Способ адсорбции Советский патент 1991 года по МПК B01D53/04 

Изобретение относится к способам адсорбционной очистки парогазовых смесей и может быть использовано в химической промышленности в установках осушки воздуха, рекуперации органических растворителей или санитарной очистки выбросов в атмосферу.

Цель изобретения - повышение эффективности использования адсорбента за счет увеличения его динамической емкости до равновесного значения.

Схема осуществления способа приведена на чертеже.

Установка для осуществления способа включает несколько последовательно расположенных слоев адсорбента (или несколько адсорберов) 1-3, соединенных между собой трубопроводами.На линии ввода свежей парогазовой смеси в адсорбер 1 расположены вентили 4 и 5, в адсорбер 2 вентиль бив адсорбер 3 - вентиль 7, на линии, соединяющей адсорбер 1 с адсорбером 2 - вентили 8 и 9, на линии, соединяющей адсорбер 2 с адсорбером 3, - вентили 10 и 11. Вентили 12-14 соединяют соответственно адсорберы 1-3 с атмосферой, а вентиль 15, выходящий из адсорбера 3, соединен с линией подачи свежей парогазовой смеси (на чертеже не показано).

Способ осуществляют следующим образом.

Поток парогазовой смеси пропускают через слой адсорбента в адсорбере при этом все вентили, кроме 4 и 12, закрыты. После насыщения слоя адсорбента до степени 15-55% направление движения потока парогазовой смеси изменяют на обратное, при этом вентили 5.9 и 13 открыты, а остальные закрыты, и поток парогазоО

ел о

Ю 00

вой смеси из адсорбера поступает в адсорбер 2 и далее в атмосферу. По достижении степени насыщения слоя адсорбента в адсорбере 15-55% направление движения потока парогазовой смеси через него изменяют на обратное. При этом вентили 6,10 и 14 открывают, а остальные закрывают. Адсорбер 1 переводят на регенерацию, а поток парогазовой смеси из адсорбера 2 направляют в адсорбер 3. По достижении степени насыщения слоя адсорбента в адсорбере 3 15-55% направление потока парогазовой смеси изменяют на обратное, при этом вентили 7 и 12 открыты, а остальные закрыты. Адсорбер 2 пререводят на регенерацию, а поток парогазовой смеси из адсорбера 3 направляют в адсорбер 1, открывая вентиль 15 и т.д. Для регулирования степени насыщения в адсорберах 1-3 предусмотрены дополнительные линии с вентилями 8 и 11.

Пример. Опыты проводились на проточной установке с использованием в качестве адсорбента силикагеля марки КСС, активного угля СКТ-3 и активного угля АР- 5, в качестве модельной парогазовой смеси использовали смесь воздуха и паров воды (адсорбция на силикагеле), смесь воздуха и толуола (адсорбция на активном угле СКТ- 3), смесь воздуха и бутила крилата, а также смесь воздуха и бутилацетата (адсорбция обеих смесей на активном угле АР-Б). По ток смеси пропускали через слой адсорбента высотой 8 см. При адсорбции паров воды количество поглощенного вещества определяли весовым способом в различные моменты времени, эти данные использовали при определении степени насыщения слоя. Процесс адсорбции при использовании других смесей контролировали хроматографиче- ским способом (хроматограф хром-4, колонки длиной 3 м, неподвижная фаза 15% Reoplex 400 на Chromaton N-AW. Поток смеси пропускали через слой адсорбента (силикагеля или активного угля) до накопления в

нем заданного количества вещества (в процентах от количества вещества), поглощенного к моменту достижения равновесия 10,15...100%. Равновесная величина адсорбции паров i воды для условий опытов по известному способу составила, мас.% : 2,93; толуола 15,3; бутилакрилата 18,0, бутилацетата 16,5.

Результаты проведенных опытов представлены в табл.1 и 2.

Из табл.1 и 2 видно, что равновесная емкость адсорбента, достигаемая при пропускании ПГС по условиям известного способа, составляет, мас.%: 2,93 по парам воды;

15,30 по парам толуола; 18,00 по парам бутилакрилата; 16,50 по парам бутилацетата. В предложенном способе эти значения могут быть увеличены,, если поток ПГС пропускать через слой адсорбента до степени

насыщения у в пределах15% у 55%.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает более эффективное использование адсорбента за счет повышения динамической емкости его по сравнению с

обычным, исключающим изменение направления потока при адсорбции.

Формула изобретения Способ адсорбции, включающий пропуекание потока парогазовой смеси, содержащего сорбируемый компонент, через два последовательно расположенных слоя адсорбента, отличающийся тем, что, с целью-повышения эффектианости использования адсорбента за счет увеличения его динамической емкости до равновесного значения, поток газа пропускают через слой адсорбента, расположенного первым по направлению движения газа, до достижения

степени насыщения адсорбента 15-65%, по- . еле чего направление движения потока газа в этом слое изменяют на обратное, а выходящий из слоя поток газа пропускают далее через второй слой адсорбент,

Таблица 1

Изобретение относится к способам адсорбционной очистки парогазовых смесей и может быть использовано в химической промышленности в установках осушки воздуха, рекуперации органических растворителей или санитарной очистки выбросов в атмосферу. Изобретение позволяет повысить эффективность использования адсорбента за счет повышения динамической емкости его до равновесного значения. Это достигается тем, что в способе адсорбции, включающем пропускание потока парогазовой смеси, содержащего сорбируемый компонент через два последовательно расположенных слоя адсорбента, поток газа пропускают через слой адсорбента, расположенного первым по направлению движения газа, до достижения степени насыщения адсорбента 15-55%. После этого направление движения потока газа в этом слое изменяют на обратное, а выходящий из слоя поток газа пропускают далее через второй слой адсорбента. 1 ил,, 2 табл.

Показатели

Расход смеси, л/мин

Концентрация сорбируемых паров воды (толуола), г/м3 Начальная Конечная Температура, К

Линейная скорость пропускания смеси, м/с в прямом направлении в обратном направлении Равновесная емкость адсорбента, при степени насыщения его водой (толуолом), мае. % при однократном пропускании потока смеси 10 15 30 40 55 60 100

Показатели

Расход смеси, л/мин

Концентрация сорбируемых паров бутилак- рилата (бутилацетата), г/м Начальная Конечная Температура. К

Линейная скорость пропускания смеси, м/с в прямом направлении в обратном направлении Равновесная емкость адсорбента, при степени насыщения его, мае. % при степени насыщения его бути л акрил атом (бутилацетатом) при однократном пропускании потока смеси 10 15 30 40 55 60 100

Способ

Без изменения на- правления потока

С изменением направления потока

0,42

0.42

0,11(0.08)

294

0,25 0,25

2,93(15,30) 3.15(16,10) 3,62 (18.51) 3.81 (19.25) 3,08(16.17) 2.93(15.60) 2.93(15.30)

Таблице 2

Способ

без изменения направления потока

с изменением на- правления потока

0.42

0,42

0.05(0.15)

290

0.25 0,25

В атмосферу

S