Устройство и принцип действия адсорберов

Адсорберы с неподвижным слоем адсорберт*. Наибольшее распро­странение в промышленности находят вертикальные и горизон­тальные адсорбционные аппараты с неподвижным слоем (рис. 20-6).

Адсорберы с неподвижным слоем адсорбента являются аппаратами периоди­ческого действия. Вертикальный и горизонтальный адсорберы имеют корпус 1 со слоем адсорбента, находящимся на опорно-распределительной решетке 2. Исходная газовая смесь проходит через слой адсорбента сверху вниз. При десорбции водяным паром его подают через нижний штуцер, конденсат отводится через штуцер в днище, а пар вместе с десорбированным веществом уходит через штуцер в крышке. Загрузка и выгрузка адсорбента производятся через люки 4 и 3.

Вертикальные адсорберы применяют для адсорбции газов в слу­чае малой и средней производительности. Для обработки больших объемов газов (порядка 30 000 м³/ч и выше) используют гори­зонтальные и кольцевые (здесь не представлены) адсорберы, об­ладающие незначительным ги цравлическим сопротивлением.

Несмотря на периодичность работы аппаратов с неподвижным слоем, адсорбционные установки работают непрерывно, в них включают несколько адсорберов, причем их число определяется

Рис. 20-6. Адсорберы с неподвижным слоем адсорбента:

А-вертикальный, б-горизонтальный; 1—корпуса; 2 -опорно-распределительные решетки; 3- люки для выгрузки адсорбента; 4-люки для загрузки адсорбента

Рис 20-7. Схема рекуперационной адсорбционной установки:

1, 2-адсорберы; 3-конденсатор водяного пара и паров десорбированного вещества; 4--калори­фер; 5-конденсатоотводчик

в соответствии с продолжительностью адсорбционно-десорбцион- ного цикла.

Схема рекуперационной установки представлена на рис. 20-7.

Исходную газовую смесь подают в адсорбер 1, заполненный активным углем. После насыщения слоя в адсорбере 1 его переключают на стадию десорбции, а исходную смесь направляют в адсорбер 2. Адсорбент регенерируют острым «ирзмическим водяным паром, подаваемым в нижнюю часть адсорбера. Динами­ческий пар уносит пары адсорбата в конденсатор 3. Конденсат адсорбата в смеси с водой идет далее на разделение. Сушку адсорбента производят горячим воздухом, подаваемым в адсорбер через калорифер 4. Охлаждают адсорбент атмосферным воздухом, подаваемым по обводной линии.

Число стадий цикла работы адсорбционной остановки может составить четыре (адсорбция, десорбция, сушка, охлаждение), три (адсорбция, десорбция, сушка или охлаждение) или две (адсорбция, десорбция). Двухстадийными являются короткоцикловые безнагре- вные адсорбционные установки, служащие для очистки и разделе­ния газов (рис. 20-8).

Газовая смесь поступает под небольшим давлением в адсорбер 1, где в течение нескольких минут происходит преимущественная адсорбция одного из компонентов После этого из адсорбера под вакуумом сорбируют и откачивают поглощенный компонент, в то время как адсорбер 2 работает на стадии адсороции.

Рис. 20-8. Схема короткоцикловой безнагревной адсорбционной установки ( 1, 2— ад­сорберы)

Короткоцикловые адсорбционные установки отличаются ком­пактностью и малой энергоемкостью, поскольку отсутствует под­вод теплоты на стадии десорбции. Применение таких установок ограничено системами, в которых адсорбционное равновесие харак­теризуется пологими изотермами адсорбции.

Адсорберы с псевдоожиженным и плотно движущимся слоем адсорбента. Периодичность работы каждого адсорбера в установ­ках, включающих аппараты с неподвижным слоем, делает их громоздкими (за исключением короткоцикловых) и создает труд­ности при их автоматизации. Этих недостатков лишены адсорберы непрерывного действия с псевдоожиженным и плотным движущим­ся слоем адсорбента. Внедрение этих установок в промышленность сдерживается из-за недостаточной прочности адсорбентов, подвер­гающихся в псевдоожиженном и движущемся слоях интенсивному измельчению.

Аппараты с псевдоожиженным слоем адсорбента в целях сни­жения продольного перемешивания секционированы по высоте. Их устройство аналогично барботажным тарельчатым колоннам.

Многоступенчатый адсорбер с псевдоожиженным слоем (рис. 20-9) состоит из ряда секций, расположенных в цилиндрическом корпусе 1. Секции разделены рас­пределительными решетками 2. Адсорбент входит в аппарат через верхнюю ipy6y и далее по переточным трубам 3 движется противотоком по отношению к сплошной фазе, подаваемой снизу и отводимой сверху. Отвод твердой фазы из аппарата производится с помощью затвора-регулятора 4.

Адсорбционный аппарат с плотно движущимся слоем, служа­щий для разделения газовых смесей, представлен на рис. 20-10.

Аппарат включает в себя адсорбционную I и ректификационную II зоны, где происходит разделение подаваемой газовой смеси, и десорбционную зону III, служащую для регенерации адсорбента. Зоны разделены распределительными ре­шетками I. Адсорбент непрерывно циркулирует в аппарате: сначала охлаждается холодильнике 2, затем проходит адсорбционную зону I, где он преимущественно рлощает тяжелые компоненты, обогащая газ легкой фракцией, которую отбирают этой зоны. При прохождении адсорбентом ректификационной зоны II частично

(СТРАНИЦА 206 РИСУНОК)

ис. 20-9. Многоступенчатый адсорбер с псевдоожиженьым слоем:

/-корпус; ^-распределительные решетки; пере точная труба; 4 -затвор-регулятор

Рис. 20-10. Адсорбер с плотным движущимся слоем адсорбента:

20.1. - зона адсорбции; //-зона ректификации; Ш - зона десорбции; 1 - распределительные решетки;

20.2. -холодильник; 3 - бункер для подачи адсорбента; 4 -затвор-регулятор; 5-газодувка

поглощенная легкая фракция вытесняется парами тяжелой, выходящими из десорб- ционной зоны III Тяжелую фракцию отбирают на выходе из десорбционной зоны II- Регенерированный в зоне III горячий адсорбент пневмотранспортом, с помощью газодувки 5, направляют в бункер 3, откуда он снова поступает в холодильник.