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/м3.
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/м3 выгоднее вести четырёхфазный цикл, при концентрации рекуперируемого компонента менее 3 г/м3 — трёхфазный.
Инженерные расчёты рекуперации
Количество испаряющегося растворителя
Количество испаряющегося растворителя вычисляется по формуле:
где: А — коэффициент, являющийся функцией критерия Рейнольдса (A=f(Re));
А = 0.5 ·Re0.58
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).
Определение продолжительности адсорбции
См. также
Рекуперативное торможение
Категория:Методы очистки газовых смесей Категория:Защита атмосферного воздуха Категория:Сорбция