汽提法 (一)
1 简单蒸馏 对于与水互溶的挥发性物质,利用其在气——液平衡条件下,在气相中的浓度大于在液相中的浓度这一特性。通过蒸汽直接加热,使其在沸点(水与挥发物两沸点之间的某一温度)下,按一定比例富集于气相。
2 蒸汽蒸馏 对于与水互不相溶或几乎不溶的挥发性污染物。利用混合液的沸点低于两组分沸点这一特性,可将高沸点挥发物在较低温度下加以分离脱除。CO2气提塔的气提过程\原理\结构和作用 气提塔中气提过程:; N, D" J# v/ H- p, K
气提塔实际上是一个多管降膜式湿壁塔。合成塔来的反应液,其中含氨:30.14%、二氧化碳:17.49%、尿素:34.49%。通过合成塔出料调节阀HV201利用液位差进入气提塔上花板,每根气提管上部有一液体分布器,当液体流过分布器小孔后呈膜状向下沿管内壁流动。随着阀开度的改变,分布器上液层高度也改变。负荷高,液层高,流过小孔流量大,反之即小。当液体下流后与下部来的二氧化碳气体相遇,首先是游离氨被逐出,再向下是甲铵分解即以两个氨分子一个二氧化碳分子这样的比例分解出来。由于管外有压力为2.0MPa左右,温度为230℃的中压饱和蒸气供给热量,使分解反应能够不断进行。气提过程之所以能实现是由于与反应液呈平衡的溶液表面上氨蒸汽压力始终大于气相中氨分压。这样氨一直可以被分解出来,而二氧化碳则是由于化学平衡关系,当减低气相氨的浓度后,反应向左进行。在加热和汽提的联合作用下,使尿素、氨基甲酸铵分解成氨和二氧化碳,并随气体介质一起从液体分布器上部的升气管出去进入高压甲铵冷凝器。底部出来的尿素溶液送入后系统进一步减压分解其中的氨基甲酸铵。 气提塔中气提原理
汽提是以一种气体通过反应混合物,从而降低另一种或几种气体的分压,使离解,压力降低的过程。所谓二氧化碳气提就是一种气体通过反应物,从而降低气相中; ^/ \% A8 c K
氨和(或)二氧化碳的分压,使甲铵分解。甲铵分解的反应方程式: NH2COONH4 (液) = 2NH3 (气) + CO2 (气) -Q
这是一个可逆吸热体积增大的反应,只要能提供热量、降低压力或降低气相中NH3和CO2某一组分的分压,都可以使反应向着甲铵分解的方向进行,以达到分解甲铵的目的。
采用液态甲铵的生成或分解来说明:2NH3(液)+CO2(液) = NH2COONH4(液) 溶液中氨和二氧化碳与气相中的氨和二氧化碳处于平衡,假设它们分别符合拉乌尔与亨利定律,则有:
PNH3 = P0NH3•〔NH3〕(液) PCO2=HCO2•〔CO2〕(液)! _- w$ r6 F5 S9 m. k, ~
PNH3 --- 溶液中氨的平衡分压 PCO2 --- 溶液中二氧化碳的平衡分压 P0NH3 ---- 纯氨的饱和蒸汽压
HCO2 ---- 二氧化碳的亨利系数5 Q# `$ T* d8 g7 B0 d0 E6 n- S. A 〔NH3〕(液) -- 液相中氨分子分率
〔CO2〕(液) -- 液相中二氧化碳分子分率2 d2 A; _. h( Y" l4 l
由上述各式可知:当用二氧化碳为气提剂时,气相中的氨分压趋近于零,则" p: C+ \, [, V+ [
液相中氨的平衡分压大于实际气流中的氨分压,故液相中的氨不断汽化逸出,液相中〔NH3〕(液)降低,反应向着甲铵分解成氨和二氧化碳的方向进行。这就促使了液相中甲铵的分解。( T5 b3 b# ?: H/ Y6 G) M
在甲铵分解的同时,液相中〔CO2〕(液)增加,与此相平衡的二氧化碳分压大于实际气相中的二氧化碳分压,促使液相中二氧化碳汽化逸出。因此液相中甲铵不断分解,液相中氨和二氧化碳不断汽化逸出,从而实现气提过程。& y8 I' _/ c" u9 E" ^* v1 y0 w4 m
从理论上讲,在任何压力和温度范围内,用气提的方法都可以把溶液中未反应的甲铵完全分解。但在工业上,由于要求过程在一定的速度下进行,因此必须保持足够高的温度。
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