Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Разработка процессов улавливания паров летучих растворителей в лакокрасочной промышленности

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Разработка процессов улавливания паров летучих растворителей в лакокрасочной промышленности"

Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева

г г» р "

" ; 1 На правах рукописи

: г1 л н • > ■ " | > £* Ъ'; 4 * ^ ^ ^

ФАВОРСКАЯ ТАТЬЯНА ГЕОРГИЕВНА

РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССОВ УЛАВЛИВАНИЯ ПАРОВ ЛЕТУЧИХ РАСТВОРИТЕЛЕЙ В ЛАКОКРАСОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Специальность: 11.00.11 — Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 1993

Работа выполнена в Российском химико-технологическом университете имени Д. И. Менделеева.

Научный руководитель — кандидат технических наук, доцент Клушин В. Н.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Ю. И. Шумяцкий; кандидат технических наук, старший научный сотрудник В. М, Мухин.

Ведущая организация — Научно-исследовательский и проектный институт лакокрасочной промышленности (ГИПИ ЛК.П).

Защита диссертации состоится 1993 г. на заседании специализированного совета Д 053.34.11 в Российском химико-технологическом университете имени Д. И. Менделеева (125190,,

г. Москва, А-190, Миусская пл., дом 9) в ■/О.

час. в ауд. № /С-С^с^я^-Оа^

С диссертацией можно ознакомиться в научно-информационном центре РХТУ им. Д. И. Менделеева.

Автореферат разослан ¿С^гЛ^г+У 1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета

И. Н. КАМЕНЧУК

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы определяется широким практическим использованием органических растворителей (ОР) и значительными их потерями за счет испарения в различных технологических процессах. ?олько в России эти потери оценивают последнее время в 700-900 гыс.т в год, причем большую их часть представляют ОР, используемые при производстве лакокрасочных материалов.

В отечественной практике рекуперации ОР из воздушных выб-_ зосов широкое распространение получил способ адсорбции их паров штивными углями с регенерацией отработанного стационарного слоя юглотителя острым перегретым водяным паром. Однако необходимая ',ля проектировочных расчетов таких процессов информация о равно-¡есных характеристиках адсорбции паров ОР на наиболее доступных ) настоящее время активных углях рекуперационных марок АР-Б И Р-В весьма ограничена. Кроме того, приводимые данные в боль-шнстве случаев получены на углях, регенерированных в жестких ■словиях, которые, как правило, не могут быть реализованы на ¡рактике. из-за чрезмерных затрат. Информация о равновесных характеристиках адсорбции паров ОР на углях, регенерированных в словиях, близких к промышленным, практически отсутствует.

Наряду с этим использование в названных процессах острого одяного пара на стадии десорбции приводит к образованию обвод-енных конденсатов (2-6 кг воды на I кг ОР), потерям раствори-еля из-за реакций гидролиза, вызывает необходимость очистки бразуюцихся сточных вод и значительного расхода энергий на гадига сушки угля. В этой связи определенный интерес представ-яет термодесорбция поглощенных ОР инертным газом, исключающая Зраз о ваша стоков и затраты на сушку угля, хотя опубликование данные недостаточны для инженерного расчета данного процесса.

Цель работы состоит в изучении закономерностей адсорбцион-эго улавливания ОР углями марки АР с термической регенерацией мыценного поглотителя азотом и разработке на этой основе тех-элогии очистки воздушных выбросов процессов производства и ¡пользования лакокрасочных материалов.

Научная новизна. Исследованиями равновесия в системах ак-шный уголь (АР-Б, АР-В) - пары органического растворителя щетон, бутилацетат, бутанол,' толуол, ксилол, изопропакол, [йхлоргидрин, циклогексанон) показано 30-50 %-Ное сокращение •глотительной способности адсорбентов, регенерированных в по-

токе азота при 200 °С, по сравнению с таковой свежих образцов. Определены коэффициенты адекватно описывающих равновесие уравнений Дубинина-Радуткевича и Кксарова. Оценена удерживающая способность угля АР-B при температурах 100-200 °С, установлена ее связь со свойствами адсорбента и адсорбата, а также независимость от скорости потока инерта и размеров слоя поглотителя на стадии его регенерации.

