Küsimus:
Miks ei ole destilleerimine otstarbekas viis ammoniaagi eraldamiseks veest?
mart
2012-04-30 12:11:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kuna ammoniaagi aururõhk on kõrgem kui vees, eeldaksin, et destilleerimine on mõistlik viis mõlema segu eraldamiseks.

Kuid minu teada tööstuslikes rakendustes on alati ammoniaagi aurust keemiliselt eemaldamise etapp. Miks see on vajalik?

Kuigi ma ei saa küsimusele vastata, võin kinnitada, et vee-ammoniaagi süsteem ei ole [aseotroopne] (http://ecosse.org/jack/cheng1h/separation/lect6/node4.html#node15). Kas teil on aimu, kui palju ammoniaaki lõpuks küüritakse?
Ma mõtlen sisendis umbes 5-10kg $ NH_4 $ / t, "peaaegu kõik" puhastatakse (täpseid arve pole). Kõver, mida näitate ammoniaagi jaoks, näeb kvalitatiivselt välja nagu minu õpikute destilleerimise kõverad.
Mis tööstusprotsess see on? Destilleerimine on kallis.
Enamasti tehakse tööstuses midagi majandust silmas pidades. Sel juhul näib, et kontsentratsioonide ja mahtude jaoks on keemiliselt kasutatav riba majanduslikult tasuvam variant. Selle kontrollimiseks võib teie jaoks olla harjutus.
Biogaasijaama digestaadist eralduv ammoniaak, eemaldatud digestaati kasutatakse taime lähteaine lahjendamiseks, ammoniaak tuleb eemaldada bioloogilise protsessi pärssimise tõttu.
Ma ei näe, kus destilleerimine on rohkem või keerukamaid komponente kui eemaldamise süsteem - kuid ma võin eksida.
Sellel pole palju pistmist süsteemi keerukusega (esialgne maksumus), kuid see on seotud protsessi käigus tarbitud võimsuse hulgaga (tegevuskulud): destilleerimine nõuab kogu lahuse keemiseni viimist ja piisavat kuumutamist keetmiseks ära kogu oma segu; eemaldamine nõuab seevastu ainult kõrgemat temperatuuri, väikest alust ja kuuma õhu juurdevoolu.
Lisaks võib protsess osutuda tüütuks sõltuvalt olekust, milles soovitakse ammoniaaki saada: fraktsionaalne destilleerimine nõuab kas jahuti jahutamist temperatuurini -33 ° C või seadistuse rõhu tõstmist 10 atm-ni. Esimese jaoks on vaja jahutussüsteeme, teise jaoks on vaja rohkem proovikütte ja survesüsteemi käitlemist.
Kaks vastused:
#1
+13
Janice DelMar
2012-05-19 03:54:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Olles end oma esimese vastusega häbenenud, lubage mul seda uuesti proovida. Ammoniaak ja vesi vesiniksidemed erakordselt hästi. Tegelikult on $ \ ce {O-H ... N} $ väärtus 29 kJ / mol, samas kui $ \ ce {O-H ... O} $ väärtus on 21 kJ / mol. ( viide) Niisiis, kui ümberringi on vett, on ammoniaagil hea meel, kui ta taastub, kui see taastub.

Samuti on ammoniaak nõrk alus ja reageerib veega (mida tavaliselt ei juhtu, kui teete destilleerimist). $$ \ ce {NH3 + H2O < = > NH4 + + OH -} $$ Niisiis, kui ammoniaagi destilleerimisel on ümber vett ja nad rekombineeruvad, reageeriksid nad ka, mis raskendaks viimase vee eemaldamist . (Mõningane reaktsioon võib tekkida, kuna tasakaalu madalaim energiapunkt ei ole reagentide ega saaduste juures.)

Nii nagu kommentaarides märgitud, kasutatakse kuiva ammoniaagi valmistamiseks destilleerimisel vee eemaldamiseks puhastit.

(puhas) lahustumine on alati mingi füüsiline reaktsioon - füüsilise seisundi muutus koos energia muutumisega. Selles mõttes on reaktsioon (ehkki väga erinev näiteks etanoolist) lahutamatu mis tahes destilleerimisel. Kui vastasmõju poleks ammoniaak-vesi, oleks segu destilleerimisega lahutamatu! (see järgiks raoult'i seadust).
#2
+7
Janice DelMar
2012-05-25 10:44:53 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Loodan jätkuvalt, et keegi hüppab sisse ja vastab sellele küsimusele, et mind sellest mõtlemast säästa. Selle küsimuse uurimise koefitsiendid, mis võivad aidata kellelgi teisel sellele vastata.

  • Vee- ja ammoomiakobarad, näiteks $ \ ce {NH3 (H2O) 20} $, samuti mitmesugused muud suhtarvud, on teada ja neid on uuritud. Ma ei leidnud destilleerimiskolonnidest ühtegi viidet, mis oleks neist teatanud aurufaasis.
  • Kuid on olemas viide, mis teatab, et auru ajal leidub aurus erineva suurusega veeklastreid. destilleerimine, seega näib võimalik, et destilleerimisel võivad tekkida vee-ammoniaagi kompleksid, kuna vesiniku ja vee lahuses on tugev ammoniaak. (Nägin küll aruandeid, mis viitavad nende olemasolule õhusaasteainetena.)
  • On teatatud klastritest, mis hõlmavad nii ammoniaagi kui ka vee positiivseid ja negatiivseid ioonikomplekse. (Näiteks $ \ ce {(H2O) 20NH4 +} $ ( viide) või $ \ ce {(H2O) p (NH3) q -} $ ( viide)
  • Mul on abstraktide (või dokumentide) põhjal raske öelda, kas need liigid on tavalistes laboritingimustes olulised, kuna teadlased vaatavad neid tavaliselt liikmesriikide poolt.
  • Üksik $ \ ce {H2O} $, mis on seotud $ \ ce {NH4 +} $, moodustab väga tugeva vesiniksideme 92,5 kJ / m.
  • Miks ei moodusta ammoniaak veega aseotroobi? Tavalistest lahustitest, mis võivad moodustada veega tõhusaid vesiniksidemeid, ainult metanool ja ammoniaak ei moodusta aseotroobe. ( viide)

Küsimuse kommentaarides mainitakse ammoniaagi eemaldamist veest biogaasijaama digestaadis. Pärast ammooniumioonide moodustumise pärssimist saab ammoniaaki pärast NaOH lisamist jäätmevoogudest eemaldada auru või õhu eemaldamise teel. Aruanded näitavad, et see on üsna tõhus (> 99% eemaldamine). Võib-olla võib heitvees järelejäänud ammoniaak tulla vee-ammoniaagi klastritest, mida destilleerimisel ei eraldata. Tundub, et sellel foorumil arutatud jäätmevoo töötlemiseks on ka muid võimalusi.

See on kõik, mõelnud selle peale (ja ei otsinud head, kuid see oleks ole tore, kui sul vastust on).



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...