химический каталог




Активные угли и их промышленное применение

Автор X.Кинле, Э.Бадер

ктер активного угля влажные газовые потоки вызывают насыщение активных углей водой, особенно если относительная влажность превышает 60 %' (см. рис 3 7). При низких парциальных давлениях паров растворителей это ведет к снижению адсорбционной способности; ПаДение производительности проявляется сильнее при адсорбции низкокипящих растворителей по сравнению со средне- и высоко-Кипящими. О влиянии водяного пара при 50 и 70 %-ной относительной влажности на адсорбцию толуола из воздуха при раз-tичных парциальных давлениях толуола (различной концентрами его паров в воздухе) можно судить по приведенным ниже Начениям адсорбционной емкости активного угля суперсорбон

93

WS IV, полученным в процессе совместной адсорбции толуола (в числителе) и водяного пара (в знаменателе)

Концентрация паров то- 0,1 0,5 2 5 10 20

луола, г/м3

Адсорбционная емкость, % (масс), при адсорбции из воздуха с относительной влажностью

¦ 0% 28 36 40 42 45 46

50% 22/5 31/3 36/3 38/3 41/3 43/2

70% 16/22 27/17 33/8 36/7 38/6 39/5

Наряду с падением равновесной емкости насыщения можно заметить, особенно на предварительно увлажненных активных углях, снижение скорости диффузии и соответственно скорости адсорбции, поскольку обменные реакции в порах протекают медленно. На практике это проявляется в удлинении зон массопередачи. По этой причине часто необходим подогрев очищаемого воздуха для снижения относительной влажности менее 70 %• Однако во многих случаях подобный эффект заметно слабее вредного действия воды, наблюдаемого при поглощении чрезвычайно низкокипящих веществ.

Иногда приходится очищать воздушный поток, нагретый до высокой температуры, например, воздух из сушильных установок. В зависимости от температуры кипения растворителя поглощающая способность активного угля при известных условиях сильно снижается. В этом случае очищаемый воздух можно предварительно охладить и наступающее при этом насыщение водяным паром скомпенсировать добавлением по возможности сухого свежего воздуха, как показано на рис. 6.11. Несмотря на нежелательное разбавление адсорбтива такой способ ведения процесса часто представляет единственную возможность рекуперации растворителей в подобных условиях. Ниже на примере адсорбции бутплацетата показано восстановление адсорбционной способности активного угля суперсорбон WS IV с понижением температуры:

Концентрация бутилаце- 0,5 1,0 3,0 5,0 10,0 20,0 30,0 тэта, г/м3

Адсорбционная емкость, % (масс), при температуре

20 °С 35 40 44 47 50 50 51

40° С 30 35 41 44 45 46 46

60 "С 22 26 3.3 36 38 41 42

Часто разложение растворителей на активном угле приводит к следующим осложнениям-, сокращается выход целевого продукта и образуются кислые продукты разложения, ускоряющие коррозию аппаратуры. Кроме того, положительный тепловой эффект реакций разложения может вызвать разогрев угольной шихты, дальнейшее разложение растворителя, а в экстремальных случаях даже самовоспламенение адсорбента. По этой

94

рис. 6.11. Схема рекуперации растворите-лей с добавлением свежего воздуха: / — адсорберы с активным углем; 2 — холодильники; 3—вовдух-одувки; 4 — подогреватель воздуха; 5 — конденсатор; 6 — сепаратор.

причине, например, рекуперация циклогексанона или ме-тилэтилкетона практически невозможна. Такие растворители используются в смеси с другими растворителями, чтобы снизить локальную концентрацию веществ, разлагающихся на активном угле. Дополнительное увлажнение воздуха, которое обычно нежелательно, иногда необходимо для

Очищенньш Ёоздух

Водяной пап

Отходящий воздух 2

Растборитель

Сточные п воды IL

адсорбции на угле влаги, выполняющей функцию хладоагента.

На рис. 6.12 показан разогрев угольной шихты адсорбера на различной высоте при адсорбции растворителей (толуола, метилэтилкетона и их смеси при р/р0 = 0,1) из воздушного потока. Кривые показывают, что поглощение метилэтилкетона в чистом виде приводит к разогреву слоя угля почти до 60 °С, тогда как в смеси с толуолом происходит обычное нагревание на 30 °С. Следует также отметить и большую безопасность процессов в автоматически управляемых системах из нескольких адсорберов.

