Адсорбційний апарат із щільним рухаючимся шаром адсорбенту.

 

 

Мал. 1. Адсорбер із щільним рухаючнмси шаром адсорбенту:

І – зона адсорбції; ІІ – зона ректифікації; ІІІ – зона десорбції;

1 – розподільні решітки; 2 – холодильник;

З – бункер для подачі адсорбенту; 4 – затвор-регулятор; 5 – газодувка.

 

Адсорбційний апарат із щільно рухаючимся шаром адсорбенту, служить для поділу газових сумішей, представлений на мал. 1.

Апарат містить у собі адсорбційну І і ректифікаційну II зони, де відбувається поділ подаваної газової суміші, і десорбційну зону III, що служить для регенерації адсорбенту. Зони розділені розподільними ґратами 1. Адсорбент безупинно циркулює в апараті: спочатку прохолоджується в холодильнику 2, потім проходить адсорбційну зону І, де він переважно поглинає важкі компоненти, збагачуючи газ легкою фракцією, що відбирають з цієї зони. При проходженні адсорбентом ректифікаційної зони ІІ частково поглинена легка фракція витісняється парами важкої, вихідними з десорбційної зони ІІІ. Важку фракцію відбирають на виході з десорбційної зони II. Регенерований у зоні ІІІ гарячий адсорбент пневмотранспортом, за допомогою газодувки 5, направляють у бункер 3, відкіля він знову надходить у холодильник.

11.1. СИТЧАСТИЙ КОЛОННИЙ ЕКСТРАКТОР

 

 

 

Рисунок 11.1. Ситчастий колонний екстрактор

 

Диспергуюча фаза (легка), проходячи через отвори ситчастих тарілок, багатократно дробиться на краплі і струйки, які, в свою чергу, розпадаються на краплі в міжтарілковому просторі. Після взаємодії із суцільною фазою краплі коалесцують и утворюють шар легкої фази під кожною вищерозташованною тарілкою. У випадку утворення важкої фази, шар рідини утворюється над тарілкою.

Коли гідростатичний тиск шару рідини стає достатнім для подолання опору отворів тарілки, рідина, проходячи крізь отвори тарілки, диспергується знову. Суцільна фаза (важка рідина) перетікає з тарілки на тарілку через переливні патрубки.

 

 

11.2. ПОЛОЧНИЙ КОЛОННИЙ ЕКСТРАКТОР

 

 

Рисунок 11.2. Полочний колонний екстрактор:

а – з поличками типу диск-кільце;

б – з чергуючимися поличками типу І і ІІ.

 

Колони з тарілками – перегородками різноманітних конструкцій. Перегородки мають форму або чергуючихся дисків і кілець, або глухих тарілок, або форму дисків з вирізами.

Відстань між поличками складає зазвичай 50 – 150 мм. Краплі, коалесцуючи, обтікають перегородки у вигляді тонкої плівки, омиваємої суцільною фазою. Інтенсивність масопередачі в полочних колонах декілька вище, ніж в розпилюючих, головним чином за рахунок їх секціювання за допомогою перегородок, що призводить до зменшення оберненого перемішування.

 

11.3. РОТОРНО-ДИСКОВИЙ КОЛОННИЙ ЕКСТРАКТОР

 

Рисунок 11.3. Роторно-дисковий екстрактор:

1 – корпус; 2 – кільцеві перегородки;

3 – ротор; 4 – привід; 5, 6 – відстійні зони;

7 – розподілювач легкої фази.

 

В середині корпусу 1 на рівній відстані один від одного закріплені нерухомо кільцеві перегородки 2. По вісі колони проходить вертикально вал з горизонтальними плоскими дисками, або ротор 3. який приводить в обертання за рахунок приводу 4. Диски ротора розміщені симетрично відносно перегородок 2, причому кожні дві сусідні кільцеві перегородки і диск між ними утворюють секцію колоии. Кільця і диски, що чергуються перешкоджають повздовжньому перемішуванню. До змішувальної зони колони дотикаються верхня 5 і нижня 6 відстойні зони. Одна з фаз (наприклад легка) диспергується за допомогою розподілювача 7, а далі багатократно дробиться (редиспергується) за допомогою дисків ротора в секціях колони. Після перемішування фази частково розділяються внаслідок різниці густин при обтіканні їми кільцевих перегородок, що обмежують секції колони. При цьому легка фаза піднімається до верху, аважка фаза опускається до низу і захоплюється відповідними дисками ротора для наступного перемішування.

12.1. СХЕМИ ЕКСТРАКТИВНОЇ РЕКТИФІКАЦІЇ

 

Рисунок 12.1. Схема установки для екстрактивної ректифікації бінарної суміші компонентів А і В:

1 - колона для екстрактивної ректифікації, 2- колона для розділення компонента В та екстрагувального компонента С; 3 - насоси; 4 - кип'ятильники; 5 - конденсатори

 

Коли коефіцієнт відносної леткості а = Р_А/Р_в компонентів А і В суміші незначний, крім рек­тифікації під вакуумом, можна застосовувати методи, які ґрунтуються на вве­денні в розділювану суміш додаткового (розділювального) компонента. У цьо­му додатковому компоненті, який є висококишіячим відносно одного з компо­нентів суміші, останній легко розчиняється, а другий компонент вихідної суміші є нерозчинним або практично нерозчинним. Наявність третього (додат­кового, або екстрагувального) компонента збільшує відносну леткість компо­нента вихідної суміші, нерозчинного в утворюваній трикомпонентній суміші.

Підвищення а полегшує розділення вихідних компонентів, але передба­чає наступне розділення суміші НКК вихідної суміші - екстрагувальний компо­нент, яка видаляється з кубовим залишком. Цей метод розділення називається екстрактивною ректифікацією (рис.3.57).

12.2. АЗЕАТРОПНОЇ РЕКТИФІКАЦІЇ

 

 

 

Рисунок 12.2. Схема установки для азеотропної ректифікації:

1 - колона; 2 - кип'ятильник; 3 - конденсатор; 4 - відстійник; А і В - компоненти вихідної суміші; С - додатковий розділювальний компонент

 

Азеотропна ректифікація грунтується на наявності в колоні розділювального компонента, який найчастіше відбирають з колони у вигляді дистиляту (рис.3.58).

Вихідна азеотропна суміш А+В, яка надходить на живильну тарілку ко­лони, контактує з додатковим компонентом С, у результаті чого утворюється нова азеотропна суміш практично взаємно нерозчинних рідин В+С, пара якої після конденсації розділяється у відстійнику на компоненти В і С. Кубовий за­лишок при цьому являє собою практично чистий компонент А.

Якщо як розділювальний компонент використовують розчинні тверді ре­човини, то такий процес називають сольовою ректифікацією.