С хема промышленной адсорбционной установки для улавливания (рекуперации) паров органических веществ из их смеси с воздухом
1 — фильтр;
2 — гравийный огнепреградитель;
3 — предохранительное устройство с разрывными мембранами;
4, 7 — вентиляторы;
5 — адсорбер;
6 — конденсатор;
8 — калорифер;
9 — обводная линия.
На рис. приведена схема установки для улавливания паров органических веществ из их смеси с воздухом.
Перед поступлением в адсорбер паро-воздушная смесь проходит через фильтр 1, где очищается от пыли. Это предотвращает засорение трубопроводов и быстрое снижение активности поглотителя. Смеси паров органических веществ с воздухом часто взрывоопасны (при определенных соотношениях паров и воздуха). Поэтому после фильтра смесь проходит огнепреградитель 2 — емкость, заполненную материалом с высокой теплоемкостью (обычно, гравием). В случае загорания смеси в этом аппарате поток охлаждается до температуры, значительно меньшей температуры ее воспламенения, и этим предотвращается распространение пламени внутри установки. Далее смесь проходит через предохранительное устройство 3, основной частью которого является обычно мембрана, разрывающаяся при увеличении давления в трубопроводе сверх допустимого.
Выходящая из предохранительного устройства паро-воздушная смесь при адсорбции (первая стадия) вентилятором или газодувкой 4 подается в адсорбер 5. При десорбции (вторая стадия) выходящие из адсорбера пары конденсируются в конденсаторе 6. Получаемый конденсат (называемый рекуператом) разделяется ректификацией или путем расслаивания в сепараторе, если десорбируемый компонент не смешивается с водой. При сушке адсорбента (третья стадия) в адсорбер вентилятором 7 подается воздух, предварительно нагретый в калорифере 8. При охлаждении адсорбента (четвертая стадия) подаваемый в адсорбер вентилятором 7 воздух проходит по обводной линии 9, минуя калорифер.
Несмотря на то, что адсорбер в описанной установке работает периодически, вся установка в целом может работать непрерывно при наличии нескольких (минимально — двух) адсорберов, включаемых поочередно и работающих со сдвигом стадий (например, при адсорбции в одном аппарате в другом может происходить десорбция).
С
хема
адсорбционной установки с движущимся
слоем активного угля:
I — адсорбционная зона; II — ректификационная зона; III — десорбционная зона;
1, 3, 4, 4а — распределительные тарелки; 2 — холодильник; 5 — разгрузочное устройство; 6 — гидрозатвор; 7 — газовый подъемник; 8 — клапан; 9 — сборник газового подъемника; 10 — вентилятор или газодувка; 11 — бункер; 12 — реактиватор.
Адсорберы с движущимся слоем поглотителя
Исходная газовая смесь поступает в колонну под распределительную тарелку 1, представляющую собой трубную решетку с направленными вниз патрубками. Через патрубки газовая смесь поднимается в адсорбционную зону I, где взаимодействует с движущимся слоем активного угля, охлажденного в трубах холодильника 2. В зоне I поглощаемые компоненты извлекаются углем, а непоглощенная часть смеси (легкая фракция) отводится через штуцер, расположенный под распределительной тарелкой 3.
Из зоны I уголь проходит в нижерасположенную ректификационную зону II, ограниченную распределительными тарелками 1 и 4. В зоне II поднимающиеся из нижней части колонны пары вытесняют из угля менее сорбируемые компоненты, образуя при этом смеси различных составов (промежуточные фракции). На схеме показан отбор одной промежуточной фракции из-под третьей (сверху) тарелки (4а). Состав промежуточной фракции зависит от места ее отбора (по высоте ректификационной зоны). В некоторых случаях по высоте зоны II отбирают несколько промежуточных фракций.
Из зоны II уголь поступает через распределительную тарелку 4 в десорбционную (или отпарную) зону III, где он проходит по трубам, обогреваемым снаружи чаше всего парами высокотемпературных теплоносителей. Одновременно уголь в трубах продувают острым перегретым водяным паром. Острый пар, не конденсируясь, выдувает из угля десорбируемые вещества. Эти вещества в смеси с водяным паром (тяжелая фракция) отводятся под распределительной тарелкой 4. Часть тяжелой фракции направляется в зону II. для выделения из угля менее сорбируемых компонентов и образования промежуточных фракций.
Распределительные тарелки обеспечивают более равномерное распределение газа и угля по сечению колонны и уменьшение уноса частиц угля выходящими газами.
Нагретый уголь выводится из аппарата через разгрузочное устройство 5. Далее уголь проходит гидрозатвор 6, который предотвращает выход пара из аппарата и попадание его с углем в газовый подъемник 7. В последний уголь поступает через регулирующий клапан 8 и промежуточный сборник 9. В токе воздуха (или другого газа), нагнетаемого вентилятором (или газодувкой) 10, уголь подается в бункер 11, из которого ссыпается в водяной холодильник 2 и затем в зону I адсорбционной колонны. Описанный цикл работы адсорбера повторяется снова. Для компенсации потерь угля вследствие его истирания, а также для поддержания постоянного уровня загрузки в бункере 11 в него добавляют свежий уголь.
Разделяемый газ может содержать труднодесорбируемые вещества, не выделяющиеся в десорбционной зоне из угля и, следовательно, снижающие его активность. В этих случаях часть угля из бункера направляют в реактиватор 12 — аппарат, нагреваемый до температуры более высокой, чем десорбер колонны. В реактиваторе, так же как и в десорбционной зоне колонны, обрабатывают уголь острым водяным паром. Продукты реактивации и водяной пар отводят из верхней части реактиватора. При дополнительной обработке в реактиваторе активность угля не снижается даже при длительной работе установки.
Касаткин, стр. 576
https://www.donationalerts.com/r/chuprinog
https://www.twitch.tv/chuprinog
https://www.youtube.com/@chuprinog