Адсорбер: Поглощение углекислого газа в адсорбере происходит за счет

Содержание
  1. Термины и определения
  2. Промышленные адсорберы для сухой очистки газа от химических примесей, типы, виды, проектирование, изготовление и продажа — ПЗГО
  3. Происхождение, лингвистическое и техническое определение понятия
  4. Химическая и физическая адсорбция
  5. Физический реакционный принцип
  6. Химическая адсорбция (хемосорбция)
  7. Комбинированный принцип
  8. Регенерация и перезагрузка адсорбента
  9. Реактивация поглотителя водяным паром
  10. Продувка воздухом, кислородом или инертными газами
  11. Термическое прокаливание
  12. Конструкции, размеры, виды и типы адсорберов
  13. Вертикальные адсорбционные колонны (башни)
  14. Принцип действия колонных агрегатов
  15. Горизонтальные и кольцевые адсорберы
  16. Классификация по принципу действия
  17. Неподвижный насадочный слой
  18. Подвижный и кипящий слой
  19. Заказ, проектирование, изготовление, продажа, доставка и установка оборудования
  20. Углекислый газ как сырье для крупнотоннажной химии
  21. Углеродный цикл в условиях индустриализации
  22. Баланс выбросов и поглощений
  23. Диоксид углерода в производстве карбамида
  24. ПОИСК
  25. Адсорберы
  26. Вертикальный адсорбер периодического действия с неподвижным слоем поглотителя

Термины и определения

Адсорбер:  Поглощение углекислого газа в адсорбере происходит за счет

Основные понятия

Адсорбция — это поглощение газа поверхностью твердого тела за счет сил межмолекулярного взаимодействия молекул газа и молекул твердого тела. Адсорбент — это высокопористое твердое вещество, обладающее большой удельной поверхностью пор и способное поглощать (адсорбировать) молекулы различных газов.

В генераторах кислорода и азота адсорбенты используют в виде гранул размером 0,5 ÷ 5мм. Гранулированный адсорбент засыпают в емкости (обычно цилиндрической формы), которые называют адсорберами.

Величина адсорбции — количество газа, поглощенное одним граммом адсорбента.

Величина адсорбции зависит от давления газа и температуры.

Адсорбенты, применяемые в генераторах кислорода и азота

В генераторах кислорода применяют синтетические цеолиты. Величина адсорбции азота на цеолитах приблизительно в 2 раза вы-ше, чем кислорода за счет отличий физических свойств молекул этих газов. Это дает возможность построить процесс очистки воздуха от азота.

В генераторах азота применяют синтетические углеродные молекулярные сита. Величины адсорбции азота и кислорода на этих адсорбентах приблизительно одинаковы. Но скорость поглощения азота в десятки раз ниже скорости поглощения кислорода.

Это связано с тем, что диаметр молекулы азота немного превосходит диаметр молекулы кислорода. При синтезе молекулярных сит подбирают такой диаметр входа в адсорбирующие поры, чтобы молекулы кислорода проникали в них легко, а молекулы азота — с затруднением.

Разница в скоростях поглощения молекул кислорода и азота является основой для построения процесса очистки воздуха от кислорода.

Принцип работы адсорбционных генераторов кислорода и азота

В основе работы адсорбционных генераторов кислорода и азота лежит процесс, получивший название короткоцикловая безнагревная адсорбция — КБА (PSA — «Pressure Swing Adsorption» по зарубежной терминологии), отличительными чертами которого являются:

  • Цикл процесса состоит не менее чем из двух стадий с временем цикла от 5..10 с до 3..5 минут
  • На первой из стадий («адсорбция») происходит поглощение адсорбентом преимущественно одного из компонентов с получением первого продукционного потока. На второй стадии («регенерация») поглощенный компонент выделяется из адсорбента и отводится в качестве второго продукционного потока
  • Процесс протекает при температуре окружающей среды
  • В течение цикла происходят колебания давления с амплитудой от 3 до 10 атм

Основные схемы генераторов кислорода и азота

Схемы организации циклического процесса адсорбционного разделения воздуха можно подразделить на три вида: напорные (PSA — «Pressure Swing Adsorption»), вакуумные (VSA — «Vacuum swing Adsorption») и смешанные (PVSA — «Pressure and Vacuum Swing Adsorption»).

Для напорных схем (PSA) продукционный газ извлекают при давлении выше атмосферного, а стадия регенерации слоя адсорбента протека-ет при атмосферном давлении. Для вакуумных схем (VSA) продукци-онный газ получают при атмосферном давлении, а регенерацию слоя адсорбента проводят при пониженном давлении.

Для смешанных схем (PVSA) продукционный газ получают при повышенном давлении, а регенерация протекает при пониженном давлении.

Работа простейшего генератора кислорода

Генератор состоит из двух адсорберов (обычно цилиндрические емкости) А и В, заполненных гранулированным цеолитом. Воздух под давлением 4 ÷ 6 атмосфер проходит через один из периодически переключающихся электромагнитных клапанов в адсорбер A.

 Цеолит поглощает преимущественно азот, а кислород проходит через слой адсорбента и через обратный клапан поступает в ресивер. В это же время в адсорбере B происходит понижение давления и выброс накопленного азота.

Кроме того, часть кислорода из адсорбера А поступает через дроссельное устройство в адсорбер В и дополнительно вытесняет из него накопленный азот. Через время полуцикла адсорберы обмениваются своими функциями.

Адсорбер В задерживает азот и продуцирует кислород, а адсорбер А освобождается от накопленного азота. Такой цикл повторяется многократно. Извлеченный из воздуха концентрированный кислород накапливается в ресивере и может расходоваться в необходимых количествах.

Генератор полностью автоматизирован и работает без непосредственного участия человека. Таким образом, генератор кислорода является, по сути, устройством очистки воздуха от азота циклического типа с автоматической регенерацией (восстановлением свойств) адсорбента в каждом цикле работы.

Работа простейшего генератора азота

Генератор азота работает приблизительно так же, как и генератор кислорода. Отличие заключается в том, что адсорберы заполняют гранулированным углеродным молекулярным ситом.

При прохождении воздуха через слой адсорбента кислород с легкостью им поглощается, а азот, поглощаемый с меньшей скоростью, проскакивает в конец слоя и поступает в ресивер.

Использование двух адсорберов позволяет реализовать циклический процесс очистки воздуха от кислорода с автоматической регенерацией (восстановлением свойств) адсорбента в каждом цикле работы.

Почему максимальная концентрация кислорода, вырабатываемого генератором кислорода без применения дополнительного блока очистки, не превосходит 95,5%?

Состав сухого воздуха приблизительно таков: азот — 78%, кислород — 21%, аргон — 1%. Остальные газы содержатся в пренебрежимо малых количествах. Например, содержание следующего по количеству углекислого газа составляет всего 0,03%.

Молекулы кислорода и аргона обладают одинаковыми физическими свойствами по отношению к цеолиту. Поэтому в генераторе кислорода обогащение воздуха кислородом и аргоном происходит в равной степени и составляет приблизительно 4,5 раза.

Таким образом, наилучший состав продукционного газа, вырабатываемого генератором кислорода, таков: кислород — 95,5%, аргон — 4,5%.

Основные характеристики генераторов

Если Вы решились на покупку генератора кислорода или азота, то перед Вами встает проблема выбора подходящей для Вас модели. Вас, конечно, особенно не волнует внутреннее устройство генератора.

