Adsorber

Adsorber to urządzenie przeznaczone do realizacji procesu adsorpcji.

Jego zastosowanie obejmuje:

oczyszczanie gazów, cieczy lub roztworów z niepożądanych zanieczyszczeń (np. usuwanie związków siarki czy gazów toksycznych, oczyszczanie i odbarwianie olejów jadalnych),
pozyskiwanie cennych składników z mieszanin gazów, cieczy lub roztworów (np. odzyskiwanie rozpuszczalników).

Adsorber zazwyczaj ma formę pionowego, cylindrycznego urządzenia, które jest częściowo wypełnione adsorbentem. Mieszanina substancji gazowych lub ciekłych przepływa przez ten aparat. W przypadku adsorberów pionowych ich średnica może wynosić do 3 m, natomiast wysokość cylindrycznej części sięga 2 m. Z kolei średnice adsorberów poziomych dochodzą do 2 m, a ich długość mieści się w zakresie od 3 do 10 m. Wysokość warstwy adsorbentu wynosi od 0,5 do 1,2 m, a prędkość przepływu gazu przez nieruchomą warstwę adsorbentu oscyluje w granicach od 0,2 do 0,6 m/s.

Podział

Wyróżniamy następujące typy adsorberów:

z nieruchomą warstwą adsorbentu,
z ruchomą warstwą adsorbentu,
z ruchomą warstwą adsorbentu w stanie fluidalnym.

Prowadzenie procesu

W adsorberach zachodzą dwa główne procesy:

adsorpcja właściwa,
regeneracja adsorbentu.

Te procesy mogą być realizowane w trybie ciągłym lub periodycznym.

Proces periodyczny

W trybie periodycznym adsorbent spoczywa na ruszcie. Przed warstwą adsorbentu znajduje się warstwa żwiru (o grubości 0,1-0,2 m) z ziarnami o stopniowo zmieniającej się średnicy (od 0,03 do 0,01 m). Z góry warstwa adsorbentu jest przykryta siatką.

Proces ciągły

W przypadku ciągłego działania proces adsorpcji realizowany jest z użyciem kilku adsorberów lub przy zastosowaniu adsorberów z ruchomymi warstwami adsorbentów oraz w konfiguracji z warstwą fluidalną.

W pierwszym przypadku stosuje się adsorbery o konstrukcji zbliżonej do tych używanych w trybie periodycznym, jednak w tym przypadku poszczególne aparaty przejmują pracę kolejno, a w pozostałym czasie odbywa się proces regeneracji.

Adsorbery z ruchomą warstwą to pionowe kolumny, w których adsorbent przesuwa się pod wpływem siły ciężkości z góry na dół kolumny. Kluczowe jest zapewnienie odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej adsorbentu. W przypadku adsorberów z ruchomą warstwą konieczne jest dobranie odpowiedniej prędkości przesuwania warstwy adsorbentu, aby strefa adsorpcji pozostała wewnątrz kolumny.

Jeśli proces jest realizowany w adsorberach z ruchomą warstwą wypełnienia w stanie fluidalnym, jego prowadzenie jest prostsze niż w przypadku ciągłej adsorpcji z ruchomą warstwą adsorbentu. Wyzwanie stanowi jednak wytwarzanie adsorbentu odpornym na ścieranie, którego drobiny muszą umożliwiać stworzenie stabilnej warstwy fluidalnej w urządzeniu.