Характеристика абсорбентов и их регенерация.

Способы очистки выбросов от газообразных и парообразных примесей можно разделить на две основные группы: абсорбция жидкостями и адсорбция твердыми поглотителями.

Абсорбция это процесс поглощения газов или паров из газовых или паровых смесей жидкими поглотителями абсорбентами. Различают физическую и химическую абсорбцию.

При физической абсорбции молекулы поглощаемого вещества (абсорбтива) не вступают с молекулами абсорбента в химическую реакцию. При этом над раствором существует определенное равновесное давление компонента. Процесс абсорбции проходит до тех пор, пока парциальное давление целевого компонента в газовой фазе выше равновесного давления над раствором.

При химической абсорбции молекулы абсорбтива вступают в химическое взаимодействие с активными компонентами абсорбента, образуя новое химическое соединение. При этом равновесное давление компонента над раствором ничтожно мало по сравнению с физической абсорбцией и возможно полное его извлечение из газовой среды.

Процесс абсорбции является избирательным и обратимым. Избирательность это поглощение конкретного целевого компонента (абсорбтива) из смеси при помощи абсорбента определенного типа. Процесс является обратимым, так как поглощенное вещество может быть снова извлечено из абсорбента (десорбция), а абсорбтив снова может быть использован в процессе.

Промышленные абсорбенты, применяемые в непрерывных процессах очистки газовых потоков, должны удовлетворять ряду требований:

1. Обладать высокой поглотительной способностью. Это требование приводит к уменьшению расходования абсорбента, а следовательно, к уменьшению расходов энергии на транспортировку жидкой фазы и на регенерацию абсорбента.

2. Обладать высокой селективностью по отношению к извлекаемому компоненту. Данное требование обеспечивает возможность более полного разделения смеси газа. При осуществлении процесса абсорбции парциальное давление паров абсорбента должно быть невелико во избежание потерь поглотителя, в связи с чем необходимо выполнение третьего требования.

3. Иметь возможно меньшую летучесть.

4. Обладать хорошими кинетическими свойствами, что приводит к снижению высоты абсорбера.

5. Обладать хорошей способностью к регенерации. Легкая регенерация абсорбента приводит к сокращению времени регенерации и расходов теплоносителя. Абсорбент при этом должен иметь достаточно высокую температуру кипения, чтобы предотвратить потери его за счет испарения при проведении стадии регенерации. Температура кипения абсорбента должна быть выше 150 оС. В промышленной практике хорошо зарекомендовали себя абсорбенты, температура кипения которых равна 170 – 200 оС.

6. Обладать термохимической устойчивостью. От этого зависит продолжительность использования абсорбента в круговых процессах. Поэтому при выборе абсорбента необходимо учитывать даже медленно протекающие побочные реакции (взаимодействие с компонентами газового потока, гидролиз и др.) в условиях непрерывного чередования стадий абсорбции и регенерации абсорбента.

7. Не оказывать значительного коррозионного воздействия на аппаратуру.

8. Обладать нетоксичностью, огнестойкостью и взрывобезопасностью.

9. Иметь низкую стоимость и быть доступными в промышленных масштабах.

Процесс абсорбции протекает на поверхности раздела фаз, поэтому абсорбер должен иметь возможно более развитую поверхность соприкосновения между жидкостью и газом.

По способу образования межфазной поверхности абсорберы можно условно разделить на группы: поверхностные, насадочные, барботажные (тарельчатые), распыливающие (брызгальные). В рамках каждой группы существует множество конструкций.

По способу организации массообмена абсорбционные устройства принято делить на аппараты с непрерывным и ступенчатым контактом фаз. К устройствам с непрерывным контактом фаз можно отнести насадочные колонны, распылительные аппараты, однополочные барботажные и пенные устройства, а к устройствам со ступенчатым контактом – тарельчатые колонны, многополочные барботажные и пенные устройства.

Многофункциональный абсорбер.