Для Вас важно, чтобы он выдавал требуемые характеристики, но при этом занимал минимальную площадь, не требовал больших затрат энергии и работал подольше без капитального ремонта.

Ниже описываются основные тактико-технические характеристики, с помощью которых Вы сравните генераторы различных фирм и сделаете правильный выбор, учитывая, безусловно, и фактор стоимости.

Производительность — количество продукционного газа (кислорода для генератора кислорода или азота для генератора азота), вырабатываемого генератором в единицу времени. Выражается в кг/ч, л/мин, м3/ч и других единицах.

Здесь важно помнить, что объемный расход зависит от давления и температуры.

Ниже приводим формулу для пересчета массового расхода кислорода и азота G в объемный W, приведенный к одной физической атмосфере и температуре 20ºС:

W(м3/ч)=G(кг/ч)*0,751 — кислород;

W(м3/ч)=G(кг/ч)*0,858 — азот.

Концентрация — объемная доля кислорода (азота) в продукционном газе, вырабатываемом генератором. Концентрация зависит от производительности генератора. Эта зависимость имеет различный характер для генераторов кислорода и азота (рис. 1 и 2).

Для правильно функционирующего генератора кислорода кривая состоит из горизонтального участка, на котором концентрация кислорода постоянна и равна максимальной 95,5%, и участка резкого понижения концентрации.

Для генератора азота с уменьшением производительности концентрация азота постепенно возрастает до 99,9% и выше.

Давление продукционного газа (в напорных схемах) — давление, создаваемое продукционным газом в накопительном ресивере. Давление продукционного газа на 0,05÷0,2 МПа ниже давления питающего воздуха.

Перепад давлений зависит от конструктивных и технологических особенностей конкретного генератора. В свою очередь давление питающего воздуха влияет на величину удельной производительности генератора (производительность с единицы массы адсорбента).

Оп-тимальная величина давления воздуха составляет 0,4÷0,6 МПа для генераторов кислорода и 0,8÷1,0 МПа для генераторов азота.

Степень извлечения — отношение производительности генератора по кислороду (азоту) к расходу воздуха, поступающего на разделение, выраженное в процентах. Степень извлечения продукционного газа — это важнейшая характеристика любого генератора.

Так как производительность генератора зависит от концентрации извлекаемого из воздуха газа, то степень извлечения рассчитывают при определенной величине концентрации, называемой пороговой. Для генератора кислорода обычно принимают пороговую концентрацию 90 или 92%.

Степень извлечения 92%-го кислорода для современных генераторов, работающих по напорной схеме PSA, составляет величину не менее 7%. Для схем VSA и особенно PVSA степень извлечения может достигать 12% и выше. Для генераторов азота степень извлечения рассчитывают для пороговой концентрации 99% или 99,5%.

Для 99%-го азота ее величина колеблется в диапазоне от 30% до 38% для разных производителей.

Энергозатраты на получение кислорода и получение азота (кВтч/м3). Сам генератор кислорода или азота потребляет небольшое количество электроэнергии, которая расходуется на питание блока управления клапанами.

Ее величина мала по сравнению с затратами энергии на сжатие воздуха, поступающего на разделение в генератор типа PSA, или на вакуумирование для генератора типа VSA.

Поэтому для расчета энергозатрат в кВтч на получение 1 м3 кислорода или 1 м3 азота необходимо поделить мощность двигателя компрессора или вакуум-насоса в кВт на производительность генератора, выраженную в м3/ч.

Очевидно, что наименьшие энергозатраты можно получить с помощью генератора, обладающего максимальной степенью извлечения продукционного газа. Немаловажным фактором снижения энергозатрат является применение эффективного компрессора или вакуум-насоса. Для современных генераторов кислорода и азота, работающих по напорному варианту PSA, эта величина составляет 1,2 ÷ 1,5 кВтч/м3 для 92% кислорода и 0,3 ÷ 0,5 кВтч/м3 для 99% азота.

Источник: https://www.provita.ru/manual/terminy-i-opredeleniya/

Промышленные адсорберы для сухой очистки газа от химических примесей, типы, виды, проектирование, изготовление и продажа — ПЗГО

Адсорбер:  Поглощение углекислого газа в адсорбере происходит за счет

Завод газоочистных, вентиляционных и аспирационных систем ООО «ПЗГО» с участием встречает Посетителей и Клиентов на своем официальном сайте и предлагает к пристальному рассмотрению такое оборудование как сухой промышленный адсорбер для очистки газа.

За более чем 30-летний срок существования нашего завода мы заручились партнерским доверием и профессиональным уважением более 200 предприятий из России, СНГ, Европы и Азии.

Ключевыми особенностями всех газоочистных аппаратов и комплексов «ПЗГО» являются:

  • Исключительная эффективность сорбции, в подавляющем большинстве случаев стремящаяся к 100% и обусловленная детальным физико-химическим анализом характера загрязнений в каждом конкретном случае;
  • Простота в эксплуатации, максимальная автоматизация, изготовление комбинированных систем комплексной газо- и воздухоочистки;
  • Широчайший спектр применения агрегатов: от тонкой очистки газов на нефтехимических фабриках до дезодорации выбросов на предприятиях общественного питания;
  • Предельная компактность индустриальных адсорберов, подбор индивидуальных ориентаций, размеров и форм-факторов для максимального сохранения полезного объема рабочих зон;
  • Строго персональный подход к экономическим аспектам каждого Заказа, полный комплект технической и бухгалтерской документации.

По любым вопросам, касающимся проектирования, изготовления, приобретения и монтажа сухих адсорбционных / хемосорбционных систем, пожалуйста, заполняйте Анкету Заказчика или напрямую обращайтесь в «ПЗГО» любым удобным способом.

Запросить стоимость сухого адсорбера или задать вопрос

Происхождение, лингвистическое и техническое определение понятия

Впервые слово «sorption» (рус. сорбция), в том смысле, которым мы наделяем его сегодня, зафиксировано в 1872 году. Понятие «адсорбция» в международный технический лексикон вошло в 1919, в один из пиков индустриальной революции.

Что интересно, слова абсорбция и адсорбция происходят от одного старолатинского корня «sorbere», что значит всасывать, впитывать.

Собственно, оба этих явления – две разновидности сорбции – поглощения одних соединений (или химических элементов) другими. Более того, технически, адсорбция является частным случаем абсорбции, поэтому путаница в приставках «ад-» и «аб-» встречается очень часто.

Общие сведения о технологии

В применении к процедуре газоочистки, адсорбирование – процесс захвата примесей на поверхности наполнителя (углерода, цеолита, силикагеля). Десорбция, соответственно, – обратный процесс высвобождения присоединенных веществ обратно в газ или воздух.

Наглядный пример. Вы находились в прокуренной комнате, и Ваша рубашка пропахла сигаретным дымом. Почему? Произошел захват компонентов дыма на поверхности раздела твердой фазы (ткань) и газообразной фазы (дым).

Вы повесили рубашку на балкон, а утром она пахнет свежестью.

Имел место медленный процесс десорбции – компоненты сигаретного дыма, (в силу определенных причин, которые мы рассмотрим ниже), отделились, оторвались от рубашки и унеслись с ветерком в прохладную тишь.

Если бы Ваша рубашка, чисто теоретически, была «соткана» из жидких нитей, то сигаретный дым мог бы осесть не только на поверхности, но и распространиться вглубь «нитей», по всему объему полотна. Это описывало бы явление классической абсорбции.

