Опис технологічного процесу - Аналіз пожежної небезпеки процесу адсорбування бензолу з
пожежна безпека адсорбування бензол
Адсорбування бензолу з пароповітряного середовища
З пароповітряної суміші пари летючого розчинника можна виділити, використовуючи метод адсорбції. Адсорбцією називають процес поглинання одного або кількох компонентів із газової суміші або розчину твердою пористою речовиною - адсорбентом. Адсорбція застосовується головним чином при невеликих концентраціях, що поглинаються речовини у вихідних сумішах, коли потрібно досягти практично повного вилучення однієї з речовин. Процеси адсорбції широко застосовуються в промисловості при очищенні та осушенні газів, парів, рідин, вилучення летючих розчинників з пароповітряних сумішей, особливо для повторного використання рідин у виробництві. Усі вони мають принципово однаковий пристрій. Установка призначена для уловлювання з пароповітряної суміші парів бензолу при виробництві штучної шкіри та парів бензину при виробництві гумотехнічних виробів. Технологічні схеми адсорбційних процесів уловлювання з пароповітряних сумішей парів бензолу та парів бензину принципово не відрізняються один від одного.
Установки адсорбції летких розчинників забезпечують скорочення безповоротних втрат і зниження пожежної небезпеки виробництва, тобто використання цих установок по суті є профілактичним заходом, разом з тим, що адсорбційні установки становлять значну пожежну небезпеку. Як адсорбенти широко застосовують активоване вугілля. Сировиною для виготовлення активованого вугілля є деревина, торф, шкаралупа горіха, плодових кісточок і т.д. Сировину попередньо обглинають, потім подрібнюють, змішують зі сполучними органічними речовинами (смолами), формують, отримуючи кульки,призмочки, кубики розміром 3-5 мм. Ці заготовки поміщають в автоклав і обробляють гострою водяною парою при температурі 400-800 градусів. Активоване вугілля схильний до самозаймання при контакті з повітрям, оскільки воно поглинає швидше кисень, ніж азот. Чим більша температура обробки вугілля, тим менша його схильність до самозаймання. Апарати, в яких є адсорбент, називають адсорберами. Адсорбери можуть бути періодичної дії (з нерухомим адсорбером) і безперервної дії (з рухомим або киплячим шаром адсорбенту). Адсорбери з нерухомим шаром вугілля можуть бути вертикальні, горизонтальні та кільцеві. Процес роботи адсорбера складається з наступних чотирьох фаз: адсорбція (поглинання), десорбція (продування парою), сушіння адсорбенту та його охолодження. Зважаючи на те, що при роботі адсорберів фази змінюються і потрібне часте перемикання ліній, передбачають автоматичну систему керування засувками. Всередині циліндричного корпусу адсорбера кріпиться горизонтальна керамічна решітка або вертикальна сітка. На решітку насипається шар гравію з діаметром зерен, що зменшується по висоті (щоб не прокидалося вугілля) і потім шар активованого вугілля. Активоване вугілля витримує в середньому до 1000 поглинань, після чого підлягає регенерації. Пароповітряна суміш і водяна пара для десорбції вугілля підводяться до апарату спеціально призначеним для цього лініям. Якщо через адсорбер пропускати безперервно пароповітряну суміш, через певний період часу вугілля насититься парами розчинника, і поглинання практично припиниться. Насичене вугілля підлягає десорбції. Десорбцію здійснюють шляхом продування вугілля водяною парою. Пари розчинника переходять з вугілля у водяну пару за рахунок різниці концентрацій. Крім того, водяна пара, проходячи через товщу вугілля,нагріває його.
При цьому поглинальна здатність вугілля знижується, а уловлений розчинник переходить з поверхні адсорбенту у водяну пару. При продуванні вугілля водяною парою перші порції конденсуються, віддаючи тепло холодному вугіллю та конструктивним елементам адсорбера. Отже, на момент закінчення продування вугілля в адсорбері розігрівається і стає вологим, тобто непридатним для подальшого поглинання. Після закінчення продування водяною парою вугілля необхідно висушити і охолодити. У більшості випадків установок фази сушіння та охолодження вугілля поєднані з фазою адсорбції, в цьому випадку установка працює за двофазним циклом. Нижче наведена схема та опис технологічного процесу адсорбційної установки.
Процес уловлювання парів ЛЗР(бензолу) з пароповітряної суміші методом адсорбції:
а – принципова технологічна схема;
б - план та поздовжній розріз установки.
Поступає на установку по лінії 1 пароповітряна суміш (повітря з парами бензолу) має концентрацію 20 г пального речовини в 1 м 3 повітря. Пароповітряна суміш підсмоктується на встановлення відцентровим вентилятором 3 та під надлишковим тиском 400 мм.рт.ст. і температурі 20 градусів надходить по лінії 4 в адсорбер 7. Активоване вугілля, що знаходиться в адсорбері, поглинає 90% парів паливної речовини з пароповітряної суміші, а повітря з залишком пари викидається по лінії 9 в атмосферу. В адсорбері 8 в цей момент (тобто коли в адсорбері 7 йде поглинання) відбувається процес десорбції - зворотне вилучення активованого вугілля парів розчинника. Для здійснення процесу десорбції в адсорбері по лінії 10 подають водяну пару тиском 3 атмосфери. Суміш водяної пари і вилучених з вугілля парів розчинника по лінії 11 надходить ухолодильник-конденсатор 12 на конденсацію. Охолодження пари в конденсаторі відбувається за рахунок подачі через трубки холодної води. Отриманий у холодильнику 12 конденсат, що є сумішшю горючої рідини(бензолу) і води, надходить у відстійник 13 на поділі емульсії шляхом її розшаровування. Вода, як найбільш важка, накопичується в нижній частині відстійника і трубою 18 відводиться в каналізацію. Горюча рідина, як легша, з верхньої частини відстійника 13 насосом 15 подається в ємність розчинника 16. Ємність має дихальну трубу 17. Несконденсовані пари з відстійника по лінії 14 надходять знову в адсорбер на уловлювання. Після процесу поглинання парів адсорбер 7 перемикається на десорбцію, а адсорбер 8 після десорбції перемикається на поглинання парів розчинника, тобто пропускають через нього пароповітряну суміш. Для сушіння зволоженого після десорбції вугілля, що пропускається через адсорбер, пароповітряна суміш підігрівають деякий час у кожухотрубчастому паровому підігрівачі 6 до температури 80 градусів. При аварійній ситуації на станції ректифікації пароповітряна суміш викидається в атмосферу по трубі 5.Від поширення полум'я лінії пароповітряної суміші захищені гравійними вогнеперешкодниками 2, а для захисту їх від руйнування при вибуху є мембранні запобіжні клапани. Адсорбери розташовані на відкритій металевій етажерці, що примикає до будівлі другого ступеня вогнестійкості, де розміщені інші апарати установки.