Показана неизменность вида зависимости степени изотермической десорбции слоя насыценного угля от отношения объемов пропущенного азота и слоя поглотителя для слоя любой длины при неизменности прочих параметров, чем обоснована возможность расчета остаточных концентраций целевых компонентов в твердой фазе в любой момент реализации этой стадии ре кооперационного цикла. Выявлено наличие оптималь' ных значений скорости потока инерта, не зависящих от температуры и размеров слоя адсорбента.

Обоснована возможность использования для регенерации адсорбента еюта, содержащего пары ОР, и определен максимально допустимый уровень концентраций в нем этих паров.

Практическая значимость. Получены данные, необходимые для проектировочных расчетов адсорбционных установок улавливания летучих органических растворителей с циклично используемым активным углем, термически регенерируемым в токе инертного газа. Обоснованы условия, определяющие рациональность проведения регенерации насыценного поглотителя методом термодесорбции азотом.

На примере эпихлоргидркна выполнен технико-окономический анализ влияния значений параметров процессов адсорбции и десорбции на величину затрат на реализацию процесса очистки воздушных выбросов от паров ОР. Как следствие этого анализа предложен способ оценки оптимальных значений параметров стадий адсорбции и десорбции на основе универсального критерия оптимизации, базирующегося на разности между стоимостью рекуперированного растворителя и затратами на проведение процесса очистки воздушного вкбрсса.

На защиту выносятся:

- данные по равновесию адсорбции паров ацетона, бутилацетата, бута-нола, изопропанола, толуола, ксилола, циклогексанона и эпихлоргнц-рина на рекуперационных углях АР-Б и АР-B, регенерированных в течение 15 мин при 200 °С в потоке азота;

- зависимости динамических характеристик процесса адсорбции названными углями от скорости паровоздушных смесей и начальной концентрации в них ОР;

- закономерности термодесорбции азотом ОР из насыценного угля в изотермических и неизотермических условиях, а также зависимости удерживающей способности угля от температуры десорбции;

- возможность использования зависимостей степени десорбции от температуры и времени десорбции, установленных для изотермической десорбции, для описания десорбции в неизотермическом режиме;

- результаты анализа влияния параметров реализации стадий адсорбции и десорбции на экономическую эффективность процесса очистки воздуха от паров ОР;

- концепция технологической схемы процесса непрерывной углеад-сорбционной очистки воздушных выбросов от ОР с термической регенерацией насыценного поглотителя в токе инертного газа.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на зональной конференции "Обезвреживание и регенерация твердых органических отходов и растворителей", Пенза, 1990 г.; научно-практической конференции "Очистка газовых выбросов промышленных предприятий", Тольятти, 1990 г.; научно-техническом семинаре "Современные способы очистки вредных выбросов в атмосферу", Ленинград, 1991 г., конференции "Очистка воздуха и обезвреживание отходящих газов", Пенза, 1991 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 170 страницах машинописного текста, содержит 3 4 рисунка, Д 5 таблицы, состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, включающего 158 наименований, и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, определены еэ цели, сформулированы выносимые на защиту вопросы.

Первая глава посвящена обзору литературы по вопросам образования воздушных выбросов, содержащих пары ОР, методикам расчета их объемов и концентраций в них паров ОР. Проведено сравнение су-цествушцих методов очистки воздуха от паров ОР и показано, что уг-леадсорбционный способ улавливания в процессах' производства и применения лакокрасочных материалов (ЛКМ) обладает многими преимуществами. Рассмотрены теоретические основы адсорбционного равновесия и динамики адсорбции. Приведены дантае по использованию различных марок активных углей в процессах улавливания паров ОР.

Охарактеризованы теоретические основы десорбции и выполнено сравнен^ существующих способов десорбции паров ОР из слоя активного угля.

Как вывод сделано заключение о целесообразности исследования равновесных и динамических характеристик адсорбции паров ОР на активных углях АР-Б и АР-Б, используемых в цикле, а также процесс! термодесорбции паров СР из отработанного слоя активного угля потоком инертного газа. Сформулированы основные задачи и направления исследований.

