Материал: Каталитические методы

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

условия их обитания с учетом вида очищаемой среды и содержащихся в ней

веществ.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

2. Предлагаемая технологическая схема очистки отходящих газов от органических растворителей на примере н-бутанола

Основные свойства рабочих сред

Н-бутанол. Физико-химические свойства н-Бутанол - бесцветная жидкость со спиртовым запахом

Химическая формула С4H9OH, эмпирическая формула С4H10O,

молярная масса 74,12 г/моль, температура кипения 117,4оС, температура вспышки 34оС, самовоспламенения 345 оС, плотность ρ = 0,8099 г/см³,

растворимость в воде 7,9% масс. при 20 оС, смешивается со многими органическими растворителями. Агрегатное состояние в воздухе - пары.

Н-бутанол используется как растворитель для красок, лаков и олиф,

натуральных и синтетических смол, каучуков, растительных масел, красок и алкалоидов. Он играет роль промежуточного звена в производстве фармацевтических препаратов и химикалий, и используется в отраслях промышленности, производящих искусственную кожу, текстиль,

небьющееся стекло, резиновый клей, шеллак, плащи, фотографические пленки и духи.

Токсикологическая характеристика.

Наркотик с раздражающим действием паров на слизистые оболочки глаз и верхних дыхательных путей. Класс опасности - третий. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны - 10мг/м3.

Бензол. Физико-химические свойства

Бензол - бесцветная

<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A6%D0%B2%D0%B5%D1%82> жидкость

<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%96%D0%B8%D0%B4%D0%BA%D0%BE% D1%81%D1%82%D1%8C> с приятным сладковатым запахом

<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%97%D0%B0%D0%BF%D0%B0%D1%85>.

Химическая формула С6H6. Молярная масса 78,11 г/моль, температура плавления 5,5 °C; температура кипения 80,1 °C; температура воспламенения

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

паров -11оС; температура самовозгорания 562 оС. Подобно всем углеводородам бензол горит и образует много копоти. С воздухом образует взрывоопасные смеси, хорошо смешивается с эфирами

<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D1%84%D0%B8%D1%80>, бензином

<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D0%BD%D0%B7%D0%B8%

D0%BD> и другими органическими растворителями, с водой образует азеотропную смесь с температурой кипения 69,25 °C (91% бензола). Растворимость в воде 1,79 г/л (при 25 °C).

Простейший ароматический углеводород

<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%8B>.

Бензол входит в состав бензина

<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B5%D0%BD%D0%B7%D0%B8%

D0%BD>, широко применяется в промышленности

<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D0%BC%D1%8B%

D1%88%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D

1%8C>, является исходным сырьём для производства лекарств

<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B5%D0%BA%D0%B0%D1%80%

D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE>, различных пластмасс

<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BB%D0%B0%D1%81%D1%82%

D0%BC%D0%B0%D1%81%D1%81%D0%B0>, синтетической резины

<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%B7%D0%B8%D0%BD%

D0%B0>, красителей. Хотя бензол входит в состав сырой нефти

<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D1%84%D1%82%D1%8C>,

в промышленных масштабах он синтезируется из других её компонентов. Токсичен

<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%B8%

D1%87%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C>, канцерогенен

<http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B5% D1%80%D0%BE%D0%B3%D0%B5%D0%BD>, имеет второй класс опасности.

2.2 Описание технологической схемы

очистка газ адсорбер бутанол

Исходя из данных на проектирование и анализ всевозможных методов,

в данном курсовом проекте мною был выбран метод очистки отходящих

газов от н-бутанола путем адсорбции. Процессом адсорбции относительно

легко управлять, поскольку, варьируя условия эксперимента, можно осуществлять количественную и качественную адсорбцию-десорбцию и контролировать этот процесс. Для осуществления адсорбционных методов не требуется сложного приборного оформления. Адсорбционный метод

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

отличается высокой технологичностью и легкостью автоматизации.

В качестве основного аппарата выбран вертикальный адсорбер периодического действия с неподвижным слоем адсорбента. Основным положительным фактором таких установок является отсутствие в них истирания частиц в результате трения одна о другую и о стенки аппарата,

трубопровода и т.п. В таких адсорберах достигается достаточно высокая степень очистки и осушки газов, подаваемых в аппарат.

Основными недостатками адсорберов периодического действия являются небольшие скорости газового потока и шихте и относительно малая доля сорбента, активно участвующего в процессе (зона массопередачи, как правило, значительно меньше общей толщины слоя). Вертикальные адсорберы более рациональны в использовании, так как по сравнению с горизонтальными, в них достигается более полное использование адсорбционной емкости сорбента.

Вертикальный адсорбер периодического действия системы ВТР представляет собой аппарат с цилиндрической обечайкой и коническими крышкой и днищем. Диаметр аппарата 2,1 м, высота угольного слоя 0,5 м.

Адсорбент помещается на разборных колосниковых решетках, которые располагаются на балках. Последние устанавливают на опоры, приваренные к стенке корпуса адсорбера.

Приведенная в приложении технологическая схема адсорбционной установки периодического действия с неподвижным слоем адсорбента для рекуперации летучих растворителей работает по четыхфазному циклу.

Исходная смесь подается в адсорбер вентиляторами через рукавные фильтры,

огнепреградитель с разрывными мембранами и холодильник. Число адсорберов - 2.

Очищенный в результате адсорбции газ удаляется из адсорбера. По окончании фазы адсорбции линия подачи исходной смеси (вентилятор,

фильтр, огнепреградитель, холодильник) переключается на следующий адсорбер, в котором уже прошли стадии регенерации (десорбция, сушка,

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

охлаждение), а в первом аппарате начинается десорбция.

Острый пар давлением 0,3 - 0,5 МПа подается на десорбцию в адсорбер

(давление в адсорбере до 0,5 МПа. Смесь извлекаемого компонента с динамическим паром (пар, который не конденсируется в слое адсорбента)

выходит и адсорбера и поступает через разделитель в конденсатор,

холодильник и сборник. Из сборника смесь идет на разделение (отстаивание,

ректификация и т.д.)

Образовавшийся в адсорбере конденсат греющего пара (часть пара,

идущего на нагрев системы до температуры процесса, на десорбцию извлекаемого компонента, на компенсацию отрицательной теплоты смачивания адсорбента водой и на компенсацию потерь теплоты) удаляется через гидрозатвор.

Воздух для сушки вентилятором нагревается в калорифере до 80 - 100

оС, подается в адсорбер и удаляется адсорбера. Вентилятор подает и на охлаждение адсорбента атмосферный воздух, который удаляется из адсорбера. На этом цикл заканчивается, и адсорбер переключается на стадию адсорбции.

Продолжительность фаз процесса изображена на циклограмме