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.

Перейти на страницу: 1 2

Еще статьи по экологии

Организация заповедного дела в России
Развитие человеческого общества никогда не было бесконфликтным, непротиворечивым процессом. На протяжении всей истории существования разумной жизни на Земле неизменно возникали вопросы, отве ...

Флора лесных сообществ островной поймы реки Волги в административных границах Саратовского района
Проблема сохранения биологического разнообразия является одной из ключевых проблем глобальной экологии (Юрцев, 1991), пути к решению которой пролегают через изучение и охрану природных экос ...

Экология основные понятия и проблемы
Экология как наука сформировалась в недрах биологии в середине XIX века, после того как были накоплены сведения о многообразии живых организмов на Земле. Возникло понимание того, что не только строени ...