Сорбционные процессы

Расчет к подразделу 2.2.1
Р.19. В некоторой системе жидкость – адсорбат - адсорбент 
адсорбционное равновесие описывается степенным уравнением Х = АС
В
, где 
А и В = 0,3 – коэффициенты. Определить отношение расходов адсорбента в 
адсорбере с неподвижным слоем и адсорбере-емкости. Остаточное 
содержание адсорбата в жидкости для второго аппарата принять равным С = 
0,05Со. 
Используем уравнение (2.3): М = Х*(С)/Х*о = С
0,3
/Со
0,3
= 0.05
0,3
= 0,37. 
Расход адсорбента в первом из аппаратов примерно в 3 раза ниже, чем во 
втором.
2.2.2. Типы процессов 

---

69 
Емкость адсорбента – величина конечная и после переработки 
некоторого количества потока адсорбент надо заменить или восстановить его 
поглотительные свойства. Процессы, в которых адсорбент заменяют, 
называют 
процессами с однократно используемым адсорбентом. 
Процессы, 
в которых поглотительные свойства адсорбента восстанавливают, - это 
процессы с адсорбентом, используемым многократно.
Восстановление утраченных поглотительных свойств часто можно 
осуществить в том же аппарате, в котором происходила переработка потока. 
В этом случае операции восстановления носят название
регенерации 
адсорбента.
Если же для восстановления свойств адсорбент выгружают из 
адсорбера и обрабатывают в некотором другом аппарате, то такие операции 
называют 
реактивацией адсорбента. 
Оба метода восстановления свойств, 
как правило, (хотя и не исключительно) основаны на нагреве адсорбента. 
При нагреве парциальное давление адсорбата над адсорбентом возрастает, 
адсорбат переходит в газовую фазу и потоком отдувочного газа может быть 
вынесен за пределы аппарата. Выбор метода восстановления определяется, 
таким образом, температурой, которая обеспечит достаточно полную 
десорбцию поглощенных веществ. Она, в свою очередь, зависит от их 
физических свойств. Есть некоторый эмпирический критерий, который 
говорит о возможности или, наоборот, о невозможности регенерации. Это 
нормальная температура кипения. Если для некоторого адсорбата она ниже 
180 – 190 
о
С, то регенерация возможна. Если выше, то следует прибегнуть к 
реактивации. В значении этого критерия учтена ограниченная термическая 
стабильность конструктивных материалов, из которых изготовлен корпус 
адсорбера, и арматуры, используемой для управления адсорбционным 
процессом. Для адсорберов, изготовленных из углеродистой стали, арматуры
обычного качества предел термостабильности не превышает 350 – 400 
о
С.
Итак, в ходе регенерации адсорбент был нагрет. Его непосредственное 
применение для очистки потока невозможно и регенерацию продолжают, 
охлаждая адсорбент до температуры адсорбции. Регенерация в 
рассматриваемом примере состоит из двух 
стадий: нагрева (десорбции) и 
охлаждения, 
а сам процесс из трех непрерывно сменяющихся и 
воспроизводящихся стадий: адсорбция (очистка, разделение) – нагрев – 
охлаждение и снова адсорбция – и т.д. Из-за повторяемости стадий процессы 
с регенерируемым адсорбентом часто называют 
циклическими.
Существуют очень сложные адсорбционные циклы, с большим числом 
стадий и их сложным чередованием во времени. Чтобы дать наглядное 
представление об адсорбционном цикле, используют так называемые 
циклограммы 
процессов.
 
Так называют графическую запись чередования 
стадий в каждом адсорбере адсорбционной установки во времени. 
Используют две системы представления циклограммы. В одной из них над 
осью абсцисс – осью времени надписывают названия чередующихся стадий. 
В другой системе показывают символические изменения некоторого 
характерного параметра процесса во времени. Оба вида циклограмм 

---

70 
приведены на рис.2.2 для трехстадийного процесса: адсорбция – нагрев – 
охлаждение, осуществляемого в трехадсорберной установке. 
Нагрев
Охлаждение
Адсорбция
Нагрев
Охлаждение
Адсорбция
Нагрев
Охлаждение
Адсорбция
Т
Т
Т
Время
Рис.2.2. Циклограммы (характерный параметр – температура) 
Различают два вида циклических процессов: