Адсорберы с неподвижным слоем адсорбента

Наибольшее распро­странение в промышленности находят вертикальные и горизон­тальные адсорбционные аппараты с неподвижным слоем (рисунок 7.6).

Адсорберы с неподвижным слоем адсорбента являются аппаратами периоди­ческого действия. Вертикальный и горизонтальный адсорберы имеют корпус 1со 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 30000 м³/ч и выше) используют гори­зонтальные икольцевые (здесь не представлены) адсорберы, об­ладающие незначительным гидравлическим сопротивлением.

Несмотря на периодичность работы аппаратов с неподвижным слоем, адсорбционные установки работают непрерывно, в них включают несколько адсорберов, причем их число определяется в соответствии с продолжительностью адсорбционно-десорбционного цикла.

Схема рекуперационной установки представлена на рисунке 7.7.

Исходную газовую смесь подают в адсорбер 1,заполненный активным углем. После насыщения слоя в адсорбере 1его переключают на стадию десорбции, а исходную смесь направляют в адсорбер 2. Адсорбент регенерируют острым динамическим 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.

а – вертикальный; б - горизонтальный; 1 - корпуса; 2- опорно-распределительные решетки; 3 - люки для выгрузки адсорбента; 4 - люки для загрузки адсорбента

Рисунок 7.6 - Адсорберы с неподвижным слоем адсорбента

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

Рисунок 7.7 - Схема рекуперационной адсорбционной установки

Число стадий цикла работы адсорбционной установки может составлять четыре (адсорбция, десорбция, сушка, охлаждение), три (адсорбция, десорбция, сушка или охлаждение) или две (адсорбция, десорбция). Двухстадийными являются короткоцикловые безнагревные адсорбционные установки, служащие для очистки и разделения газов (рисунок 7.8).

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

1, 2 - адсорберы Рисунок 7.8 - Схема короткоцикловой безнагревной адсорбционной установки

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.