Адсорбционная очистка газов

Адсорбенты, используемые в процессах очистки отходящих газов, должны удовлетворять следующим требованиям:

• иметь большую адсорбционную способность при поглощении компонентов при небольших концентрациях их в газовых смесях;

• обладать высокой селективностью;

• иметь высокую механическую прочность;

• обладать способностью к регенерации;

• иметь низкую стоимость. В качестве адсорбентов наибольшее распространение нашли такие материалы, как активные угли, силикагели, алюмогели и цеолиты.

Активные угли (пористые адсорбенты органического происхождения). Их получают из различных видов органического сырья: угля, торфа, дерева, костей животных, скорлупы орехов.

В зависимости от назначения угли подразделяются на осветляющие (для обесцвечивания растворов), рекуперационные (для улавливания паров легко кипящих растворителей) и газовые (для поглощения газов и паров с малыми размерами молекул и малыми их концентрациями в газовых смесях). В газоочистке наибольшее значение имеют последние два типа.

По размеру и форме частиц активные угли подразделяются на гранулированные и порошкообразные. Гранулированные угли применяют чаще всего при очистке и разделении газовых потоков. Порошкообразные угли используют обычно для очистки веществ в жидкой фазе.

Активированный уголь гидрофобен и адсорбирует, прежде всего, гидрофобные вещества, к числу которых принадлежит большинство органических веществ.

Силикагель. По своей химической природе является гидратированным аморфным кремнеземом (SiО₂ ∙ nH₂0). Силикагели представляют собой твердые, прозрачные стекловидные или матовые зерна. Используют для осушки газов и поглощения паров полярных органических веществ (например, метилового спирта).

Алюмогель (активный оксид алюминия). Является гидрофильным адсорбентом. Используют для осушки газов и поглощения некоторых полярных органических веществ из газовых смесей. В отличие от силикагелей алюмогели более стойки к действию воды.

Цеолиты. Это алюмосиликаты, содержащие оксиды щелочных и щелочноземельных металлов. Основная отличительная особенность цеолитов — строго регулярная пористая структура (одинаковые по размеру поры), что позволяет использовать их для избирательной адсорбции.

Регенерация адсорбента. Регенерация заключается в удалении из его пор адсорбированного вещества. От того насколько быстро и полно удается выделить из адсорбента адсорбируемые вещества, зависит эффективность процесса очистки в целом. На регенерацию адсорбентов приходится примерно 60...70 % всех энергетических затрат адсорбционно-десорбционного цикла.

Регенерацию адсорбента проводят одним из следующих методов:

• термический метод. Процесс происходит в печах при 300 ...400 °С;

• десорбция насыщенным или перегретым водяным паром. Во втором случае используется перегретый пар при 200...300 °С;

• десорбция инертным газом при 120... 140 °С.

Виды адсорберов.

1. Адсорберы с неподвижным слоем адсорбента;

2. Адсорберы с движущимся слоем адсорбента;

3. Адсорберы с кипящим слоем адсорбента.