ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адсорбция газов и паров. Разделение и очистка газов из "Высокопористые углеродные материалы" Рекуперация растворителей. В производстве синтетического каучука, искусственного волокна, пластмасс, различных полимерных пленок, искусственных кож и других полимерных материалов, при производстве лаков и красок, в полиграфии и при химической чистке и ряде других производств используются в больших количествах ценные органические растворители, которые следует извлекать из их смесей с воздухом. Это необходимо для защиты воздушной среды от выбросов токсичных веществ, а кроме того, улавливание паров летучих растворителей с последующим их возвращением в производство — серьезная экономическая задача. Рекуперация растворителей является обязательной операцией в технологическом цикле многих производств. [c.135] Сывается в атмосферу. Затем растворитель десорбируют острым паром и после дистилляции возвращают в производство. Для адсорбции используют вертикальные или горизонтальные (реже — кольцевые) адсорберы, изготавливаемые из листовой стали. При рекуперации химически агрессивных веществ адсорберы выполняют из нержавеющей стали или футеруют антикоррозионными покрытиями. [c.136] Вертикальные адсорберы используют при небольщих объемах смесей (до 30 000 м /ч паровоздушной смеси), а горизонтальные и кольцевые — на установках средней и большой мощности. [c.136] Обычно полный цикл рекуперации, проводимой с использованием аппаратов периодического действия с неподвижным слоем адсорбента, состоит из четырех фаз (четырехфазный способ) [11] и осуществляется по следующему примерному графику 1) собственно адсорбция (продолжительность от 0,5 до 32 ч) 2) десорбция поглощенного продукта острым водяным паром или горячим инертным газом (условия процесса температура не должна превышать 120 °С, давление 0,11—0,12 МПа, продолжительность до 1 ч) 3) сушка адсорбента от 1 до 10 ч потоком горячего воздуха или инертного газа (активный уголь после десорбции содержит много влаги, которая может значительно снижать его адсорбционную емкость) 4) охлаждение от 1 до 10 ч потоком холодного воздуха, инертного газа или паровоздушной смесью с последующей ее рециркуляцией. [c.136] Четырехфазным способом проводят, например, рекуперацию паров этилового спирта из паровоздушной смеси, содержащей 2,5—3,2 г/м растворителя. Процесс проводят в адсорбере диаметром 3 м с углем АР-3, высота слоя сорбента 1,5 м. Таким же способом выделяют дихлорэтан, содержание которого в отходящих газах может изменяться в широких пределах. Для этого используют адсорбер диаметром 0,65 м с углем той же марки, высота слоя угля составляет 1,2 м. В первом случае адсорбция длится 12 ч, во втором — 32 ч. Десорбцию осуществляют острым паром, сушку — горячим ( 100°С), а охлаждение — холодным (- 20°С) воздухом. Четырехфазный способ используют также для рекуперации сероуглерода и сероводорода нз вентиляционных выбросов вискозного производства [124, с. 12]. [c.136] При проведении очистки по трехфазному способу отсутствует одна из последних стадий (сушка или охлаждение). Так, при продувке слоя адсорбента горячим инертным газом (десорбция горючих веществ) адсорбент не увлажняется и, следовательно, стадия сушки отпадает. По трехфазному способу проводят очистку отходящих газов от серы. При этом после насыщения серой ак-.тивный уголь, служащий одновременно адсорбентом и катализатором реакции Клауса при низких (127— 149°С) температурах, продувают горячим азотом, а охлаждают холодным газом. [c.137] Выявлена зависимость адсорбционной способности угля от его влажности и относительной влажности газовоздушной смеси и установлена возможность перехода на двухфазный способ (без сушки и охлаждения угля). Для этого адсорбцию необходимо проводить с использованием углей, содержащих до 7—8% влаги в адсорберах с паровой рубашкой, газовоздушную смесь следует подавать с относительной влажностью до 50—607о при 35—40°С [124, с. 20]. [c.137] Примером двухфазного способа может служить рекуперация паров бензина из смеси, содержащей 18— 20 г/м бензина, углем АР-3 в адсорбере диаметром 3 м. Высота слоя сорбента составляет 0,65 м. В зависимости от условий адсорбция может длиться до 20 ч. Десорбцию проводят острым паром при давлении 0,11— 0,12 МПа в течение 30 мин. Таким же способом, по данным Е. Н. Серпионовой (1969 г.), осуществляют рекуперацию паров ацетона и этилового спирта, хлористого метилена и метилового спирта, этилового спирта, бензола, этилацетата и бутилацетата и других из индивидуальных и сложных смесей с воздухом. [c.138] Извлечение бензина и тяжелых углеводородов из попутных нефтяных и природных газов. Четырехфазный способ извлечения бензина и тяжелых углеводородов из попутных нефтяных или природных газов — один из возможных методов получения этих продуктов. Н. Д. Гри-цевым описан технологический процесс извлечения бензина с использованием двух или трех вертикальных адсорберов (диаметр 2 и 2,2 м и высота 2,9 м). [c.138] Уголь в количестве 2,3—2,5 т загружают на керамические решетки. Скорость газа при адсорбции составляет 0,6—0,7 л/(см2-мин), давление 0,08—0,1 МПа, температура— 20—25°С, причем при адсорбции температура угля повышается на 5—7°С. Адсорбция длится 40 мин, при этом уголь насыщается (по ходу газа) снизу самыми тяжелыми углеводородами, в середине — более легкими (средними), а сверху — самыми легкими. Очищенный газ с температурой 50—55 °С поступает в коллектор и затем в распределительную газовую сеть. Десорбцию проводят 30 мин перегретым паром (р = 0,16 МПа, =110—120°С), который подают в адсорбер сверху. Десорбированные продукты в смеси с парами воды поступают в приемный коллектор, а затем в трубчатые конденсаторы и сепараторы. Из сепараторов вода и тяжелые углеводороды поступают в холодильники и мерн ки, а несконденсиро-вавшиеся углеводороды — в газгольдер для дальнейшего компримирования. Расход пара на десорбцию составляет 5 кг/кг бензина. [c.138] Отбензинивание попутного нефтяного газа для извлечения из него пропана, бутана и бензина проводят высокотемпературной адсорбцией с использованием, например, активного угля марки СКТ (А. М. Кулиев и др., 1972 г.). [c.139] В ряде производств попутные нефтяные и природные газы необходимо очищать от соединений серы вообще и перед каталитической переработкой в частности. Например, при получении аммиака и ацетилена природный газ необходимо подвергать глубокой очистке от сернистых соединений, которые если не содержатся в добываемом газе, то вводятся в него при транспортировке в качестве одоранта (этилмеркаптан) [124, с. 44]. [c.139] После очистки газ подвергают пиролизу в плазме электрической дуги в атмосфере кислорода. При этом образуются ацетилен, этилен, водород, углерод (сажа) и ряд высших ненасыщенных соединений (пропан, про-тадиен, метилацетилен, диацетилен). После закалки и охлаждения водой смесь газов разделяют адсорбцией, при которой избирательно адсорбируется ацетилен [125]. Для этих целей обычно используют активный уголь типа норит, близкий по свойствам углю СКТ. [c.139] Очистка газов активным углем от НгЗ и других соединений серы основана на каталитическом окислении серосодержащих соединений до элементной серы. Отложившуюся серу извлекают экстракцией с помощью раствора соли (1ЧН4)25, а уголь снова используют в процессе. Уголь готовят из буроугольного полукокса, активируя его частицы (1—4 мм) смесью продуктов сгорания и водяного пара в течение нескольких часов при 815 °С. Такой активный уголь с рн=0,4 г/см поглощает до 100— 150% серы, длительность его работы до регенерации составляет 20—30 циклов [126]. [c.140] Для очистки горючие газы (с содержанием НгЗ не более 3—5 г/м ) пропускают через слой активного угля различных фракций (от 1 до 10 мм) общей высотой 1,0—1,2 м, при этом в очищаемый газ подают кислород (или водяной пар) и аммиак (катализатор). Адсорбированный сероводород окисляется на поверхности угля до элементной серы. [c.140] Поглотительная способность угля в равновесных условиях достигает 150%, но на практике ее ограничивают 70—80%. Адсорбция продолжается от 7 до 20 суток в зависимости от состава газа. [c.140] Следует отметить, что такая очистка применима для газов, не содержащих высокомолекулярных соединений, в частности углеводородов, конкурирующих с сернистыми соединениями на поверхности угля. [c.141] Извлечение двуокиси серы из выбросных газов твердыми сорбентами может проводиться как с их регенерацией, так и без нее. Как правило, регенерации подвергают активные угли, а другие углеродные материалы (нефтяной, каменноугольный, буроугольный или торфяной коксы) направляют на дальнейшую переработку или в отвал [128]. [c.141] Механизм процесса очистки газов от 50г углем основан на каталитическом действии его развитой поверхности. При температуре 40—150°С происходит одновременная адсорбция ЗОг, О2 и капиллярная конденсация паров Н2О, содержащихся в газе, при этом ЗОг взаимо- аины к О , а ЫгО., до. ойрадоашшя-. [c.141] Вернуться к основной статье