PURIFICAREA PURIFICAREA GAZELOR INDUSTRIALEGAZELOR INDUSTRIALESef lucrari dr. ing.Sef lucrari dr. ing. MihaelaNeaguMihaelaNeagu CUPRINSCUPRINS1. 1. SEPARAREA SISTEMELOR ETEROGENE SEPARAREA SISTEMELOR ETEROGENE 2. 2. ABSORBIA I DESORBIA MONOCOMPONENT ABSORBIA I DESORBIA MONOCOMPONENT3. 3. CONSIDERA IIGENERALEPRIVINDELIMINAREAHIDROGENULUI CONSIDERA IIGENERALEPRIVINDELIMINAREAHIDROGENULUI SULFURATDINGAZEPRINABSORB IENSOLU IIAPOASEDE SULFURATDINGAZEPRINABSORB IENSOLU IIAPOASEDE ETANOLAMINE ETANOLAMINE4. 4. ELIMINAREAHIDROGENULUISULFURATDINGAZEPRINABSORB IE ELIMINAREAHIDROGENULUISULFURATDINGAZEPRINABSORB IENSOLU IIDESRURIALCALINE NSOLU IIDESRURIALCALINE 5. 5. ALTEPROCEDEEDEELIMINAREAHIDROGENULUISULFURAT ALTEPROCEDEEDEELIMINAREAHIDROGENULUISULFURAT6. 6. ELIMINAREA DIOXIDULUI DE CARBON DIN GAZEELIMINAREA DIOXIDULUI DE CARBON DIN GAZE 7. 7. ELIMINAREA SIMULTAN I SELECTIV A HIDROGENULUI SULFURATELIMINAREA SIMULTAN I SELECTIV A HIDROGENULUI SULFURAT I IDIOXIDULUIDECARBONDINGAZEDIOXIDULUIDECARBONDINGAZE 8. 8. ELIMINAREA MERCAPTANILORELIMINAREA MERCAPTANILOR I DIOXIDULUI DE SULF DIN GAZEI DIOXIDULUI DE SULF DIN GAZE 9. 9. TRANSFERUL DE MAS N SISTEMUL GAZ-SOLID TRANSFERUL DE MAS N SISTEMUL GAZ-SOLID10. 10. USCAREAGAZELOR USCAREAGAZELOR 1. SEPARAREA 1. SEPARAREASISTEMELOR ETEROGENE SISTEMELOR ETEROGENEUn sistem heterogen este format din cel puin dou faze distincte: Un sistem heterogen este format din cel puin dou faze distincte:faza continu (gazoas, lichid sau solid); faza continu (gazoas, lichid sau solid);faza dispers (gazoas, lichid sau solid). faza dispers (gazoas, lichid sau solid).Clasificarea sistemelor eterogene gazoase i lichide: Clasificarea sistemelor eterogene gazoase i lichide: Separarea sistemelor eterogene n fazele constituente se realizeaz fie sub ac iunea unor cmpuri de for e (gravitationale, centrifugale, electrice, acustice etc), fie prin intermediul unui mediu de filtrare.n func ie de for a motrice care determin separarea sistemelor eterogene se disting urmtoarele procese: sedimentarea, filtrarea, centrifugarea, separarea electric i separarea sonic (acustic).1.1. Sedimentarea 1.1. SedimentareaPrin sedimentare se n elege separarea sistemelor eterogene lichide sau gazoase n Prin sedimentare se n elege separarea sistemelor eterogene lichide sau gazoase nfazele constituente sub ac iunea gravita iei asupra fazelor de densit i diferite. fazele constituente sub ac iunea gravita iei asupra fazelor de densit i diferite. Particulele care formeaz faza dispers, cu densitateamai mare dect a fazeiParticulele care formeaz faza dispers, cu densitateamai mare dect a fazei continue , sub ac iunea cmpului de for e gravita ionale, se depun cu o vitez continue , sub ac iunea cmpului de for e gravita ionale, se depun cu o vitez denumit vitez de sedimentare.denumit vitez de sedimentare. Vitezadepindedenatura,forma,caracteristicilegeometriceidensitatealor,deVitezadepindedenatura,forma,caracteristicilegeometriceidensitatealor,de propriet ile fizico-chimice ale fazei continue. propriet ile fizico-chimice ale fazei continue. psw Micareaparticulelorsolidentr-unfluidestecondi ionatde Micareaparticulelorsolidentr-unfluidestecondi ionatdediferen a care exist ntre densitatea particulei i cea a fluidului diferen a care exist ntre densitatea particulei i cea a fluiduluii de exercitarea asupra particulei a trei for e: i de exercitarea asupra particulei a trei for e:Gravitaional GravitaionalArhimede(for a de plutire) Arhimede(for a de plutire) rezistena la naintare rezistena la naintareunde: unde:este viteza uniform (terminal) de micare a particuleieste viteza uniform (terminal) de micare a particulei solide. solide.gdFppg 32 34

