7.2.5. Непрерывно действующие адсорберы.
Существует два вида непрерывно действующих адсорберов: с движущимся и кипящим слоем поглотителя. Процесс адсорбции в таких аппаратах протекает более интенсивно, чем в адсорберах с неподвижным слоем вследствие уменьщения внешнедиффузионного и внутидиффузного сопротивлений из – за более высоких скоростей газового потока. При интенсивном перемешивании в кипящем слое происходит сильное истирание зерен адсорбента, в связи с чем последний должен обладать повышенной механической прочностью. Адсорберы с кипящим слоем поглотителя обычно выполняют многоступенчатыми, так как на одной ступени газ на выходе соприкасается с зернами, насыщенными поглощаемым компонентом, в результате чего происходит частичная десорбция, снижающая эффективность работы аппарата.
В корпусе многоступенчатого адсорбера слои адсорбента, расположенные на решетке приводятся во взвешенное состояние исходной газовой смесью подаваемой снизу. Удаление газа из аппарата происходит через циклон, служащий для выделения захваченных частиц адсорбента.
Адсорбент подается в аппарат сверху, перемещается со ступени на ступень по переточным трубам и удаляется из нижней части корпуса (рис. 25.).
В результате достигается хорошее увеличение количества поглощаемого компонента даже из бедных газов.
Рис. 25.
7.2.6. Пример расчета адсорбера.
Задача 1: Определить требуемое количество активированного угля, высоту слоя адсорбента и диаметр адсорбера периодического действия для поглощения паров бензина из смеси его с воздухом. Расход паро-воздушной смеси 3450 м3/ч; начальная концентрация бензина С0 = 0,02 кг/м3; скорость паро-воздушной смеси w = 0,23 м/с, считая на полное сечение аппарата; динамическая активность угля по бензину 7 % (по массе), остаточная активность после десорбции 0,8 % (по массе); насыпная плотность угля Рнас = 500 кг/м3; продолжительность десорбции, сушки и охлаждения адсорбента 1,45 ч.
Решение:
Для поглощения бензина за 1,45 ч необходимое количество адсорбента:
При заданной скорости паро-воздушной смеси, равной 0,23 м/с, и расходе 3450 м3/ч необходимый диаметр адсорбера:
Высота слоя адсорбента:
Задача 2: Определить
количество тепла, которое выделяется
за один период адсорбции (
)
паров этилового спирта активированным
углем. Диаметр адсорбера 2 м; высота
слоя
;
скорость паро-воздушной смеси с начальной
концентрацией С0
= 0,029 кг/м3
составляет w
= 25 м/мин; концентрация смеси на выходе
из адсорбера С1
= 0,0002 кг/м3;
насыпная плотность слоя Рнас
= 500 кг/м3.
Решение:
Поперечное сечение аппарата:
Количество парогазовой смеси, проходящей через адсорбер за один период:
Количество адсорбирующихся паров этилового спирта:
или
,
где 46 молекулярная масса этилового
спирта.
Количество активированного угля, загружаемого в адсорбер:
что составляет:
Количество адсорбированного пара а на 1 кг угля:
Числовые значения коэффициентов тип принимаем по табл. 6.3:
Теплоту адсорбции можно рассчитать по формуле:
На 1 кг угля
выделяется теплоты
Всего на
один период
выделится теплоты:
