Десорбция. 
Процессы и аппараты защиты окружающей среды

Извлечение адсорбированного вещества из твердого поглотителя (десорбция) является необходимой составной частью всех технологических процессов адсорбции, проводимых в замкнутом цикле. Стоимость процесса десорбции оказывает большое влияние на общую себестоимость проведения процессов разделения и очистки веществ адсорбционными методами.

К числу основных методов десорбции (регенерации адсорбента) относятся:

• 1) вытеснение из адсорбента поглощенных компонентов посредством агентов, обладающих более высокой адсорбционной способностью, чем поглощенные компоненты;
• 2) испарение поглощенных компонентов, обладающих относительно высокой летучестью, путем нагрева слоя адсорбента.

В некоторых случаях для удаления из адсорбента смолообразных и других продуктов, образующихся в результате побочных процессов, окончательную очистку адсорбента осуществляют выжиганием этих компонентов (окислительная регенерация адсорбента).

Выбор того или иного способа десорбции производится на основе технико-экономических соображений, причем часто указанные выше способы применяются в комбинации друг с другом. На практике процессы десорбции обычно осуществляют путем пропускания пара или газа, не содержащего адсорбтива, через слой адсорбента после завершения прямого процесса (адсорбции). Для повышения скорости извлечения десорбцию проводят наиболее часто при повышенных температурах, например, пропуская через слой адсорбента предварительно нагретый десорбирующий агент.

Рассмотрим примеры решения задач.

Задача 8.2. Определить требуемое количество активированного угля, высоту слоя адсорбента и диаметр адсорбера периодического действия для поглощения паров бензина из смеси его с воздухом. Расход паровоздушной смеси 3450 м^[1]/ч; начальная концентрация бензина Со = 0,02 кг/м^[1]; скорость паровоздушной смеси w = 0,23 м/с, считая на полное сечение аппарата; динамическая активность угля по бензину 7% (по массе), остаточная активность после десорбции 0,8% (но массе); насыпная плотность угля Р_|1ас = 500 кг/м^[1]; продолжительность десорбции, сушки и охлаждения адсорбента 1,45 ч.

Решение.

1. Для поглощения бензина за 1,45 ч необходимое количество адсорбента:

При заданной скорости паровоздушной смеси, равной 0,23 м/с, и расходе 3450 муч необходимый диаметр адсорбера:

центрацией с₀ = 0,029 кг/м³ составляет w = 25 м/мин; концентрация смеси на выходе из адсорбера С] = 0,0002 кг/м³; насыпная плотность слоя р_нас = 500 кг/м .

Решение.

1. Поперечное сечение аппарата:

2. Количество парогазовой смеси, проходящей через адсорбер за один период:

3. Количество адсорбирующихся паров этилового спирта:

или.

где 46 — молекулярная масса этилового спирта.

4. Количество активированного угля, загружаемого в адсорбер:

что составляет: 1570/6,52 ~ 240,8 кг/кмоль.

5. Количество адсорбированного пара, а на 1 кг угля:

Числовые значения коэффициентов принимаем по табл. 8.5: тп = 3,65 10³; п = 0,928.

6. Теплоту адсорбции можно рассчитать по формуле На 1 кг угля выделяется теплоты.

Всего на один период выделится теплоты:

• [1] Высота слоя адсорбента: Задача 8.3. Определить количество тепла, которое выделяется за один период адсорбции (т = 133 мин) паров этиловогоспирта активированным углем. Диаметр адсорбера 2 м; высотаслоя Н= 1,0 м; скорость паровоздушной смеси с начальной кон-
• [2] Высота слоя адсорбента: Задача 8.3. Определить количество тепла, которое выделяется за один период адсорбции (т = 133 мин) паров этиловогоспирта активированным углем. Диаметр адсорбера 2 м; высотаслоя Н= 1,0 м; скорость паровоздушной смеси с начальной кон-
• [3] Высота слоя адсорбента: Задача 8.3. Определить количество тепла, которое выделяется за один период адсорбции (т = 133 мин) паров этиловогоспирта активированным углем. Диаметр адсорбера 2 м; высотаслоя Н= 1,0 м; скорость паровоздушной смеси с начальной кон-