Все эти процессы настолько часты и обыденны, что мы, как правило, не придаем им значения, а между тем, эти особенности фазового взаимодействия активно используются во множестве важных технологических процедур, особенно, – в мероприятиях по сухой промышленной газоочистке и дезодорации. Рассмотрим подробнее технический аспект.

Химическая и физическая адсорбция

После изучения смысла явления давайте взглянем, какие механизмы ответственны за нейтрализацию примесей на межатомном уровне.

Физический реакционный принцип

Обеспечивается силами Ван-дер-Ваальса. На микроуровне – на поверхности практически всех молекул – присутствуют электрические диполи.

Когда молекулы сближаются на определенное расстояние (несколько молекулярных длин), начинается взаимная поляризация (специфическая молекулярная ориентация) адсорбента и адсорбата, что позволяет диполям их молекул (атомных конгломератов) объединяться, притягиваться через принцип электромагнитного взаимодействия. Новых химических соединений при этом (в идеальных условиях) не образуется.

Знакомство с межмолекулярными силами

Химическая адсорбция (хемосорбция)

Микроявления, имеющие место во время хемосорбции, в значительной мере схожи с описанными в предыдущем пункте, с той разницей, что к физическому взаимодействию присовокупляется эффект химической реакции, протекающей на границе раздела твердой и газообразной (воздушной) сред.

Основным отличием хемосорбции от физической адсорбции является повышенное выделение тепла. Это происходит из-за возникновения новых и разрывов существующих химических связей, что вызывает изменение термического равновесия системы (обычно – нагрев, редко – охлаждение сорбента).

Гранулы и таблетки активированного угля

Комбинированный принцип

Идеальные условия для наблюдения вышеописанных реакций в стандартном промышленном климате, как правило, редко достижимы. Поэтому реальная адсорбция всегда предполагает то или иное сочетание физического и химического контакта.

Более того, в индустриальной газоочистке предпочтителен именно хемосорбционный подход – несмотря на повышенную степень «забивания» поглотителя и необходимость в более частой регенерации, реакция пурификации идет куда более активно и эффективно.

Помимо прочего, стоит отметить и температурное непостоянство адсорбционного взаимодействия. Так, например, реакция кислорода с металлом в обычных условиях более смещена в сторону физической адсорбции, но при повышении температуры тип взаимодействия приобретает больше хемосорбционных черт. Именно поэтому горячие кислые компоненты выбросов наносят в драматической степени больший урон металлическим газовоздушным трактам (трубам, воздуховодам, насосам, муфтам, и другим элементам аппаратной обвязки).

Регенерация и перезагрузка адсорбента

Одна из особенностей сухих адсорберов – необходимость непрерывной или периодической регенерации. Идеальным состоянием для функционирования аппарата является т.н. адсорбционное равновесие, при котором скорость адсорбирования примесей равняется (или приблизительно равняется) скорости десорбции, что обеспечивает постоянство КПД установок.

Основным параметром эффективности регенерации является способность «реактиватора» связываться с задержанными поллютантами сильнее, чем адсорбент.

Реактивация поглотителя водяным паром

Продувка адсорбента перегретым водяным паром – одна из наиболее часто используемых методик восстановления результативной работы адсорбционных колонн. Немалую роль здесь играет температура водных диполей, которые – за счет термического напряжения – приобретают усиленную реакционность.

Гранулированный цеолит – один из наиболее эффективных адсорбентов

Параллельно тому, как поллютант переносится с насадки на насыщенный пар, эта смесь уводится из колонны в теплообменник (конденсаторный испаритель или холодильник), где сгущается до жидкой фазы. Полученная жидкая среда часто также нуждается в утилизации – в силу своей избыточной токсичности или привлекательности в плане экстракции из нее полезных фракций.

Данный метод, хоть и не относится к явно деструктивным технологиям реактивации, все же, медленно истощает объем и снижает эффективность адсорбента. Так, активированный уголь, требует перезагрузки после примерно 100-150 регенеративных циклов.

Продувка воздухом, кислородом или инертными газами

Другой реактивационной техникой является продувка насадок (гранул) газом – в зависимости от конкретных обстоятельств и свойств адсорбента – кислородом, углекислотой, инертными газами или воздушной смесью, чаще всего – нагретой. Десорбированный адсорбат направляется на последующую утилизацию / нейтрализацию.

Микроскопическое исследование 3 образцов восстановленного активированного угля после нейтрализации P-нитрофенола (PNP), увеличение в верхнем ряду 250x, в нижнем – 2500x.

A, D – продувка воздухом, B, E – углекислым газом, C, F – водяным паром. Диаграмма эффективности реактиваторов распределилась как воздух < CO2 < водяный пар.

Перегретый пар практически полностью очистил поверхность угля от нитрофенола, показав ≈ 100%-ный результат. Ссылка на научную работу.

Термическое прокаливание

Невоспламеняемое прокаливание в промышленных адсорберах часто реализуется неразрывно с горячей газопродувкой. Подвижные гранулы или неподвижные насадки сначала продуваются горячим воздухом, а потом прокаливаются при высокой температуре без доступа кислорода.

Так, например, термическое восстановление после очистки воздуха от масел позволяет извлечь из сорбента до 30-35 килограммов масла на каждые 100 килограммов насадки. Оставшееся масло выгорает при прокаливании (t > 500 градусов Цельсия).

Прокаливание может быть применено самостоятельно. Термическая экстракция адсорбата относится к деструктивным способам регенерации с потерей до 5 и выше процентов полезного объема наполнителя за каждый активационный цикл.

Заказывая адсорбер в «ПЗГО», Вы можете быть уверены в том, что мы подберем именно тот наполнитель и тот регенеративный метод, который обеспечит наилучшие показатели газоочистки.

Конструкции, размеры, виды и типы адсорберов

Адсорбционные аппараты сегодня выпускаются во множестве размеров, геометрических и технических исполнений, которые прямо зависят от объемов обрабатываемых потоков, степени загрязненности и характера абсорбтивов. Основными конструкционными исполнениями являются вертикальное, горизонтальное и кольцевое.

Вертикальные адсорбционные колонны (башни)

Использование данного типа аппаратов оправданно в тех случаях, когда характеристики абсорбтива (загрязнителя) и его концентрация точно известны и неизменны. Установки показывают высокий КПД в улавливании высокотоксичных соединений, паров ртути, оксидов серы, топливных смесей (аппараты аварийной воздухоочистки), диоксинов, фтора, цианидов, и других соединений исключительной опасности.

“Батарея” колонн сухой санитарной газоочистки

В целом, вертикальные башни относятся к аппаратам тонкой очистки газов и нередко выступают в роли финальной, санитарной ступени газоочистки от вредных включений.

Принцип действия колонных агрегатов

Колонна представляет собой цилиндрическую башню с одним или несколькими опорными ярусами, уложенными регулярной или нерегулярной насадкой по всей поверхности поперечного сечения цилиндра / конуса.

В силу необходимости регенерации насадочных тел адсорберы – для обеспечения бесперебойности газоочистных мероприятий – часто устанавливаются в паре. В то время как в одной колонне идет непосредственный захват из потока абсорбтива, другой находится в режиме десорбции и отвода захваченных веществ из колонны через соответствующие клапаны.

Подобен и принцип действия автомобильного адсорбера.

Современные экологические нормы запрещают прямой контакт выбросов двигателя с окружающей средой, поэтому выхлопная система всех современных автомобилей содержит адсорберный блок, (обычно керамический), где происходит захват несгоревшего топлива, которое десорбируясь и конденсируясь, отправляется на дожиг в камеру сгорания. Регенерация керамического поглотителя атмосферным воздухом происходит автоматически и управляется компьютером двигателя.

