Реферат: Адсорбция паров летучих растворителей. Примеры конструкций адсорбционно-каталитических аппаратов
Реферат: Адсорбция паров летучих растворителей. Примеры конструкций адсорбционно-каталитических аппаратов
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1.АДСОРБЦИЯ ПАРОВ ЛЕТУЧИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ
1.1 Улавливание паров
1.2 Адсорберы вертикального типа
1.3 Трехфазный цикл
1.4 Комбинированные методы
улавливания паров летучих растворителей
2.ПРИМЕРЫ КОНСТРУКЦИЙ АДСОРБЦИОННО-КАТАЛИТИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
2.1 Адсорбционно-каталитический
фильтр
2.2 Проточно-каталитический фильтр
2.3 Криогенные адсорбционно-каталитические устройства
Литература
Введение
Тема реферата «Адсорбция
паров летучих растворителей. Примеры конструкций адсорбционно-каталитических
аппаратов» по дисциплине «Технология очистки и утилизации газовых выбросов».
Рекуперация органических
растворителей имеет как экономическое, так и экологическое значение, поскольку
потери их с выбросными газами составляют 600—800 тыс. т/год. Выбросы паров
растворителей происходят при их хранении и при использовании в технологических
процессах. Для их рекуперации наибольшее распространение получили методы
адсорбции.
1.АДСОРБЦИЯ ПАРОВ ЛЕТУЧИХ
РАСТВОРИТЕЛЕЙ
1.1 Улавливание паров
Улавливание паров
возможно любыми мелкопористыми адсорбентами: активными углями, силикагелями,
алюмогелями, цеолитами, пористыми стеклами и т. п. Однако активные угли,
являющиеся гидрофобными адсорбентами наиболее предпочтительны для решения этой
задачи: при относительной влажности очищаемых паровоздушных или парогазовых
потоков до 50% влага практически не влияет на сорбируемость паров органических
растворителей. Рентабельность адсорбционных установок с использованием активных
углей зависит от концентрации в очищаемых газах паров летучих органических
растворителей. Наименьшие концентрации (С) растворителей в очищаемом воздухе,
при которых обеспечивается рентабельность рекуперационных установок, приведены
ниже:
Растворитель |
С,г/м3 |
Растворитель |
С,г/м3 |
Ацетон
Бензин
Бензол
Бутилацетат
Ксилол
Метилацетат
|
3,0
2,0
2,0
1,5
2,1
2,1
|
Метиленхлорид
Сероуглерод
Тетрахлоруглерод
Толуол
Трихлорэтилен
Этиловый спирт
|
2,0
6,0
4,5
2,0
1,8
1,8
|
Поглощение паров летучих
растворителей можно проводить в стационарных (неподвижных), кипящих и плотных
движущихся слоях поглотителя, однако в производственной практике наиболее
распространенными являются рекуперационные установки со стационарным слоем
адсорбента, размещаемым в вертикальных, горизонтальных или кольцевых
адсорберах.
1.2 Адсорберы вертикального типа
Адсорберы вертикального
типа обычно используют при небольших потоках подлежащих очистке паровоздушных
(парогазовых) смесей, горизонтальные и кольцевые аппараты служат, как правило,
для обработки таких смесей при высоких (десятки и сотни тысяч кубометров в час)
скоростях потоков, Рекуперационные установки с адсорберами периодического
действия (со стационарным слоем адсорбента) работают по трем технологическим
циклам: четырех-, трех- и двухфазному.
Четырехфазный цикл
включает последовательно фазы адсорбции, десорбции, сушки и охлаждения.
Адсорбцию проводят на активных углях. При десорбции из насыщенного адсорбента
острым паром удаляют адсорбированный растворитель. При сушке нагретым воздухом
из адсорбента вытесняют влагу, накапливающуюся в нем в фазе десорбции при
конденсации части острого пара. Нагретый и обезвоженный поглотитель охлаждают
атмосферным воздухом.
1.3 Трехфазный цикл
Трехфазный цикл имеет
отличие от четырехфазного в том, что исключается одна из последних фаз
четырехфазного цикла, например процесс охлаждения адсорбента как
самостоятельная фаза: слой поглотителя охлаждают при адсорбции отработанным
(очищенным от паров растворителя) воздухом. Может исключаться и фаза сушки. В
этом варианте после адсорбции производят нагрев насыщенного адсорбента горячим
инертным газом с отводом паровой смеси в конденсатор. Такой процесс десорбции
завершают затем продувкой слоя угля водяным паром. В последующей фазе
охлаждения поглотитель обрабатывают холодным воздухом. Фазу сушки как
самостоятельную стадию обычно исключают, если после десорбции адсорбент имеет относительно
низкую влажность. В этом случае в фазе охлаждения достигается полная
регенерация адсорбента.
