Адсорберы с подвижным слоем адсорбента. Назначение, устройство и принцип действия.

Адсорберы непрерывного действиябывают с движущимся плот­ным или псевдоожиженным слоем адсорбента.

Адсорберы с движущимся слоем зернистого адсорбента представляют собой полые колонны с перегород­ками и переливными патрубками и аппараты с транспортирующими приспособлениями (см. главу 20). На рис. 21.7 показан многосек­ционный колонный адсорбер для очистки парогазовых смесей, состоящий из холодильника, подогревателя и распределительных тарелок.

В первой секции адсорбент охлаждается после регенерации. Эта секция выпол­нена в виде кожухотрубчатого теплообменника. Охлаждающая жидкость подается в межтрубное пространство теплообменника, а адсорбент проходит по трубам.

Вторая секция представляет собой собственно адсорбер, в котором адсорбент взаимодействует с исходной парогазовой смесью. Из первой секции во вторую адсор­бент перетекает через патрубки и распределительные тарелки, обеспечивающие рав­номерное распределение адсорбента по сечению колонны и служащие затворами, раз­граничивающими первую и вторую секции. Далее адсорбент поступает в десорбцион-ную секцию, представляющую собой кожухотрубный теплообменник, в которой на­гревается и взаимодействует с десорбирующим агентом — острым водяным паром. Регенерированный адсорбент удаляется из адсорбера через шлюзовой затвор.

Адсорберы с псевдоожиженным тонкозернистым адсорбентом бывают одноступенчатыми и многоступенчатыми.

Одноступенчатый адсорбер с псевдоожи­женным слоем показан на рис. 21.8. Он представляет собой цилиндрический вертикальный корпус, внутри которого смонтиро­ваны газораспределительная решетка и пылеулавливающее устрой­ство типа циклона. Адсорбент загружается в аппарат сверху через трубу и выводится через трубу снизу. Исходная парогазовая смесь вводится в адсорбер при скорости, превышающей скорость начала псевдоожижения, под газораспределительную решетку через ниж­ний патрубок, а выводится через верхний патрубок, пройдя предва­рительно пылеулавливающее устройство.

Многоступенчатый тарельчатый адсорбер с псевдоожиженным слоем показан на рис. 21.9. Он пред­ставляет собой колонну, в которой расположены газораспредели­тельные решетки с переливными патрубками, служащими одновре­менно затворами для газового потока. Адсорбент поступает в верх­нюю часть адсорбера и перетекает с верхней тарелки на нижнюю. С нижней тарелки адсорбент через шлюзовой затвор выгружается из адсорбера. Исходная парогазовая смесь поступает в адсорбер снизу и удаляется через верхний патрубок.

Многоступенчатый адсорбер отличается от одноступенчатого

тем, что работает по схеме, близкой к аппаратам идеального вытес­нения, что позволяет проводить процесс адсорбции в противотоке. Применяют установки с адсорбцией с псевдоожиженным слоем и десорбцией в движущемся слое адсорбента.

 

8.Ректификационные установки. Назначение, устройство и принцип действия.

Любая ректификационная установка состоит из колонной части, в которой расположены тарелки или насадка, и кипятильника (ку­ба), представляющего собой кожухотрубчатый или змеевиковый теплообменник. Кипятильник может быть встроенным в нижнюю колонную часть либо вынесенным за пределы колонны.

В пищевой промышленности используют главным образом тарельчатые и насадочные ректификационные колонны .

Рис. 18.15. Ректификационная установка непрерывного действия:

/ — сборники; 2 — подогреватель; 3 — ректификационная колонна; 4—дефлегматор; 5 — раздели­тельный сосуд; 6 — холодильники; 7— насосы; 8 — кипятильник

Ректификационная установка непрерывного действияИсходная смесь, нагретая в подогревателе, подается на тарелку питания ректификационной колонны и за счет теплоты, поступающей из кипятильника, разделяется в результате ректифи­кации на дистиллят и кубовый остаток. Пары, выходящие из колон­ны, конденсируются полностью или частично в дефлегматоре. В случае полной конденсации паров полученный дистиллят в раздели­тельном сосуде разделяется на две части. Одна часть — флегма через гидрозатвор поступает на орошение колонны на верхнюю тарелку, вторая часть — дистиллят охлаждается в холодильнике и направляется в сборник.

В случае неполной конденсации паров в дефлегматоре они посту­пают в конденсатор-холодильник,, где конденсируются и охлажда­ются. Кубовый остаток, в зависимости от его ценности либо соби­рается в емкости, либо как сточные воды направляется на утилиза­цию.

На практике часто встречаются случаи разделения исходной смеси на три и более части. Так. в спиртовом производстве из бражки выделяют этиловый спирт, эфироальдегидную фракцию и сивуш­ные масла.

Рис. 18.17. Ректификационная установка периодического

действия:

/ — кипятильник; 2 — колонна; 3 — дефлегматор; 4 — холодиль­ник; 5 — сборник

Ректификационная установка для разделения многокомпонен­тной смесиУстановка многоколонная, пред­назначена для непрерывного разделения исходной смеси на три части: А, В и С.

