Вторичные процессы переработки сырья

ПЛАН
1. Изучение принципиальной технологической схемы очистки газов (методы)

Цель очистки газов: использование самого газа или содержащихся в нем примесей;
для охраны воздушного пространства от загрязнений вредными веществами при выбросе газов в атмосферу.
Существует три принципиально различных способа очистки: механический; электрический; физико-химический.
Для улавливания твердых и газообразных примесей применяют механический и электрический способы очистки, а газообразные продукты улавливают физико-химическими способами.
К физико-химическим методам очистки газов относятся:
абсорбция (промывка газов растворителями);
адсорбция (поглощение примесей твёрдыми активными веществами);
физическое разделение;
каталитическое превращение примесей в безвредные соединения.

Абсорбционный метод
Абсорбция представляет собой процесс растворения газообразного компонента в жидком растворителе.
В зависимости от способа создания поверхности соприкосновения фаз различают поверхностные, барботажные и распыливающие абсорбционные аппараты.
В первой группе аппаратов поверхностью контакта между фазами является зеркало жидкости или поверхность текучей пленки жидкости. Сюда же относят насадочные абсорбенты, в которых жидкость стекает по поверхности загруженной в них насадки из тел различной формы.
Во второй группе абсорбентов поверхность контакта увеличивается благодаря распределению потоков газа в жидкость в виде пузырьков и струй. Барботаж осуществляют путем пропускания газа через заполненный жидкостью аппарат либо в аппаратах колонного типа с тарелками различной формы.
В третьей группе поверхность контакта создается путем распыления жидкости в массе газа. Поверхность контакта и эффективность процесса в целом определяется дисперсностью распыленной жидкости.

Конструктивные схемы абсорбционных аппаратов
Поверхностные абсорберы
а - полочный каскадный: 1- корпус, 2- горизонтальная полка;
б - абсорбер с системой конусов: 1 - корпус, 2 - наружный конус, 3 - внутренний конус, 4 - вал;
I - загрязненный газ, II - очищенный газ, III - свежий абсорбент, IV-отработанный абсорбент.

Конструктивные схемы абсорбционных аппаратов
Барботажные абсорберы.
а - противоточный односекционный, б - противоточный секционированный; 1- решетка (тарелка), 2 - переливная труба, З - газовый слой;
I - загрязненный газ, II - очищенный газ, III - свежий абсорбент, IV - отработанный абсорбент.

Конструктивные схемы абсорбционных аппаратов
Распылительные абсорберы.
а - одноступенчатый абсорбер с пленочным вводом жидкости, б - ступенчато-противоточный абсорбер с эжекцией жидкости;
1 - конфузор, 2 - горловина, 3 - диффузор, 4 - сепарационное пространство, 5 - циркуляционная труба в одной ступени, 6 - переливная труба (от ступени к ступени), 7 - 6рызгоотбойник, 8 - корпус аппарата;
I - вход газа, II - выход газа, III - вход жидкости, IV - выход жидкости.

Адсорбционный метод
Адсорбционный метод очистки газов основан на поглощении вредных примесей газов поверхностью твердых пористых тел с ультрамикроскопической структурой, называемых адсорбентами.
Аппараты адсорбционной очистки работают периодически или непрерывно и выполняются в виде вертикальных, горизонтальных или кольцевых емкостей, заполненных пористым адсорбентом, через который проходит поток очищаемого газа.
Процесс адсорбции возможен при использовании таких мелкопористых адсорбентов, как: активные угли, силикагели, алюммогели, цеолиты, пористые стекла и т. п.Активированный уголь используют, в частности, для очистки газов от дурно пахнущих веществ, рекуперации растворителей и т.д.
Для проведения процессов адсорбции разработана разнообразная аппаратура. Поглощение паров летучих растворителей можно проводить в стационарных (неподвижных), кипящих и плотных движущихся слоях поглотителя, однако в производственной практике наиболее распространенными являются рекуперационные установки со стационарным слоем адсорбента, размещаемым в вертикальных, горизонтальных или кольцевых адсорберах.

Конструктивная схема адсорбционного аппарата
Особый интерес представляют адсорберы периодического действия, в одном корпусе которых совмещены стадии адсорбции и десорбции.
Адсорбер с перемещающимися по окружности слоями адсорбента:
1 — ячейки; 2 — колпак; 3 — полый вал; 4 — штуцер для ввода газового потока в адсорбер; 5 — фильтр; б — холодильник;7 — газодувка;8 — полость-коллектор; 9 — теплопоглотитель;10 — слой адсорбента; 11,15 — отверстия; 12—штуцер для выхода очищенного газа;13 — труба; 14,16 — камеры; 17,19 — трубопроводы; 18 — конденсатор; 20 — отстойник.

Каталитический метод
Каталитическая очистка основана на каталитических реакциях, в результате которых примеси превращаются в безвредные, менее вредные или легко удаляемые соединения.
Суть способа – вступление в реакцию различных веществ при наличии катализатора. Для очистки газов в промышленности используют следующие катализаторы: оксиды железа, хрома, меди, цинка, кобальта, платины и т.д. Данные вещества в процессе газоочистки наносятся на поверхность носителя катализатора, помещенного внутри аппарата-реактора.
Гетерогенно-каталитическое превращение газообразных примесей осуществляют в реакторе, загруженном твердым катализатором в виде пористых гранул, колец, шариков или блоков.
По способу взаимодействия газов с катализатором каталитические реакторы подразделяют на следующие; с фильтрующим слоем катализатора; со взвешенным (кипящим) слоем катализатора; с пылевидным слоем катализатора.

Конструктивная схема каталитического аппарата
Каталитический реактор:
1—катализатор; 2—панельные горелки; 3—кожухотрубчатый теплообменник;
I—природный газ;
II, III—соответственно выход и вход газов.