Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 1 (1044948), страница 151
Текст из файла (страница 151)
Пройдя зону контактного патрубка, микросферический адсорбент с газовым потоком попа- Рис. 4. !6. Адсорбер с инжекционным захватом адсорбеита: 1 — тарелка; 2 — контактный патрубок; 3— сепарационное устройство; 4 — перетоки; 5— сопяо; б — приемная труба; 7 — штуцер для выхода отработанного аасорбента; 8 — штуцер дяя ввода газового потока в адсорбер; У— штуцер для выхода очишенного газового потока из адсорбера дает в сепарационное устройство для центробежного разделения фаз.
После механического разделения фаз адсорбент оказывается на поверхности тарелки и по мере накопления через перетоки поступает на нижележащую ступень, на которой процесс взаимодействия фаз повторяется подобно процессу на вышележащей ступени. Перемешаясь сверху вниз от ступени к ступени по переточным трубкам, отработанный адсорбент выходит из аппара- 747 Глава 4. Оборудование для очистки газов различными методами га через штуцер 7. Газовый поток, поступающий на очистку в аппарат через штуцер 8, пройдя контактные ступени, 'выходит очищенным из. аппарата через штуцер 9, Скорость газового потока в расчете на свободное сечение аппарата составляет 2 — 4 м/с (в зависимости от зернения адсорбента). С целью интенсификации процесса за счет увеличения поверхно-' сти контакта фаз в следующей конструкции (рис.
4.17) каждый из усеченных конусов 2 выполнен перфорированным, а патрубки 7 снабжены дополнительными усеченными конусами 5, расположенными под перфорированными конусами и образующими совместно с ними подпитывающее устройство со штуцером б для подачи газа.
На рис. 4.18 изображен батарейный адсорбер. Он имеет прямоугольное сечение, разделенное пополам вертикальной плоской перегородкой 2, на которой с обеих сторон ступенчато по высоте смонтированы контактные патрубки 3 под углом к вертикали и днища 5 в виде плоскостей„наклоненных в сторону входных отверстий контактных патрубков нижележащей ступени и частично перекрывающих их. Кроме того, с целью предотвращения застойных зон адсорбента на днище контактной ступени в промежутке между щелями 7 установлены вставки б в виде прямоугольной пирамиды.
Конструктивные особенности данного аппарата, по сравнению с рассмотренным выше, позволяют снизить его высоту при одном и том же времени пребывания вдсорбента в контактных патрубках, создать аппарат высокой произво- 748 Рнс. 4.17. Апсорбср с подпнтывающим устройством на конической перфорированной тарелке контактной ступени: 1 — корпус; 3 — перфорированные тарелки; 3 — верхняя тарелка (без перфорации боковой поверхности); 4 — камера; 5 — тарелки со сплошным основанием; 6 — боковые штуцеры для подвода подпитываюшего газа; 7— патрубок; 8 — сетки; У вЂ” контактный патрубок; 10 — сепарационное устройство; 11— псретоки; 13 — штуцер для ввода адсорбента; 13 — штуцер для вывода отработанного адсорбента; 14 — штуцер для ввода газового потока на очистку; 15 — штуцер для выхода очищенного газового потока Часть 1П.
Основное оборудование для очистки газовых систем 749 Рис.4.18. Батарейный многоступенчатый адсорбер: 1 — корпус; 2 — вертикальная перегородка; 3— ко~~ьЖ патрубок; 4 — сспарациониос устройство„5 — днишс;. б — вставка; 7 — шель; 8— ппуцср для ввода эдсорбента в адсорбер; У— штуцер для выхода отработанного адсорбента; 10 —, штуцер для ввода газового потока в эдсорбср; П вЂ” штуцер для выхода очищенного газового потока; 12 — штуцер для отвода адсорбснта в момент остановки аппарата дительности при равномерном распределении твердой фазы по поперечному сечению контактных патрубков. Первое преимущество осуществляется за счет контактных патрубков, установленных под углом к вертикали, второе — за счет увеличения числа контактных патрубков в горизонтальной плоскости каждой ступени.
Аппарат легко моделируется. Это обстоятельство, в свою очередь, позволяет создавать аппараты большой единичной мощности. В изображенном на рис. 4.19 адсорбере интенсификация процесса массообмена в системе «газ — микросферический адсорбент» осуществляется за счет значительного увеличения скорости газового потока в расчете на полное поперечное сечение аппарата (10 — 20 м/с). Вследствие конструктивных особенностей адсорбера появляется возможность улучшить процесс массообмена и повысить производительность адсорбера по сравнению с адсорберами со взвешенными слоями адсорбента на тарелках примерно в 10 раз.
