![]() КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Адсорбция
Адсорбцией называется процесс поглощения газов (паров) или жидкостей поверхностью твердых тел (адсорбентов). В случае избирательного поглощения компонентов смеси появляется возможность ее разделения на составляющие компоненты. Явление адсорбции связано с наличием сил притяжения между молекулами адсорбента и поглощаемого вещества. Адсорбция является одним из эффективных методов разделения газообразных и жидких смесей компонентов, различающихся структурой молекул. По сравнению с другими массообменными процессами наиболее эффективно ее использование в случае малого содержания извлекаемых компонентов в исходной смеси. Твердое вещество, на поверхности или в порах которого происходит концентрирование поглощаемого вещества, называется адсорбентом. Поглощаемое вещество, находящееся вне пор адсорбента, называется адсорбтивом, а после его перехода в адсорбированное состояние — адсорбатом. Процессы адсорбции являются избирательными и обратимыми. Это значит, что каждый поглотитель обладает способностью поглощать лишь определенные вещества и не поглощает (или поглощает лишь в незначительной степени) другие вещества, содержащиеся в газовой смеси или растворе, а поглощенное вещество всегда может быть выделено из поглотителя путем десорбции — процесса, обратного адсорбции. Процессы адсорбции протекают в неподвижном или перемещающемся слое зернистого адсорбента, или в кипящем (псевдоожиженном) слое. В последнем случае адсорбенты могут находиться в виде «стационарного» слоя внутри аппарата или циркулировать через аппарат. Адсорбция в слое движущегося адсорбента и особенно в кипящем слое протекает значительно интенсивнее, чем в неподвижном слое, и может проводиться в более компактной аппаратуре. Благодаря огромной удельной поверхности адсорбентов (поверхность на единицу объема) при адсорбции возможны очень большие скорости поглощения и полное поглощение компонентов, выделение которых путем абсорбции было бы невозможно из-за малой концентрации их в смеси. Поэтому адсорбция является эффективным способом разделения «бедных» смесей, содержащих незначительное количество поглощаемых веществ, а также смесей, состоящих из компонентов, очень близких друг к другу по химическим и физическим свойствам. Процессы адсорбции широко применяются для очистки и осушки газов, для разделения смесей газов и паров, например смесей газообразных углеводородов, для улавливания из парогазовых смесей паров ценных органических веществ (бензола, бензина, ацетона и др.), или так называемой рекуперации летучих растворителей. Посредством адсорбции производят также очистку растворов от примесей.
Адсорбционные установки разделяют: а) установки с неподвижным слоем б) установки с движущимся слоем в) установки с псевдоожиженым слоем
Для адсорбции из жидкой фазы используют обычные фильтрпрессы, рамы которых заполняют зернистым адсорбентом. Адсорберы с движущимся зернистым адсорбентом. Эти адсорберы представляют собой колонны, в которых зернистый адсорбент движется самотеком сверху вниз, либо перемещается при помощи специальных транспортных устройств (шнеки, элеваторы). Газовая смесь, подаваемая в колонну через распределительную тарелку 3, поступает в адсорбционную зону 1 и поднимается вверх. Адсорбент движется по колонне под действием силы тяжести сверху вниз, противотоком газовой смеси. В зоне / адсорбент поглощает более тяжелые компоненты газовой смеси, наиболее легкие, непоглощенные газы (верхняя, или легкая фракция) удаляются из верхней части зоны /. Далее адсорбент проходит промежуточную зону // и поступает в зону десорбции ///, где движется по трубкам теплообменника-десорбера 4, в межтрубном пространстве, которого конденсируется греющий пар. Одновременно в трубки теп- лообменника-десорбера подают перегретый острый пар для отдувки из адсорбента поглощенных тяжелых компонентов. Наиболее тяжелые компоненты (нижняя, или тяжелая фракция) удаляются из верхней части зоны ///. Часть десорбированных более легких компонентов в виде парогазовой смеси проходит в промежуточную (ректификационную) зону //. Здесь парогазовая смесь вытесняет из адсорбента часть поглощенных компонентов, более легких, чем компоненты, десорбированные в зоне ///. Эти вытесненные компоненты отводятся из зоны // в качестве промежуточной фракции. Регенерированный в зоне III нагретый адсорбент проходит через разгрузочное устройство 5, регулирующее скорость удаления адсорбента, и через гидравлический затвор 6, предотвращающий утечку острого пара с адсорбентом. Далее адсорбент через регулирующий клапан 7 поступает в сборник 8, куда газодувкой 9 подается транспортирующий газ (обычно часть непоглощенных газов легкой фракции). По трубе-газоподъемнику 10 адсорбент подается током газа в бункер 1 и отсюда ссыпается в трубки водяного холодильника 2 где охлаждается, и снова поступает в адсорбционную зону /. Для полного восстановления активности адсорбента часть его из бункера 1 направляется в теплообменник-реактиватор //, обогреваемый топочными газами. В трубках теплообменника-реактиватора при высокой температуре адсорбент продувается острым водяным паром и поступает в сборник 8. Распределительные тарелки 3 представляют собой трубные решетки, к которым снизу присоединены короткие отрезки труб. Тарелки служат для более равномерного распределения газа по сечению колонны и уменьшения уноса частиц адсорбента газовым потоком.
Следует, однако, отметить, что при соприкосновении газового потока на выходе из кипящего слоя с отработанными насыщенными частицами адсорбента может происходить частичная десорбция поглощенного вещества ил адсорбента. При интенсивном перемешивании в кипящем слое происходит сильное истирание твердых частиц адсорбента, в связи, с чем для проведения описанного процесса необходимо применять адсорбенты, обладающие достаточной механической прочностью. Адсорберы с кипящим слоем мелкозернистого адсорбента делятся на одноступенчатые и многоступенчатые. В корпусе 1 одноступенчатого адсорбера имеется распределительная решетка 2, через которую снизу подается газ, приводящий мелкозернистый адсорбент в состояние кипящего слоя. Газ отводится через верхний штуцер. Адсорбент поступает сверху и удаляется через трубу 4. В аппарате поддерживается определенный уровень «стационарного» кипящего слоя адсорбента. Многоступенчатый адсорбер представляет собой колонну с тарелками в виде дырчатых или колосниковых решеток. Адсорбент подается газодувкой наверх колонны и стекает по тарелкам через переточные трубки противотоком к газовой смеси. Газовая смесь, проходя через отверстия в тарелках, движется противотоком к адсорбенту. Адсорбент выгружается снизу колонны через специальный затвор. Путем такой многоступенчатой адсорбции достигается хорошее извлечение ценных компонентов из «бедных» газов.
2- слой дисперсного материала
Дата добавления: 2014-01-20; Просмотров: 2357; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |