
- •Кафедра химической и техногенной экологии промышленная экология
- •Учебное пособие для студентов
- •Раздел 5. Безотходные и малоотходные производства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
- •Тема 1. Введение
- •1.1.Предмет промышленной экологии. . .
- •1.2. Производство и потребление
- •Большую угрозу для человечества представляет радиационное загрязнение окружающей среды, связанное, прежде всего, с аварийными ситуациями.
- •1.3 . Краткие исторические сведения
- •Литература
- •Раздел 2. Эколого-экономические системы
- •2.1. Общая трактовка
- •2.1. Модели ээс: структура и потоки
- •Состоя-ний
- •Круговорот
- •2.2. Соизмерение производственных и природных потенциалов
- •Литература
- •Раздел 3. Технологии и технологические системы
- •3.1. Виды технологий
- •3.2. Природоохранные технологии
- •3.3. Технологические системы
- •VIII – биохимическая очистка
- •Раздел 4. Основные технологические процессы
- •4.1. Классификация основных технологических процессов
- •4.2. Кинетические закономерности основных технологических процессов
- •4.3. Процессы периодические, непрерывные, полуперидические.
- •4.4. Гидромеханические процессы
- •4.4.1. Классификация неоднородных систем
- •4.4.2. Осаждение
- •Отстаивание
- •Осаждение под действием центробежной силы (оцс)
- •4.4.3. Фильтрование
- •4.4.4. Перемешивание в жидкой среде
- •4.4.5. Псевдоожижение
- •4.4. Тепловые процессы
- •4.4.1. Общая характеристика тепловых процессов
- •5.4.2. Нагревание
- •Нагревание водяным паром
- •На рисунке 4.19 схема аппарата с рубашкой для нагревания глухим паром.
- •Нагревание топочными газами
- •Нагревание промежуточными теплоносителями
- •Нагревание электрическим током
- •5.4.3. Охлаждение до обыкновенных температур
- •5.4.5. Выпаривание
- •4.6. Массообменные процессы
- •Реактор
- •Продукты реакции
- •Очевидно, что любой концентрации X соответствует равновесная концентрация Yp, и наоборот, любой концентрации y соответствует равновесная концентрация Хр, т.Е.
- •4.6.1. Абсорбция
- •Принципиальные схемы абсорбции
- •4.6.2. Ректификация
- •Принцип ректификации
- •Ректификация
- •Ректификация многокомпонентных смесей.
- •Принципиальные схемы процессов ректификации
- •Абсорбционная и ректификационная аппаратура
- •4.6.3. Эстракция жидкостная экстракция
- •Экстракция
- •Ректификация
- •Экстракция из твердых веществ
- •4.6.4. Адсорбция
- •Принципиальные схемы адсорбционных процессов
- •4.6.5. Сушка
- •Равновесные соотношения в процессах сушки
- •Принципиальные схемы сушильных процессов
- •4.6.6. Кристаллизация
- •Раздел 5. Безотходные и малоотходные производства
- •5.1. Определение и концепция безотходного производства
- •5.2. Коэффициенты для оценки степени приближения традиционной технологии к безотходной.
