Адсорбция паров летучих растворителей. Примеры конструкций адсорбционно-каталитических аппаратов

2.2 Проточно-каталитический фильтр

Проточно-каталитический фильтр включается на стадии регенерации при подаче в него продуктов десорбции (гетерогенно-каталитического окисления) с адсорбционно-каталитического аппарата. Регенерация начинается после включения нагревательного устройства 10 для подогрева слоя шихты 7 адсорбента катализатора до 400-500 °С. Десорбируемые продукты проходят через на

гретые слои шихты и совместно с подающим через устройство 3 окислительным газом доразлагаются на безвредные вещества, которые выбрасываются в атмосферу.

Для повышения эффективности процесса адсорбции и регенерации разработан аппарат, в котором утилизируется тепло отходящего газа и увеличивается степень очистки газов. В аппарате совмещены два фильтра: адсорбционно-каталитический и проточно-каталитический (рис. 3). Такой аппарат содержит герметичный корпус 1, слой адсорбента-катализатора 2, патрубки входа 11 и выхода газа 7.

В центральной части корпуса 1 размещена цилиндрическая перегородка и кассета со слоем адсорбента-катализатора 2, Перегородка снабжена тепловыми ребрами 9 и 10 с чередующимися отверстиями 6. В нижней части слоя катализатора установлен сетчатый фильтр 14. Перегородка в верхней части размещена с зазором так, что образуется канал 4 для прохода газа. В нижней части корпуса размещен дополнительный патрубок 13 для выхода газа при адсорбции. Кроме того, над крышкой 5 установлена емкость 8 до засыпки (ссыпки) адсорбента-катализатора.

Таких аппаратов в системе очистки газов можно установить несколько в зависимости от расхода дренажных газов. Аппараты размещают либо параллельно, либо последовательно.

Аппарат работает следующим образом. По патрубку 11 поступают отходящие газы, содержащие органические вещества, например метиловый спирт. При этом патрубок 7 для выхода газа закрыт, а дополнительный патрубок 13 открыт. Отходящие газы проходят через слой адсорбента 2 и выбрасываются через дополнительный патрубок 13 в атмосферу. При регистрации индикатором, размещенным в дополнительном патрубке 13, паров метилового спирта прекращают подачу дренажных газов и закрывают патрубок 13.

После этого устройство работает в режиме регенерации. По патрубку 11 поступает окислительный газ (кислород или воздух).

Рис. 2. Проточно-каталитический фильтр;

1 - сетка; 2 - корпус; 3 - распределительное газовое устройство;

4 - газоподводящий трубопровод; 5 -электроизоляция; б - герметичная камера; 7 - цилиндрическая часть; 8 - электронагревательная спираль;

9 - дифузорная часть; 10 - устройство для подогрева; 11 - конфузорная часть; 12 - теплоизоляция

Рис. 3. Совмещенный адсорбционно-каталитический аппарат:

1 - корпус; 2 - адсорбент-катализатор; 3 - каталитический фильтр;

4 - канал; 5 - крышка; 6 - отверстия; 7 - патрубок выхода; 8 - емкость;

9, 10 – тепловые ребра; 11 - входной патрубок; 12 - перегородка;

13 - дополнительный патрубок; 14 - сетчатый фильтр

В адсорбенте-катализаторе 2 происходит гетерогенное окисление метилового спирта с выделением тепла, которое нагревает входящую в канал 4 смесь. Нагретая смесь обтекает тепловые ребра 10 и через отверстия 6 заворачивается к поверхности перегородки 12. При этом наружная поверхность перегородки разогревается, а вследствие этого разогревается и шихта фильтра 3, на котором происходит доочистка десорбируемых в адсорбенте-катализаторе неразложившихся веществ. Очищенный газ выходит в атмосферу через патрубок 7. При регенерации часть адсорбента-катализатора вырабатывается и пополняется из емкости 8.

2.3 Криогенные адсорбционно-каталитические устройства

Для удаления остатков токсичных веществ из емкостей, имеющих один подводящий патрубок, можно рекомендовать адсорбционные вакуумные насосы. Такие насосы служат для удаления газов из замкнутого объема методом криоскопического откачивания. Криоскопическое откачивание основано на использовании активного адсорбента, который охлаждается до установленной низкой температуры в криогенной области (ниже 100 К) с тем, чтобы удалить остатки веществ и газы из емкости.

На рис. 4 показан адсорбционный вакуумный насос, обеспечивающий вакуум в емкости и удаление токсичных веществ. В корпусе 1 коаксиально установлены кассеты 2 с адсорбентом. Корпус 1 имеет форму усеченного конуса, обращенного большим основанием вниз, а участок входного патрубка 3, расположенный внутри кассеты 2, размещен по оси последнего и имеет прорези 4 переменной ширины, увеличивающиеся книзу, что обеспечивает равномерное насыщение-адсорбента.

Несколько иным техническим решением отличается адсорбционный насос, показанный на рис. 5. В корпусе 1 насоса коаксиально расположен цилиндрический сосуд 2 с хладагентом, на наружной поверхности которого размещены адсорбент-катализатор 3, и размещена кассета 5. Для подвода регенерирующего газа служит патрубок 4. Цилиндрический сосуд имеет продольные П-образные выступы 7, между которыми в стенке сосуда находятся продольные каналы 6, сообщенные с патрубком 4 для подвода регенерирующего газа и открытые со стороны наружной поверхности сосуда 2.

Насос работает следующим образом.

Газ из откачиваемого объема (емкости) поступает в полость корпуса 1, где поглощается адсорбентом-катализатором. При этом легко сорбируемые компоненты откачиваемого газа поглощаются неохлаждаемой адсорбционной кассетой 5, а трудно сорбируемые адсорбентом 3, размещенным на поверхности сосуда 2, заполненного хладагентом. П-образные выступы 7 обеспечивают эффективное охлаждение адсорбента 3, что обусловлено развитой поверхностью теплообмена между сосудом 2 и адсорбентом 3. После насыщения адсорбента 3 и адсорбционной кассеты 5 насос отключается от откачиваемого объема и начинается процесс регенерации. Регенерирующий газ через патрубок 4 и каналы 6 поступает в слой адсорбента 3. При этом эффективно регенерируется не только адсорбент 3, но и адсорбционная кассета 5.

Удаление остатков, например формальдегида, из емкости адсорбционным насосом можно пояснить на следующем примере.

Рис. 4. Адсорбционный насос с обычным адсорбентом-катализатором: 1 - корпус; 2 - кассеты с адсорбентом; 3 - участок входного патрубка; 4 - прорези; 5 - сосуд с хладагентом

Рис. 5. Адсорбционный насос с криогенным адсорбентом и обычным адсорбентом-катализатором:

1 - корпус; 2 - сосуд с хладагентом; 3 - кассета с адсорбентом катализатором; 4 - подводящий патрубок; 5 - кассета с криогенным адсорбентом-катализатсром; 6 - продольные каналы; 7 – выступы

Промотированный алюмосиликат помещают в герметичный сосуд, сообщаемый с очищаемой емкостью. Внешнюю поверхность герметичного сосуда охлаждают хладагентом, например жидким азотом, до 78-88 К. Сорбент-катализатор поглощает жидкую и газовую смесь, и в емкости создается вакуум порядка 13,3-1,33 Па. Затем сообщение емкости с сорбентом перекрывают и сорбент нагревают до температуры окружающей среды. На адсорбент-катализатор подают кислородно-азотную смесь для окисления формальдегида до диоксида углерода, воды и муравьиной кислоты. Степень очистки емкости составляет 98-99%, степень окисления формальдегида 85-95%.

 Скачать реферат