Процес адсорбції. Поглинання парів метанолу нерухомим шаром активованого вугілля

Вивантаження відпрацьованого вугілля здійснюється ерліфтом, нижній кінець якого встановлено поблизу гравійних, що підтримують верстви. Вугільне завантаження, укладена в кожній секції між беспровальними гратками, розширюється висхідним потоком води в 1,6-1,75 рази в порівнянні з висотою того ж обсягу завантаження в нерухомому стані. Режим перетікання сорбенту з верхніх грат на нижні задається на основі розрахунку необхідної дози сорбенту і витрати стічних вод.

У адсорберах з псевдозрідженим шаром немає необхідності відмивати завантажуване вугілля від пилоподібної фракції, так як вона виноситься з адсорбера разом з очищеною водою. Після адсорберів з псевдозрідженим шаром обов'язково встановлюється фільтр для освітлення води. В даний час в хімічній технології розроблено і застосовується велике число мішалочних апаратів і патронних фільтрів, які можуть бути використані як адсорбери III і IV типів. Для перемішування стічних вод з активованим вугіллям рекомендується використовувати лопатеві, турбінні або пропелерні мішалки в апаратах, що виготовляються вітчизняною промисловістю.

При виборі мішалочних адсорберів слід враховувати, що для вугільної суспензії найефективніші такі параметри лопатевих мішалок: діаметр мішалки d = 0,3-0,8 від діаметра адсорбера (D), ширина лопаті мішалки B = 0,05-0,4 від d, висота рівня рідини в посудині Н = 0,8-1,3 від D, відстань між дном апарату і краєм лопаті h = 0,2-0,4 від d, параметри турбінних мішалок: d = 0,15-0,6 від D; B = 0,l-0,2 від d; H = 0,8-1,5 від D; висота мішалки h = 0,3-0,8 від d; пропелерної мішалки d = 0,2 - 0,5 oт D; крок гвинта S = 1-3 від D; h = 0,5-1 від D; H = 0,8-1,2 від D.

Адсорбери IV типу патронні фільтри широко використовуються в хімічній технології, наприклад в іонообмінній технології для очищення низькосольових водних розчинів. Практично всі промислові апарати цього типу можуть бути використані для адсорбційного очищення, але специфіка фізичних характеристик сорбенту вимагає і специфічних технологічних параметрів експлуатації.

В даний час в промисловій практиці адсорбції забруднень води органічними речовинами на дрібнодисперсних активованому вугіллі КАД і БАУ можуть застосовуватися патронні фільтри, площа фільтрації 248 патронів становить 80 м². Патрони виконані з крученого дроту, для намиву на них вугільного порошку фракції 40 - 30 мкм, вони попередньо покриваються подвійною капроновою сіткою виробництва. Тривалість фільтроциклу залежно від складу води, що очищається зумовлена, ??або витратами напору, або проскакуванням неприпустимої концентрації розчинених забруднень.

3.2.1 Конструкція та принцип дії розробленої адсорбційної колони

За способом організації процесу представленої адсорбційної колони в цій роботі, спроектований адсорбер є апаратом періодичної дії. В ньому адсорбент знаходиться в нерухомому стані і при досягненні певного ступеня насичення його необхідно замінити або регенерувати (десорбувати). На час регенерації процес адсорбції переривається.

Ефективність роботи адсорбційної установки в першу чергу залежить від відповідності способу організації процесу, фізико-хімічних характеристик оброблюваних газів і адсорбенту. По витраті, температурі, вологості, тиску викидних газів, концентрації забруднювача і його властивостей підбираються вид адсорбенту, конструкція апарату, вид адсорбції, режим обробки. У даній проекті був обраний адсорбер з нерухомим шаром адсорбенту - активного вугілля АР-3, періодичної обробки і фізичним процесом адсорбції.

Адсорбери періодичної дії використовуються в тих випадках, якщо обробляється досить велику кількість газу або якщо газ містить значні концентрації адсорбата, що робить вигідним регенерацію сорбенту, а також, якщо вартість свіжого сорбенту перевищує вартість регенерації.

Представлений адсорбер вертикальний циліндричний з вертикальним кільцевим шаром адсорбенту. Його недоліками є нерівномірність шару по висоті, яка утворюється при завантаженні, а також у процесі експлуатації через нерівномірність усадки від стирання, віднесення і інших причин. При роботі адсорбера через зони з меншим опором проходить більша кількість викидних газів, що погіршує ступінь очищення. Нерівномірність шару адсорбенту зростає із збільшенням перетину апарату. Тому пропускна здатність адсорберів з вертикальним шаром адсорбенту зазвичай не перевищує 1 ... 1,5 м³/с.

