Очистка вентиляционных газов от паров n-метилформамида методом адсорбции
Курсовой проект - Экология
Другие курсовые по предмету Экология
жных газов.
Отрицательной особенностью активного угля как промышленного адсорбента является его горючесть. На воздухе окисление углей начинается при температуре выше 250С. Однако известны случаи пожаров на углеадсорбционных установках при более низких температурах. Очевидно, это связано с образованием пирофорных соединений железа типа FeS и Fe2S3 в результате сероводородной коррозии аппаратуры. Загорание пирофорных соединений железа происходит при относительно низких температурах, и в слое они являются очагами воспламенения всей массы угля. Чтобы уменьшить пожароопасность к активному углю при его получении иногда добавляют до 5% силикагеля. Такой адсорбент называют силикарбоном. Практически все активные промышленные угли в том или ином количестве содержат зольные примеси. Зола и ее ингредиенты (минеральные примеси) являются катализаторами многих нежелательных реакций, которые могут протекать в адсорбере. На зольных углях при адсорбции сульфида водорода в присутствии воздуха стимулируется образование серной кислоты. При повышенных температурах, характерных для стадии десорбции (например, 250С), на зольных углях интенсивно протекает разложение нестойких адсорбатов. Так, значительная часть этилового спирта при 250С превращается в ацетальдегид и диоксид углерода. Содержание ацетальдегида в этаноловом конденсате после стадии десорбции из малозольного угля составляет 0,025%, а из угля, содержащего 30% золы, 6,2%.
Типы активных углей
По размеру и форме частиц активные угли подразделяют на гранулированные и порошкообразные. Гранулированные угли изготовляются обычно в форме цилиндриков диаметром 2- 5 мм, причем высота цилиндрика всегда больше диаметра. Гранулированные угли применяют главным образом на установках со стационарным слоем адсорбента при очистке и разделении технологических потоков в газовой фазе. Чтобы увеличить интенсивность масообмена, гранулированный уголь иногда дробят и после рассева получают узкие фракции. Дробленые угли применяют во всех вариантах адсорбционных процессов: при проведении процесса, как в газовой, так и в жидкой фазе, со стационарным, движущимся или псевдоожиженным слоем адсорбента.
Порошкообразные угли состоят из частиц величиной менее 0,15 мм. Их используют исключительно для очистки веществ в жидкой фазе. Некоторые усредненные физические свойства углей приведены ниже.
В зависимости от назначения угли подразделяют на газовые, рекуперационные и осветляющие. Каждый тип отличается характерной структурой пор.
Гранулированные активные угли типа АР
Гранулированные активные угли типа АР (АР-А, АР-Б, АР-В) представлены цилиндрическими гранулами диаметром 4-5 мм черного цвета. Эти угли получают из измельченного каменноугольного сырья и лесохимической смолы путем пастоприготовления, грануляции и сушки при температуре 150-250оС, карбонизации при температуре 550-600оС и последующей парогазовой активации при температуре850-980оС перегретым водяным паром при расходе 6-8 кг/кг выгружаемого угля. Характеристика параметров пористой структуры гранулированных активных углей типа АР в табл. 3.3.2.1.
Таблица 3.3.2.
ПоказательМарка АУ (АР-А)Объем пор, см/г: суммарный микропорм мезопор 0,7-0,76 0,32-0,34 0,08-0,09
В качестве углеродосодержащего сырья используют неокисленные тощие слабоспекающиеся каменные угли, в качестве связующего-кондиционную или препарированную лесохимическую смолу.
Каменный уголь со склада 1 (рис. 3.3.2.1.) направляют в двухвалковую зубчатую дробилку 2, затем-на измельчение в шаровую мельницу 3, работающую по схеме, с использованием вентилятора 4 системы пылеосаждения 5. Угольную пыль с остатком на сите №009 не более 2% собирают в бункере 6. Смолу хранят в обогреваемой емкости 7, из которой она поступает в рабочую емкость 8.
Из бункера 6 и рабочей емкости 8 сырьевые компоненты дозируют в смеситель9, где осуществляют процесс приготовления пасты, обеспечивая содержание в угольно-смоляной пасте, % (по массе): каменноугольная пыль-70-72; смола-30-28. Готовую угольно-смоляную пасту формуют на шнековом прессе 10 типа ШП-300. Граннулирование ведут через фильеры с диаметром отверстий4-5 мм. Полученные сырые гранулы направляют в сушильный барабан 11. Сушку осуществляют сжиганием природного газа или мазута при температуре 150-250оС при прямоточном движении гранул и теплоносителя. Процесс карбонизации высушенных гранул проводят во вращающихся печах 12 с внешним обогревом реторты при температуре 550-600оС. Полученный продукт содержит летучих ? 12%. После карбонизации гранулы охлаждают в барабане 13 и передают на активацию. Активацию карбонизованных гранул ведут в печи СРЕП 14 при температуре 850-980оС перегретым водяным паром при расходе 6-8 кг/кг активного угля. Активный уголь из печи охлаждают, классифицируют на грохоте 15 с выделением товарного продукта, направляемого в бункер 16 для расфасовки.
3.4 Устройство и принцип действия адсорбционных аппаратов
Наибольшее применение в промышленности получили адсорбционные установки периодического действия, состоящие из нескольких параллельно или последовательно включенных аппаратов. Последние соединяются таким образом, что каждый из них может отключаться на регенерацию адсорбента и снова включаться в работу. Рабочий цикл каждого аппарата состоит из трех стадий: 1) насыщение адсорбента поглощаемым веществом; 2) десорбция поглощенного вещества; 3) охлаждение адсорбента. При десорбции перегретым водяным паром стадии охлаждения предшествует