Инертные газы - Фастовский В.Г.
Скачать (прямая ссылка):
Увеличение скорости очищаемого газа в весьма широких пределах также мало снижает активность цеолитов. При возрастании скорости осушаемого газа от 4 до 12 м/мин адсорбционная емкость цеолита практически остается неизменной, а при увеличении скорости до 20 м/мин емкость снижается меньше чем на 15%. В производственных адсорбционных осушите-
249
лях с цеолитами вполне допустимы скорости до 30 м/мин и выше, причем предел увеличению скорости обусловливается в большинстве случаев не сорбционным процессом, а допустимой величиной уноса сорбента или гидравлическим сопротивлением.
Регенерация адсорбционных осушителей. Для регенерации адсорбционных осушителей адсорбер продувается предварительно нагретым сухим газом, который одновременно служит теплоносителем и поглотителем десорбирую-щейся влаги. Только в специальных случаях, когда отсутствует достаточное количество сухого газа, прибегают к косвенному нагреванию сорбента, например, с помощью электрических элементов или теплообменников с циркуляцией теплоносителя. В этом случае сухой газ расходуется только на конечную продувку хорошо прогретого слоя. Если подача на слой продувочного газа (азота или воздуха) нежелательна, то адсорбер эвакуируют вакуум-насосом с последующим заполнением очищаемым газом.
Адсорбционная емкость силикагеля и алюмогеля быстро уменьшается с повышением температуры, и в процессе регенерации их достаточно нагревать до 180—220° С. Так как при 100° С подавляющая часть адсорбированной влаги из них уже удаляется, то в производственных условиях ограничиваются нагреванием до 100—120° С, что незначительно снижает адсорбционную емкость осушителя. Скорость газа при регенерации обычно составляет до 25% скорости газа в процессе осушки.
При регенерации цеолитов для полного удаления влаги требуются прогрев слоя до более высоких температур и продувка весьма сухим газом. Цеолиты без существенного изменения адсорбционных свойств выдерживают многократное нагревание до 600° С, однако в производственных условиях в процессе регенерации они прогреваются только до 250—350° С. Для продувки небольших установок используют сжатый воздух из баллонов (при давлении в баллоне 100 ат и температуре 30° С равновесное влагосодержание газа около 4-Ю-4 кг/м3, что соответствует точке росы при —30° С), а для продувки крупных адсорберов — воздух или иной газ, осушенный во вспомогательных осушительных установках.
Малая зависимость адсорбционной емкости цеолита от температуры позволяет в некоторых случаях сократить время охлаждения адсорбента после очередной регенерации и тем самым сократить продолжительность цикла регенерации установки осушки и повысить ее производительность.
Остаточная влажность цеолитов х0 (%) в значительной степени определяет обеспечиваемую ими глубину очистки. На рис. 4.15 [9] показана зависимость между температурой точки росы газа и температурой слоя цеолита при различной остаточной влажности. Пользуясь этим графиком, можно определить остаточную влажность сорбента в зависимости от условий ре-
генерации, а также глубину осушки газа, которую может впоследствии обеспечить этот сорбент. Например, в результате длительной регенерации при 230°С газом с температурой точки росы —20° С после достижения равновесия остаточная влажность слоя составит 1,6%. Регенерированный таким образом цеолит в процессе адсорбции при температуре слоя 50° С обеспечит глубину осушки, соответствующую точке росы при температуре —76° С.
Если регенерация сорбента осуществляется с косвенным нагревом и для конечной продувки используется сухой холодный газ, то глубина последующей осушки газа в этом случае в значительной степени зависит от направлений продувочного и осушаемого газов. При продувке холодным газом лобовой слой сорбента быстро охлаждается и не регенерируется полностью. Если осушаемый газ подается противотоком продуваемому газу, то не полностью регенерированный участок слоя оказывается концевым, что обусловливает менее глубокую осушку. Например, если в условиях хорошей продувки горячим газом или при подаче холодного газа прямотоком достигалась осушка до точки росы при —80° С, то при подаче холодного продувочного газа противотоком температура точки росы осушаемого газа при других неизменных условиях повышалась до —60° С. Таким образом, даже при косвенном нагревании адсорбента для продувки слоя следует использовать горячий газ, или же, если это неосуществимо, подавать холодный газ прямотоком.
В производственных условиях каждая регенерация связана с некоторой потерей адсорбционной емкости сорбента. Однако снижение адсорбционной емкости наблюдается только у свежих цеолитов и за первые 200 циклов достигает 15—30%- В дальнейшем, вплоть до 2000 циклов, адсорбционная емкость цеолитов практически остается неизменной.
Адсорбционная очистка от углекислого газа. Цеолиты типа СаА в процессе осушки газов эффективно поглощают также и С02, обеспечивая остаточное содержание этого газа до 10~4%
по m зоо Температура сорбента"0 "
Рис. 4.15. Влияние температуры и влажности газа при регенерации цеолитов на их остаточную влажность.
