7.3 Автоматизація процесів адсорбції

Адсорбцію використовують у промисловості під час очищення та сушіння газів, очищення та освітлення розчинів, а також розділення газових сумішей і парів. Промислові процеси адсорбції поділяють на періодичні та безперервні. Адсорбцію проводять як у нерухомому шарі адсорбенту, так і в рухомому або киплячому шарі.

Десорбція, як правило, нерозривно пов'язана з адсорбцією. Десорбцію виконують такими методами: витісненням з адсорбенту вилучених речовин агентами, які мають вищу поглинаючу здатність, ніж вилучена речовина; випаровуванням вилучених речовин шляхом нагрівання адсорбенту.

Адсорбери з нерухомим шаром адсорбенту належать до періодичних апаратів. Для керування ними встановлюють програмні пристрої, які за жорсткою програмою виконують такі операції: відкривають подавання і вихід газової суміші (клапани 1 і 2); закривають подавання перегрітої пари (клапани 3 і 6) при проведенні адсорбції; закривають клапани 1, 2, 4, 5, 7, 8 для виконання операції десорбції; відкривають клапани 4 і 7 і закривають клапани 1, 2, 3, 4, 6 і 8 при виконанні операції охолодження адсорбент; відкривають лінію стоку конденсату (клапан 8).

Схему регулювання адсорбером з нерухомим шаром адсорбенту показано на рис. 7.21, де позначено: 1 - адсорбер; 2 – програматор.

Якщо необхідно стабілізувати витрати перегрітої пари F_nn гарячого повітря F_гп, холодного повітря F_xn та газової суміші F_гс, використовують одноконтурні АСР. Клапани в лініях парогазової суміші F_пгс, повітря в атмосферу F_па, газу на виході адсорбера F₀ та зливу конденсату F_к є технологічними і керуються лише програматором 2.

Рис. 7.21 Схема автоматизації адсорбера з нерухомим шаром адсорбенту

Розглянемо просочувальний безперервно діючий адсорбер з киплячим, шаром дрібнозернистого адсорбенту на тарілках (рис. 7.22).

Рис. 7.22 Схема автоматизації адсорбера

Показником ефективності процесу є концентрація вилучуваного компонента з газової суміші. Основним є контур регулювання стабілізацією концентрації вилучуваного компонента в газовій суміші на виході з адсорбера. При цьому регулюючий вплив відбувається зміною витрати адсорбенту. Для усунення збурення по каналу витрати газової суміші остання стабілізується.

Одним із важливих параметрів процесу адсорбції в киплячому шарі є перепад тиску за висотою колони. У разі постійної витрати газової суміші цей параметр визначається масою адсорбенту на тарілках, тому регулюючий вплив доцільно виконувати зміною витрати адсорбенту, наприклад, за каскадним принципом (див. рис. 7.22).

Контролю підлягають витрата F_г, концентрація основного компонента Q_г температура Т_г газової суміші; температура адсорбенту і за висотою колони; перепад тиску за висотою колони; концентрація Q основного компонента на виході адсорбера в газовій суміші з витратою F_го.

Сигналізації підлягає концентрація Q в газовій суміші на виході з колони і тиск у ній. Якщо тиск у колоні різко підвищується, система захисту має перекривати витрату адсорбенту F_а.