Адсорбционные методы очистки отходящих газов от летучих органических соединений. Адсорбционное оборудование.

Рекуперация органических растворителей имеет как экономическое, так и экологическое значение, поскольку потери их с выбросными газами составляют 600-800 тыс. т/год. Выбросы паров растворителей происходят при их хранении и при использовании в технологических процессах. Для их рекуперации наибольшее распространение получили методы адсорбции.

Улавливание паров возможно любыми мелкопористыми адсорбентами: активными углями, силикагелями, алюмогелями, цеолитами, пористыми стеклами и т. п. Однако активные угли, являющиеся гидрофобными адсорбентами наиболее предпочтительны для решения этой задачи: при относительной влажности очищаемых паровоздушных или парогазовых потоков до 50% влага практически не влияет на сорбируемость паров органических растворителей.

Поглощение паров летучих растворителей можно проводить в стационарных (неподвижных), кипящих и плотных движущихся слоях поглотителя, однако в производственной практике наиболее распространенными являются рекуперационные установки со стационарным слоем адсорбента, размещаемым в вертикальных, горизонтальных или кольцевых адсорберах. Адсорберы вертикального типа обычно используют при небольших потоках подлежащих очистке паровоздушных (парогазовых) смесей, горизонтальные и кольцевые аппараты служат, как правило, для обработки таких смесей при высоких (десятки и сотни тысяч кубометров в час) скоростях потоков. Рекуперационные установки с адсорберами периодического действия (со стационарным слоем адсорбента) работают по трем технологическим циклам: четырех-, трех- и двухфазному.

Четырехфазный цикл включает последовательно фазы адсорбции, десорбции, сушки и охлаждения. Адсорбцию проводят на активных углях. При десорбции из насыщенного адсорбента острым паром удаляют адсорбированный растворитель.

Двухфазный цикл включает две стадии (операции): адсорбцию и десорбцию. При этом процесс адсорбции совмещают с сушкой и охлаждением поглотителя. Выбор того или иного цикла работы рекуперационной установки определяется характером подлежащих улавливанию растворителей, их содержанием в исходной паровоздушной смеси, особенностями и технико-экономическими возможностями производства, в технологии которого происходит образование паров летучих растворителей. С целью гарантирования непрерывности рекуперационного процесса установка улавливания паров летучих растворителей должна включать как минимум два адсорбера периодического действия (обычно их число составляет от 3 до 6 и более).

Адсорберы. Конструктивно адсорберы выполняются в виде вертикальных, горизонтальных либо кольцевых емкостей, заполненных пористым адсорбентом, через который фильтруется поток очищаемого газа. Выбор конструкции определяется скоростью газовой смеси, размером частиц адсорбента, требуемой степенью очистки Вертикальные адсорберы обычно применяют при небольших объемах очищаемого газа, горизонтальные и кольцевые — при высокой производительности (достигающей десятков и сотен тыс. м³/ч.

Очистка газа происходит через неподвижный или движущийся слой адсорбента. Наибольшее практическое применение получили периодические адсорбционные процессы в аппаратах с неподвижным слоем адсорбента. Для обеспечения непрерывности очистки газа предусматриваются два или иногда даже три адсорбера. В первом случае в одном аппарате проводят адсорбцию, в другом — десорбцию поглощенного из газа вещества, в третьем — охлаждение адсорбера.

Аппараты с движущимся слоем адсорбента обеспечивают непрерывность процесса и позволяют полнее использовать адсорбционную способность сорбента, а также упростить эксплуатацию оборудования. Недостатком метода, считаются значительные потери адсорбента за счет ударов частиц друг об друга, истирания о стенки аппарата и его унос очищенным потоком газа. Адсорбция эффективна при удалении больших концентраций загрязняющих атмосферу веществ. Этот метод также применим в случаях, когда необходимо удаление паров как летучих углеводородов и органических растворителей, так и ядовитых, и токсических веществ, предполагаемых канцерогенов (выхлопные газы автомобилей, радиоактивные газы – радиоактивный йод и др.).