Адсорбер с неподвижным слоем адсорбента

Занятие 3. Устройство адсорберов

Материальный баланс адсорбера

Уравнение материального баланса адсорбера составляют, как и для любого массообменного процесса, в зависимости от того, какой аппарат предстоит рассчитать – периодически- или непрерывнодействующий.

Если адсорбент движется через аппарат, то процесс адсорбции непрерывный, и материальный баланс запишется:

 

G (с_н -с_к) = L (а_к -а_н)

 

Где G – расход газа-носителя, кг/с;

L – расход адсорбента, кг/с;

с_н – содержание адсорбтива в газе-носителе;

с_к - среднее содержание поглощаемого вещества в отходящих газах за период адсорбции;

а_к и а_н – конечное и начальное содержание поглощаемого вещества в адсорбенте.

Адсорбция в слое неподвижного адсорбента является периодическим процессом, при котором концентрация поглощаемого вещества в адсорбенте меняется во времени и пространстве.

 

 

В промышленности применяют следующие методы адсорбции:

1. С неподвижным слоем адсорбента.

2. С движущимся слоем адсорбента.

3. С псевдоожиженным (кипящим) слоем адсорбента.

 

1 – корпус 2 – слой адсорбента 3 – барботер   Адсорбер представляет собой цилиндрический вертикальный аппарат, заполненный гранулированным адсорбентом. Исходная смесь пропускается через слой адсорбента. При этом поглощаются соответствующие компоненты смеси. После насыщения адсорбента стадия адсорбции прекращается, и адсорбент должен быть регенерирован. Для регенерации через слой насыщенного адсорбента пропускают водяной пар, инертный газ, растворитель и др.

 

Адсорберы с движущимся слоем адсорбента

Применяют для извлечения этилена из его смеси с водородом и метаном, для извлечения водорода из газов и т.п. Процесс осуществляется непрерывно. В качестве адсорбента часто применяют гранулированный активный уголь. Адсорбер представляет собой вертикальную колонну, в которую встроены холодильник 8, подогреватель 6 и распределительные тарелки 2. Зернистый адсорбент, вводимый в аппарат, перемещается с верху вниз. Скорость движения регулируется в нижней части аппарата дозатором 5. В холодильнике 8 слой адсорбента охлаждается и затем поступает в адсорбционную секцию. Сырьё (парогазовая смесь) поступает в среднюю часть адсорбционной секции через патрубок 7. В адсорбционной секции сырьё движется в противотоке со слоем адсорбента. Непоглощенная часть парогазовой смеси отводится по патрубку 1. Нижняя часть аппарата является десорбером. Адсорбент нагревается в трубчатом подогревателе 6 десорбционной секции и, опускаясь, взаимодействует с вытесняющимся веществом (острый водяной пар), который вводится через патрубок 4. Регенерированный адсорбент удаляется из аппарата через дозатор 5. Продукты десорбции отводятся вместе с вытесняющимся веществом через патрубок 3. Тарелки 2 препятствуют смешению парогазовых потоков адсорбционной и десорбционной секций.

1,3,4,7 – патрубки; 2 - распределительные тарелки; 5 – дозатор; 6 - подогреватель; 8 – холодильник. I – адсорбционная часть; II – десорбционная часть.