Чертежи изготовленных агрегатов ООО “ПЗГО”. Размеры варьируются в значительных пределах. Слева – аппарат производительностью до 1000 кубометров в час, высота – 1900 мм. Правая модель превосходит ее в плане производительности на порядок при высоте башни 5300 мм. Чертежи не демонстрируют типичные размеры и диаметры: каждая установка изготавливается индивидуально.

Вариативность исполнения башенных адсорберов высока: для достижения максимальных показателей эффективности входной патрубок может располагаться как сверху, так и снизу, может разниться количество ярусов, тип и объем поглотителя, назначение вспомогательного оборудования.

Вертикальная конструкция целесообразна для потоков объемом до 30 000 м3 / час. Для придания дополнительной стойкости адсорберы могут проходить процедуру внутренней футеровки, например, – в случае работы с кислыми газокомпонентами – внутренняя поверхность башни может быть укреплена кислотостойким бетоном.

Перейти в каталог продукции ООО «ПЗГО»

Горизонтальные и кольцевые адсорберы

Менее распространены в средней и малой промышленности кольцевые и горизонтальные адсорбционные системы, использующиеся, в основном, в секторах крупной промышленности.

Широкое применение такие установки находят в нефтегазовой, химической, пластмассовой и нефтехимической отраслях, где имеется потребность в тонкой очистке больших объемов газа от токсических и / или нежелательных включений.

Такие комплексы, как правило, являют собой сложные многоступенчатые системы и оправдывают свою рациональность только в случае точного технико-экономического расчета.

Классификация по принципу действия

Основным показателем эффективности работы является отношение времени поглощения к времени десорбции поглотителя. В различных условиях этот показатель достигается различными принципами физического поведения насадочного наполнителя.

Неподвижный насадочный слой

Геометрические формы неподвижных насадок отличаются от тех, которые используются в аппаратах мокрой очистки – скрубберах и абсорберах (кольца Рашига и Паля, седла, кольца с перегородками, хорды, полухорды). В сухих каталитических аппаратах акцепторы поллютантов обычно представлены гранулами и зернами различной формы и размеров (шарики, циллиндры, крошка разной дисперсности).

Пористость насадки под микроскопом

Наполнение опорных тарелок неподвижным адсорбентом предполагает очистку газов в периодическом режиме (поглощение → десорбция). Неподвижность тел обусловливается неспособностью газового поля сдвинуть крупные элементы поглотителя.

Среди плюсов неподвижной насадки – отсутствие механического взаимодействия (истирания) тел, увеличенный срок службы адсорбента.

Подвижный и кипящий слой

Подвижность слой приобретает в результате избытка подъёмной силы газового потока относительно силы естественного тяготения.

Сухой подвижный слой предполагает использование легких и подвижных зерен и гранул небольшого и среднего диаметра.

Несмотря на присутствующий микроизнос гранул при взаимном трении, контакт с адсорбтивом происходит более активно, что находит отражение в эффективности таких устройств.

Наглядная демонстрация сухого подвижного слоя

Частным случаем подвижного является сухой кипящий слой. «Кипение» возникает как результат точного динамического равновесия, создающегося в колонне при столкновении двух противонаправленных потоков.

Преимущество движущегося поглотителя перед неподвижным – более низкое пневмогидравлическое сопротивление и возможность частичного (или полного объединения) стадий очистки и регенерации в рамках одного корпуса.

В целом, несмотря на повышенную сложность расчета и проектирования таких агрегатов, а также некоторое механическое истирание поглотителя, устройства показывают высочайший коэффициент улавливания опасных, вредных и нежелательных компонентов потока. Обезвреживание выбросов, помимо прочего, может проводиться как на непрерывном, так и на периодическом базисе.

Заказ, проектирование, изготовление, продажа, доставка и установка оборудования

По любым вопросам, касающимся индивидуального проектирования, изготовления и покупки оборудования сухой газоочистки, пожалуйста, обращайтесь в Клиентский отдел ООО «ПЗГО» или заполняйте Опросный Лист.

Параметр оборудованияЗначение и комментарии
Температура обрабатывамого потокаот +10 до +60 °C. Опционально изготавливаем установки с термической стойкостью до + 400 °C.
Материалы корпусаМатериалы подбираются строго индивидуально и зависят, в частности, от температуры. Если температура газопотока не превышает +45 °C, рационально использование полипропилена сополимера. При превышении данного порога могут использоваться марки нержавеющей или углеродистой стали (с футеровкой).
ФутеровкаДля повышения стойкости к агрессивным компонентам среды часто требуется внутренняя футеровка корпуса. Для противодействия сильным окислителям проводится укрепление внутренних стенок с помощью кислоупорного бетона / плитки. Футеровка кислотостойким бетоном позволяет адсорберу очищать газопотоки с температурой до +600 °C.
АдсорбентИндивидуальный побор поглотителя и метода его регенерации. Разрабатываем уникальные поглотители с исключительными адсорбционными свойствами.
Сопротивление~ 1000 Па

Осуществим быструю доставку агрегатов до любого города России, СНГ, Азии или Европы. В случае необходимости проведем полный цикл работ «под ключ» по введению оборудования в технологический цикл Вашего предприятия. Обучим персонал.

Полный комплект технических и бухгалтерских документов. Длительная гарантия производителя. Перекомплектация, модернизация, переоборудование Ваших систем. Любые аспекты и регионы сотрудничества.

ООО «ПЗГО» – дышите легко!

Источник: https://gas-cleaning.ru/article/promyshlennye-adsorbery

Углекислый газ как сырье для крупнотоннажной химии

Адсорбер:  Поглощение углекислого газа в адсорбере происходит за счет

В настоящее время считается общепринятым, что атмосферная оболочка нашей планеты ответственна за разогрев земной поверхности.

В отсутствии парникового эффекта прогнозируемая средняя температура составила бы минус 18 оС вместо ныне отмечаемой плюс 15оС.

Бурное развитие промышленности привело к появлению так называемого антропогенного фактора, под влиянием которого в атмосферу выбрасываются огромные массы углекислого газа, дополнительно разогревающие Землю [1].

Ученые из Института биофизики клетки предложили следующую количественную оценку влияния концентрации парниковых газов на среднепланетную температуру Земли, которая хорошо согласуется с результатами многолетних наблюдений:

половину длинноволнового излучения поверхности планеты.

Развитие энергетики негативно влияет на состояние биосферы, которая формировалась на протяжении нескольких миллиардов лет.

В этой связи, на 21-ой Международной конференции по изменению климата принято соответствующее Парижское соглашение. Документ закрепляет основные принципы действий всех государств на ближайший временной период.

Основной целью соглашения является сдерживание потепления на планете на уровне менее 2 Со к 2050 году.

Исходя из этого все страны мирового сообщества, включая Россию, должны разработать собственные долгосрочные стратегии «низкоуглеродного» развития.

Подписанное ими Соглашение реализуется в разделении ответственности Сторон конвенции за потепление климата, а именно – сокращение выбросов, когда все страны считаются эмиттерами углекислого газа.

Это положение является реализацией научно-обоснованного баланса углерода и перманентно закрепляется процедурой консенсуса на всех конференциях ООН по климату.

