Адсорбер с неподвижным слоем

Наибольшее распространение в промышленности находят вертикальные и горизонтальные адсорбционные аппараты с неподвижным слоем адсорбента. На рис. 46 изображён вертикальный цилиндрический адсорбер периодического действия. В корпусе аппарата расположена горизонтальная опорно-распределительная решётка, на которой размещён зернистый слой адсорбента. Исходная смесь проходит через слой сверху вниз, при этом адсорбируемый компонент – адсорбтив – поглощается адсорбентом. Очищенная от адсорбтива (обработанная) смесь проходит через опорную решётку и покидает аппарат. Для извлечения поглощённого вещества слой адсорбента обрабатывают водяным паром, пропуская его через слой снизу вверх. Часть пара конденсируется, образовавшийся конденсат отводится через нижний штуцер аппарата. Остальная часть пара с содержащимся в ней адсорбтивом выходит из аппарата сверху.

Несмотря на периодичность работы аппаратов с неподвижным слоем, адсорбционные установки работают непрерывно, в них включают несколько абсорберов, причём их число определяется соотношением продолжительности процессов адсорбции и десорбции.

Достоинством таких аппаратов является возможность глубокого разделения смесей с концентрацией адсорбтива в выходящем газе порядка одной молекулы на миллион и высокая степень насыщения адсорбента, что уменьшает число стадий регенерации.

Рис. 46. Вертикальный цилиндрический адсорбер с неподвижным слоем адсорбента:

1 – корпус, 2 – опорно-распределительная решётка, 3 – люки для выгрузки адсорбента, 4 – люк для загрузки адсорбента

Адсорбер с псевдоожиженным слоем

Адсорберы с псевдоожиженным слоем позволяют упростить адсорбционную установку и снизить гидравлическое сопротивление аппарата. Внедрение этих установок часто ограничено недостаточной прочностью гранул адсорбентов, которые в псевдоожиженном слое подвержены механическому истиранию.

Рис. 47. Адсорбер с псевдоожиженным слоем:

1 – корпус, 2 – распределительная решётка, 3 – пылеотделяющее устройство

На рис. 47 изображён односекционный аппарат с псевдоожиженным слоем адсорбента. Он представляет собой цилиндрический вертикальный корпус, внутри которого смонтированы газораспределительная решётка и пылеотделающее устройство. Адсорбент загружается и выводится из аппарата через соответствующие трубы, находящиеся в его нижней и верхней частях. Исходная газовая смесь вводится в адсорбер через нижний патрубок и, пройдя через газораспределительную решётку, псевдоожижает слой гранул адсорбента. Пройдя через слой гранул, газовая смесь поступает в пылеосадительное устройство, где очищается от пыли, образующейся в результате постепенного истирания гранул.

Главным недостатком таких абсорберов является невысокая степень разделения из-за перемешивания абсорбента, структура потока которого близка к модели идеального смешения, что не позволяет получить низкие концентрации поглощаемого вещества на выходе и достичь высокой степени насыщения зерен адсорбента. Этот недостаток можно частично устранить применяя многосекционные абсорберы с псевдоожиженным слоем, работающие по принципу тарельчатых аппаратов. Вместо жидкости в этом случае с тарелки на тарелку перетекает псевдоожиженный слой зернистого абсорбента. Главная трудность при осуществлении такого процесса – предотвращение заторов зерен в переточных устройствах.