6. Устройство адсорберов и схемы адсорбционных установок

575

Существует также двухфазный метод, при котором в прошедший регенерацию водяным паром горячий и влажный уголь подаются последо­вательно горячая и холодная паро-воздушная смесь (первая стадия). При этом процессы сушки и охлаждения угля идут одновременно с процессом поглощения. По окончании первой стадии осуществляется десорбция погло­щенных веществ водяным паром (вторая стадия).

Выбор метода работы производится на основании технико-экономиче­ских показателей.

Для уменьшения потерь тепла в окружающую среду (при десорбции и и сушке поглотителя) адсорберы покрывают тепловой изоляцией.

Установки для периодической адсорбции, помимо основного аппарата- адсорбера, включают вспомогательное оборудование. На рис. Х1У-6 при­ведена схема установки для улавливания парбв органических веществ из их смеси с воздухом. Перед поступлением в адсорбер паро-воздушная

Рис. ХІУ-6. Схема промышленной углеадсорбционной установки для улавливания (реку­перации) паров органических веществ из их смеси с воздухом:

/ — фильтр; 2 — гравийный огнепреградитель; 3 •— предохранительное устройство с разрывными мембранами; 4, 7 — вентиляторы; 5.—в адсорбер; 6 — конденсатор; 8 — калорифер; 9 —> обводная

линия.

смесь проходит через фильтр 1, где очищаетсятэт пыли. Это предотвращает засорение трубопроводов и быстрое снижение активности поглотителя. Смеси паров органических веществ с воздухом часто взрывоопасны (при определенных соотношениях паров и воздуха). Поэтому после фильтра смесь проходит огнепреградитель 2 — емкость, заполненную материалом с высокой теплоемкостью (обычно_| гравием). В случае загорания смеси в этом аппарате поток охлаждается до температуры, значительно меньшей температуры ее воспламенения, и этим предотвращается распространение пламени внутри установки. Далее смесь проходит через предохранитель­ное устройство 3, основной частью которого является обычно мембрана, разрывающаяся при увеличении давления в трубопроводе сверх допусти­мого.

Выходящая из предохранительного устройства паро-воздушная смесь при адсорбции (первая стадия) вентилятором или газодувкой 4 подается в адсорбер 5. При десорбции (вторая стадия) выходящие из адсорбера пары конденсируются в конденсаторе 6. Получаемый конденсат (называемый рекуператом) разделяется ректификацией или путем расслаива­ния в сепараторе, если десорбируемый компонент не смешивается с водой. При сушке адсорбента (третья стадия) в адсорбер вентилятором 7 подается воздух, предварительно нагретый в калорифере 8. При охлаждении адсор­бента (четвертая стадия) подаваемый в адсорбер вентилятором 7 воздух проходит по обводной линии 9, минуя калорифер.

Несмотря на то, что адсорбер в описанной установке работает периоди­чески, вся установка в целом может работать непрерывно при наличии

Гл. XIV. Адсорбция

10

Вода

г-

Легта

франция

Исходная смесь —*!"

Промежу.

птгтгцт

СЛЛЛЦ!

точная

фракция

Тяжелая

франция

нагрева­

ющий.

агент

к

Острый

пар

6

Транскррги

А

--П 'и иіги и -Ча

--П 4

ЦІЛІШІ

уи'иии

этгегетг ,

та

рующиц

газ

‘Ш

К,

Вода

нагребающий / агект

/О

\7

Лродуктьг реактива­ции и що

72

Огреба­

ющий

агент

нескольких (минимально—двух) адсорберов, включаемых поочередно и работающих со сдвигом стадий (например, при адсорбции в одном аппа- рате в другом может происходить десорбция).

Адсорберы с движущимся слоем поглотителя. Принцип работы адсор- беров этого типа был указан в главе II (см. стр. 105). Исходная газовая смесь поступает в колонну под распределительную тарелку 1 (рис. Х1У-7), представляющую собой трубную решетку с направленными ениз патруб-

ками. Через патрубки газовая смесь подни- мается в адсорбционную зону /, где взаи- модействует с движущимся слоем актив- ного угля, охлажденного в трубах холо- дильника 2. В зоне / поглощаемые компоненты извлекаются углем, а непо- глощенная часть смеси (легкая фракция) отводится через штуцер, расположенный под распределительной тарелкой 3.

Из зоны / уголь проходит в нижерас- положенную ректификационную зону II, ограниченную распределительными тарел- ками 1 и 4. В зоне II поднимающиеся из нижней части колонны пары Еытесняют из угля менее сорбируемые компоненты, об- разуя при этом смеси различных составов (промежуточные фракции). На схеме по- казан отбор одной промежуточной фрак- ции из-под третьей (сверху) тарелки (4а). Состав промежуточной фракции зависит от места ее отбора (по высоте' ректифика- ционной зоны). В некоторых случаях по высоте зоны II отбирают несколько про- межуточных фракций.

Из зоны II уголь поступает через распределительную тарелку 4 в десорб- ционную (или отпарную) зону III, где он проходит по трубам, обогреваемым сна- ружи чаще всего парами высокотемпера- турных теплоносителей. Одновременно уголь в трубах продувают острым пере- гретым водяным паром. Острый пар, не конденсируясь, выдувает из угля десор- бируемые вещества. Эти вещества в смеси с водяным паром (тяжелая фрак- ция) отводятся под распределительной тарелкой 4. Часть тяжелой фракции на- правляется в зону II для выделения из угля менее сорбируемых компонентов и образования промежуточных фракций.

Распределительные тарелки обеспечивают более равномерное распреде- ление газа и угля По сечению колонны и уменьшение уноса частиц угля выходящими газами.

Нагретый уголь выводится из аппарата через разгрузочное устрой­ство 5. Далее уголь проходит гидрозатвор 6, который предотвращает выход пара из аппарата и попадание его с углем в газовый подъемник 7. В послед­ний уголь поступает через регулирующий клапан 8 и промежуточный сборник 9. В токе воздуха (или другого газа), нагнетаемого вентилятором (или газодувкой) 10, уголь подается в бункер И, из которого ссыпается в водяной холодильник 2 и затем е зону I адсорбционной колонны. Опи­санный цикл работы адсорбера повторяется снова. Для компенсации

Нагревающий

агент

Рис. XIV-?. Схема адсорбционной установки с движущимся слоем активного угля:

\ — адсорбционная зона; II — ректи фикаиионная зона; III — десорбцион ная зона; 1, 3, 4, 4а — распредели тельные тарелки; 2 — холодильник 5 — разгрузочное устройство; 6 — гидрозатвор; 7 — газовый подъемник 8 •— клапан; 9 — сборник газового подъемника; 10 — вентилятор или га­зодувка; II — бункер; 12 — реакти­ватор.