,_

gdFpA 32 34

,_

2 422tpf iwdf RtwDin bilan ul celor trei for e rezult: Din bilan ul celor trei for e rezult: (1.1) (1.1)SauSau (1.2) (1.2)( )213411]1

fp ptfgdw

,_

ptpfwgdf234 Factorul de formeste o func ie de Factorul de formeste o func ie de Rep Rep i de forma particulei. i de forma particulei.Pentru calcularea vitezei uniforme este necesar s se cunoasc valoarea factoruluiPentru calcularea vitezei uniforme este necesar s se cunoasc valoarea factorului de form .de form . fft ppw d Rep t pfw dfRe24 24 Dar,pentrudeterminareaDar,pentrudeterminareaRep Repestenecesarcunoatereavitezeiuniforme.Seestenecesarcunoatereavitezeiuniforme.Se rezolv prin ncercri succesive. rezolv prin ncercri succesive.PentruRep2,adicndomeniuldemicarealuiStokes,factoruldeformsePentruRep2,adicndomeniuldemicarealuiStokes,factoruldeformse poate calcula cu rela ia: poate calcula cu rela ia: (1.3) (1.3)care introdus n rela ia 1.1, rezult: care introdus n rela ia 1.1, rezult: (1.4) (1.4)Ecua ia 1.4 este cunoscut sub numele de legea lui Stokes. Ecua ia 1.4 este cunoscut sub numele de legea lui Stokes. ( ) 182g dwp pt -Pentru domeniul, denumit domeniul Allen, este valabil-Pentru domeniul, denumit domeniul Allen, este valabil rela ia empiric: rela ia empiric: (1.5) (1.5)-n zona , denumita domeniul Newton, factorul de form este practic constant: -n zona , denumita domeniul Newton, factorul de form este practic constant:(1.6) (1.6)500 Re 2 p6 . 0Re 5 . 18p ff44 . 0 ffPentru calculul direct al vitezei se prezint o metod n care factorul dePentru calculul direct al vitezei se prezint o metod n care factorul de form i numrulform i numrul Rep Rep se coreleaz cu criteriul Arhimede, modificat pentru acestese coreleaz cu criteriul Arhimede, modificat pentru aceste condi ii sub forma: condi ii sub forma: tw p pg d22 3Ar(1.7) (1.7)Dac n ecua ia 1.2 se nlocuiete vitezacu raportul care rezult din rela ia Dac n ecua ia 1.2 se nlocuiete vitezacu raportul care rezult din rela ia de definire a numruluide definire a numrului Rep Rep, se expliciteaz pentrui seine seama de , se expliciteaz pentrui seine seama deecua ia 1.7 se ob ine: ecua ia 1.7 se ob ine: (1.8) (1.8)twff2ReAr34pff Pentru fiecare domeniu de curgere, ecua ia 1.8 are urmtoarele forme: Pentru fiecare domeniu de curgere, ecua ia 1.8 are urmtoarele forme: -domeniul legii lui Stokes ( ): -domeniul legii lui Stokes ( ):(1.9) (1.9)-domeniul Allendomeniul Allen : :(1.10) (1.10)-domeniul -domeniul NewtonNewton

(1.11) (1.11)Rela iileprezentatesuntstabilitepentrucondi iilemicriiuniforme, Rela iileprezentatesuntstabilitepentrucondi iilemicriiuniforme, individualeiunidirec ionalaparticulelorsolidedeformsferic.Pentru individualeiunidirec ionalaparticulelorsolidedeformsferic.Pentruparticule care nu respecta aceste condi ii este necesar folosirea unor factori de particule care nu respecta aceste condi ii este necesar folosirea unor factori decorec ie. corec ie. 36 Ar 18ArRe p84000 Ar 36 75 . 09 . 13ArRe