При исследовании экономичности различных систем рекуперации растворителей в цветной металлургии Фрелих [7] пришел к заключению, что самым рентабельным является одиночный адсорбер мощностью 7000 кг растворителя в год и сдвоенные аппараты, перерабатывающие до 13 000 кг растворителя в год. Ввиду возрастающей стоимости растворителей и более строгих законов по защите окружающей среды подобные ограничения, обусловленные экономическими причинами, Должны быть ослаблены.

Интересен вариант процесса, в котором вода, освобожденная от р Растворителя после разделения фаз, подвергается дополнительной очистке и нейтрализации и затем сно-^а используется в качестве десор-сирующего "агента [8].

Рис

ним' 6'12' Разогрев угольной шихты при разложе-Растворителей:

7QI.eon'13TVUKeTOH; 2 — толуол : метилэтилкетон = 4-.^' • 3 — толуол : метилэтилкетон = 85 : 15; толуол.

10 20 30 40 Зысота шихты, см

95

6.2.5. Выбор соответствующих типов активного угля

Для рекуперации растворителей применяются зерненые или формованные угли с размером частиц 2—4 мм; в Европе предпочтение оказывается формованным углям, так как они отличаются большой прочностью на истирание и стабильной степенью заполнения фильтров. Преимущественно используются активные угли с диаметром цилиндрических гранул 4 мм, реже 3 мм. Однако наряду с механическими свойствами решающее значение для эффективной продолжительной • эксплуатации имеет достаточно большой объем пор при высокой насыпной плотности.

В качестве примерного ориентира для выбора .адсорбента можно указать, что чрезвычайно летучие растворители (например, сероуглерод, метнленхлорид или гексан) можно выделить из отходящего воздуха в достаточно высокой конечной степенью чистоты только на тонкопористых активных углях. Вещества со средней температурой кипения также хорошо адсорбируются на углях этого типа. Для высококипящих растворителей (например, ксилола или высококипящего бензина) следует применять крупнопористые активные угли, чтобы поддерживать в разумных пределах расход пара. Кроме того, в случаях, когда отходящий воздух содержит вещества, которые уменьшают объем пор вследствие «смолообразования» (конденсации, полимеризации), эти вредные эффекты можно устранить, используя угли с достаточно большой емкостью. Надежную защиту в этих случаях обеспечивают фильтры предварительной очистки (форфильтры) с дешевыми воздухоочистными углями, которые снижают содержание этих примесей до минимального. На второй стадии можно проводить обычный процесс рекуперации растворителей. Угли форфильтров заменяются без регенерации.

6.3. АДСОРБЦИЯ ПАРОВ БЕНЗИНА, ВЫДЕЛЯЕМЫХ АВТОТРАНСПОРТНЫМИ СРЕДСТВАМИ

В конце 60-х годов из-за проблемы смога в Лос-Анджелесе (США) проводились исследования выделения углеводородов автомашинами. При этом установлено, что вследствие нагрева-

' свежий i НИя топливных баков солн-воздуХи^Ъ

Пары бензина

Продубка ¦ цистерны

В газогенератор

цем или теплотой от мотора бензиновые компоненты могут испаряться; колебания атмосферного давления также приводят к улетуч!"

Рис. 6.13. Адсорбция паров бензина помощью патрона с активным углем: / — автоцистерна; 2 — патрон s активным углем.

96

р)1С, 6.14. Поперечный разрез патрона с активным углем для адсорбции паров бензина (фотография Purolator).

ванию из баков воздуха, насыщенного парами бензина. Впоследствии в США был принят закон, в соответствии с которым потери топлива из бензиновых баков ограничивались 6 г, а позднее 3 г за испытательный цикл. С 1978 г. в этой стране ограничивается законом уже не выделение паров бензина из топливных систем, а общее выделение углеводородов подвижными автотранспортными средствами.

Чтобы задержать максимальное количество паров углеводородов, используется патрон с активным углем объемом

страница 24
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

Скачать книгу "Активные угли и их промышленное применение" (2.76Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
плита пб
выравнивание крыши присосками
стоимость справки нарколога
коптильни горячего копчения

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(23.08.2017)