Первая колонна обеспечивает разделение смеси на А+ВС или АВ+С. Для последующего разделения смеси на п частей требуется ректификационная установка, состоящая из п-\ ректификацион­ных колонн.

Ректификационная установка периодического действия,исполь­зуемая в малотоннажных производствах, показана на рис. 18.17. Исходная смесь загружается в кипятильник, который обогревается насыщенным водяным паром. После нагрева смеси до температуры кипения ее пары поступают в нижнюю часть ректификационной колонны. Поднимаясь по колонне, пары обогащаются легколету­чим компонентом и поступают в дефлегматор, в котором конденси­руются. Как и при непрерывной ректификации, конденсат разделя­ется на флегму и продукт, который после охлаждения в холодиль­нике собирается в сборнике. После извлечения продукта кубовый остаток сливают и загружают в куб новую порцию исходной смеси.

 

 

6.Современные методы исследования процессов и аппаратов. Понятие о подобии.

Теория подобия.Она дает ответ на вопрос, как следует поста­вить эксперимент и обработать полученные результаты и на какие процессы их можно распространить, установить условия экспери­мента, при которых число опытов будет минимальным; определить наименьшее количество измеряемых величин и правильно обрабо­тать результаты экспериментов, установить области применимости полученных результатов.

Процессы пищевой технологии сложны. В ряде случаев для их математического описания удается составить дифференциальные уравнения, которые, однако, как правило, неразрешимы.

 

 

Геометрическое подобие ап­паратовзаключается в том, что отношение всех сходственных размеров сравниваемых аппара­тов является величиной постоян­ной. Например, если два аппа­рата (рис. 2.2) геометрически подобны, то

Наглядным примером геометрического подобия служат геогра­фические карты, которые различаются только масштабом.

Временное подобиезаключается в том, что отношение между интервалами времени завершения аналогичных стадий процесса сохраняется постоянным.

Например, продолжительность нагрева смеси до температуры кипения в первом аппарате составляет , а во втором — Про­должительность испарения определенного количества воды состав­ляет соответственно и

Подобие физических величинимеет место при соблюдении гео­метрического и временного подобия. В этом случае говорят также о подобии полей физических величин.

 

10.Оборудование для мокрой очистки газов. Схемы. Назначение, устройство, принцип действия и область
применения.

Мокрую очистку газов применяют тогда, когда допустимы увлажнение и охлаждение газа, а взвешенные частицы имеют незна­чительную ценность. Охлаждение газа ниже температуры конденса­ции находящихся в нем паров способствует увеличению плотности взвешенных частиц. При этом частицы играют роль центров кон­денсации и тем самым обеспечивают выделение их из газового пото­ка. Если взвешенные частицы не смачиваются жидкостью, то очистка газов в мокрых пылеулавливателях малоэффективна. В этом случае для повышения степени очистки к жидкости добавляют

поверхностно-активные вещества.

Степень очистки газов от пыли в мокрых пылеулавливателях колеб­лется в зависимости от конструкции от 60 до 85 %.

Недостаток мокрой очистки — образование сточных вод, которые также должны очищаться.

 

Скрубберы,полые или насадочные (рис. 9.8), являются простей­шими мокрыми пылеулавливателями для очистки и охлаждения газов. Запыленный газ подается в нижнюю часть скруббера и дви­жется противотоком к жидкости, подаваемой через разбрызгива­тель или форсунки со скоростью около 1 м/с. При взаимодействии газа и жидкости происходит механическая очистка газа. Степень очистки достигает 75.. .85 %.

В качестве насадка используют хордовые или кольцевые элемен­ты.

Пенные барботажные пылеулавливателипредназначены для очистки сильнозапыленных газов. Барботажный пылеулавливатель представляет собой тарельчатый скруббер (рис. 9.9). Запыленный газ подается в нижнюю часть скруббера и движется вверх. Попадая на перфорированную тарелку, куда подается промывная жидкость, газ барботирует через нее, в результате чего создается подвижная пена, которая обеспечивает большую поверхность контакта и высо­кую степень очистки газа. В слое пены взвешенные частицы погло­щаются жидкостью. Загрязненная жидкость сливается через регу-

лирующий порог. Пенные скрубберы имеют, как правило, несколько перфорированных тарелок. Степень очистки газа в таких аппара­тах достигает 99 %.

Скрубберы Вентуритакже применяются для мокрой очистки воздуха. В них дости­гается высокая степень очистки, равная 98 %. Недостаток их — большое гидравлическое сопротивление (порядка 1500...7500 Па) и необходимость установки каплеотбойника. Скруббер Вентури (рис. 9.10) состоит из двух частей: трубы Вентури, в которой происходит очистка воздуха, и разделителя, предназна­ченного для отделения капелек воды от газо­вого потока.

Воздух, подлежащий очистке, поступает снизу в вертикальный патрубок, на выходе из которого создается разрежение. За счет раз­режения в трубу Вентури из бачка подсасы­вается через коллектор вода. В результате в трубе Вентури как на стенках, так и по всему объему происходит интенсивное образование жидкостных пленок, что приводит к очистке газового потока. Осаждению капелек жидкости из газового потока способствует завихритель потока. Жидкость, выделяемая в разделителе, стекает в сборный бачок. Очищенный газовый поток выбрасывается в атмосферу.