НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА» Інститут хімії і хімічних технологій
Кафедра хімічної інженерії ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА до курсового проекту на тему: «Адсорбція метанолу з газової суміші» Проектував: Керівник проекту: ЛЬВІВ – 2008 ЗАВДАННЯ НА КУРСОВИЙ ПРОЕКТ Розрахувати та запроектувати адсорбційну (іонообмінну) установку для поглинання речовини А з газової суміші за таких умов: V – витрата газової суміші (м3/с); Сп – початкова концентрація речовини А в суміші (кг/м3); СК – кінцева концентрація речовини А в суміші (кг/м3); Тс – температура суміші (0С). V тип апарата Сп СК Тс речовина  2.0 періодичної дії, горизонтальний 3•10-2 4,5•10-3 22 метанол   ВСТУП Під адсорбцією розуміють процес поглинання одного або декількох компонентів з газової суміші або розчину твердою речовиною – адсорбентом. Речовина, що поглинається – адсорбат. Як адсорбенти застосовують пористі тверді речовини з великою питомою поверхнею, що зазвичай відноситься до одиниці маси речовини. Адсорбенти мають різні за діаметром капілярні канали – пори, які умовно можуть бути розділені на макропори (більше 2•10-4 мм), перехідні пори (6•10-6 - 2•10-4 мм), мікропори (2•10-6 - 6•10-6 мм). Характер процесу адсорбції визначають розміром пор. В промисловості в якості поглиначів застосовують в основному – активоване вугілля і мінеральні адсорбенти (силікагель, цеоліти та ін.), а також синтетичні іонообмінні смоли (іоніти). Процеси адсорбції широко застосовуються в промисловості при очищенні та осушуванні газу, очищенні та освітленні розчину, розділення сумішей газів або парів, зокрема при вилученні летких розчинників з їх суміші з повітрям та іншими газами (рекуперація летких розчинників). Процеси адсорбції (як і інші процеси масопередачі) вибіркові і зазвичай оборотні. Завдяки їх оборотності можливе виділення поглинутих речовин з адсорбенту або проведення процесу десорбції. Адсорбція застосовується головним чином при невеликих концентраціях поглинутої речовини у вихідній суміші, коли необхідно досягти практично повного вилучення адсорбтиву. Адсорбційні установки з нерухомим шаром адсорбенту, не дивлячись на періодичність роботи кожного апарату, найбільш поширені в промисловості у зв’язку з труднощами використання рухомого шару і стирання адсорбенту. Цикл роботи таких установок може включати чотири стадії: адсорбцію, десорбцію, сушіння та охолодження адсорбенту. Опис технологічної схеми установки. Газ, що містить метанол, газодувкою Г1 подається в адсорбер А1 заповнений активованим вугіллям. Попередньо газ проходить фільтр Ф, що існує для видалення пилу, вогнезатримувач Вз, який необхідний для запобігання поширенню вогню по трубопроводам у випадку спалаху парогазової суміші, і холодильник Х2. Після насичення шару адсорбенту, адсорбер А1 переключається на стадію десорбції. Адсорбент регенерується гострою водяною парою (тиск 0,1 – 0,4 МПа), яка подається знизу адсорбера. Частина пари конденсується, віддаючи тепло на нагрів адсорбенту, матеріалу адсорбера і на компенсацію теплоти адсорбції. Пара, що лишилася, виносить пари адсорбата в конденсатор К, проходячи через циклон Ц, який затримує частинки адсорбенту. Конденсат, що являє собою суміш води і адсорбату охолоджується в холодильнику Х1 і подається в ємність Є1, поступаючи потім на розділення. Сушіння адсорбенту здійснюється гарячим повітрям, що подається в адсорбер газодувкою Г2 через калорифер К1. Охолодження адсорбенту відбувається атмосферним повітрям, що подається газодувкою Г2 по обвідній лінії. ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РОЗРАХУНОК Для рекуперації летких розчинників та органічних речовин в основному в промисловості використовують активоване вугілля. Діаметр і висота адсорбера. Фіктивну швидкість газу можна розрахувати за формулою [1]
(1) де
для активованого вугілля АР-3 [1]
- густина повітря при 22 0С
Діаметр апарата
Приймаємо горизонтальний адсорбер періодичної дії системи ВТР діаметром 2 м [1]. ...