6.1.2. Адсорберы непрерывного действия.

Адсорберы непрерывного действия обычно конструируют в виде колонн с провальными или беспровальными тарелками и решетками. В таких аппаратах организуется противоточное движение адсорбента и обрабатываемых газов (рис. 29, б). В колоннах с провальными тарелками адсорбент опускается с верхней ступени на нижнюю через все отверстия тарелки, а с беспровальными - через специальные переточные штуцера.

В обоих случаях адсорбент подается в верхнюю часть колонны с такой скоростью, которая позволяет поддерживать постоянную высоту твердой фазы в колонне. На выходе из колонны, в нижней части, имеется устройство для постоянной выгрузки насыщенного сорбента, который направляется в другую колонну на регенерацию, а затем возвращается в верхнюю часть рабочей колонны. Обрабатываемый газ подается в колонну снизу, проходя через адсорбент, очищается и выходит из верхней части колонны. Адсорбент удерживается решеткой, расположенной в нижней части колонны, а газ проходит в пространстве между гранулами адсорбента. В тарельчатых колоннах адсорбент на каждой тарелке находится в псевдоожиженном состоянии, поддерживаемый газом, проходящим снизу через мелкие отверстия в тарелке. Твердый материал медленно перемещается с тарелки на тарелку по переливным трубкам, двигаясь вниз подобно тому, как это происходит с жидкостью в абсорбционных колоннах.

Устройства подобного рода наиболее эффективны при обработке газов с высокой концентрацией адсорбируемых веществ, что требует относительно больших количеств сорбента по сравнению с количеством газа.

Отдельную группу представляют аппараты с подвижным адсорбентом, находящимся в режиме псевдоожижения или фонтанирования (рис. 29, в). По необходимости они могут быть сконструированы как для периодической, так и для непрерывной работы.

Адсорбцию в ожиженном слое обычно применяют в тех случаях, когда процесс является многостадийным. Все частицы адсорбента в такой системе хорошо перемешиваются, и в ожиженном слое типичной «адсорбционной волны» не наблюдается. Поскольку все частицы находятся в равновесии с выходящим газом, низкие концентрации загрязнителей на выходе могут быть достигнуты только в том случае, когда все частицы в слое поддерживаются в относительно ненасыщенном состоянии. В связи с этим адсорбционная емкость ожиженного слоя невелика и его применение целесообразно в тех случаях, когда адсорбент легко может быть выгружен из реактора, подвергнут регенерации и снова возвращен в адсорбер, т. е. когда может быть обеспечена непрерывность процесса.

Аппараты с псевдоожиженным слоем адсорбента лучше приспособлены для непрерывной обработки газовых выбросов, поскольку им необходима постоянная замена части адсорбента из-за быстрого и равномерного насыщения всех частиц слоя адсорбатом. Для осуществления непрерывной работы в одном аппарате организуют несколько (от 2 до 4) псевдоожиженных слоев, реализующих разные стадии процесса: сорбцию, десорбцию, осушку, охлаждение, между которыми устраивается постоянный обмен частицами.

Схема адсорбционной установки непрерывного действия с псевдоожиженным слоем адсорбента приведена на рис. 33.

Приведенная на рис. схема адсорбционной установки рекуперации летучих растворителей работает по четырехфазному циклу, причем принципиально она практически не отличается от схемы на рис. 32.

Исходная смесь подается в адсорбер 9 газодувками 1, одна из которых — резервная, чтобы при отключении адсорбера не прекращалось удаление вредных паров из помещения.

Рис. 33. Схема адсорбционной установки непрерывного действия

с псевдоожиженным слоем адсорбента:

1, 11 – газодувки, 2 – фильтры, 3 – огнепреградитель, 4 – холодильник

исходной смеси, 5 – сборник, 6 – холодильник, 7 – конденсатор,

8 – разделитель, 9 – адсорбер, 10 – десорбер.

Взрывоопасность угольной пыли (при использовании в качестве адсорбента активных углей) и паров летучих растворителей требуют использования специальных устройств, предотвращающих возможность возникновения взрывов и пожаров. С этой целью перед подачей в адсорбер смесь проходит через фильтры 2 (обычно рукавные) и огнепреградитель 3 с предохранительными мембранами, которые выбиваются при возгорании смеси. Затем исходная смесь подается в холодильник 4, который обязательно включается в схему, так как в зависимости от условий (например, летом), температура исходной смеси может превышать величину, допустимую требованиями противопожарной безопасности. Отработанный адсорбент поступает в десорбер 10. Процесс десорбции проводится в основном двумя методами. Первый заключается в продувании через слой адсорбента десорбирующего газа или пара, не содержащего абсорбтива. При этом температура десорбирующего агента практически не отличается от температуры адсорбента. Второй метод основан на ускорении процесса десорбции с повышением температуры и заключается в продувании через слой адсорбента насыщенного или перегретого водяного пара или другого нагретого десорбирующего агента. В данной схеме предусмотрена регенерация адсорбента десорбцией перегретым паром. Смесь извлекаемого компонента с водяным паром из адсорбера направляется через разделитель 8, где пар отделяется от смеси жидкого рекуперата (извлекаемого компонента) с водой, которая может образоваться при конденсации в трубопроводе вследствие потерь тепла в окружающую среду), в конденсатор 7, затем в холодильник 6 и сборник 5. Из сборника смесь поступает на разделение путем отстаивания или ректификацией, в зависимости от растворимости рекуперата в воде. Из десорбера 10 адсорбент пневмотранспортом возвращается в адсорбер 9. Воздух, используемый для пневмотранспорта и подаваемый газодувкой 11, подсушивает и охлаждает адсорбент. Во всех случаях применения в качестве адсорбента активного угля к адсорберу подключают линию противопожарного водопровода.