Адсорбционная установка – аппарат для удаления нежелательных газовых примесей

Завод «ПЗГО» приветствует своих посетителей и предлагает к рассмотрению такой промышленный аппарат как адсорбционная установка.

Мы более 30 лет занимаемся расчетом, проектированием, изготовлением и внедрением индустриальных газо- и воздухоочистных систем, которые на сегодняшний день показывают ≈ 99% КПД на более чем 200 промпредприятиях России и Зарубежья.

Задайте вопрос или запросите консультацию

Определение термина и принцип работы адсорбера

«Установкой» в технике называется любое комплексное устройство, состоящее из основных и вспомогательных элементов / узлов и выполняющее конкретную технологическую задачу. Таким образом, адсорбционной установкой можно именовать любой аппарат, так или иначе реализующий процесс адсорбции.

Адсорбирование также относится к процессам сорбции, но – в отличии от абсорбции – захват загрязнителей происходит не по всему объему сорбента, а лишь в его поверхностном слое.

Рассматривая принцип работы установки, следует отметить, что основным функтором, фильтрующим загрязнители (газовоздушной, паровоздушной или жидкой среды), является массив адсорбента, который обычно представляет собой таблетки, гранулы, пеллеты или крошку различной дисперсности.

^{Типы твердых сорбентов. Слева направо – угольная крошка, шарики цеолита, силикагель}

Фильтрационным материалом, в свою очередь, может выступать твердое вещество, обладающее максимальной эффективностью для улавливания поллютантов в конкретной технологической операции.

В базовом описании принцип работы адсорбционной установки заключается в подведении загрязненного потока в рабочую камеру и пропусканием среды через слой (слои) фильтроматериала. Основной параметр любого адсорбента описывается химическими свойствами, размером микро-, мезо- и макропор, а также их процентным соотношением.

^{Промо-видео: описание обессеривающего адсорбционного модуля "ПЗГО"}

Каталитический, физический и смешанный принцип захвата загрязнителей

Говоря о принципах поверхностной сорбции, нужно понимать, что микроскопические процессы захвата примесей идут далеко не по самым тривиальным путям.

1. Так, молекулярные конгломераты могут задерживаться в фильтре на чисто физическом принципе – когда диаметр поллютанта превышает размер пор и молекула попросту «застревает» в молекулярном сите;
2. Возможна и каталитическая реакция – когда в результате взаимодействия поллютанта с поверхностью сорбента на границе раздела фаз идет образование / разрыв химических связей, (и, как следствие, смещение термодинамического равновесия системы относительно нормали), почти всегда – нагрев. По каталитическому принципу обычно реагируют галогены, галогениды, металлические соединения, оксиды.

В реальных условиях адсорбция неизменно представляет собой совокупность как физических, так и химических контактов – в зависимости от условий (давления, температуры, химического состава и иных характеристик адсорбата). При повышении температуры обрабатываемой среды взаимодействие всегда смещается в сторону катализа.

^{Принципиальная схема двухадсорберной системы для десульфации биогаза, собственная разработка (желтым цветом показана система осушения потока на базе кожухотрубчатого теплообменника)}

Типы и назначения установок

Определившись с фундаментальным принципом работы адсорбционных аппаратов, становится понятным, что, фактически, категорировать установки по типу целесообразнее всего согласно их основному назначению.

Стоит учитывать и некоторые специфические характеристики, такие как ориентация (вертикальная / колонная или горизонтальная / блочная), рабочее давление, объем и структура рабочей камеры, количество отсеков, предпочтительный тип адсорбента, агрегатное состояние обрабатываемой среды (твердая микромеханика, газ, пар, жидкость).

Подвижность рабочего слоя

Отдельного упоминания требует классификация установок по подвижности адсорбента.

В подавляющем большинстве случаев применяются установки с неподвижным слоем адсорбента, то есть, входящий загрязненный поток не вызывает какого-либо движения / смещенеия фильтрующего субстрата.

Впрочем, в редких, строго экономически оправданных условиях, аппараты могут быть изготовлены с реализацией псевдоожиженного / подвижного слоя адсорбента. Псевдоожижение достигается за счет равновесия потока и противотока в рабочей камере, что позволяет массиву твердого адсорбента приобретать свойства текучести.

Главным преимуществом такого подхода является равномерное распределение плотности газопотока по сечению рабочей камеры и, как результат, – обеспечение наиболее полного и продолжительного контакта сред.

Жирным минусом кипящей адсорбции является истирание фильтрующих гранул друг об друга. Это не только снижает межзагрузочный / межрегенерационный период, но и загрязняет выходящий поток механической пылью, которая также нуждается в удалении. В большинстве случаев эта технология оптимальной не является.