Бо второй главе представлены характеристики объектов исследования, методики исследований и описания установок. Приведены полученные экспериментально и рассчитанные по', известным формулам ра новесные и динамические характеристики адсорбции паров ОР на акти! ных углях АР-Б и АР-Б, а также закономерности термической десорбц] паров СР из зерна и слоя активного угля потоком азота в изотермических и неизотермических условиях.

Предметом исследований явились три различные по происхожденш группы выбросов: газы большого дыхания емкостей хранения растворителей, технологические парогазовые выбросы и вентиляционные выбросы процессов нанесения лакокрасочных покрытий.

Газовые выбросы бомаого дыхания изучены на примере склада J1EK опытного завода Государственного научно-исследовательского и проектного института лакокрасочной промышленности, технологически парогазовые выбросы - на примере производства эпоксидных смол JIHIT1 "Пигмент", вентиляционные - на примере таковых, образующихся при окраске изделий микроэлектроники на ПО "Ангстрем". Исследования показали, что концентрация паров ОР в выбросах первой группы близ ка к концентрации насыщенных паров при температуре хранения ]эаст-ворителя, выброс происходит периодически и не превышает 10 м /час Концентрация паров ОР в выбросах второй группы колеблется в широких пределах в зависимости от режима работы реакторов и составляет от 0,1 до 0,8 от концентрации насыденных паров при 20 °С. Выбросы третьей группы характеризуются крайне низкими концентрациями (максимальные концентрации в ПВС находятся на уровне ДДКр> д>) и большими объемами (10+100 тыс.м^/час), причем вероятность появления в выбросе максимальной концентрации не превышает 10 %.

Изучение равновесных характеристик адсорбции при 20 °С паров ОР на активных углях АР-Б и АР-B, использованных в нескольких циклах адсорбции-десорбции, показало, что равновесная адсорбция

при цикличной эксплуатации активного угля с десорбцией при 200 °С в потоке азота уменьшается в интервале равновесных концентраций <0,05 Р/% на 30-50 % по сравнению с первым циклом адсорбции. На рис.1 в качестве иллюстративного примера экспериментально полученная изотерма адсорбции бутанола сопоставлена с хорошо описывающими равновесие в первом цикле адсорбции изотермами, полученными расчетным путем по уравнениям Дубинина-Радушкевича и Кисарова с использованием коэффициентов, приведенных в литературе. Наиболее очевидной причиной имеющего место на рис.1 расхоядения является то, что для полной десорбции ОР из микропор определенных размеров недостаточна онергия, сообщаемая системе при проведении десорбции при температуре 200 °С.

аунг/г Рис Л. Изотермы адсорбции бута-

нола на активных углях АР-Б и АР-B (штрих)-при 20 °С:

1 - экспериментальные,

2 - расчетные по уравнению Кисарова,

3 - расчетные по уравнению Дуби-нина-Радупкевича

0,4 о,6 о,& Iоп

Охарактеризована зависимость динамического параметра адсорбции' - длины зоны массопзредачи от скорости потока ГШС (в интервале 3,1-0,3 м/с), начальной концентрации С0 паров ОР в ПВО (от 0,01 до 3,6 С/су и длины слоя (до 100 см). Показано, что при адсорбции ОР из ГШС первой и второй групп выброссьв имеет место различной величина разогрев слоя активного угля: от 8 °С для бутанола (С0 = 0,55 иг/л) до 80-100 °С для ацетона (С0 = 2504-500 мг/л). Это приводит к тому, что при обычных на практике размерах слоя процесс становится ¡тационарным лишь на участке слоя, длина которого сравнима с полной зысотой слоя табл.1. Следовательно, в таких условиях практической гестационарности расчет времени работы слоя по зависимости Шилоса с использованием графически определяемой длины зоны массопередачи приводит к.значительным ошибкам. Большую точность для расчета процесса

в нестационарной стадии обеспечивает предложенная в раббтах Николаева, Дубинина и Павлова формула, коэффициенты которой получают из выходных кривых динамики адсорбции на коротких слоях, что позволяет пренебречь неизотермичностью процесса и продольной диффузией. ' с

. Таблица I

Значения длины зоны массопередачи и минимальной длины слоя угля АР-В, обеспечивающей установление режима стационарного . перемещения адсорбционного фронта при температуре 20 °С, скорости ЛВС 0,2 и 0,3 м/с и разных концентрациях паров растворителя

