Организационно-правовые основы промышленной экологии. Пылеосадительные камеры. Адсорбционная очистка газов. Водообеспечение и очистка сточных вод, страница 17

Очищаемый газ, содержащий пары органических веществ, при комнатной температуре попадают в рекуператор тепла, где нагреваются теплом отходящих газов и попадает в электронагреватель, где нагревается до температуры начала каталитической реакции. За счет тепловыделения, температура газа увеличивается до 450⁰С, которая идет на нагрев исходной смеси. Газ выходит при температуре ок.100⁰С. КПД=70-80%

Устройство нестационарного каталитического реактора

1-  слой катализатора

2-  коммутирующее устройство

Функция катализатора:

·  активный компонент в окислении органических веществ

·  роль регенеративного теплообменника

Газ, предварительно  нагретый до температуры начала реакции, поступает в слой катализатора , где происходит каталитическое окисление с выделением тепла. В момент попадания газа в слой катализатора возникает температурный фронт.

Циклический процесс во времени, вектор скорости меняется на противоположный.

    Недостатки:

— наличие движущихся частей

— неполная очистка

— катализатор является и теплообменником

Каталитический реактор кипящего слоя

Предварительный нагрев до t=200-250⁰С. Высота ожиженного слоя

0,7-0,8 м. Процесс легко управляемый. На 1-1,5 кг сжигаемого органического вещества необходимо ≈15 м³ воздуха.

Диаметр реактора: 120 мм, производительность: до 1,5 кг/ч, количество катализатора: 6 л, температура процесса: 650-700⁰С. процесс протекает в беспламенном режиме.

    Преимущества:

—интенсивный тепло-массообмен

    Недостатки:

—истираемость катализатора(≈0,5% в сут.)

—необходимость сепарации от каталитической пыли

Гидродинамическая сущность процесса: если через слой зернистого материала, расположенного на перфорированной решетке аппарата, проходит поток псевдоожиженного агента, то состояние слоя оказывается различным в зависимости от скорости этого потока. При плавном увеличении скорости газового потока от 0 до т. А реализуется обычный процесс фильтрования и линия ОА - прямолинейна. При дальнейшем увеличении скорости газа режим фильтрации переходит в режим псевдоожижения. На участке ОА давление и скорость находились в прямолинейной зависимости, а на участке АВ ΔР постоянно при различной скорости.

ЛЕКЦИЯ№12

Адсорбционная очистка газов.

Механизм адсорбции молекул газов на поверхности твёрдых тел сложен и зависит от химических и физических свойств, как газов, так и твердых тел в каждом конкретном случае. Предложить общий подход к созданию адсорбции оборудования намного сложнее, чем это было в рассмотренной ранее абсорбционной установке.

В процессе адсорбции молекулы газа осаждается на поверхности твёрдого тела точно так же, как это происходит при конденсации газа. Адсорбируемые молекулы газа удерживаются физическими силами притяжения (Ван-дер-Ваальса) либо химическими силами в зависимости от химической природы молекул и поверхности. Твёрдые вещества, наиболее пригодные для адсорбции. Отличаются высокой пористостью, имеют хорошо развитую поверхность.

В качестве адсорбентов применяют пористые тела с большой удельной поверхностью (м²/г). Адсорбенты имеют различные по диаметру капиллярные каналы (поры), которые можно условно разделить на 3 группы:

-  макропористые тела   > 2 × 10^{-4 мм}

-  мезопористые тела    6 × 10^-6  ¸ 2 × 10^-4мм

-  микропористые тела  2 × 10^-6 ¸ 6 × 10^-6  мм.

Характеристика некоторых адсорбентов.

Все адсорбенты делятся на три большие группы:

-  неполярные (физическая адсорбция): акт. уголь

-  полярные (химическая адсорбция без изменения химической структуры молекул): силикагель, цеолиты, оксиды Ме.