin aglomerare i coagulare; -creterea diferenei de densitate dintre fluid iparticul; - scderea viscozitii prin diluare sau creterea temperaturii. ( )3136(((

= qppcgd1.2. Centrifugarea Centrifugarea este operaia de separare a unui sistem eterogen lichid sau gazos, n cmp de fore centrifuge. Dac un corp solid se rotete n jurul axei sale, asupra lui acioneaz o for centripet ndreptat n direcia axei de rotaie, i o for centrifugegal ca mrime cu fora centripet,ns de sens opus: 'CFCFRgGR mRvgGRmvFc2 22 2e e = = = =(1.13) unde:este masa corpului, kg; - viteza periferic de rotaie, n m/s; - viteza unghiular, radiani/s; n- numarul de rotaii pe secund, rot/s; R- raza de rotaie, m. gGm =Rn R v t e 2 = =eViteza de separare a unei particule ntr-un cmp de fore centrifugese deduce din condiia de egalitate ntre forele externe ce acioneaz asupra sistemului i rezistena pe care o opune mediul la deplasarea particulei, conform relaiei: (1.14) Pentru determinarea vitezei trebuie s se cunoasc valoarea coeficientului de frecare care la rndul su depinde de regimul de micare al particulei. Ca i n cazul sedimentrii, se deosebesc trei domenii: Stokes- Allen- Newton- ( ) 2134((

= cp pcfdwcwcf2 Re 001 , 0 s