Наименование растворителя

рация Сп

Концент- Длина слоя(14 см, установления стационарного режима при скорости ПВС, м/с

паров раствори теля в

Длина зоны массопере-дачи(Ь ol см при скорости ПВС, м/с

мг/д 0,2 0,3 0,2 0,3

Ацетон 10 10 25 1,5 2,3

30 15 40 2,8 3,3

120 30 60 9,1 15,4

600 70 100 25,5 28,5

Бутанол 0,6 7 15 2,3 3,5

2,5 10 20 2,7 4,4

• 5,0 30 30 6,7 8,0

Ксилол 1,0 12 13 2,0 2,5

3,5 15 15 3,6 3,5

И,0 20 25 4,5 6,1

Зпихлоргидрин 10,0 20 45 8,0 20,0

20,0 45 45 11,0 20,0

40,0 45 - 13,5 -

Толуол 5,0 20 30 2,8 3,2

10,0 30 40 6,2 8,0

30,0 45 45 14,0 12,5

Изопропиловый 1,0 12 15 2,1 2,5

спирт 10,0 20 28 8,5 10,3

Бутилацетат 5,0 12 15 1,3 2,0 .

10,0 20 25 2,9 2.0

Описана термическая десорбция ОР в атмосфере азота из гранулы активного угля в диапазоне температур 20-250 °С. Показано, что значение "пороговой" температуры десорбции в этих условиях изменяется от 0,8 Ткип для ксилола; до 1,6 Ткип для ацетона, а значение температуры "быстрой" десорбции - от 1,36 Ткш для ксилола до 1,96 Ткип для ацетона.

Исследована зависимость степени (J десорбции ОР из слоя угля АР-B от времени Ч? „ для разных значений высоты слоя L в изотермических условиях. Выявлен прямолинейный характер зависимости времени достижения заданной степени десорбции от отношения длины слоя к линейной скорости ida потока азота R Физический смысл коэффициента £ - отношение объема пропущенного азота Va в объему слоя адсорбента V . Процесс десорбции из слоя включает две стадии: быструю десорбцию (~¿-$const) и медленную десорбцию consta, что иллюстрируется данными рис.2а и б. Быстрая стадия характеризуется резким изменением концентрации ОР в потоке азота на выходе из адсорбера и неравномерностью распределения оставшегося ОР по слою адсорбента. В стадии медленной десорбции концентрация ОР в выходном потоке практически постоянна (рис.3), а остаточная адсорбция ОР равномерно распределена по слою и стремится к удерживающей способности сорбента (рис.4).

Рис.2. Зависимость степени десорбции от величины R при температурах 200°(а) и 140° (б) паров органических растворителей: .1 - иэопропанола; 2 - эпихлоргидрина; 3 - толуола; 4 - бутанола; 5 - ксилола; б - уайт-спирита; 7 -бутилацетата.

\

1 \ /

АЛ

2d

/ас

А

\

»

¿A SO <20 iso ООО £(Of

to

V qz Q4 Ц6 Dß

Рис.3. Зависимость концентрации Рис.4. Распределение остаточной эпюслоргидрина в выходном пото- адсорбции бутанола по слов активно азота от числа R при темпе - ного угля АР-B после десорбции ратуре десорбции, °С: I - 180; при температуре 180 °С и значения 2 - 160; 3 - 140; 4-120. R: I - 35; 2 - 70; 3 - 150; 4-Б00.

Показано, что линейная скорость потока азота при десорбции имеет оптимальное значение, которое является характеристикой системы адсорбат - адсорбент и не зависит от температуры (рис.5).

S/o 70

es 60

ss

so

S \ / W ---- V—

\L Jo ' 41 1

J г ^ Г- л / \

л у N ^ i • \J г

qoosr opio acts c,av qoss щозо qcjs ¿¿/ft

Рис.5. Зависимость степени десорбции паров органических растворителей из слоя активного угля ЛР-В от линейной скорости потока азота: I - п-ксилол при 200 °С; 2 - о'-ксилол при 200 °С; 3 - п- ■ ксилол при 160 °С; 4 - бутанол при 160 °С;. 5 - опихлоргидрин при 180 °С; 6 - эпихлоргидрин при.140 °С; 7 - толуол при 140 °С.