Потери адсорбентов мелкой фракции (природный цеолит — клиноптилолит, синтетический цеолит СаА (без связующего) и силикагель марки КСМ) от истирания в высокоскоростных аппаратах не превышают таковых в аппаратах с кипящими слоями адсорбента и могут быть использованы в рассмотренных выше конструкциях адсорберов непрерывного действия. Чем меньше фракция адсорбентов, тем меньше потери их от истирания и.выше скорость массопереноса. Глава 4.
Оборудование для очистки газов различными методами Б-Б 750 Однако при выборе конструкции не следует увлекаться высокоскоростными аппаратами и аппаратами псевдожиженного слоя. Они оправданы лишь в том случае, когда основное сопротивление массопереносу сосредоточено в пограничном слое у границы зерна адсорбента. Лример расчета (по Ю.И.
Дытнерскому). Рассчитать адсорбционную установку периодического действия с неподвижным слоем ад- Рис.4. 19. Высокоскоростной адсорбер: 1 — корпус; 2 — контактное устройство; 5 — сепарационное устройство; 4— профилированные лопатки; 5 — дополнительное контактное устройство; 6 — переток; 7, 8 — фигурные вставки; 9 — обте" катель; 10 — профилируюший кожух перетока; 11 — диск; 12 — прорези; 13— штуцер для выхода отработанного адсорбента; 14 — штуцер для выхода очищенного газового потока; 15 — штуцер для ввода адсорбента; 16 — штуцер для ввода газового потока на очистку сорбента для улавливания паров метанола из воздуха, работающую по четырехстадийному циклу при следующих условиях: расход смеси— 7370 мз/ч; температура паровоздушной смеси — 20 С; атмосферное давление — 0,1013 10' Па; начальная концентрация метанола в газовой смеси — С„= 1,8 10 ' кг/м', проскоковая концентрация составляет 5 % от начальной; тип аппарата — вертикальный адсорбер; адсорбент— активный уголь.
Часть И1. Основное оборудование для очистки газовых систем -0,74 10' 293'( 961 (0,4)', 1, 0,1) 0,19 Х =' — 'схр 40,46 0,18 — ехр , 40,46 -3,42.10 ' 293'1 961 !ц— . 04' 1, 011 Х = — ехр ! 1 Я (4.1) + — схр Равновесная концентрация метано- лавАУ Х. 10, кг1кг Парциальное давление паров метанола Р, Па (мм рт.
ст.) Парциальное давление паров метанола Р, Па (мм рт. ст.) Равновесная концентрация метано- лав АУ Х 102, кг1кг Концентрация метанола в газе С 1О', кг1м Концентрация метанола в газе С'!0', кг1м 13,33 (0,1) 0,44 666,67 (5,0) 8,76 0,175 8,51 26,66 (0,2) 66,67 (0,5) 1333,33 (1 0,0) 2666,67 (20) 0,351 0,876 17,53 12,64 35,10 1,99 18,59 52,6 ' 133,33 (1,0) 3,17 3999,99 (30) 22,53 266,67 (2,0) 5,0 6666,66 (50) 87,7 ' 3,51 26,85 751 Принимаем. число адсорберов в установке равным двум.
В одном из аппаратов проходит стадия адсорбции, в то время как в другом протекают процессы регенерации активного угля. Ввиду того, что целью проектируемой установки является рекуперация растворителя, в качестве адсорбента принимаем рекуперационный уголь АР-3 с эквивалентным диаметром гранулы 2 мм. Изотерма аосорбции пиров метанола на активном угле. Для активного угля АР-З„обладающего бипористой структурой, по теории' объемного заполнения пор равновесная концентрация в твердом теле описывается уравнением Дубинина: где Х вЂ” ' равновесная концентрация в твердой фазе, моль/г; И;„В,» И'„, В,' — констан™, характеризующие адсорбент; Иг„= 0,19 см'/г; ' В, = 0,74 ° 10-» К-' И~ег = 1,8 ° !О ' смз/г; В = 342 10-'К ' 2 3 Ф !3 — коэффициент аффинности, !3 = 0,4; тз — мольный объем поглощаемого компонента, см'/моль; Р, = 12 800 Па — давление насыщенйого пара метанола; Р— парциальное давление паров метанола в газовой смеси.
Например, при Р = 0,1 равновесная концентрация метанола в АУ равна: = 0,1376.10 ' моль1г, или 4;4 10 ' кг1кг Вычисленные по уравнению (4.1) равновесные концентрации метанола в активном угле (АУ) представлены ниже: /лава 4. Оборудование для очистки газов различными методами .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