Двухфазный цикл включает
две стадии (операции): адсорбцию и десорбцию. При этом процесс адсорбции совмещают
с сушкой и охлаждением поглотителя. С этой целью определенное время
паровоздушную смесь подают в слой в нагретом состоянии (50—60 °С), а затем без
подогрева, либо в течение всей фазы адсорбции паровоздушную смесь подают в слой
при одинаковой температуре (до 35°С).
Выбор того или иного
цикла работы рекуперационной установки определяется характером подлежащих
улавливанию растворителей, их содержанием в исходной паровоздушной смеси,
особенностями и технико-экономическими возможностями производства, в технологии
которого происходит образование паров летучих растворителей. Считают, что при
относительно высоких концентрациях паров летучих растворителей в паровоздушных
смесях (до 50% нижнего концентрационного предела взрываемости) рационально
использовать четырехфазный цикл, в случае средних и малых концентраций (2—3
г/м3) целесообразнее применять трехфазный цикл (с исключением фазы охлаждения).
Двухфазный цикл с адсорбцией паров из паровоздушной смеси при одинаковой
температуре (до 35°С) может быть принят для рекуперации несмешивающихся с водой
растворителей, а двухфазный цикл с подогревом паровоздушной смеси до 50—60 °С
нерационален в связи с работой поглотителя в этих условиях с пониженной
активностью.
С целью гарантирования
непрерывности рекуперационного процесса установка улавливания паров летучих
растворителей должна включать как минимум два адсорбера периодического действия
(обычно их число составляет от 3 до 6 и более).
Во избежание потерь
растворителей с прошедшими очистку (отработанными, выхлопными) потоками процесс
адсорбции можно проводить путем передачи паровоздушной смеси, прошедшей
основной адсорбер, в последовательно включаемый дополнительный адсорбер. В этом
случае каждый из этих двух адсорберов последовательно играет роль головного или
хвостового аппарата. Такой прием несколько увеличивает расходы на транспорт паровоздушной
смеси, но в ряде случаев окупается снижением потерь улавливаемых растворителей.
Периодичность
переключения адсорберов рекуперационной установки на ту или иную фазу
технологического цикла определяется графиком ее работы.
Развитие адсорбционного
метода рекуперации паров летучих растворителей в мировой практике идет в
основном по двум направлениям. Одно из них связано с аппаратурным оформлением
рекуперационных установок, другое—с углеродными поглотителями паров летучих
растворителей.
В последнее время большое
внимание уделяется непрерывно-действующим установкам с движущимся плотным и
псевдоожиженным слоем адсорбента. К преимуществам таких установок относят
достаточно высокие скорости обрабатываемых потоков, обусловливающие
компактность оборудования; высокий коэффициент использования адсорбентов;
отсутствие энергозатрат на периодическое нагревание и охлаждение одного и того
же аппарата; возможность сравнительно простой и полной автоматизации и простоту
обслуживания.
Описан ряд оригинальных
решении, касающихся конструктивных особенностей адсорбционной аппаратуры. В
частности, предложены различные варианты изготовления адсорбера в виде
вращающегося барабана, снабженного перегородками, делящими его на секции.
Последние заполнены активным углем и при вращении барабана последовательно
проходят зоны адсорбции и регенерации, обеспечивая непрерывность процесса.
Имеется ряд конструкций, в которых используется гранулированный активный уголь
в виде тонкого слоя, размещаемого между двумя полотнами эластичного гибкого и
пористого материала (например, полиуретана). Поперечное по отношению к газовому
потоку перемещение «ленты-сэндвича» обеспечивает непрерывность процесса
очистки. Имеются и другие конструктивные решения адсорберов.
Большое внимание в
последние годы уделяется и углеродным материалам-поглотителям: расширяется их
сырьевая база, .ведутся работы, преследующие своей целью получение
высокоактивных и износостойких гранулированных активных углей, широко
исследуются и уже находят практическое применение в промышленности различные
тканые и нетканые материалы на основе углеродных активных волокон, например
установки с фильтрами, основу которых составляет активное угольное волокно,
получаемое на базе целлюлозных волокон.
Страницы: 1, 2, 3 |