Абсорбция.

Поглощение газов или паров при абсорбции может происходить либо за счет растворения газов в жидкости (физическая абсорбция), либо за счет химической реакции с абсорбентом (хемосорбция).

Абсорбция нашла широкое применение в пищевой промышленности, например в в спиртовом производстве спиртовые пары поглощаются из газов водой, полученный из сернистого газа раствор в крахмальном производстве используют при замачивании кукурузы, а в свекло - сахарном производстве сернистым газом обрабатывают сахарный сироп. Широко используется адсорбция для газирования различных напитков.

Процесс адсорбции описывается законом Генри, который устанавливает зависимость между растворимостью газов и их парциальным давлением

x = j p,

где x — количество растворенного газа;

j — коэффициент Генри;

p — парциальное давление газа.

Коэффициент Генри зависит от свойств газа и абсорбента и температуры процесса.

Движущей силой процесса, как и любого массобменного процесса, является разность концентраций, которая в данном случае пропорциональна парциальному давлению газа. Поэтому движущую силу можно выразить как разность парциальных давлений компонентов в газавой p_г и жидкой p_ж фазах. Если p_г> p_ж, то компонент из газовой фазы переходит в жидкую, т.е. наблюдается процесс собственно абсорбции, если p_г< p_ж, то компонент переходит из жидкой фазы в газовую _ процесс десорбции.

Любой массообменный процесс стремится к равновессию, поэтому движущую силу абсорбции можно выразить как разность между парциальными давлениями компонента в газовой p_г фазе и находящимся в равновесии с абсорбентом p_р. Чем больше разность парциальных давлений р_г‑ р_р, тем интенсивней протекает процесс перехода компонента из газовой фазы в жидкую. По мере приближения к состоянию равновесия движущая сила процесса и скорость процесса уменьшается.

Парциальное давление компонента пропорционально его концентрации и движущая сила может быть представлена через разность концентраций в жидкой и ли газовой фазах:

Dy=y-y_р и Dx=x_р-x,

где y —количество компонента в газовой фазе; x —количество компонента в жидкой фазе.

Если известно общее давление в смеси и содержание компонента, то можно записать:

p = Py.

Подставив данное выражение в формулу закона Генри получим:

x/j = Py или y = x/(Pj).

Обозначим 1/(Pj) = H, тогда получим y = Hx —уравнение фазового равновесия. Для идеальных растворов величина H = Const и линия равновесия является прямой. Для концентрированных растворов данная зависимость представляется кривой линией, которую называют кривой равновесия и строят на основе экспериментальных данных.