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

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.

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

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

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.

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.

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

U TEČNOSTI granični sloj se sastoji od molekula aktivne komponente. 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 molekula inertne ( ne aktivne ) komponente. U TEČNOSTI granični sloj se sastoji od molekula aktivne komponente.

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.

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

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: Henrijeva konstanta Molski udeo aktivne komponente

Tangenta prave predstavlja Henrijevu konstantu, na datoj temperaturi. 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

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.

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

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

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

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

Turile: Vulfove turile:

Celarijusove turile: