Interested Article - Рекуперация (обработка сырья)

Рекуперация — процесс улавливания и возвращения в рабочий цикл сырьевых материалов и полупродуктов.

Основные сведения

Для рекуперации используются два основных метода:

адсорбционный ;
компримирование (в нефтепромышленности).

Компримирование экономически эффективно при концентрациях рекуперируемых веществ 5—10 г/м ³ .

В большинстве случаев для рекуперации используется сорбция на активированном угле .

Применяемое оборудование

Основные типы адсорберов , используемых при рекуперации:

вертикальный адсорбер;
горизонтальный адсорбер;
адсорбер с развернутой шихтой ;
адсорбер с движущимся слоем сорбента .

Виды рекуперации

Как правило, рекуперация ведётся по двух-, трёх- или четырёхфазной схеме.

В четырёхфазной схеме различают следующие стадии:

адсорбция;
десорбция (в качестве десорбирующего агента обычно применяется водяной пар) + отделение искомого вещества от десорбирубщего агента (при помощи декантации или ректификации );
сушка слоя сорбента ;
охлаждение слоя сорбента.

В трёхфазной схеме различают два типа:

Вариант без сушки:
- адсорбция;
- десорбция (в качестве десорбирующего агента применяется нагретый инертный газ) + отделение искомого вещества от десорбирующего агента;
- охлаждение слоя сорбента.

Вариант без охлаждения

- адсорбция, на стадии адсорбции охлаждение производится потоком очищенного воздуха;
- десорбция (в качестве десорбирующего агента обычно применяется водяной пар) + отделение искомого вещества от десорбирубщего агента (при помощи декантации или ректификации);
- сушка слоя сорбента.

Из этих двух вариантов чаще используют трёхфазный цикл рекуперации без охлаждения.

В двухфазной схеме различают следующие стадии:

подача нагретой до 35 °C паровоздушной смеси, затем нагретой до 65 °C паровоздушной смеси (то есть параллельно адсорбции идёт сушка);
десорбция (в качестве десорбирующего агента обычно применяется водяной пар) + отделение искомого вещества от десорбирубщего агента (при помощи декантации или ректификации).

При концентрации рекуперируемого компонента более 3 г/м ³ выгоднее вести четырёхфазный цикл, при концентрации рекуперируемого компонента менее 3 г/м ³ — трёхфазный.

Инженерные расчёты рекуперации

Количество испаряющегося растворителя

Количество испаряющегося растворителя вычисляется по формуле:

A\cdot {\frac {M\cdot D}{R\cdot T}}\cdot F\cdot \tau \cdot {\frac {p_{*}-p'}{l}}

где:

А — коэффициент, являющийся функцией (A=f(Re));

А = 0.5 ·Re ^0.58

M — молярная масса ;
D — коэффициент диффузии вещества в воздухе;
F — поверхность испарения;
τ — время испарения;
p _* упругость паров (давление насыщенных паров жидкости);
p' — давление пара жидкости;
l — длина воздушного потока над поверхностью испарения.

Второй способ нахождения количества испаряющегося растворителя — по справочным данным через величины обратных скоростей испарения (в качестве эталона взят диэтиловый эфир, ω = 1).