Адсорбция паров органических растворителей

Десорбция поглощенных примесей

После насыщения слоя сорбента адсорбатом, как правило, адсорбент подвергают регенерации с помощью десорбции (удаление адсорбированных примесей).

Термическая десорбция

Термическая десорбция осуществляется нагревом до определённой температуры прямым потоком водяного пара, горячего воздуха или инертного газа или нагрев через стенку с подачей в аппарат некоторого количества отдувочного агента(инетрного газа).

Температура десорбции для активированных углей, силикагелей и алюмогелей составляет 100-200 ⁰С, для цеолитов – 200÷400 ⁰С.

Вытеснительная десорбция

Вытеснительная десорбция основана на различной сорбируемости целевого компонента и вещества, используемого в качестве вытеснителя (десорбента).

Десорбция снижением давления

а) вакуумная

адсорбцию проводят при атмосферном давлении, десорбцию под вакуумом;

б) коротко-цикловая адсорбция

адсорбция при давлении выше атмосферного, десорбция – при атмосферном давлении.

Лекция 8

Рекуперация органических растворителей имеет большое экологическое и экономическое значение, так как очень велики потери органических растворителей за счет их испарения при использовании в технологических процессах, так в 1993 году потери летучих органических растворителей составили 1,6 млн.т, других летучих углеводородов – 2,5 млн.т.

Наиболее распространёнными методами рекуперации органических растворителей являются адсорбционные, которые можно осуществлять с применением любых мелкопористых адсорбентов: активированных углей, силикагелей, алюмогелей, цеолитов, пористых стёкол и др. Наилучшими сорбетами для поглощения паров органических растворителей являются активированные угли.

Широко распространены адсорбционные установки со стационарным слоем сорбента в вертикальных (для небольших расходов очищаемого газа), горизонтальных и кольцевых адсорберах (для больших расходов газа).

Технологический цикл адсорбционной установки может включать 4, 3 или 2 фазы.

Четырёхфазные установки

Технологический цикл включает стадии:

• адсорбция, как правило, на активированных углях;
• десорбция острым паром;
• сушка слоя сорбента нагретым воздухом;
• охлаждение атмосферным воздухом

Четырёхфазные установки используют при высоких исходных концентрациях органических растворителей в очищаемом газе.

Трёхфазные установки

Технологический цикл включает стадии:

• адсорбция, как правило, на активированных углях;
• десорбция острым паром;
• сушка и охлаждение слоя сорбента атмосферным воздухом

Трёхфазные установки используют при малых и средних исходных концентрациях органических растворителей в очищаемом газе (2-3 г/м³).

Двухфазные установки

Технологический цикл включает стадии:

• адсорбция, как правило, на активированных углях;
• десорбция острым паром

Двухфазные установки применяют для очиcтки газов от органических растворителей при температурах до 35 ⁰С для поглощения веществ, несмешивающихся с водой.

Адсорбционная установка должна содержать не менее двух адсорберов, обычно 3-6.

На рисунке 21 представлена установка с двухфазным циклом работы для улавливания паров органических растворителей из паровоздушных смесей, образующихся при окраске кож нитроэмалями. Растворители, которые улавливаются в этом процессе: бутилацетат, бутиловый спирт, толуол, бензол, этиловый спирт, ацетон; в качестве адсорбента используется активированный уголь марки АР-3. В начале стадии асорбции исходную смесь подогревают до 50-60 ⁰С (около двух часов) для одновременной сушки слоя, затем продолжают подачу газа на очистку в течение 8-12 часов без нагрева, в это время происходит охлаждение слоя и сорбция. Десорбцию производят острым паром.

В настоящее время развиваются два направления в рекуперации растворителей:

1) усовершенствование аппаратурного оформления процесса;

Например, создание аппаратов, позволяющих осуществлять непрерывный процесс очистки – баранный адсорбер с секциями сыпучего сорбента; адсорбер с расположением сорбента на движущейся ленте.

2) разработка новых поглотителей, например, создание активированных углеродных волокон, позволяющих рекуперировать 99 % органических растворителей из отходящих газов.

Возможно использование комбинированных схем очистки, сочетающих адсорбцию и абсорбцию компонентов отходящих газов. На рисунке 22 приведена схема установки, в которой с помощью абсорбции раствором гидроксида натрия из парогазовой смеси поглощается фенол, а этанол адсорбируется на активированном угле. Данная технология позволяет обеспечивать эффективность очистки до 98-99 %.

Дата добавления: 2014-01-07