移動(dòng)床吸附理論簡(jiǎn)介 |
固定床吸附分離設(shè)備是間歇操作,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作易于掌握,有一定的可靠性,常被中、小型生產(chǎn)裝置所采用。但固定床切換頻繁,是不穩(wěn)定操作,產(chǎn)品質(zhì)量會(huì)受到 一定影響,而且生產(chǎn)能力小,吸附劑用量大。因此,如何使間歇操作過(guò)渡到連續(xù)操作,以便大型化及自動(dòng)化,成為化工生產(chǎn)的方向。 在移動(dòng)床吸附器中,由于固體吸附劑連續(xù)運(yùn)動(dòng),使流體及吸附劑兩相均以恒定的速度通過(guò)設(shè)備,任一斷面上的組成都不隨時(shí)間而變,即操作是連續(xù)穩(wěn)定狀態(tài)。為了達(dá)到許多理論級(jí)的分離,故采用逆流操作。因?yàn)槿绻捎脙上嗖⒘鳎瑒t最好的結(jié)果只能是流出的兩股流體之間達(dá)到平衡,只相當(dāng)于一個(gè)理論級(jí)。以下的討論以逆流操作為限。 圖 I為一移動(dòng)床吸附裝置,是用由椰殼或果核制成的致密堅(jiān)硬的活性炭,進(jìn)行輕烴氣體分離而設(shè)計(jì)的,稱為“超吸附器”。設(shè)備高約20~30m,分為若干段,最上段為冷卻器,是垂直的列管式熱交換器,用于冷卻吸附劑,往下是吸附段、增濃段(精餾段)、氣提段,它們彼此由分配板隔開。最下部是脫附器,它和冷卻器一樣也是列管式的熱交換器。在塔的下部還裝有吸附劑流控制器,固體顆粒層高度控制器以及顆粒卸料閥門及其封閉裝置。塔的結(jié)構(gòu)可以使固相連續(xù),穩(wěn)定的輸入和輸出,氣固兩相接觸良好,不致發(fā)生溝流或局部不均勻現(xiàn)象。 超吸附器的工作原理如下:經(jīng)脫附后的活性炭從設(shè)備頂部連續(xù)進(jìn)入冷卻器,使溫度降低后,經(jīng)分配板進(jìn)入吸附段,再由重力作用不斷下降通過(guò)整個(gè)吸附器。在吸附段與氣體混合物逆流接觸,氣體中易被吸附的重組分優(yōu)先被吸附,沒有被吸附的氣體便從吸附段的頂部引出稱為塔頂產(chǎn)品或輕餾分。吸附了吸附質(zhì)的活性炭從吸附段進(jìn)入增濃段,與自下而上的氣流相遇,固體上較易揮發(fā)的組分被置換出去,置換出來(lái)的氣體向上升,吸附劑離開增濃段時(shí),就只剩下易被吸附的組分,這樣在此段內(nèi)就起到了“增濃”作用。吸附劑進(jìn)入氣提段后,此時(shí)吸附劑富含易吸附的組分,被蒸氣加熱和吹掃使之脫附,部分上升到增濃段作為回流,部分作為塔底產(chǎn)品。固體吸附劑繼續(xù)下降經(jīng)脫附器進(jìn)一步把尚未脫附的吸附質(zhì)全部脫附出來(lái),然后吸附劑下降到下提升罐,再用氣體提升至上提升罐,從頂部再進(jìn)入冷卻器,如此循環(huán)進(jìn)行吸附分離過(guò)程。 |
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圖I 超吸附塔結(jié)構(gòu)圖 |
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