5.2. Переваги та недоліки адсорберів
Перевагою є перспективний метод очищення газів від газо- й пароподібних забруднень є адсорбція - тобто процес розділення, що грунтується на властивості деяких твердих тіл вибірково поглинати газоподібні компоненти з газової суміші. Молекули забруднювального газу або пари, що є в газовій суміші, сорбуються на поверхні або в порах твердого тіла. Для фізичної адсорбції характерна висока швидкість, незначна міц- ність зв'язку між поверхнею адсорбенту й адсорбативом та мала теплота адсорбції.
Недоліком адсорберів з киплячим шаром є: псевдоруху піддаються тільки матеріали однорідного гранулометричного складу; киплячий шар створюється тільки при деяких швидкостях газу, що не є оптимальними для фізико-хімічного процесу адсорбції.
5.3. Види адсорберів та їх застосування
5.3.1. Адсорбери з нерухомим шаром адсорбенту
Конструктивна схема вертикального адсорбера періодичної дії з не- рухомим шаром поглинача подана на рис. 5.2.
Адсорбер періодичної дії з кільцевим розміщенням адсорбент зо- бражений на рис 5.3
Багатополочний адсорбер періодичної дії зображений на малюнку 5.4
5.3.2. Адсорбери з рухомим шаром адсорбенту
Адсорбери з рухомим шаром адсорбенту забезпечують безперервність процесу, повніше використання адсорбційної ємності апаратів за рахунок руху газу як за течією, так і проти течії адсорбенту. В одному апараті сумі- щаються всі стадії процесу: адсорбція, регенерація, сушіння й охолодження.
Рух газу та адсорбенту може відбуватися в вертикальному або горизонтальному напрямі.
5.3.3. Адсорбери з киплячим шаром адсорбенту
Адсорбери з киплячим шаром дозволяють інтенсифікувати процес адсорбції без зміни гідродинамічних умов в апараті за рахунок збільшення поверхні контакту фаз та зменшення внутрішнього дифузійного опору твердої фази. Оптимальні гідродинамічні умови в киплячому шарі формуються завдяки таким факторам: швидкість газового потоку; розміри й щільність адсорбенту; форма апарата; діаметр й висота киплячого шару; способи подачі твердої фази; конструкції розподільчих решіток.
Конструктивна схема однокамерного адсорбера з киплячим шаромподана на рис. 5.6.
Конструктивна схема багатокамерного адсорбера з киплячим шаром безперервної дії подана на рис. 5.7.
Недоліком адсорберів з киплячим шаром є: псевдоруху піддаються тільки матеріали однорідного гранулометричного складу; киплячий шар створюється тільки при деяких швидкостях газу, що не є оптимальними для фізико-хімічного процесу адсорбції.
5.3.4. Адсорбери з віброкиплячим шаром адсорбенту
Адсорбери з віброкиплячим шаром дозволяють інтенсифікувати процес очищення газів за рахунок перемішування сипучих адсорбентів за до- помогою низькочастотних коливань. Віброкиплячий шар, що при цьому утворюється, має добрі властивості що до тепло- й масообміну. Структу ра шару, умови перемішування твердої фази й швидкість переміщення матері- алу по вібруючій поверхні залежать від частоти, амплітуди та траєкторії ко- ливальних рухів поверхні. Для створення віброкиплячого шару використо- вують гармонічні коливання. Конструктивна схема вібраційного багатопо- личного адсорбера з похилими лотками прямокутного перерізу подана на рис. 5.8.
Основними шляхами інтенсифікації адсорбційних процесів є розро- блення: оптимальних гідродинамічних режимів очищення, нових типів адсорбентів та нового адсорбційного обладнання.
Оптимальними гідродинамічними умовами є такі, що забезпечують велику швидкість фільтрації очищеного газу через адсорбент. При цьому забезпечується також високий ступінь очищення газу при малому гідравліч- ному опорі шару. Збільшення швидкості газу можливо тільки при викорис- танні сорбентів з великими порами. При використанні дрібнодисперсних адсорбентів, наприклад, цеолітів, швидкість газового потоку обмежена: для нерухомого та рухомого шару до 0,1...0,5 м/с; для киплячого шару до 1,5...2,0 м/с; для віброкиплячого шару до 0,5... 1,0 м/с.
Перспективним напрямком інтенсифікації процесів адсорбції є вико- ристання ціолітів у вигляді тонких порошків та суспензії.