Зависимость /} = j ( R ) имеет один и тот же вид для слоя любой длины. Таковая, полученная для слоя одной длины, может быть

использована при расчете параметров десорбции (времени десорбции, концентрации ОР на шкоде из адсорбера, распределения остаточной адсорбции) для слоя другой длины. Определена удерживающая способность активного угля АР-B в интервале температур 100-200 °С табл. 2.).

Таблица 2

Удерживающая способность активного угля АР-B по органическим растворителям в интервале температур 100-200 °С

Растворитель Удерживающая способность Суд, мг/г, при

температуре, °С:

100 120 140 160 180 200

Ацетон 0 0 - - - -

Бутанол - - 78 60 47 28

0-ксилол - - 140 120 96 75

Толуол 120 102 70 57 20 15

Зпихлоргидрин ¿170 118 95 65 42 12

Изопропанол 60 22 5 0 0 ' 0

Уайт-спирит - - 200 150 90 75

Бутилацетат - -100 60 34 17

Расчетами показано, что при неизотермической десорбции удовлетворительная скорость десорбции обеспечивается при температурах потока азота, поступающего из калорифера 250-350 °С , и его линейной скорости на порядок большей таковой при изотермической десорбции 'табл.3).

Повышенный по сравнению с изотермической десорбцией расход азота приводит к снижению концентрации паров СР в азоте на Еыходе из адсорбера в несколько раз. Для обеспечения циркуляции азота в ■•замкнутом контуре че??ч адсорбер, конденсатор ч калорифер на ста-дги конденсации необходимо снизить концентргляп парса 0Р в азоте гл уроркл таковой насиненных паров при 5-12 °С. Концентрация кислорода в циркулирующем азоте для обеспечения взрывобезопасности не должна превышать 4 % об.

Третья глава содержит описание принципиальной технологической схемы углеадсорбционной очистки воздуха от пагов 0Р с термодесорбцией азотом (рис.6).

Таблица 3.

Зависимость скорости движения теплового фронта от температуры подаваемого в слой азота и линейной скорости его потока

Темпера- Темпера- Скорость движения теплового фронта (см/мин) пр1 тура азо тура теп- линейной скорости потока азота (м/с):

та, С лового фронта,°С 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

215 . 140 0,28 0,41 0,56 0,70 0,83

250 140 0,35 0,52 0,70 0,88 1,55

300 140 0,42 0,62 0,83 1,05 1,25

350 140 0,64 0,69 0,93 1,18 1,40

215 160 0,20 0,31 0,41 0,52 0,61

250 . ■ 0,28 . 0,43 0,57 0,72 0,86

300 1б0 0,44 0,66 0,88 1,И 1,32

350 160 0,42 0,63 0,84 1,06 1,25

215 180 0,13 0,19 0,25 0,33' 0,39

250 160 0,22 0,33 0,45 0,56 0,67

300 180 0,31 0,47 0,63 0,79 о, 9-;

350 180 0,38 0,56 0,75 0,95 1,13

■ 215 200 0,05 0,08 0,11 0,14 0,17

250 200 0,16 0,24 0,32 0,40 0,48

300 200 0,26 0,39 0,52 0,66 0,78

350 200 0,33 0,49 0,66 0,84 1,0

Четвертая глава посвящена поиску оптимальных значений параметров процессов адсорбции и десорбции на основании единого для всего процесса экономического критерия Н , выражающего разницу между ценой рекуперированного растворителя и себестоимостью очистки ПВО,

Алгоритм последовательности опораций, выполняемых в процессе поиска оптимальных сочетаний параметров рекуперационного цикла, приведен на рис.7. Результаты свидетельствуют, что зависимость критерия 2 от степени десорбции и значения И имеет экстремум, сдвигающийся в сторону увеличения с ростом температуры (рис.8 и 9).

Выполненный анализ позволяет оценить уровень концентраций и годовых объемов ПВС, при которых углеадсорбционный процесс очистки воздушных выбросов от паров ОР с термодесорбцией азотом становится окупаемым (рис.Ю). Приведенные результаты позволяют сделать вывод о экономической эффективности такой- рекуперации ОР из воздушных выбросов первой и второй групп. Напротив, охарактеризованная рекуперация ОР из выбросов третьей группы обусловливает большие неокупаемые затраты. .

