Адсорберы с кипящим слоем адсорбента

Адсорбция, или сухая очистка, основана на поглощении твердым веществом (адсорбентом) различных компонентов. Скорость адсорбции зависит от концентрации, природы и структуры улавливаемых соединений, температуры и рН среды, вида и свойств адсорбента. Для интенсификации процессов адсорбции необходимо использование псевдоожиженного слоя адсорбента. В общем случае процесс адсорбции складывается из переноса соединений к поверхности адсорбента, собственно адсорбции и переноса соединений внутри зерна адсорбента.

После многократного использования адсорбент регенерируют. В качестве десарбирующего агента используют воздух, инертные газы, насыщенный и перегретый водяной пар. Для удаления органических веществ с поверхности адсорбента используют либо вытеснительную десорбцию, либо адсорбент подвергают прокаливанию. В практике коптильного производства для адсорбционной очистки дымовых выбросов используют активированный уголь, углекислый натрий, гидроокись кальция, известь и др.

1 – сетка;

2 – адсорбент;

3 очищенный поток;

4 – загрязненный поток

Рис. 1. Схема адсорбера

В промышленности обычно применяют непрерывно действующие многокамерные адсорберы с кипящим слоем.

На рис. 2.а представлен однокамерный адсорбер с кипящим слоем, в котором газ непрерывно движется через корпус 1 снизу вверх, поддерживая находящийся на газораспределительной решетке 3 слой адсорбента в псевдоожиженном состоянии. Газ удаляется из аппарата через циклонное устройство 2, служащее для выделения из газа заключенных в нем мелких частиц адсорбента. В этих аппаратах, работающих по принципу противотока фаз, удается достичь только равновесной концентрации адсорбента в газовой фазе, которая соответствует средней концентрации в слое.

В многокамерном адсорбере с кипящим слоем (рис.2.б) газ последовательно проходит через перфорированные тарелки 1 (газораспределительные решетки), имеющие переточные трубы 2, по которым твердые частицы адсорбента "стекают" со ступени на ступень противотоком к газу. При псевдоожиженном адсорбенте на каждой ступени взаимодействия газ приближается к режиму идеального смешения, в то время как для аппарата в целом это взаимодействие близко к режиму идеального вытеснения. В таких условиях газ равномерно распределяется по площади поперечного сечения аппарата, увеличивается время взаимодействия фаз, благодаря чему достигается более полное использование поглотительных свойств адсорбента.

При проведении процесса адсорбции в кипящем слое адсорбент подвергается повышенной истераемости, поэтому при выборе адсорбента следует учитывать его механическую прочность.

Наибольший интерес представляет следующий способ очистки дымовых выбросов: водный раствор или водная суспензия адсорбента насосом подается к центробежному распределителю, установленному в верхней части рабочей камеры. Адсорбент разбрызгивается в виде мелкодисперсных брызг и смешивается с дымовыми выбросами, поступающими в камеру. В результате взаимодействия вода испаряется из адсорбента и образуется сухой остаток, который собирается и выводится для дальнейшей обработки. На таких установках возможно удаление до 90 % примесей из дыма.

Путем адсорбции из дымового потока можно удалить дурнопахнущие вещества, однако высокая стоимость адсорбционной очистки не позволяет широко использовать этот способ в коптильном производстве при обезвреживании дымовых выбросов.

а – однокамерный адсорбер:

1 – труба для подвода коптильного дыма на очистку;

2 – труба для ввода адсорбента;

3 – штуцер для отвода газа после очистки;

4 – циклонное устройство;

5 – корпус аппарата;

6 – труба для вывода отработанного адсорбента;

б – многокамерный адсорбер с кипящим слоем поглотителя:

1 – штуцер для подачи коптильного дыма на очистку;

2 – труба для ввода адсорбента;

3 – штуцер для отвода газа после очистки;

4 – переточные трубы;

5 – перфорированные тарелки;

6 – труба для отвода отработанного адсорбента

Рис. 2. Адсорберы с кипящим слоем адсорбента