ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Адсорбция и десорбция из "Взвешенный слой в химической промышленности" Из всего многообразия процессов химической технологии, проводимых во взвешенном слое, наиболее важное значение имеют адсорбция и десорбция, сушка и кристаллизация, разделение газов, обжиг и некоторые каталитические реакции. [c.21] Адсорбционные процессы давно применяются в промышленной практике разделения паро-газовых (или жидких) смесей. [c.21] например, в производстве прорезиненных материалов (или изделий) на ткань наносят тонкие слои (до 10) каучуковой смеси, растворенной в бензине. После нанесения каждого слоя ткань подвергают сушке, для того чтобы испарить бензин. При изготовлении одного рулона прорезиненной ткани (300 м) необходимо испарить 15 кг бензина. Испаренный бензин попадает в вентиляционную систему, к которой и подключают адсорбционные установки (так называемые рекуперационные, т. е. предназначенные для поглощения и возврата в производство паров летучего растворителя). Бензин — сравнительно дешевый растворитель. При производстве и промышленном применении лакокрасочных покрытий и эмалей расходуются более дорогие растворители ацетон, изобутиловый спирт, сероуглерод, бутилацетат и т. д. Даже если улавливание их паров не оправдано экономически, рекуперавд онные установки в обязательном порядке вводят в эксплуатацию для оздоровления условий труда. [c.21] Метод взвешенного слоя стал применяться в адсорбционно-де-сорбционных установках 15—20 лет тому назад при переходе от аппаратов периодического действия с неподвижным слоем, работающих по циклу адсорбция — десорбция, к непрерывнодействующим многосекционным аппаратам. [c.21] При адсорбции из газов больших концентраций хорошо сорбирующихся веществ во взвешенном слое малые концентрации на выходе из одного слоя будут появляться при почти полном использовании его адсорбционной емкости, т. е. время защитного действия взвешенного слоя будет приближаться к времени защитного действия неподвижного слоя. [c.22] При адсорбции из газов малых концентраций плохо сорбирующихся веществ во взвешенном слое скорость продвижения фронта адсорбции вдоль слоя будет значительно выше, чем окорость в условиях неподвижного слоя. Другими словами, проскок извлекаемой примеси через одиночный взвешенный слой адсорбента наступит быстрее, чем через неподвижный, и, следовательно, в этом случае применять метод взвешенного слоя будет целесообразно только в многосекционных или ступенчато-противоточных аппаратах. [c.22] Десорбция в замкнутом цикле адсорбция — десорбция представляет собой важнейшую стадию процесса, часто определяющую выбор аппаратурного оформления. [c.22] Обычно десорбция проводится как обратный процесс адсорбции— в потоке десорбирующего газа (пара), не содержащего поглощаемого вещества. Поток пропускают через слой адсорбента, насыщенного извлекаемым веществом, при постоянной температуре (изотермическая десорбция). [c.22] При изотермической десорбции температура десорбирующего газа практически не отличается от температуры адсорбента. Частным случаем изотермической десорбции является вытеснительная десорбция. Вытеснительная десорбция имеет место в том случае, когда десорбирующий газ содержит компоненты, способные вытеснять из адсорбента поглощенное им во время адсорбции вещество. [c.23] Изотермическую десорбцию выгодно проводить при повышенных температурах. Обычно повышают температуру адсорбента одновременно с пропусканием десорбирующего газа, благодаря чему процесс перестает быть изотермическим (необходимо время на прогревание адсорбента). Термическая десорбция осуществляется непосредственно нагревом слоя адсорбента либо продувкой его острым паром или инертным газом (обычно в замкнутом цикле). Продолжительность процесса десорбции зависит от скорости подвода тепла к слою адсорбента, в связи с чем метод взвешенного слоя имеет определенные преимущества, так как, во-первых, уменьшает возможность перегрева отдельных частиц адсорбента (при наличии греющих элементов в слое) и, во-вторых, увеличивает скорость массообмена. В отдельных случаях, например, при десорбции из цеолитов (молекулярных сит), применяемых при осушке газов, метод взвешенного слоя позволяет осуществить непрерывный процесс без необходимости собирать десорбированное вещество. Когда десорбированное вещество необходимо выделять из десорбирующего потока (например, при рекуперации ценных растворителей), можно уменьшить разбавление за счет много1кратной циркуляции десорбирующего газа через слой адсорбента. [c.23] Схемы адаорбционно-десорбционных установок различаются по методу десорбции, способу транспортирования адсорбента, а также взаимному расположению основных аппаратов — адсорбера и де-сорбера. [c.23] Известны следуюшие схемы взаимного расположения адсорбера и десорбера (рис. 8) 1) вертикально-последовательная 2) го-ризонтально-перекрестная и 3) горизонтально-последовательная. [c.23] Первая схема является наиболее простой в ней адсорбер располагается над десорбером, осуществляется противоток газа и адсорбента (и его обратный транспорт). Недостатком такой компоновки является большая высота установки. Вторая и третья схемы свободны от этого недостатка — в них адсорбер и десорбер расположены на одинаковой высоте. При горизонтально-перекрестной компоновке предусматриваются две транспортных линии, при горизонтально-последовательной — одца, в которой совмещены десорбция и обратный транспорт адсорбента. Это, однако, не всегда осуществимо, так как требует точного регулирования времени пребывания адсорбента в системе. [c.23] Наиболее часто на практике используется первая схема — с вертикально-последовательным расположением адсорбера и десорбера. [c.23] Адсорбция во взвешенном слое широко применяется сейчас при переработке природных газов, для глубокой осушки этилена, разделения паро-газовых смесей в производстве искусственного волокна и т. д. Все эти производства отличаются крупными масштабами и потому потребовали в первую очередь. разработки принципиально новых схем. [c.24] Так например. Институтом азотной промышленности разработаны способы адсорбционного извлечения и обогащения двуокиси азота из концентрированных нитрозных газов. [c.24] Можно улавливать и концентрировать хвостовые нитрозные газы различных производств (с объемной концентрацией N02 0,2— 0,3%), выбрасываемые в настоящее время в атмосферу в огромных количествах. В результате применения адсорбционно-десорбцион-ной схемы налажено многотоннажное (- 120 ООО т/год) производство слабой (с концентрацией до 60%) НМОз при давлении 8 ат. В отходящих газах содержание N02 снижается до 0,004%. В качестве адсорбента и катализатора применяется мелкопористый силикагель. Установка состоит из водяного и рассольного холодильника, замкнутого цикла адсорбция — десорбция во взвешенном слое для осушки газа, аппарата для каталитического окисления газа, замкнутого цикла адсорбция — десорбция обогащения нит-розного газа и нескольких вспомогательных аппаратов (включая пневмотранспорт силикагеля в плотной фазе). [c.24] Один из предложенных непрерывных способов служит для извлечения из газа чистого метана (чистотой до 99%) и концентрированной фракции жидких углеводородов. Извлекаются также до 80% этана, 90—93% пропана, весь бутан и газовый бензин. [c.25] В качестве адсорбента используют активированный уголь марки СКТМ-К (с диаметром частиц 0,5—1,5 мм). [c.25] Для очистки воздуха от высокотоксичных паров тетраэтилсвинца также предложена схема адсорбции оо взвешенным слоем активированного угля марки АР-3 (рис. 10). По такой схеме достигается степень очистки воздуха 99,0%. [c.26] Вернуться к основной статье