^{Демонстрация псевдоожижения: кипение массива твердых частиц в восходящем потоке}

Очистка газов

Основным назначением адсорбционных установок является очистка воздуха или газов; говоря точнее, – селективная сепарация определенных компонентов газового потока.

Физические и каталитические сухие фильтры используются для очистки газов или воздуха во всех отраслях промышленности. Приведем некоторые значимые примеры в таблице.

^{Горизонтальная система аварийной нетрализации топливных паров. Читайте подробнее в разделе "Выполненные проекты"}

Получение азота, кислорода и иных газов

Селективная фильтрация, реализуемая в адсорбционных установках, также позволяет использовать аппараты для получения, (например, из обычного воздуха), таких газов как кислород, азот, благородных / инертных газов.

Регулируя температуру и парциальное давление компонентов газовоздушной среды, можно с высокой эффективностью задерживать определенные составляющие газопотока, в то время как прочие будут беспрепятственно проходить сквозь недра фильтра.

Кислородные и азотные установки, а также схожие по принципу действия аппараты работают в рамках 3 продуктивных технологий короткоцикловой адсорбции:

1. Напорного типа или PSA (англ. Pressure swing adsorption);
2. Вакуумного типа или VSA (англ. Vaccuum swing adsorption);
3. Комбинированные VPSA (англ. Vaccuum Pressure Swing Adsorption).

Подробнее о короткоцикловой фильтрации Вы можете ознакомиться по соответствующим ссылкам.

Очистка жидкостей

Куда менее широко используются адсорберные системы для очистки воды и иных жидкостей. Несмотря на чрезвычайно высокую сорбционную емкость, эффективность в обезжелезивании, удалении привкуса и мутности, угольные, титановые и иные микропористые фильтраторы имеют 3 серьезных недостатка, из-за чего крайне редко или никогда не используются для промышленных целей.

1. Для обеспечения надлежащего контакта массив адсорбента должен быть плотным, что очень существенно препятствует протечению жидкой среды через поглотитель;
2. Промывка обратным напором недостаточна для полной очистки пор сорбента – происходит неизбежное «забивание», накапливание в кассете или картридже опасного адсорбата;
3. Быстрая регенерация / десорбция затруднительна и предполагает, помимо прочего, осушение сорбента. Подробнее о методах регенерации твердых сорбентов Вы можете ознакомиться, перейдя по этой ссылке.

Вместе с тем, пористые титановые и угольные фильтры для воды нашли широкое применение там, где объемы очищаемой среды не исчисляются кубометрами в секунду – это картриджи для домашнего водопровода, походные фильтры для туристов и другие околобытовые назначения.

^{Бытовая водоочистная система угольного типа}

Тонкая осушка газов и воздуха

Высокий КПД адсорберов в отношении улавливания тонкодисперсных аэрозолей, (в том числе, технических масел), позволяет применять их для тонкой, особо ответственной осушки газовых сред – там, где это технологически и экономически обоснованно. В силу быстрого насыщения сорбента влагой для первичного осушения газопотока твердосорбционные установки обычно не используются.

^{Отгрузка аппарата Заказчику: корпус и ключевые узлы выполнены из нержавеющей стали}

Расчет, проектирование, изготовление и внедрение адсорбционных установок в России и Евразии

ООО «ПЗГО» предлагает к расчету, изготовлению, приобретению, доставке и вводу в эксплуатацию газоочистные аппараты и комплексы, обладающие следующим перечнем характеристик:

• Эффективность захвата нежелательных примесей газовой фазы – до 99.9%, широкий спектр улавливаемых поллютантов;
• Температурный режим – до 900 градусов Цельсия, работа с соединениями сильной химической агрессивности (с проведением футеровки ключевых узлов термо- и / или кислотоупорными покрытиями);
• Полная технологическая оснастка для быстрой перезагрузки / смены адсорбента и перехода установок на новые газоочистные режимы;
• Объемы обрабатываемой среды – от нескольких десятков кубометров до десятков тысяч м³ / час и выше;
• Непрерывность газоочистных процедур обеспечивается попеременной работой аппаратов;
• Малое влияние на давление газовоздушной магистрали предприятия / участка;
• Полная автоматизация, продвинутые системы контроля и управления;
• Широкий перечень вспомогательного оборудования для быстрого вывода аппаратов на рабочие режимы;
• Простота, неприхотливость, надежность, безотказность, высокая экономичность, доступность и рациональность внедрения даже на средних и малых предприятиях.

По любым вопросам, касающимся Заказа промышленных адсорбционных установок, пожалуйста, связывайтесь с нами удобным способом или заполняйте Опросник Заказчика.

Быстро произведем и доставим системы до любой точки России, СНГ, Европы, Азии. По требованию осуществим профессиональный монтаж. Гарантия изготовителя.

ООО «ПЗГО» – дышите легко!