Взаимодействие растворенного газа с активным компонентом поглотителя

При абсорбции широко применяют растворы, в которых растворенный газ, А взаимодействует с растворенным в поглотителе активным компонентом В. Составы образующихся растворов, содержащих растворенный газ, активный компонент и растворитель, характеризуются общими концентрациями растворенного газа, А и активного компонента Вобщ;

Отнесем концентрации газа к исходному (т.е. не содержащему газа А) раствору. Тогда доля активного компонента, химически связанного с газом А, составит.

где q — число киломолей активного компонента, реагирующего с 1 кмоль газа А.

Величина В = (1 — а) В_общ, равная концентрации свободного (не связанного с А) активного компонента В_у представляет собой химическую емкость раствора, т. е. количество газа А, которое может быть химически связано с компонентом В. Так, например, химическая емкость 1 м³ раствора, содержащего 5 кмоль/м³ свободного NaOH, составляет 2.5 кмоль/м³ при поглощении СО2 (при условии превращения NaOH в ЫаНСОз).

При расчете равновесия надо учесть, что в водных растворах активный компонент обычно диссоциирован на ионы. Рассмотрим в качестве примера взаимодействие СО2 с водными растворами карбонатов натрия или калия по схеме

при константе равновесия.

Материальный баланс по растворенному газу и по активному компоненту выражается уравнениями.

откуда, пренебрегая [СО2] сравнительно с [HCOj ] и [СО3″ ], находим:

Подставляя значения [СО*^-] и [НС0₃] в уравнение (20.20), получим (при а = А/В_обт):

Определяя из этого уравнения [СО2], находим равновесное давление.