Устройство и принцип действия адсорбционных аппаратов

Наибольшее применение в промышленности получили адсорбционные установки периодического действия, состоящие из нескольких параллельно или последовательно включенных аппаратов. Последние соединяются таким образом, что каждый из них может отключаться на регенерацию адсорбента и снова включаться в работу. Рабочий цикл каждого аппарата состоит из трех стадий: 1) насыщение адсорбента поглощаемым веществом; 2) десорбция поглощенного вещества; 3) охлаждение адсорбента. При десорбции перегретым водяным паром стадии охлаждения предшествует осушка адсорбентом потоком нагретого газа.

Адсорберы периодического действия в простейшем виде представляют собой вертикальные (рис. 3.4.1, а) или горизонтальные (рис. 3.4.1, б) цилиндры, снабженные опорно-распределительными решетками, покрытыми густой сеткой или пористыми керамическими плитами.

Рис. 3.4.1. Адсорберы периодического действия:

а - вертикальный аппарат; б - горизонтальный аппарат; в-кожухотрубный аппарат;

- корпус; 2 - слой адсорбента; 3 - опорно-распределительная решетка; 4 - вход исходной смеси, десорбирующего и осущаещего газового потока; 5 - выход инертного (относительно адсорбента) и десорбирующего потоков; 6 - вход перегретого водяного пара; 7 - выход паровой смеси; 8,9 - вход и выход теплоносителя.

Разделяемая, осушаемая или очищаемая парогазовая смесь проходит через слой адсорбента, лежащий на решетке, снизу вверх (рис. 3.4.1, а) или сверху вниз (рис 3.4.1, б). В аппаратах предусмотрены штуцеры для входа и выхода исходной и очищенной смесей, используемые обычно для входа и выхода десорбирующего или осушаемого потока. В случаях, когда десорбция производится перегретым водяным паром, для входа последнего и выхода его смеси с адсорбатом предусмотрены отдельные штуцеры.

При необходимости ускорения процессов теплообмена при адсорбции и десорбции, а также для получения высококонцентрированного адсорбата применяют кожухотрубные адсорберы (рис. 3.4.1, в). В последних адсорбент расположен внутри труб, а теплоносители для его нагревания и охлаждения циркулируют в межтрубном пространстве.

К числу основных недостатков адсорберов периодического действия относятся неполное использование адсорбционной емкости адсорбентов (этот недостаток устраняется при использовании батареи последовательно отключаемых аппаратов) и низкая степень использования самих адсорберов из-за совмещения в одном рабочем объеме стадий адсорбции и регенерации. Указанных недостатков лишены адсорберы непрерывного действия (рис. 3.4.2.), где адсорбент непрерывно движется в замкнутом цикле, проходя последовательно через аппараты для адсорбции, нагревания, десорбции и охлаждения адсорбента. Так, на (рис. 3.4.2.) показана схема адсорбционной установки непрерывного действия с движущимся слоем адсорбента.

Рис. 3.4.2. Адсорбционная установка непрерывного действия

- адсорбер; 2,3 - вход исходной и выход очищенной смесей; 4 - десорбер; 5 - поверхность нагрева десорбера; 6,7 - вход и выход теплоносителя; 8,9 - вход десорбирующего потока и выход паров после десорбции; 10 - пневмотранспортная труба; 11 - вход транспортирующего газа; 12 - бункер; 13 - холодильник адсорбента; 14,15 - вход и выход охлаждающего агента; 16 - выход транспортирующего газа.

Последний непрерывно перемещается в адсорбере вниз навстречу потоку разделяемой смеси, проходит через десорбер, снабженный поверхностью нагрева, подается пневмотранспортом в бункер, а оттуда через холодильник возвращается в адсорбер. В ряде случаев пневмотранспорт заменяют ковшевыми элеваторами и винтовыми подъемниками. Адсорбер представляет собой вертикальную цилиндрическую колонну, иногда снабженную несколькими провальными колосниковыми решетками с целью упорядочения встречных потоков газовой и твердой фаз. Адсорбционные установки непрерывного действия с псевдоожиженным слоем, помимо указанных достоинств, выгодно отличаются еще высокой интенсивностью теплообмена при нагревании адсорбентов в процессе десорбции и последующем их охлаждении. При этом повышаются, однако, требования к механической прочности адсорбентов, склонных к дроблению в процессе транспорта и к истиранию в псевдоожиженном состоянии.

Еще статьи по экологии

Оценка воздействия процесса строительства на компоненты окружающей среды
В настоящее время экологическая ситуация в экономически развитых регионах и городах РФ часто является неблагополучной, что обусловлено повышенной антропогенной нагрузкой. В связи с этим действующие за ...

Оценка предотвращенного эколого-экономического ущерба в результате осуществления природоохранных мероприятий
В последнее время самая актуальная проблема государственной экологической политики - это экономический ущерб от антропогенного воздействия, сохранение чистоты окружающей среды. Велик ...

Техногенные риски ООО ТехМашСервис
Актуальность. Увеличение количества и расширение масштабов чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера, влекущих значительные материальные и людские потери, - подчеркивается в ...