На его основе Министерством природных ресурсов и экологии РФ и распоряжением Президента 17 декабря 2009 года утверждена Климатическая доктрина. В её рамках предусматривается реализовать меры, обеспечивающие:

  • повышение энергетической эффективности во всех секторах экономики;
  • использование возобновляемых и альтернативных источников энергии;
  • сокращение рыночных диспропорций, реализацию мер финансовой и налоговой политики, стимулирующих снижение антропогенных выбросов парниковых газов;
  • защиту и повышение качества поглотителей парниковых газов, включая рациональное ведение лесного хозяйства.

Углеродный цикл в условиях индустриализации

Индустриальный диоксид углерода появился как побочный продукт промышленных технологий. Всего за период 1870 – 2013 гг суммарное поступление антропогенного СО2 в атмосферу составило 535 ГтС, в том числе:

  • выбросы в результате сжигания ископаемых топлив и переработки минерального сырья – 390 ГтС;
  • выбросы в результате деятельности человека на земле – 145 ГтС.

Концентрация углекислого газа в атмосфере выросла с 278 ррм (1870 г.) до 400 ррм (2013 г.).

Баланс выбросов и поглощений

Только за 2013 год выбросы от сжигания ископаемого топлива и переработки минерального сырья увеличились на 2,3 %. За последние 60 лет они возросли в 4 раза, в то время как поглощение диоксида углерода биотой суши и океаном отставало примерно на 33 % [2].

В период с 1870 по 2014 гг. баланс выбросов и поглощений парникового газа выглядит следующим образом:

  • объём выбросов при сжигании органического топлива и переработки минерального сырья составил 400 ГтC (73 % общей антропогенной эмиссии) %
  • эмиссия при изменении землепользования равна 145 ГтC (27%);
  • поглощение антропогенных выбросов океаном составило 155 ГтC (28 % накопленного объёма антропогенной эмиссии);
  • биотой суши усвоено 160 ГтC (29 %);
  • в атмосфере остались 230 ГтC (43 % суммарного объёма антропогенных выбросов).

Указанное количество антропогенного углерода является предметом озабоченности стран, подписавших Киотский протокол и последующие Соглашения.

Все источники СО2 делятся на стационарные и передвижные. Основные стационарные источники выбросов диоксида углерода в атмосферу относятся к следующим отраслям:

  • Энергетика (угольные, нефтяные, газовые электростанции).
  • Производство цемента.
  • Переработка нефти и газа.
  • Чёрная металлургия.
  • Химическая промышленность (производства аммиака, водорода, метанола и т.д.).

Именно их следует рассматривать в качестве сырьевых источников углекислого газа в крупнотоннажных нефтехимических производствах.

Диоксид углерода в производстве карбамида

Карбамид является важным азотным удобрением и темпы его мирового выпуска сохраняются на достаточно высоком уровне. Как правило, производство рассматриваемого агрохимиката создаётся параллельно с установками получения аммиака. Рассмотрим это на примере ПАО «Тольяттиазот», имеющего в своём составе 4 агрегата «Кемико» и 3 агрегата типа АМ-76 [3].

На них реализованы две классические схе­мы выделения СО2 из продуктов конверсии природного газа: этаноламинная (АМ-76) и с применением раствора поташа (Кемико). Первый способ описывается двумя основными химическими реакциями:

где R – НОСН2СН2.

Уравнения (a) и (b) представляют собой упро­щенную модель поглощения углекислого газа этаноламинами, конечными продуктами которого являются карбонаты и бикарбонаты этаноламмония.

При температуре 35-45 °С эти реакции идут впра­во (абсорбция), а при температуре 105 °С и выше – справа налево (десорбция).

Детальное рассмотрение механизма взаимодей­ствия СО2 с этаноламинами позволяет установить, что при сравнительно небольших степенях карбонизации (α

Источник: https://magazine.neftegaz.ru/articles/pererabotka/497100-uglekislyy-gaz-kak-syre-dlya-krupnotonnazhnoy-khimii/

ПОИСК

Адсорбер:  Поглощение углекислого газа в адсорбере происходит за счет
    В процессе поглощения паров воды в аппарате образуется адсорбционный фронт, который перемещается в направлении движения газа.

В момент, когда этот фронт достигнет последнего слоя адсорбента, содержание влаги в осушенном газе начинает резко увеличиваться (проскок влаги), что свидетельствует о необходимости переключения подачи сырого газа в адсорбер с регенерированным и охлажденным адсорбентом. [c.

287]
    Схема короткоцикловой адсорбционной установки для очистки водорода из нефтезаводских газов, содержащих наряду с углеводородами С —С4 и углеводороды Сд и выше, показана на рис. 21.

На установке имеется три ряда аппаратов, в каждом из которых основной адсорбер 2 предназначен для поглощения газообразных углеводородов С —С4, а дополнительный (небольшой) адсорбер 1 — для поглощения паров углеводородов Сд и выше. Адсорбер 1 заполнен менее эффективным адсорбентом, но его применение предохраняет цеолиты, находящиеся в адсорбере 2. [c.

52]

    Замена обычных сорбентов цеолитами позволяет в ряде случаев (например, при осушке природного газа на промыслах) избежать стадии охлаждения осушаемого газа, что приводит к значительному сокращению энергозатрат и упрощению схемы.

Поскольку адсорбционная способность цеолитов мало меняется с повышением температуры, тепло, выделяющееся в процессе поглощения паров воды, не оказывает значительного влияния на активность сорбента. Поэтому конструкция адсорберов с цеолитами может быть предельно проста (без охлаждающих змеевиков внутри аппарата) и процесс осушки проведен в адиабатических условиях. Малая чувствительность адсорбционной способности цеолитов к температуре позволяет уменьшить время охлаждения адсорбента после его регенерации, в результате чего рабочий цикл осушающей установки сокращается и, следовательно, увеличивается ее производительность. [c.371]

    При одновременном поглощении паров воды и двуокиси углерода влага адсорбируется в лобовых слоях, постепенно вытесняя из последующих слоев адсорбированную вначале двуокись углерода. Расчет цеолитового адсорбера для одновременного удаления паров воды и двуокиси углерода следует производить независимо по каждому компоненту. [c.399]

    Пример 5.8. Для поглощения паров бензола из потока воздуха от Со = = 20-10 до Ск = 1,2-10 кг/м произвести расчет односекционного адсорбера с КС активного угля СКТ. Расход воздуха V = 0,6 м /с при неизменной температуре 20 °С.

Размер сферических частиц угля d= 1,9-10 м, плотность частиц рт = 670 кг/м . Изотерма адсорбции (рис. 5.36) в диапазоне рассматриваемых концентраций может быть принята в качестве прямоугольной.

Коэффициент диффузии паров бензола через полностью насыщенные слои угольной частицы D = 2,3-10-6 м2/с. [c.309]

    Пример 4.2. Рассчитать одноступенчатый адсорбер непрерывного действия с псевдоожиженным слоем активного угля марки СКТ для поглощения паров бензола из паровоздушной смеси при следующих исходных данных  [c.216]

    Рекуперация по смешанному (двух- и четырехфазному) методу.

Рекуперацию смеси паров этилового эфира (241 кг), этилового спирта (129 кг), камфары (4,1 кг), бутилацетата и амилацетата (в сумме 3,1 кг) с воздухом (средняя концентрация паров органических веществ в паро-воздушной смеси 21 г/м ) производят в две стадии первая — поглощение из паро-воздушной смеси камфары и ацетатов углем в так называемом камфарном фильтре (четырехфазным методом), вторая — поглощение паров этилового эфира и спирта углем в адсорбере (двухфазным методом). [c.202]

    Прекратив подачу ПВС, в адсорбер через парораспределительную трубу под керамиковые плиты пропускают острый водяной пар.