терм^десорбцие}? азоте;.:.

1--адсорбер; 2,4,5,10,11,13,14 - вентиль; 3 - калорифер; 6 - конденсатор (холодильная машина); 7сепьратпр; 8 - компрессор; 9 - датчик концентрации кислорода; 12 - сборник конденсата; 15 - компрессор', 16 - газгольдер.

ЛроигВоЪи-тельность

по пес

Скорость

ГГВС,сй Мютерьуг

"доемв ~Т Г

Диаметр

адсороерт~^

аЪсорбщич Хоуцентж

чия,Са

пскгипррг-

Степень

десорбциегд

Вретя

с'Жсроцс/с/

Вь/сота СЛОЯ адсоро&яяэ

Время десордции

/Гсаместбо

Масса

угля

-ь

Высота адсорЪсрсг

Стоимость

адсорбера

. Темпера/пцро [ десорбции

(Скорость рстько огогяа

Энергия на нагреб азота Раси&гг? ка-лор^— сьера

Одьем сгжо десорбцию

Энергия но охлаждение) и г

ханЪенссии.Ц

Затрать;

„о циркУМЦи/о

Расиет хондг/яагяс/

пор/г^

/Ъсиегг> . мое си конденсата

Стоимость конденсата

Себестоимость очистки г

ЗароВотхая та та

м )

Рис.7 Ьлок-схема расчета критерия 2-

Рис.8. Зависимость критерия 2 от степени десорбции эпихлор-гидрина из слоя угля АР-B при температуре, °С: I - 100; 2 - 120; 3 - 140; 4 - 160; 5 - 180; 6 - 200.

Рис.9. Зависимость критерия 2 от значения R' для десорбции эпихлоргидркна при температуре, °С: I - 100; 2 - 120; 3 - 140; 4 - 160; 5 - 180; 6-200.

В Приложении приведены экспериментальные и расчетные по уравнениям Дубинина-Радушкевича и Кисарова изотермы адсорбции ОР; расчеты предотвращаемого ущерба при внедрении разработанного варианта уг-яеадсорбционного метода очистки воздушных выбросов на ЛНПО "Пигмент" и заводе "Ангстрем"; акты об использовании данных работы при проектировании установок по очистке воздушных выбросов.

i. "1 —

t га* А

5л

\

У > js г 0 2 5 0 3 i к

/ / 1

Рис.10. Зависимость критерия 2 от начальной концентрации эпихлоргид рина в ПВО при объеме выброса, млн.м'^/год: I - 0,5; 2 - 0,8; 3 -1,8; 4 - 30; 5 - 5,0.

выводи

1. Изучен характер образования и выполнен статистический анализ состава содержащих пары органических растворителей воздушных выбросов в процессах производства и использования лакокрасочных материалов. Исходя из принципов углеадсорбционной рекуперации, установлено, что по объемам и периодичности образования, а также концентрациям паров органических растворителей среди этих выбросов рационально выделение газов большого дыхания емкостей, технологических выбросов и вентиляционных потоков окрасочных участков. На основании оценочных расчетов показаны возможность обеспечения прибыли при углеадсорбционной.очистке отходящих газов первых двух названных видов и 'нерентабельность таковой в случае выбросов третьей группы.

2. На примерах лабораторного исследования рекуперации наиболее распространенных в производстве лакокрасочных материалов органических растворителей константировано 30-50 %-ное (при Р/Fj менее 0,05) сокращение поглотительной способности циклично используемых активных углей, регенерируемых при 200 °С в потоке азота, . в течение первых двух-трех циклов. Впервые в условиях, имитирующих практику, изучено равновесие адсорбции паров ОР на активных углях АР-B и АР-Б, регенерированных при указанной температуре. Опре-

Л-

елены коэффициенты уравнений Дубинина-Радушкевича и Кисаропа, декватно отражающих равновесие.

