Вопрос 10. Приведите классификацию адсорбционных аппаратов. Перечислите методы регенерации основных промышленных адсорбентов

Адсорберы подразделяются на аппараты периодического и непрерывного действия. Для адсорбции веществ в стационарном слое используют обычно вертикальные, кольцевые, реже горизонтальные адсорберы.

Адсорберы вертикального типа (рис. 18.1) обычно изготавливают сварными из листовой стали толщиной 10 мм. При наличии агрессивных примесей в газовом потоке применяют нержавеющую сталь. В нижней части корпуса адсорбера на расстоянии 500—600 мм от его днища устанавливают колосниковую решетку из керамической или металлической плиты с отверстиями, которую укладывают на литую чугунную решетку. На керамическую плиту насыпают слой гравия высотой 100—200 мм, причем внизу слоя размещают крупные куски гравия (размером 25—30 мм), а затем последовательно более мелкие фракции (минимальный размер не менее 5 мм). Слой гравия предохраняет адсорбент от попадания капельной агрессивной жидкости, а также препятствует просыпанию мелких частиц адсорбента и забиванию отверстий плиты. После гравия укладывают слой адсорбента, причем высота его может достигать 2,5 м. Во избежание уноса или раздувания слой адсорбента покрывают сеткой из проволоки толщиной 0,8 мм с отверстиями размером не более 2,5 мм. Диаметр адсорберов вертикального типа 2; 2,5 и 3 м, высота цилиндрической части корпуса — до 2—5 м. Газовый поток, поступающий на очистку в адсорбер со скоростью в свободном сечении не более 0,4 м/с (см. рис. 18.1), направляется в верхнюю часть корпуса 1 и отбирается через штуцер 4, установленный в конусной части днища аппарата. Пар для десорбции адсорбата подается через специальную распределительную трубу, установленную также в конусной части днища аппарата, а уходит по специальному штуцеру 6 в крышке аппарата. Гравий и адсорбент загружают в корпус адсорбера на колосниковую решетку через специальный люк 8 на крышке аппарата, а выгружают через люк 2. Производительность вертикальных адсорберов, как правило, составляет 10000 м3/ч, максимально — 30000 м3/ч.

Рис. 18.1. Вертикальный адсорбер: 1 — корпус; 2 — люки для выгрузки адсорбента; 3 — патрубок для отвода очищенной ПГС и воздуха (при сушке и охлаждении); 4 — штуцер для отвода конденсата; 5 — барботер для подачи острого пара; 6 — патрубок для отвода паров при десорбции; 7 — патрубок для подачи ПГС; 8 — люк для загрузки адсорбента

Рис. 18.2. Полочный адсорбер: 1 — корпус; 2 — слой адсорбента

На рис. 18.2 показан полочный адсорбер, производительность которого может достигать 100000 м3/ч. В отличие от вертикального такой адсорбер лучше использует адсорбент при меньших значениях гидравлического сопротивления. Существенный недостаток промышленных адсорберов с неподвижным слоем адсорбента — относительно невысокая производительность, повышенная металлоемкость и громоздкость аппаратуры. Это является следствием низкой линейной скорости движения потока газа в сечении адсорбера (0,25—0,35 м/с). Имеются и другие недостатки: неравномерность адсорбции и десорбции, что обусловливает снижение коэффициента использования адсорбента; увеличение времени десорбции и энергозатрат; трудности автоматизации процесса. Эти недочеты можно исключить при проведении адсорбции непрерывно, во взвешенном слое адсорбента; пропускная способность адсорбера обеспечивается более высокими значениями линейной скорости в сечении (до 1,5—2,0 м/с). Принципиально конструкции таких адсорберов близки к барботажным тарельчатым абсорберам (с учетом применения твердой фазы). Для непрерывно действующего адсорбера характерна компоновочная схема, предусматривающая расположение десорбера под адсорбером, противоточное движение адсорбента (сверху) и потока газа (снизу) в обоих аппаратах и

обратный транспорт адсорбента. Применение адсорберов непрерывного действия в настоящее время ограничено из-за отсутствия механически прочных устойчивых к истиранию адсорбентов. Поэтому заслуживает внимания использование адсорбентов мелкой грануляции в виде суспензии.