Водяной пар, проходя через отверстия плит и слой угля, десорбирует поглощенные пары летучих растворителей и уносит их с собой в верхнюю часть адсорбера.

Выделенные пары растворителя и часть поступающего водяного пара по трубопроводу направляются в конденсатор для конденсации и охлаждения. [c.106]

    Для поглощения паров ртути и ее соединений из газовоздушной смеси хлорированный уголь может быть использован в многополочных адсорберах с неподвижным слоем поглотителя (рис. 11.7).

В этом случае газо-воздушную смесь, содержащую пары ртути или ее соединений, по трубе 2 подают в многополочный поглотитель, заполненный таким углем (например, марки ВАУ), со скоростью 0,2 м/сек нри температуре 5—40° С.

Газ, проходя через слой адсорбента толщиною 400— [c.287]

    Пройдя холодильник 4, смесь охлаждается до температуры 20—30°С и поступает в адсорбер 5 для поглощения паров растворителя активированным древесным углем. Воздух, очищенный от паров растворителя, через выхлопную трубу направляется в атмосферу. [c.97]

    Пример 9-1. Определить требуемое количество активированного угля, высоту слоя адсорбента и диаметр адсорбера периодического действия для поглощения паров бензина из смеси его с воздухом. Расход паровоздушной смеси 3450 м /ч. Начальная концентрация бензина Сц = 0,02 кг/м .

Скорость паровоздушной смеси т = = 0,23 м/с, считая на полное сечение аппарата, динамическая активность угля по бензину 7% (масс.), остаточная активность после десорбции 0,8% (масс.), насыпная плотность угля рнас = 500 кг/м . Продолжительность десорбции, сушки и охлаждения адсорбента составляет 1,45 ч.

[c.391]

    Десорбция — отгонка растворителей — может проводиться путем нагрева шихты адсорбера водяным паром или инертным газом. На существующих рекуперационных установках поглощенный растворитель, как правило, отгоняют острым паром.

Продолжительность процесса десорбции зависит от температуры, количества поглощенного растворителя, величины зерен и слоя угля, конструкции аппарата и др.

В вертикальных адсорберах десорбция острым паром с температурой 105—120° С длится [c.165]

    Воздух, поступающий из пропиточных машин, вентилятором высокого давления нагнетается через холодильник 2, распределительную камеру 3 в один из адсорберов 5 и из него через распределительную камеру 4 идет в атмосферу.

В холодильнике 2 происходит охлаждение воздуха и частичная конденсация паров спирта, а в адсорбере — поглощение активированным углем не-сконденсировавшихся паров спирта и фенола. Адсорбер работает [c.

62]

    Активированный уголь помещают в стальных поглотителях-адсорберах. Обычно ставят три адсорбера в то время как через первый и второй просасывается воздух с парами растворителя, третий освобождается от него.

Десорбция производится путем продувки адсорбера острым паром. Испаряющийся растворитель вместе с парами воды направляется в конденсатор, затем в отделитель, откуда через контрольное устройство следует в приемник.

На поглощение ставят второй и третий адсорберы, а первый переключается на десорбцию. [c.213]

    Ламповый прибор (рис. 15).

Состоит из следующих частей 1) лампочки с пришлифованным колпачком, в который впаяна стеклянная трубка для фитиля 2) лампового стекла с изогнутой под прямым углом отводной трубкой и съемной нижней пришлифованной частью с впаянной в нее крестовиной — подставкой для лампочки 3) адсорберов с пористой стеклянной пластинкой.

К отводной трубке съемной части лампового стекла присоединяется поглотительная трубка Петри или и-образная трубка длиной 150 мм, внутренним диаметром 12 мм, одно колено которой заполняется ХПИ для поглощения паров кислот, другое — активированным углем для поглощения органических веществ. [c.56]

    Хорошие результаты достигаются при очистке водорода от паров ртути путем охлаждения газа до температуры близкой к О °С и последующем поглощении паров ртути в адсорберах, заполненных активными поглотителями, например активированным углем. При очистке но этому методу содержание паров ртути в водороде составляет менее 0,01 мг/м . [c.53]

    Промышленная установка для непрерывного поглощения паров сероуглерода. На рис. 140 изображена схема установки для поглощения паров сероуглерода из отходящего загрязненного воздуха производства вискозы [И1-46]. Воздух, содержащий по объему 1000 частей/млн. сероуглерода и 30 частей/млн. сероводорода, вентилятором 1 подают в адсорбер 2.

Здесь он движется снизу вверх, контактируя со слоями псевдоожиженного активного угля. В адсорбере поглощаются пары сероуглерода и воды, а также и сероводорода, после чего очищенный воздух выбрасывается в атмосферу из верхней части аппарата, пройдя предварительно несколько пылеуловителей.

Угольная мелочь из пылеуловителей возвращается на нижнюю тарелку адсорбера через вращающиеся затворы. [c.308]

    Габариты слоя (адсорбера) зависят от линейной скорости и времени контакта газа и адсорбента. Так как адсорбция молекул воды происходит с очень большой скоростью (практически мгновенно), то при расчете процесса осушки принимают сравнительно небольшое время контакта.

Практикой установлено, что вре-мя контакта более 5 с не влияет отрицательно на процесс поглощения паров воды цеолитами, силикагелем и окисью алюминия. Однако такие параметры, как высокие концентрация паров воды, температура газа, могут отрицательно повлиять на адсорбцию. В этих случаях время контакта должно быть больше.

В расчетах принимают время контакта в пределах от 10 до 20 с. [c.126]

    Процесс рекуперации может быть осуществлен адсорбционным, абсорбционным или конденсационным способом. Абсорбционный метод основан на поглощении паров растворителя жидким, а адсорбционный — твердым поглотителями после поглощения следует десорбция растворителя.

Второй метод, наиболее распространенный в практике, состоит в пропускании паровоздушной смеси через слой активированного угля. Цикл работы адсорбера включает несколько фаз.

Так, при четырехфазном цикле первой фазой является насыщение активированного угля растворителем, второй — десорбция растворителя (обычно за счет пропускания горячего водяного пара), третьей — сушка угля и четвертой — его охлаждение. Схема двухфазного цикла, [c.284]

    Пример 1. Расчет одноступенчатого адсорбера непрерывного действия с кипящим слоем активированного угля СКТ для поглощения паров бензола из паро-воздушной смеси [c.129]

    Пример 2. Расчет многоступенчатого адсорбера с кипящими слоями активированного угля марки АГ-3 для поглощения паров этилового спирта из потока паро-воздущной смеси. [c.130]

    Поглощение паров растворителя в адсорбционных установках осуществляется в вертикальных адсорберах, заполненных твердым поглотителем (активный уголь, силикагель, цеолиты).

В промышленности наиболее широко используется адсорбция активным углем с активной поверхностью 600—1700 м7г.

Поглощенный растворитель удаляется из адсорбента водяным паром, поглотительная способность угля восстанавливается при обработке горячим воздухом. [c.116]

    Рассмотрим принципиальную технологическую схему установки, состоящей из четырех адсорберов (рис. 75). Исходный газ пропускают через адсорбер 1, где происходит поглощение тяжелых углеводородов. Выходящий сверху адсорбера 1 сухой газ нагревается в подогревателе 5 до 110—130° С и подается в низ адсорбера 3 для сушки адсорбента.