Процес починається з подачі вихідної суміші в установку через штуцер для подачі пароповітряної суміші, сушильного та охолоджуючого повітря. Пароповітряна суміш заповнює простір між внутрішньою стінкою корпусу і зовнішньою стінкою перфорованої корзини, яка містить адсорбент активоване вугілля АР-3). Потім вихідна суміш проникає через шар адсорбенту, де протікає процес масообміну. Очищене повітря виводиться через центральний нижній штуцер. Отриманий в результаті процесу конденсат відводять через штуцер призначений для відводу парів і конденсату при адсорбції, десорбції і для подачі води. Для проведення процесу при певній температурі встановлюється термометр у гільзу для термометра. Адсорбент не здатний до регенерації видаляють з перфорованої корзини через розвантажувальний люк. Свіжий адсорбент завантажують у кошик через завантажувальний люк.

Оптимізацією процесу поглинання парів метанолу за допомогою сорбції активованим вугіллям заключається в тому, що за допомогою підібраних оптимальних умов процесу, вдалося спроектувати адсорбер відповідного розміру(діаметр апарату, його висота, висота насипного шару та ін.), що є найбільш прийнятними для заданих умов.

3.3 Техніка безпеки при обслуговуванні обладнання

Аналіз травматизму показує, що більше 60% нещасних випадків від механічних пошкоджень, вибухів і отруєнь припадає на МРО (монтажні, ремонтні, очисні) роботи. Причини, які призводять до травматизму при виконанні МРО робіт, можуть бути такими: незадовільна організація робочого процесу, непідготовленість робочих місць, погане керівництво роботами, невиконання правил техніки безпеки. Оскільки майже всім робочим харчових підприємств тією чи іншою мірою необхідно брати участь в ремонтних роботах, требі, щоб зони знали основні правила техніки безпеки при ремонті і суворо дотримувались всіх норм робочого процесу.

Насамперед, жодна робота по монтажу, ремонту і очищенню не може бути розпочата без розробленого плану організації робіт, складеного з урахуванням вимог техніки безпеки. Планом передбачаються необхідні організаційно-технічні заходи: використання засобів механізації; порядок підготовки та зупинки обладнання, проведення ремонту або заміна окремих вузлів апаратів і машин; розміщення матеріалів і деталей, які будуть монтуватися замість знятих, а також визначення місця для розташування різних відходів, бруду, який виділяється при очищенні апаратури; порядок і почергованість опробування та здачі устаткування після ремонту і забезпечення необхідними ремонтно-монтажними пристосуваннями, матеріалами та інструментами, індивідуальними засобами захисту.

Всі частини устаткування і матеріали повинні бути розташовані так, щоб не створювати незручних умов в робочій зоні і на робочих місцях. Проїзди та проходи в зоні виробництва МРО робіт повинні бути закриті.

Максимальна продуктивність обладнання досягається правильною експлуатацією і бережливим відношенням до нього обслуговуючого персоналу.

При підготовці обладнання до МРО робіт необхідно провести ряд підготовчих операцій. До них відносяться охолодження, перекриття комунікацій, видалення залишків продуктів вибухонебезпечних і токсичних газів та парів, відключення від джерел, які могли б привести в дію обладнання, перевірка аналізу повітря і достатньої освітленості, наявності інструкцій з техніки безпеки та знання її робочими. Потім встановлюють риштування і підмостки, обмежують небезпечну зону виробничих робіт, встановлюють знаки безпеки, попереджувальні плакати.

Роботи ведуться у певній послідовності при суворому дотриманні часу і швидкості проведення окремих операцій. Трапляється, що керівники установки, бажаючи зменшити тривалість ремонту, прискорювали ці операції, що нерідко призводило до порушення міцності і герметичності обладнання, а інколи і до аварій.

При огляді, очищенні і ремонті машин, механізмів (транспортуючих пристроїв і т.д.) з електроприводом повинні бути вжиті заходи, що виключають помилкову передачу напруги на електродвигун в машині (механізму), який підлягає огляду або ремонту. На пускових пристроях повинні вивішуватися плакати: "Не вмикати! Працюють люди!"

Електродвигун повинен бути відключений від струму, при цьому плавні вставки запобіжників в ланцюгу електродвигунів знімаються.

Ремонт агрегатів, що працюють з використанням газів, необхідно проводити за інструкцією, яка повинна бути розроблена підприємством з урахуванням особливостей виробництва.

При ремонті або тривалій зупинці агрегатів, що працюють з використанням газів, газопроводи повинні відключатись з установленням заглушки після запірного пристрою.

На деяких виробництвах, де в апаратах знаходяться токсичні речовини, щоб виключити можливість попадання залишкових газів із апаратів у виробничі приміщення, після спуску надлишкового тиску в апаратурі створюють невеликий вакуум.

У процесі роботи нерідко доводиться розбирати обладнання. Отже, слід дотримуватися розбирання, яке забезпечує стійкість вузлів, що залишилися, і деталей, які виключають втрату їх стійкості і падіння. Тому розбирання обладнання потрібно здійснювати за визначеним, наперед продуманим порядком, і за цими операціями вести постійний нагляд. Те ж відноситься і до монтажу обладнання.

Відокремлення рознімних з'єднань ділянок арматури і ділянок трубопроводів, які можуть утримувати залишки кислот, лугів і інших агресивних продуктів, проводять в захисному одязі, гумових фартухах, гумових рукавицях, окулярах.

