Absorption adiabatique du chlorure d'hydrogène
Colonnes d'absorption
Ces absorbeurs, comme leur nom l'indique, fonctionnent en absence de toute élimination de chaleur de la zone de réaction. Dans le procédé, le chlorure d'hydrogène gazeux est facilement et donc presque quantitativement absorbé par l'eau fraîche s'écoulant vers le bas de la colonne. Le flux gazeux maximal possible pour un diamètre de colonne donné dépend, fondamentalement, du type de matériau de remplissage dans la colonne. Le débit minimal de l'alimentation en eau est atteint lorsqu'une quantité non-permissive de HCl sort de la colonne au niveau de la sortie de gaz.
Colonne d'absorption de HCl fonctionnant de façon adiabatique
Colonnes avec plateau à cloche pour l'épuration de l'air
Profil de température le long de la colonne
En fonction de la quantité de HCl absorbée, la chaleur de dissolution générée peut vaporiser l'eau, ce qui augmente la chaleur de la colonne avec les autres composants non solubles du flux gazeux. Ils sont condensés et mis sous reflux ensemble avec l'eau d'absorption. La majeure partie de la chaleur de dissolution générée est éliminée par ce procédé de condensation, et donc, à l'extérieur du procédé d'absorption. Si le procédé de condensation se produit, la température vers le bas de la colonne est définie par le point d'ébullition de l'acide et elle augmente donc vers le bas le long de la colonne jusqu'à une valeur maximale au niveau de laquelle la concentration azéotrope est atteinte. À partir de là, la température diminue encore une fois, vers le bas, vers la sortie de la colonne accompagnée d'une concentration croissante HCl. Le profil de température le long de la colonne peut être utilisé pour contrôler le flux de l'alimentation en liquide pour une efficacité d'absorption maximale comme il est illustré sur le schéma suivant. Ce schéma illustre les profils de température pour différentes quantités de gaz inerte. La cour de droite représente la situation pour un gaz d'alimentation ne contenant pas de gaz inerte.
Profil de température le long d'une colonne d'absorption de HCl adiabatique
Concentration d'acide réalisable
La concentration de HCl dans la sortie de liquide dépend du rapport eau sur HCl global mais ne peut pas être supérieur à la solubilité du HCl dans l'eau à une température donnée. Par conséquent, la concentration maximale d'acide réalisable dans le flux de la sortie de liquide dépend de la température de l'acide liquide au bas de la colonne. Plus la température au niveau de ce point de sortie est faible, plus élevée sera la concentration maximale réalisable de HCl dans l'eau. Cette température est déterminée par le point d'ébullition de la solution de HCl aqueuse au bas de la colonne. Ce point d'ébullition est une fonction du contenu en HCl au bas qui, à une pression donnée, est le résultat du rapport du gaz d'alimentation contenant du HCl sur l'eau d'absorption.
Les absorbeurs adiabatiques produisent, dans des conditions de fonctionnement normales, de l'acide chlorhydrique à une concentration de 30 à 31 %. Ceci est comparable à un maximal théorique de 35 % dans de telles conditions opératoires.
Pression partielle de HCl comme une fonction du contenu en HCl dans la phase liquide
Le contenu en eau dans le gaz d'alimentation a, bien sûr, un impact sur le rapport eau sur HCl global et, par conséquent, sur la concentration maximale de HCl réalisable. Plus faible est la concentration en H2O dans le gaz d'alimentation, plus élevée sera la concentration maximale de HCL réalisable dans l'acide liquide en raison de l'équilibre massique résultant.
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