До этого в адсорбере 3 проходила десорбция тяжелых углеводородов острым водяным паром. Холодный газ из холодильника 6 поступает для охлаждения угля в адсорбер 2, в котором перед этой операцией происходила сушка адсорбента. В адсорбере 4 протекает десорбция углеводородов острым перегретым до 200—250° С. водяным паром низкого давления (5—6 ат).

[c.167]

    Достаточно высокой эффективностью отличаются технологии УЛФ, основанные на адсорбционных методах разделения. Так, фирмой “Доу кемикл компани” разработана адсорбционная система обработки паров, образующихся при испарении и выходящих из резервуаров.

Адсорбер заполняется сополимерной насадкой из шарикового адсорбента нового вида с диаметром шариков 2 мкм и удельной площадью поверхности контакта 400 м г [14,16].

При заполнении резервуара жидкостью или при повышении температуры, вытесняемые пары углеводородов проходят через слой адсорбента и органические компоненты адсорбируются на шариках. При опорожнении резервуара или понижении температуры окружающей среды, воздух засасывается в резервуар также через слой адсорбента.

Если этот воздух предварительно подогреть, то он десорбирует поглощенное вещество, но возникает опасность образования взрывчатой смеси. Для исключения такой опасности воздух заменяют азотом. В этом случае выходной патрубок адсорбера-десорбера имеет Т-образную форму. На обоих концах патрубка установлена запорная арматура.

Один из этих концов сообщается с атмосферой, другой – с источником азота. При всасывании по этой схеме в резервуар поступает только азот (клапан, соединенный с атмосферой, закрыт) и кислород воздуха в систему не попадает. [c.27]

    Поглощение хлористого водорода и сернистого газа, выделяющихся при очистке хлористого метила, производится в паровой фазе катализатором К-28 в адсорберах. Время контакта паров хлористого метила, пропускаемого после очистки хлористым алюминием, с катализатором К-28 составляет от 2,5 до [c.257]

    Пример 5.7.

Пусть требуется определить необходимые параметры адсорбера с кипящими слоями для поглощения паров этанола из воздуха активным углем АГ-3, имеющим средний диаметр частиц плотность частиц Рт = 670 кг/м, коэффициент афинности Р = 0,61 и величину структурной константы 6=1,02-10- К 2. Изотерма адсорбции системы представлена на рис. 5.34. Расход воздуха Ус = 0,25 м /с. адсорбируемых паров [c.307]

    Пример 4.4. Определяются необходимые параметры адсорбера с псевдоожиженными слоями адсорбента для поглощения паров этанола из воздуха активным углем АГ-3. Средний диаметр частиц = 0,375-10 з м плотность частиц угля рт = 670 кг/мЗ коэффициент афинности для этанола Р = 0,6 и величина структурной константы В= 1,02-10 К . Изотерма адсорбции [c.241]

    Рекуперация наров дихлорметан а. Адсорбер соединен с аппаратом, в котором выделяются пары дихлорметана, через конденсатор. Часть паров дихлор-метана конденсируется в конденсаторе, а несконденсировавшиеся пары направляются в адсорбер на поглощение.

Паро-воздушная смесь в адсорбер поступает весьма неравномерно— от 0,002 до 0,3 m Imuh. Общее количество смеси, поступающей за одну операцию, не превышает 50—70 м .

Колебания концентрации поступающей в адсорбер смеси также весьма значительны — от 100 до 1600 г/мК [c.194]

    Описанная установка позволяет проводить от 200 до 600 операций адсорбции, после чего активированный уголь приходит в полную негодность (замазывание поверхности примесями, находящимися в газе) и. должен быть заменен новым. Степень поглощения паров, проходящих через адсорбер, близка к 100%.

1 м активированного угля поглощаег в общей сложности (за все 200—600 операций) от 60 до 70 кг бензола. Расход пара на десорбцию практически составляет 3—5 кг/кг десорби-рованпого продукта. Расход электроэнергии на дутье в среднем колеблется от 0,1 до 0,3 квт-ч на 1 кг поглощенного продукта. [c.

566]

    Полученный плав дробили, и фракцию зерен 2—3 мм восстанавливали водородом в циркуляционной установке высокого давления при температуре 450°С, избыточном давлении водорода 50 ат (4,9-10 Па), скорости циркуляции ЗООООч в течение 12 ч.

Установка была снабжена приемником для образующейся воды, адсорбером с активированным углем для поглощения паров масла.

После восстановления образцы в атмосфере инертного газа или водорода переносили в установку для окисления и подвергали там дополнительному восстановлению при атмосферном давлении (в токе водорода) и температуре 450 С в течение 4 ч.

Водород при этом очищали от кислорода (гранулированная медь при 300 °С) и воды (ловушка при —78°С, ангидрон). По окончании восстановления образец в токе водорода охлаждали до комнатной температуры. [c.108]

Источник: https://www.chem21.info/info/144819/

Адсорберы

Адсорбер:  Поглощение углекислого газа в адсорбере происходит за счет

Вопрос№ 2. Адсорбционные методы защитыатмосферы. Рекуперация паров органическихрастворителей и общие проблемы сорбционнойочистки газов.

Адсорбция– поглощение какого-либо вещества изгазообразной среды или раствораповерхностным слоем жидкости илитвердого тела.

Адсорбентыдолжны обладать: большой адсорбционнойспособностью при поглощении компонентовпри небольших концентрациях их в газовыхсмесях; высокой селективностью;механической прочностью; способностьюк регенерации, низкой стоимостью.

Адсорбцияпозволяет проводить очистку приповышенных температурах в отличие отабсорбционных методов.

Физическаяадсорбция – действуют силы межмолекулярноговзаимодействия (Ван-дер-ваальсовыесилы). Высокая скорость, малая прочностьсвязи между поверхностью адсорбента иадсорбтивом, малая теплота десорбции.

Хемосорбция– происходит за счет ненасыщенныхвалентных сил поверхностного слоя.Химическое взаимодействие междуадсорбентом и адсорбтивом. Теплотаадсорбции совпадает с теплотой химическойреакции.

Дляхемосорбции используют высокодисперсныечастицы, которые плохо поддаютсяпсевдоожижению, следовательно, следуетиспользовать фонтанирующий режим дляинтенсификации процесса.

Адсорбцияускоряется при понижении температурыи повышении давления.

Десорбцияускоряется при повышении температурыи понижении давления.

Адсорбтив– целевой компонент.

Адсорбат–компонент в адсорбированном состоянии.

Адсорбенты– пористые материалы. Три вида:

  • С микропорами – характеризуются заполнением их объема адсорбируемыми молекулами.

  • С переходными порами (мезопорами) слоевая моно- и полимолекулярная адсорбция. Механизм капилярной конденсации (когда давление процесса меньше давления насыщенного пара).

  • С макропорами – транспортируют адсорбируемые молекулы в микропоры.

Адсорбенты:

  1. Активные угли. Они гидрофобны и их используют для рекуперации и санитарной очистки газов разной влажности. Марки: БАУ – для очистки воды, напитков; СКТ – для очистки от органических растворителей; АГ – для адсорбции газов; АРТ – для очистки от летучих растворителей и для рекуперации; САУ, КАУ, АР – для рекуперации.

  2. Силикагели – гидратированные аморфные кремнеземы. КСК – крупный силикагель крупнопористый; КСС – крупный силикагель среднепористый; МСМ – мелкий силикагель мелкопористый; Шихта – средняя фракция силикагелей (ШСК, ШСС, ШСМ).