,_

p910 4 . 7 Ar 84000 0.5Ar 71 . 1 Re p Factorii care influen eaz sedimentarea sistemelor eterogene sunt: Factorii care influen eaz sedimentarea sistemelor eterogene sunt: Caracteristicile sistemului eterogen iniial:Caracteristicile sistemului eterogen iniial: onatura,natura, odebitul,debitul, ovrsta sistemului eterogen;vrsta sistemului eterogen; oproprietile fazei continue:proprietile fazei continue: odensitate,densitate, oviscozitate,viscozitate, osubstane dizolvate;substane dizolvate; ocaracteristicile particulelor fazei disperse: caracteristicile particulelor fazei disperse:o natura,natura, ostarea de agregare, starea de agregare,ostructura,structura, odensitatea,densitatea, oforma,forma, odimensiunea,dimensiunea, otendina de aglomerare tendina de aglomerare Condiiile de realizare a separrii:Condiiile de realizare a separrii: o viteza de sedimentare,viteza de sedimentare, o durata procesului,durata procesului, o tipul de aparat; tipul de aparat;o modul de operare (continuu, discontinuu, semicontinuu),modul de operare (continuu, discontinuu, semicontinuu), o temperatura,temperatura, o adaosuri. adaosuri.ncondi iiledemicarelalimitadomeniulStokes( ncondi iiledemicarelalimitadomeniulStokes( Rep Rep=2)seob inevaloarea =2)seob inevaloareacriticadiametruluiparticulelorcriticadiametruluiparticulelordpc dpc,adicvaloareamaximadiametrului,adicvaloareamaximadiametrului particulelor: particulelor:(1.12) (1.12)Pentru a mri viteza de sedimentare se poate ac iona n sensul: Pentru a mri viteza de sedimentare se poate ac iona n sensul: -creterii diametrului particulei, adic prin aglomerare i coagulare; -creterii diametrului particulei, adic prin aglomerare i coagulare;-creterea diferenei de densitate dintre fluid iparticul; -creterea diferenei de densitate dintre fluid iparticul;- scderea viscozitii prin diluare sau creterea temperaturii. - scderea viscozitii prin diluare sau creterea temperaturii.( )313611]1

ppcgd 1.2. Centrifugarea1.2. CentrifugareaCentrifugarea este opera ia de separare a unui sistem eterogen lichid sau gazos, n Centrifugarea este opera ia de separare a unui sistem eterogen lichid sau gazos, ncmp de for e centrifuge. cmp de for e centrifuge. Dac un corp solid se rotete n jurul axei sale, asupra lui ac ioneaz o for Dac un corp solid se rotete n jurul axei sale, asupra lui ac ioneaz o for centripet ndreptat n direc ia axei de rota ie, i o for centrifugegal ca centripet ndreptat n direc ia axei de rota ie, i o for centrifugegal ca mrime cu for a centripet,ns de sens opus: mrime cu for a centripet,ns de sens opus: 'CFCFRgGR mRvgGRmvFc2 22 2 (1.13) (1.13)unde: unde: este masa corpului, kg;este masa corpului, kg;- viteza periferic de rota ie, n m/s; - viteza periferic de rota ie, n m/s; - viteza unghiular, radiani/s; - viteza unghiular, radiani/s;n- numarul de rota ii pe secund, rot/s; n- numarul de rota ii pe secund, rot/s; R R- raza de rota ie, m. - raza de rota ie, m. gGm Rn R v 2 Viteza de separare a unei particule ntr-un cmp de for e centrifugese deduce Viteza de separare a unei particule ntr-un cmp de for e centrifugese deducedin condi ia de egalitate ntre for ele externe ce ac ioneaz asupra sistemului i din condi ia de egalitate ntre for ele externe ce ac ioneaz asupra sistemului i rezisten a pe care o opune mediul la deplasarea particulei, conform rela iei: rezisten a pe care o opune mediul la deplasarea particulei, conform rela iei: (1.14) (1.14)Pentru determinarea vitezei trebuie s se cunoasc valoarea coeficientuluiPentru determinarea vitezei trebuie s se cunoasc valoarea coeficientului de frecare care la rndul su depinde de regimul de micare al particulei.de frecare care la rndul su depinde de regimul de micare al particulei. Ca i n cazul sedimentrii, se deosebesc trei domenii: Ca i n cazul sedimentrii, se deosebesc trei domenii:Stokes- Stokes-Allen-Allen- Newton- Newton-( ) 21341]1

cp pcfdwcwcf2 Re 001 , 0