Hur halten av en gas i en annan varierar med ångtryck och temperatur

Jag står inför problemet att reducera halten av en gas som förekommer som förorening i en annan gas. Jag vet att föroreningen låter sig kondenseras bort om man kyler gasblandningen, ju lägre temperatur desto lägre halt kan finnas av föroreningen men är det någon som vet om man kan räkna ut hur koncentrationen av föroreningen varierar med temperaturen och därmed hur mycket man måste kyla blandningen för att nå ner till acceptabel föroreningshalt?

Det rör sig om dimetylsylfid (DMS) i fuktig luft som kommer från en speciell jäsningsprocess. Vid 40 ºC luft mättad med vattenånga är halten DMS c:a 50 mg/m³ men det är inget som säger att det skulle vara mättnadsgraden för DMS utan soppan som härligheten kommer från släpper kanske helt enkelt inte ifrån sig mer än så.

Diverse data för DMS: : https://www.gaylordchemical.com/wp-c...e-200B-REV.pdf

Bl a kan man se att kokpunkten är 38 ºC och det anges ett ångtryck på 530 mbar vid 20 ºC.

Kan man kanske utifrån ångtrycket vid en given temperatur (och kanske något mer) lista ut hur koncentrationen i luft varierar med temperaturen? Om det nu går så kanske det bara gör det om blandningen var mättad i utgångsläget vilket den nog inte är i mitt fall.

Inte direkt ditt önskesvar, men kanske praktiskt:
Eftersom ämnet är lättflyktigare än vatten så gäller ju det även kondensationen.

Så förslagsvis så ökar du trycket på gasblandningen så mycket du kan i 'din process', medan du bevarar temperaturen vid 35 - 40 (50?) °C
varvid DMS kondenserar 'snabbare' än vattenånga.

Om du sedan vid avlägsnandet av vätskan passar på att analysera vattenhalten, så kanske det pss. går att mäta hur mycket DMS du "kramat ut".

Det där med att det är mer lättflyktigt än vatten, ser man det på det relativt höga ångtrycket vid 20 ºC? Jag borde nämnt att trycket nu är bara tiotalet mbar över atmosfärstryck. Att avskilja DMS utan att kondensera ut så mycket vatten är ju lockande, det blir ju rätt mycket energi som ska hanteras i o m kondensation av vattnet annars, jag tror det dominerar energin om man ska kyla gasströmmen. Dessvärre ökar ju temperaturen i o m kompression så jag skulle ändå behöva kyla gasen om jag komprimerar den och inte vill att den ska bli varmare.

Sen skulle jag ju gärna veta innan hur mycket jag behöver öka trycket för att det ska få tillräcklig verkan. Jag tror också att en kompressor kommer att bli dyrare än en gaskylare. Vi snackar ett flöde på c:a 700 m³/h, inte jättemycket men det blir ändå en stor kompressor om man behöver upp på flera bars tryck. ATEX-klassning gör det inte billigare heller...

Jag tror nog ändå kylning är billigast och kanske drar minst energi. En del av kylningen kan ju fås med frikyla, särskilt om det inte är så varmt ute men ska man ner mot nollgradigt så krävs ju även en kylmaskin mesta delen av året men den drar nog ändå mindre el än en kompressor för gasen.

Man skulle ju kunna labba lite men det finns ingen analysutrustning för DMS på plats så man skulle nog behöva hyra en gaskromatograf och så ska man meka ihop någon liten labbkylare. Sen ligger anläggningen långt från där jag bor och jag orkar inte resa för många gånger hit och dit. Det hade varit smidigast om man bara kunde räkna ut det hemma vid skrivbordet...

Ja, vilket är en konsekvens av den lägre kokpunkten - Som ju är ett annat 'symptom' på lättflyktigt. Det mitt förslag går ut på är att bara öka trycket för att få en kokpunkthöjning, dvs bara med X % - Inte flera ggr högre.
Med en relativt låg tryck- (och därmed även temp.-) höjning, så borde även vatteninnehållet i gasblandningen till stor del behållas (rel. fuktigheten minskas?).

Flödet 700 m³/h låter rätt lagom för att enkelt genomföra detta med en radialfläkt ('centrifugal'-fläkt) där även vätskeavskiljningen fås nästan gratis.
Med oisolerade kanaler (och kanske en cirkulationsfläkt på samma axel) och varvtalsstyrning så bör det väl gå att hitta det optimala (eller reglerade) driftvarvtalet genom att mäta den tryckhöjda gasblandningens 'rätta' flödestemperatur i just vätskeavtappningen.

En kollega har satt ihop en Excelfil med en massa som dessvärre är över min nivå vad gäller sånt här, Antoines ekvation och allt vad det heter. Det verkar som att vid så låg halt som det är, långt ifrån att vara mättat vid den höga temperaturen så kommer det inte att kondenseras ut särskilt mycket bara genom avkylningen. Frågan är om man får en skrubbningseffekt med vattnet som också finns i gasströmmen med lösligheten för DMS i vatten är inget vidare. Kan tryckhöjning ge bättre effekt än enbart avkylning då?

Det här verkar nästan för svårberäknat så man skulle smäcka ihop en liten experimentutrustning och mäta innan man gör något för miljonbelopp.

Nej.
En sådan kondensation vi diskuterat här, baseras ju på en "spontan" övergång från gasfas till vätska. Dvs att tillståndet ligger i trakterna av "100 % relativ (luft-)fuktighet".

En teknisk manick som benämns kondensor 'tvingar' fram den situationen i hela volymen samtidigt eller i en kondensationszon dit gasen cirkuleras och ev. specialbehandlas.

Så vid lite eftertanke så tror jag inte att kondensation är en bra metod för att AVLÄGSNA ett ämne ur en gas (mer än möjligen som ett första steg om/när gasen är fuktmättad).

En bättre metod skulle nog kallas scrubber/tvätt, filter, separator, anrikning eller nåt liknande.

Det fanns på CheCalc.com länge ett riktigt bra VBA-program inbakat i ett Exceldokument som räknade multikomponentsdestillation baserat på Thiele&Geddes med alla klockor och visselpipor, inklusive ett kopplat datablad med ca 250 vanliga industrikemikalier, men de verkar ha tagit bort det inklusive den ganska omfattande men tydliga förklaringen av teorin. Det hette Multi_Component_Distillation.xlsx om du har ork och lust att leta efter det på någon ny site. Jag tittade några sidor in i Googles resultat utan framgång.