    Применяют для: осушки газов; поглощения паров полярных органических растворителей.

    По сравнению с углями: негорючи, низкая температура регенерации, низкая стоимость, высокая прочность к истиранию, разрушаются под действием капельной влаги.

  3. Алюмогель – активный оксид алюминия. Стоек к воздействию капельной влаги. Применяют для осушки и для поглощения полярных органических растворителей.

  4. Цеолиты – алюмосиликаты, содержащие оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов. Существуют синтетические (NaA, KA, CaA, CaX и NaX) и природные (клиноптилолит, модернит и др.) А и X – типы кристаллической решетки.

    КА применяют только для осушки, NaA – поглощает сероводород, сероуглерод, аммиак, этан, пропилен, метан, СО и др. СаА – поглощает СхНу и спирты.

    CaX и NaX сорбируют все молекулы, нафтеновые и ароматические углеводороды и др.

Частоиспользуются активированные углеродныеволокна. Их достоинства: имеют фильтрующиеи адсорбционные свойства; высокаяскорость процессов адсорбции-десорбции;химическая, термичская и радиационнаястойкость.

  1. Адсорберы периодического действия.

Бывают:вертикальные, горизонтальные, кольцевыеадсорберы и трубчатые теплообменники.

Производительность≤ 10000 м3/ч.

Могутбыть с неподвижным или кипящим слоемадсорбента.

Адсорберыс неподвижным слоем сорбента используются:

  • Когда обрабатывается большое количество газа;

  • Если газ содержит большие концентрации сорбата;

  • Если стоимость сорбента превышает стоимость регенерации.

Достоинстванеподвижного слоя: нет истирания частицсорбента; достигается высокая степеньочистки и осушки.

Недостаткиадсорберов периодического действия:небольшие скорости газового потока вшихте; относительна малая доля угляучаствует в процессе.

Аппаратыпериодического действия:адсорбция→десорбция→сушка→охлаждение.

Адсорберполочного типа с неподвижными слоямиадсорбента.

 Размещаяадсорбент в аппарате горизонтальновысоким слоем, можно практическиустранить влияние неравномерности слояна степень очистки газов, но при этомвозрастает аэродинамическое сопротивлениеадсорбера.

Кроме того частицы адсорбентав высоком слое интенсивно прогреваютсяиз-за слабого теплоотвода из зоныконденсации, что уменьшает сорбционнуюемкость адсорбента и нежелательновследствие возможности возгорания.

Если концентрация загрязнителя высока,то может стать необходимым и искусственноеохлаждение слоя адсорбента.

 Длянестационарного адсорбера с закрепленнымслоем необходимо определить моментпроскока. Проскок происходит, когдаизменяющаяся концентрация загрязнителяв выходящем газовом потоке достигаетопределенного заданного значения,которое может быть, например, равновеличине, допускаемой стандартами дляданного выброса.

Послепроскока концентрация растворенноговещества быстро возрастает, так какадсорбционная зона выходит за пределыслоя сорбента; в конечном итогеконцентрация растворенного веществана выходе становится такой же, как и висходном растворе.

  Какправило, время до наступления проскокауменьшается с уменьшением высоты слояи увеличением размера частиц адсорбента,скорости подачи сырья и концентрациирастворенного вещества в нем.

Вертикальный адсорбер периодического действия с неподвижным слоем поглотителя

1– гравий; 2 – разгрузочный люк; 3, 6 -сетка; 4 – загрузочный люк; 5 – штуцердля подачи исходной смеси; 7 – штуцердля отвода паров при де-сорбции; 8 – штуцердля предохранительного клапана; 9–крышка; 10 – грузы; 11 – кольцо жесткости;12 – корпус; 13 – адсорбент (0,5-1,2 метра);14 – опорное кольцо; 15 – колосниковаярешетка; 16 – штуцер для отвода очищенногогаза; 17 – балки; 18 – смотровой люк; 19 –штуцер для отвода конденсата и подачиводы; 20 – барботер; 21 – днище; 22 – опорыбалок; 23 – штуцер для подачи водяногопара через барботер.

Горизонтальныйадсорбер.

1– корпус; 2 – штуцер для подачипаровоздушной смеси при адсорбции ивоздуха при сушке и охлаждении; 3 –распределительная сетка; 4 – загрузочныйлюк с предохранительной мембраной; 5 –грузы; 6 – сетки; 7 – штуцер дляпредохранительного клапана; 8 – штуцердля отвода паров на стадии десорбции;9 – слой адсорбента; 10 – люк для выгрузкиадсорбента; 11 – штуцер для отводаочищенного газа на стадии адсорбции иотработанного воздуха при сушке иохлаждении; 12 – смотровой люк; 13 – штуцердля отвода конденсата и подачи воды; 14– опоры для балок; 15 – балки; 16 – разборнаяколосниковая решетка; 17 – барботер.

Большоесечение горизонтальных адсорберов необеспечивает равномерности распределениягазовых потоков, а значит и полнотыиспользования адсорбционной емкостисорбента, поэтому вертикальные адсорберыпо сравнению с горизонтальными болеерациональны в использовании.

Несмотряна простоту конструкции и малоегидравлическое сопротивление, этиадсорберы не нашли широкого примененияв промышленности.

Адсорберыгоризонтальной конструкции целесообразноприменять при очистке больших количествгаза от хорошо сорбирующихся примесей.

Достоинства:малое гидравлическое сопротивление;простота конструкции.

Недостатки:неравномерное распределение потоковпо сечению адсорбента и образованиезастойных зон.

Кольцевойадсорбер.

1– установочная лапа; 2 – штуцер дляподачи паровоздушной смеси, сушильногои охлаждающего воздуха; 3 – опора длябазы под цилиндры; 4 – корпус; 5, 6 –внешний и внутренний перфорированныецилиндры; 7 – крышка; 8 – смотровой люк;9 – загрузочный люк; 10 – бункер-компенсатор;11 – штуцер для предохранительногоклапана; 12 – слой активного угля; 13 –база для цилиндров; 14 – разгрузочныйлюк; 15 – днище; 16 – штуцер для отводаочищенного и отработанного воздуха идля подачи водяного пара; 17 – штуцердля отвода паров и конденсата придесорбции и для подачи воды.

Конструктивнотакие адсорберы сложнее горизонтальных,но благодаря большому поперечномусечению шихты более компактны и имеютбольшую производительность приотносительно невысоком гидравлическомсопротивлении.

Исходнаясмесь движется от периферии к центру,что способствует лучшему использованиюадсорбента, так как по мере сниженияконцентрации целевого компонента всмеси уменьшается и площадь сеченияслоя.

Применяютдля очистки газов от примесей,присутствующих в небольших количествах.

  1. Адсорберы непрерывного действия.

Достоинства:процесс более интенсифицирован.

Непрерывныеадсорбционные процессы сдвижущимся слоем сорбента.

Достоинства:высокая скорость парогазового потокав шихте; высокий коэффициент использованиясорбента; отсутствие энергозатрат напериодическое нагревание и охлаждениев одном и том же аппарате; возможностьполной автоматизации; простотаобслуживания.

Недостатки:высокие требования к прочности зернистогосорбента; дорогостоящий теплоноситель;эрозия аппаратуры; низкий коэффициенттеплопередачи, а, следовательно, требуютсябольшие площади теплообменных поверхностейв колонне (холодильник, десорбер).

Адсорберс движущимся слоем адсорбента:

Источник: https://studfile.net/preview/3166854/

Medic-studio
Добавить комментарий