Зачистка (химия) - Stripping (chemistry)

Для использования в других целях см. Полоска.

Зачистка это физический процесс разделения где один или несколько компонентов удаляются из потока жидкости потоком пара. В промышленных применениях потоки жидкости и пара могут иметь прямоточные или противоточные потоки. Отгонку обычно проводят в насадочной или тарельчатой ​​колонне.[1]

Теория

Зачистные работы на основе массообмен. Идея состоит в том, чтобы создать условия, благоприятные для перехода компонента A из жидкой фазы в паровую фазу. Это включает границу раздела газ-жидкость, которую должен пересечь А. Общее количество A, которое переместилось через эту границу, можно определить как поток изА.

Оборудование

Пример лотка с пузырьковой крышкой, который можно найти внутри колонны для отгонки.

Зачистка в основном проводится в тарельчатых башнях (пластинчатые колонны ) и насадочные колонны, а реже в распылительные башни, пузырьковые столбцы, и центробежные контакторы.[1]

Тарельчатые башни состоят из вертикальной колонны с жидкостью, текущей сверху и снизу. Паровая фаза входит в нижнюю часть колонны и выходит из верхней части. Внутри колонны стоят лотки или тарелки. Эти лотки заставляют жидкость течь вперед и назад по горизонтали, в то время как пар пузырится вверх через отверстия в лотках. Эти тарелки предназначены для увеличения площади контакта между жидкой и паровой фазами.

Насадочные колонны похожи на тарельчатые колонны в том, что потоки жидкости и пара входят и выходят одинаковым образом. Отличие в том, что в насадочных башнях лотков нет. Вместо этого используется насадка для увеличения площади контакта между жидкой и паровой фазами. Используется много различных типов упаковки, и каждая из них имеет свои преимущества и недостатки.

Переменные

Для стрипперов существует множество переменных и конструктивных особенностей. К ним относятся входные условия, степень извлечения необходимого растворенного вещества, выбор реэкстракционного агента и его потока, рабочие условия, количество стадий, тепловые эффекты, а также тип и размер оборудования.[1]

Степень восстановления часто определяется экологическими нормативами, например, для летучие органические соединения подобно хлороформ.

Часто, пар, воздуха, инертные газы, и углеводород газы используются в качестве десорбирующих агентов. Это основано на растворимость, устойчивость, степень коррозионная активность, и доступность. Поскольку десорбирующие агенты представляют собой газы, желательна работа почти при самой высокой температуре и самом низком давлении, при которых компоненты будут поддерживаться, а не испаряться поток исходной жидкости. Это позволяет минимизировать поток. Как и в случае со всеми другими переменными, конечной целью является минимизация затрат при достижении эффективного разделения.[1]

Размер оборудования, и в особенности высота и диаметр, важны для определения возможности формирования каналов, которые уменьшили бы площадь контакта между потоками жидкости и пара. Если есть подозрение на образование каналов, часто требуется перераспределительная пластина, чтобы, как следует из названия, равномерно перераспределить поток жидкости, чтобы восстановить большую площадь контакта.

Как упоминалось ранее, стрипперы можно укладывать в лотки или упаковывать. Насадочные колонны, особенно когда используется случайная насадка, обычно предпочтительны для небольших колонн с диаметром менее 2 футов и высотой насадки не более 20 футов. Насадочные колонны также могут быть полезны для разъедающий жидкости, жидкости с высоким пенообразованием, когда скорость жидкости высока и когда требуется особенно низкий перепад давления. Лотковые съемники выгодны из-за простоты конструкции и масштабирования. Структурированная упаковка могут использоваться аналогично лоткам, несмотря на то, что они, возможно, из того же материала, что и выброшенная (случайная) упаковка. Использование структурированной упаковки - распространенный метод увеличения емкости разделения или замены поврежденных лотков.[1]

Пластиковые кольца Бялецкого

Стрипперы с лотками могут иметь сито, клапаны или поддоны с пузырьковыми крышками, а упакованные стрипперы могут иметь структурированная упаковка или случайная упаковка.[1] Подносы и насадки используются для увеличения площади контакта, по которой может происходить массообмен, как того требует теория массообмена. Набивка может иметь различный материал, площадь поверхности, площадь потока и соответствующий перепад давления. Набивка старого поколения включает керамическую Кольца Рашига и Седла берл. Более распространенные упаковочные материалы - металл и пластик. Кольца Полла, металл и пластик Збигнев Кольца Бялецкого,[2] и керамика Седла Intalox. Каждый набивочный материал этого нового поколения улучшает площадь поверхности, проходное сечение и / или связанный с этим перепад давления на набивке. Также важна способность упаковочного материала не складываться поверх самого себя. Если такое штабелирование происходит, это резко уменьшает площадь поверхности материала. В последнее время увеличиваются объемы работ по проектированию решеток, которые еще больше улучшат эти характеристики.[1]

Во время работы мониторинг падение давления поперек колонны может помочь определить производительность стриппера. Изменение перепада давления в течение значительного периода времени может указывать на то, что набивку, возможно, необходимо заменить или очистить.

Типичные области применения

Зачистка обычно используется в промышленности для удаления вредных загрязняющих веществ из потоков отходов. Одним из примеров может быть удаление TBT и загрязнители ПАУ из почвы гавани.[3] Грунт выкачивают со дна загрязненных гаваней, смешивают с водой до образования навозной жижи и затем удаляют пар. Затем очищенная почва и паровая смесь, богатая загрязнителями, разделяются. Этот процесс способен практически полностью обеззаразить почву.

Пар также часто используется в качестве десорбирующего агента для очистка воды. Летучие органические соединения частично растворимы в воде и по экологическим соображениям и правилам должны быть удалены из грунтовые воды, Поверхность воды, и Сточные Воды.[4] Эти соединения могут присутствовать в результате промышленной, сельскохозяйственной и коммерческой деятельности.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм J.D. Seader и E.J. Хенли (2006). Принципы процесса разделения (2-е изд.). Джон Вили и сыновья. ISBN  0-471-46480-5.
  2. ^ http://tech.money.pl/przemysl/patenty/pl-101135-424118.html Кольцо Бялецкого. Патент Польши 101135 (1976)
  3. ^ Процесс очистки паром: метод восстановления загрязненных ТБТ и ПАУ дноуглубительных отложений и почв, А. Эшенбах и др.
  4. ^ J.L. Bravo (декабрь 1994 г.). «Дизайнерские отпарные устройства для очистки воды». Прогресс химического машиностроения. 90 (12): 56–63. ISSN  0360-7275.