- •5.3. Принципы безотходного производства
- •Годовая добыча и сроки исчерпания запасов нефти, угля и газа
- •5.4. Основные направления развития мало- и безотходных производств
- •Гидроэнергия
- •Энергия ветра
- •Солнечная энергия
- •Тепло Земли
- •Энергия морских приливов
- •Водородная энергетика
- •Правило шлейфа
- •Электроэнергия на автомобильном транспорте
- •Заключение
- •Рециркуляция уплотненного ила
- •Компостирование твердых органических отходов
- •Переработка твердых отходов на свалках
- •Санитарное захоронение отходов
- •Противофильтрационный экран
Принципиальные схемы адсорбционных процессов
Принципиальные схемы адсорбционных процессов показаны на рис. 4.49. При применении зернистого адсорбента используют схемы с неподвижным (а) и с движущимся адсорбентом (б). В первом случае процесс проводится периодически. Вначале через адсорбент L пропускают паро-газовую смесь G и насыщают его поглощаемым веществом; после этого пропускают вытесняющее вещество В или нагревают адсорбент, осуществляя таким образом десорбцию (регенерацию адсорбента). Во втором случае (рис. 4.49, б) адсорбент циркулирует в замкнутой системе: насыщение его происходит в верхней – адсорбционной – зоне аппарата, а регенерация в нижней – десорбционной. При применении пылевидного адсорбента используют схему с циркулирующим псевдоожиженным адсорбентом (рис. 4.49, в)
Аппараты, предназначенные для проведения адсорбции называются адсорберами. Адсорберы можно подразделить по условиям работы на следующие группы: а) с неподвижным адсорбентом; б) с движущимся зернистым адсорбентом; в) с псевдоожиженным пылевидным адсорбентом
На рис. 4.44 приведена схема периодически действующей адсорбционной установки,
предназначенной для извлечения бензола из газовой смеси. Исходная смесь вводится в адсорбер 1 и пропускается через него до момента проскока бензольных паров. Затем газовый поток направляется в адсорбер 2, а в адсорбере 1 проводится десорбция. Для этого через адсорбер пропускают водяной пар, который десорбирует бензол. Смесь паров воды и бензола удаляется из адсорбера 1 в конденсатор-холодильник 3, где конденсируется
Рис. 4.43. Принципиальные схемы адсорбционных процессов:
(а — с неподвижным зернистым адсорбентом; б — с движущимся зернистым
адсорбентом; в — с циркулирующим псевдоожиженным адсорбентом)
Отработанный
воздух
Рис.
4.44.
Схема периодически действующей
адсорбционной установки: 1,2
—
адсорберы;
3
— конденсатор-холодильник;4
—
отстойник; 3
— вентилятор;
5
— калорифер.
Отработанная
газовая смесь
и охлаждается. Конденсат, представляющий собой смесь не растворяющихся друг в друге жидкостей, идет в непрерывно действующий отстойник 4, где разделяется на бензол (направляемый в качестве продукта в сборник) и воду (направляемую обычно в канализацию).
После десорбции бензола адсорбент высушивают продувкой горячего воздуха, который нагнетается вентилятором 5 и нагревается в калорифере 6. Регенерация адсорбента завершается сушкой в адсорбере 1. Поток исходной смеси газов с парами бензола направляется вновь в этот адсорбер, а адсорбер 2 переключается на десорбцию. Таким попеременным включением одного или нескольких периодически действующих адсорберов достигается непрерывная работа установки.
Непрерывно действующая адсорбционная установка показана схематически на рис. 4.45. Она также предназначается для извлечения бензола из смеси его паров с газами. Исходная смесь поступает в адсорбционную секцию непрерывно действующего адсорбера 1,
Рис.
4.45.
Схема непрерывно действующей адсорбционной
установки:
1
–адсорбер;
2
— затвор-отводчик;
3
— загрузочное
устройство пневмотранспортной
системы; 4
— сепаратор;
5
— холодильник-конденсатор;
6 — отстойник; 7 —
сборник.
адсорбционную секцию непрерывно действующего адсорбера 1, через который непрерывно перемещается зернистый адсорбент. В секции происходит адсорбция паров бензола. Далее адсорбент проходит через десорбционную секцию адсорбера 1. Здесь адсорбент взаимодействует с острым водяным паром, в результате чего и происходит десорбция бензола. Регенерированный адсорбент через затвор-отводчик 2 поступает в загрузочное устройство 3 пневмотранспортной системы. Далее он поднимается по пневмотранспортной трубе транспортирующим газом, попадает в сепаратор 4, отделяется от транспортирующего газа и вновь направляется в адсорбер, 1.
Смесь водяного пара с бензольными парами удаляется из верхней части десорбционной секции адсорбера и поступает в холодильник-конденсатор 5. Из него конденсат стекает в непрерывно действующий отстойник 6, где происходит расслаивание жидкой смеси бензола и воды; бензол из отстойника 6 направляется в сборник 7, вода выводится из системы.
Сушка адсорбента осуществляется транспортирующим газом по пути из загрузочного устройства 3 в сепаратор 4.