3. Изучена динамика адсорбции названными углями шдивидуаль-ых паров органических растворителей и выявлено определяющее вли-кие на длину зоны массопередачи и стационарность этой стадии ре-уперационного цикла режима регенерации слоя насыденного поглоти-эля. Установлены зависимости размеров зоны массопередачи от дли-з слоя адсорбента в широком диапазоне концентрации ОР в паровоз-ушных смесях для интервала их скоростей 0,1-0,3 м/с. Показано,' го при концентрации P/g >0,25 стационарный режим массопередачи 5еспечивается при размерах длины слоя адсорбента, в 2,5-5 раз эевышающих длину зоны массопередачи в стационарном режиме.-

4. На примере угля АР-B изучена зависимость степени изотермичной десорбции органических растворителей из насыщенного слоя сорбента от температуры, скорости потока и объема пропущенного юта. Найдено, что скорость потока азота имеет оптимальное зна-шие, зависящее линь от природы адсорбата и адсорбента. Определи значения "пороговых" температур десорбции. Показана неиэмен-ють степени десорбции при постоянном отношении объема пропущен-iro азота к объему слоя поглотителя для любой длины последнего

>и прочих равных условиях, чем обоснована возможность расчета .жнейших параметров процесса изотермической десорбции из слоя юиэвольннх размеров по их значениям, определенны1.? эксперименталь-для слоя какого-либо размера.

5. В интервале температур 100-200 °С определены значения удер-вающей способности активного угля ЛР-В. Показано, что величина ого показателя зависит только от температуры и вида адсорбента адсорбата. ,

6. Исследованиями десорбции в неизотермическом режиме уставлено, что приемлемая интенсикность процесса обеспечивается лишь и скорости потока горячего азота не ниже 0,2-0,3 и/с. Это обус-вливает чрезмерно большой расход азота, в связи с чем необходи-

циркуляцня азота в замкнутом контуре, включающем адсорбер, кон-ясатор, сепаратор и калорифер. В таком процессе концентрация зтворителя в горячем азоте, поступающем в адсорбер, должна соот-гствовать давлению его насыщенных парсв при 5-12 °С, а концент-№я кислорода для обеспечения вэрывобезопасности не должка предать 4 % об.

7. Предложена аппаратурно-технологическая схема углеадсорб-ционной очистки воздуха от паров органических растворителей с термической регенерацией насыщенного слоя адсорбента циркулирующим в ее десорбционном контуре азотом, принятая для проектирования на ЛНПО "Пигмент" и заводе "Ангстрем". На примере улавливания паров эпихлоргидрина в соответствии с этой схемой выполнены расчеты, связанные с оптимизацией затрат на очистку воздуха посредством установления оптимального сочетания определяющих процесс показателей.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

1. Фаворская Т.Г., КлушинВ.Н., Бернштейн Л.А,, Чистова 0. В. Оценка параметров процесса термодесорбции эпихлоргидрина при уг-леадсорбци0ннс$ очистке воздуха // РЖХ. - 1990. - № 2 И 432.

2. Фаворская Т.Г., Клушин В.Н., Чистова О.В. Термическая десорбция азотом в процессах углеадсорбционной очистки воздуха от паров органических растворителей // Обезвреживание и регенерация твердых органических отходов и растворителей: Тез. докл. зональной конф. 29-30 ноября 1990 г. ПДНГП Пенза, 1990. - С. 26-27.

■ 3. Фаворская Т.Г., Клушпл E.H., Чистова О.В. Углеадсорбционнал очистка воздуха от паров органических растворителей с термодесорбцией азотом // Очистка газов выбросов промышленных предприятий: Тез. докл. научно-практ. конф. 1-5 октября 1990 г. ТДНГ СНИО. -Тольятти, 1990 г. - С. 97-99.

4. Фаворская Т.Г., Клушин В.Н., Чистова О.В. Сравнительные показатели паровой десорбции с азотной регенерацией углей, насыщенных органическими растворителями // Современные -способы очистки вредных выбросов в атмосферу: Тез. докл. научн. - техн. семинара 4-5 июля 1991 г. ЛДОГП. - Ленинград, 1991. - С. I38-I4I.

5. Клушин В.Н., Фаворская Т.Г. Углеадсорбционнал очистка воздуха от паров летучих растворителей с регенерацией поглотителя азотом // Очистка воздуха и обезвреживание отходящих газов: Тез. докл. конф. 17-18 ноября, 1991 г., ПДНГП, Пенза. - С. 71-73.