Изобретение относится к малогабаритным многофункциональным массообменным аппаратам, применяемым в химической, нефтехимической и газовой промышленности для осуществления процессов тепломассообмена между газом и жидкостью: гликолевой осушки газа, аминовой очистки газа от углекислоты и сернистых примесей. Предпочтительная область применения - процессы гликолезой осушки и отбензинивания природного и попутного нефтяного газа на установках подготовки и переработки газа, расположенных внутри помещений Крайнего Севера, на морских платформах в нефтегазодобывающих суда х. Известен многофункциональный абсорберсепаратор для гликолевой осушки газа, включающий входную сепарационную секцию, глухую тарелку, массообменные тарелки и верхнюю сепарационную секцию. Основные данные абсорбера: производительность 10млн.нм 3/сут, рабочее давление 9,4МПа, диаметр 1800ии, высота 16800мм, число контактных ступеней 5, масса 61,6. На контактных ступенях его установлены по две тарелки: одна сетчатая, а другая с прямоточными патрубками. Недостатком известного абсорбера является значительный высотный габарит из-за большого расстояния между двойными ступенями, достигающего 1000 - 1200мм. Поэтому металлоемкость известного абсорбера при его производительности по газу 10млн.м 3/сут и массе 55,1т высокая и составляет Наиболее близким техническим решением к заявляемому являются многофункциональный абсорбер-сепаратор, в котором установлены контактные элементы с осевыми завихрителями, он включает входн ую нижнюю сепарационную секцию, глухую тарелку, массообменные тарелки с осевыми завихрителями в верхнюю фильтросепарационную секцию. Благодаря применению контактных и сепарационных элементов с осевыми завихрителями удается повысить производительность и снизить высоту аппарата до 12,1м при уменьшении диаметра с 1,8 до 1,4м, а тем самым добиться самой низкой удельной металлоемкости по сравнению с другими известными конструкциями абсорберов: Ма = 2,2т/млн.нм 3/сут

Адсорбционная осушка газа.

Адсорбционная осушка газа применяется для получения низкой "точки росы" (-20-30°С), которая необходима при транспорте газа в север­ных районах страны. Одним из важных преимуществ адсорбции является то, что не требуется предварительной осушки газа, так как твердые адсор­бенты, наряду с жидкими углеводородами, хорошо адсорбируют и влагу. В качестве адсорбента используют твердые пористые вещества, обладающие большой удельной поверхностью.

К ним относятся активированные угли (S _уд = 600-1700 м²/г); силикагели - продукты обезвоживания геля кремниевой кислоты (S _уд-320-770M /г); цеолиты - минералы, являющиеся водными алюмосиликатами натрия и кальция, а также искусственные цеолиты.

Сущность адсорбции состоит в концентрировании вещества на по­верхности или в объеме микропор твердого тела. Эффективные радиусы микропор составляют (5-10) 10'¹⁴ мкм. Максимальная активность, дости­гаемая к моменту равновесия при данных температуре и концентрации по­глощаемого вещества в газовой фазе, называется равновесной статической активностью. Активность при поглощении до появления поглощаемого компонента за слоем поглотителя называется динамической активностью.

Динамическая активность адсорбента характеризует вес улавливаемой жидкости в процентах от веса адсорбента. Обычно она равна 4-7%.

Промышленные адсорбенты должны обладать достаточно высокой ак­тивностью, обратимостью адсорбации и простотой регенерации, малым сопротивлением потоку газа и высокой механической прочностью.

Десорбция основана на том, что при повышении температуры увели­чивается энергия адсорбированных молекул и они могут освобождаться от адсорбента. Наиболее благоприятны для этого температуры 200-300°С.

В момент насыщения адсорбента влагой в одном из адсорберов в дру­гом происходит десорбция и охлаждение. Процесс протекает последова­тельно по мере насыщения влагой адсорбента в колонне. Размеры адсорбе­ров в 2-3 раза меньше абсорберов. Внутри аппарата размещено от 4 до 8 полок, на которые насыпают необходимое количество адсорбента. Работа­ет адсорбер без замены селикагеля до 2 лет. Рабочая температура в адсорбере 10-14 °С, средняя скорость движения газа через адсорбер 0,15-0,5 м/с, давление газа 7-8 МПа.

Продолжительность циклов насыщения, регенерации и охлаждения адсорбента определяется временем, необходимым для его регенерации. Обычно цикл насыщения длится 10-20 ч, а цикл регенерации 4-8 ч.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: