70. Назначение и область применени процесса адсорбции. Определение средней движущей силы процесса
Под а д с о р б ц и е й понимают процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой смеси или раствора твердым веществом - адсорбентом. Поглощаемое вещество носит название адсорбата, или адсорбтива. Процессы адсорбции (как и другие процессы массопедедачи) избирательны и обычно обратимы. Благодаря их обратимости становится возможным выделение поглощенных веществ из адсорбента, или проведение процесса десорбции. Механизм процесса адсорбции отличается от механизма абсорбции, вследствие того что извлечение веществ осуществляется твердым, а не жидким поглотителем. Каждый из этих сорбционных процессов имеет свои области применения, где его использование дает больший технико-эконо-мический эффект. Адсорбция применяется главным образом при небольших концентра-циях поглощаемого вещества в исходной смеси, когда требуется достичь практически полного извлечения адсорбтива.В тех случаях,когда концентрация поглащаемого вещества в исходной смеси велика, обычно выгоднее использовать абсорбцию.
Процессы адсорбции широко применяются в промышленности при очистке и осушке газов, очистке и осветлении растворов, разделении смесей газов или паров, в частности при извлечении летучих растворителей из их смеси с воздухом или другими газами (р е к у п е р а ц н я летучих растворителей) и т. д. Еще сравнительно недавно адсорбция применялась • основном для осветления растворов и очистки воздуха в противогазах; в настоящее время ее используют для очистки аммиака перед контактным окислением, осушке природного газа, выделения и ОЧИСТКИ мономеров в производствах синтетического каучука, смол и пластических масс, выделения ароматических углеводородов из коксового газа н для многих других целей. В ряде случаев после адсорбции поглощенные вещества выделяют (десорбируют) из поглотителя. Процессы адсорбции часто сопутствуют гетерогенному катализу, когда исходные реагенты адсорбируются на катализаторе, а продукты реакции десорбнруются. например при каталитическом окислении двуокиси серы в трехокись на поверхности платинового катализатора и др.
71.Схема и принцип действия адсорбционной установки для очистки жидких пищевых продуктов.
На рис. приведена схема установки для улавливания паров органических веществ из их смеси с воздухом. Перед поступлением в адсорбер паро-воздушная смесь проходит через фильтр 1, где очищается от пыли. Это предотвращает засорение трубопроводов и быстрое снижение активности поглотителя. Смеси паров органических веществ с воздухом часто взрывоопасны (при определенных соотношениях паров и воздуха). Поэтому после фильтра смесь проходит огнепреградитель 2 — емкость, заполненную материалом с высокой теплоемкостью (обычно гравием). В случае загорания смеси в этом аппарате поток охлаждается до температуры, значительно меньшей температуры ее воспламенения, и этим предотвращается распространение пламени внутри установки. Далее смесь проходит через предохранительное устройство 3, основной частью которого является обычно, мембрана, разрывающаяся при увеличении давления в трубопроводе сверх допустимого.
Выходящая из предохранительного устройства паро-воздушная смесь при адсорбции (первая стадия) вентилятором или газодувкой 4 подается в адсорбер 5. При десорбции (вторая стадия) выходящие из адсорбера пары конденсируются в конденсаторе 6. Получаемый конденсат (называемый рекуператом) разделяется ректификацией или путем расслаивания в сепараторе, если десорбируемый компонент не смешивается с водой. При сушке адсорбента (третья стадия) в адсорбер вентилятором 7 подается воздух, предварительно нагретый в калорифере 8. При охлаждении адсорбента (четвертая стадия) подаваемый в адсорбер вентилятором 7 воздух проходит по обводной линии 9, минуя калорифер.
Рис. 2 - Схема промышленной углеадсорбционной установки для улавливания (рекуперации) паров органических веществ из их смеси с воздухом: 7 — фильтр; 2 — гравийный огнепреградитель; 3 — предохранительное устройство с разрывными мембранами; 4, 7 — вентиляторы; 5 — адсорбер; 6 — конденсатор; 3 — калорифер; 9 — обводная линия.