Сорбционные процессы

Расчет к подразделу 2.7.2 
 
Р.30. Выполнить расчет безнагревной установки осушки сжатого 
воздуха при следующих условиях: производительность 500 м
3
/ч, избыточное 
давление газа при адсорбции 0,4 МПа, температура 30 °С, допустимое 
остаточное влагосодержание – 70 °С. Адсорбент – силикагель ШСМ со 
средним диаметром гранул 3 мм. Длительность стадии адсорбции 300 с. 
1.Проведем балансовые расчеты при коэффициенте избытка обратного 
потока К
И 
=1,1. Доля обратного потока (α), согласно уравнению (2.7), равна: 
α = G
d
/G
а
= К
И
Р
d
/Р
а
= 1,1.0,1/(0,1 + 0,4) = 0,22. 
2.Определим расход газа, подаваемого на осушку; он складывается из 
расхода газа на регенерацию и расхода продуктового газа:
G
d
+ G
а
=G
а
/(1 - α) = .500 /(1 – 0,22)= 640 м
3
/ч. 
3.Найдем сечение адсорбера и диаметр при скорости потока, 
отвечающей началу внутридиффузионной области W =0,2 м/с: 
S = 640.0,1/(3600.0,2.(0,1 +0,4)) = 0,177 м 
2
, 
Д = 0,47 м 
4.Концентрация паров воды в сжатом воздухе при 30 °С составляет 
примерно30 г/м
3
. То же в расчете на расширенный газ равно:30.0,1/0,5 = 6 
г/м
3
. Концентрация воды, отвечающая – 70 °С по точке росы в 
расширенном газе составляет примерно 1.10
-3
г/м
3
. 
5.Определим время пребывания воздуха в адсорбере по уравнению 
(2.8): 
Т = - lg(С/Со)/(А.τ
-0,5
d
-1
) = - lg(1.10
-3
/6)/(2.6.10
-2
. 300
-0,5
.(3.10
-3
)
-1
= 7,.5 с 
6..Определим длину зернистого слоя: L = TW =7,5.0,2 = 1,5 м.
2.7.3.Очистка газов 

---

132 
Защитные газы.
Рассмотрим применение безнагревных установок при 
получении защитных атмосфер. Так называют газовые среды, исключающие 
контакт защищаемого объекта с воздухом. Они, как уже говорилось, 
применяются в различных отраслях промышленности и особенно широко в 
металлургии и машиностроении, в которых бескислородная среда 
предотвращает окисление расплавленного или раскаленного металла. 
Обычно бескислородный газ получают сжиганием природного газа при 
стехиометрической подаче топлива и воздуха в печь. Топочные газы, 
образующиеся в ходе такого сжигания, содержат около 12 % диоксида 
углерода, небольшие количества водорода и азот в качестве основного 
компонента. Газ насыщен парами воды. Перед потреблением его очищают 
от воды (остаточное влагосодержание - 60 °С по точке росы) и диоксида 
углерода (остаточное содержание 0,01 % и менее). Обе эти операции 
осуществляют за один проход в безнагревной адсорбционной установке.