Для усунення розлиття таких рідин під рознімне з'єднання перед зняттям болтів ставлять відра, відвідні жолоби.

Інколи при ремонтних роботах, особливо при монтажі нових установок, потрібно виконувати заземлення. Тут основною безпекою є зрушення ґрунту при ритті котлованів і траншей. Для попередження цього встановлюють спеціальні кріплення і міцні розпори або ґрунт відкопують із зберіганням кута натурального відкосу.

Недопустиме самовільне риття траншей, тому що можна натрапити на трубопровід або кабель, які закопані в землі, і ударом інструменту по них спричинити аварію.

У головного механіка або в будівельному відділі є план всіх підземних комунікацій. Користуючись ним, тільки головний інженер може видати дозвіл на виробництво тих чи інших земельних робіт. При несподіваному виявленні газу або нафтопродуктів в котлованах, траншеях, колодязях роботи слід негайно припинити, а робітників звільнити до повного усунення неполадок.

Роботи всередині топок, печей, димоходів, гарячих апаратів можна вести тільки після їх охолодження до температури 60°С. У випадку необхідності короткочасних робіт при більш високій температурі розробляють додаткові заходи безпеки (безперервна обдувка свіжим повітрям, застосування теплоізолюючих костюмів, які не підлягають горінню, тепло-ізолюючого взуття, частіші перерви в роботі). Роботи всередині ємності при температурі вище 50 С заборонені. Працюючих обдувають свіжим повітрям переносних ручних вентиляторів з гнучким шлангом, в тому числі з пристроєм для розпилення води в повітрі, що подається.

Розкривання апарата (знімання кришок, відкривання люків) проводиться тільки після повного звільнення від продукту, нейтралізації, очистки, пропарки, якщо необхідно - продування інертним газом

Люки вертикальних апаратів, де знаходились легкозаймисті рідини або гази, відкривають починаючи з верхнього. При такій послідовності менш ймовірні злиття великої кількості рідин, а також попереджається створення в коліні і затягування в нього повітря, яке в суміші з парами, що залишилися, може створити вибухонебезпечне середовище. Для кращого провітрювання апарата відкривають одночасно люки, які розміщені з протилежних сторін.

Після відкриття і перед початком ремонтних робіт проводять аналіз повітряного середовища.

Видалення продукту повинно бути правильно організоване в залежності від умов виробництва і виду продукту. Забороняється злиття будь-якого продукту і промивної води безпосередньо на підлогу і площадки, а також видалення продувних газів і парів в приміщення, тому що це може визвати утворення вибухонебезпечних або токсичних концентрацій. Рідкі продукти звичайно не викидають, а евакуюють в інші ємності, інколи потрібно підготувати додаткові ділянки трубопроводів, міняти схему обв'язки. Порядок видалення продуктів передбачається раніше, розробляється схема його руку, яку кожний учасник ремонту повинен знати і розуміти.

Монтаж, ремонт, очищення важких деталей обладнання вагою більше 20 кг, великого габариту і великої ваги, подачі і переміщення його в місцях, що вимагають особливої обережності, допускається лише з використанням засобів механізації (блоків, тельферів) і під безпосереднім наглядом механіка або виконавця робіт. Ці роботи виконуються за схемою, що затверджена головним інженером підприємства. В схемі передбачені заходи щодо техніки безпеки, проведення інструктажу.

Важливим фактором безпеки при виконанні ремонтних робіт являється розміщення працюючих по висоті.

Монтажні і ремонтні роботи не можна проводити одночасно на різних відмітках по одній вертикалі, тому що падіння з більшої висоти гайки, інструменту, куска металу тощо може травмувати працюючого нижче. У разі крайньої необхідності це допускається тільки з додатковим улаштуванням захисних настилів, що забезпечують безпеку ремонтників на всіх нижніх відмітках.

Перед випробуванням змонтованого або відремонтованого обладнання необхідно:

а) познайомити тих, хто бере участь у випробуванні, з порядком проведення робіт і заходами безпеки;

б) перевірити кріплення фундаментних болтів, стан ізоляції і заземлення електричної частини обладнання, наявність і несправність огородження, запускних, гальмівних, блокувальних і запобігаючих пристроїв і контрольно-вимірювальних приладів;

в) закрити доступ до випробовувального обладнання або в зону випробовування особам, які не призначені для виконання даної роботи;

г) перевірити допустиму освітленість місць виконання робіт, додержання протипожежних заходів і наявність інструкцій з техніки безпеки.

Висновки

В ході роботи розглянуто теоретичні аспекти процесу адсорбції, перспективи його застосування, як серед спектру можливостей хімічної технології, так і у інших галузях промисловості.Висвітлена універсальність методів використання прикладної адсорбції, що дозволяє практично повністю видаляти домішки з рідкої фази, і так само концентрувати цільові компоненти.

Спроектовано технологічну схему поглинання парів метанолу нерухомим шаром активованого вугілля, з покращеними умовами і виходами даного процесу. Також, розраховано оптимальну будову апаратів, що будуть відповідати заданим умовам.

Размещено на Allbest.ru