Устройство селективной адсорбции для выделения водорода из водородсодержащих газов

Устройство селективной адсорбции для выделения водорода из водородсодержащих газов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО СЕЛЕКТИВНОЙ АДСОРБЦИИ ДЛЯ ВЬЩЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА ИЗ ВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ, содержащее компрессор, узел предварительной очистки, короткоцикловую установку, блок очистки сбросных газов короткоцикловой установки, отличающ е е с я тем, что, с целью увеличения степени вьщеления водорода из водородсодержащих газов, блок очистки сбросных газов выполнен в виде контейнера, заполненного металлогидридом , внутри которого расположена теплообменная поверхность, и снабжёнг ного охладителем, ресивером и камерой сжигания водорода, соединенными между (Л собой циркуляционным контуром.

(21) 3699665/23-26 (22) 10.02.84 (46) 23. 10. 85. Бюл. №- 39 (72) М.M.Ïoöîðîæàíñêèé, В.И.Шустиков, В.А.Попович, В.В.Соловей, В.С.Пличко, С.Г.Салимон, Е.В.Синегубова, А.П.ШУтемов и С.Г.Мамлеев (71) Институт проблем машиностроения

АН УССР и Украинский научно-исследовательский углехимический институт (53) 66.074.7(088.8) (56) Шумяцкий Ю.И., Громова К.И., Кельцев Н.В., Серегин Ю.А. Новые адсорбционные процессы. Короткоцикловая адсорбция. — Химическая промышленность за рубежом, 1968, вып. 7 /67/, с. 60-75.

Подорожанский M.M. Пличко В.С., Шустиков В.И., Яворская З.Г. Получение водорода из коксового газа методом короткоцикловой адсорбции. — Кокс и химия. 1981, №- 6. с. 27-29.

Патент США ¹ 3564816, кл. В 01 D 53/04, 1971.

Патент США № 3838553, кл. В 01 D 53/04, 1974.

Патент США ¹ 4238204, кл. В 01 D 53/04, 1980 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ЕЛЕКТИВНОЙ АДСОРБЦИИ ДЛЯ ВЬДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА ИЗ .

ВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ГАЗОВ, содержащее компрессор, узел предварительной очистки, короткоцикловую установку, блок очистки сбросных газов короткоцикловой установки, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью увеличения степени выделения водорода из водородсодержащих газов, блок очистки сбросных газов выполнен в виде контейнера, заполненного металлогидридом, внутри которого расположена теплообменная поверхность, и снабженного охладителем, ресивером и камерой Я сжигания водорода, соединенными между собой циркуляционным контуром.

1 11862

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для получения особо чистого водорода из водородосодержащих газов., Известны устройства короткоцикло- 5 вой адсорбции 1.11- P ) позволяющие осуществлять выделение водорода из водородсодержащих газов порядка 80%.

При этом использование низкотемпературных колонн, повышающих выделе-10 ние водорода из водородсодержащих газов стадии регенерации короткоцикло вой адсорбции, малоэффективно из-за своей сложности и энергоемкости, I

Наиболее близким к изобретению по 15 технической сущности является устройство селективной адсорбцпи для выделения водорода из смеси легких газов, содержащее компрессор для компримирования и поцачй исходной смеси 2п газов под,цавлением 2,0-3,5 МПа, узел предварительной очистки от отравляющих сорбент примесей, короткоцикловую установку, блок очистки сбросных. газов в виде диффузионного разделительного аппарата, где в качестве полупроницаемых мембран используются полые полимерные волокна с пронпцаемой стенкой для водорода.

Выделенный в блоке очистки сбросных газов водород поступает как на вход устройства селективной адсорбции, так и на различные стадии регенерации сорбентов короткоцикловой уста ножки (5).

Степень выделения водорода чистоты 99,999% в этом устройстве составляет 90%, Для увеличения степени выделения водорода в диффузионном разделительном аппарате необходимо

4О повышать в нем давление, а это ведет к усложнению конструкции и увеличению толщины мембраны.

Целью изобретения является увеличение степени выделения водорода из

45 водородсодержащих газов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве селективной адсорбции для выделения водорода из водо.-юдсодержащих газов, содержащем 50 компрессор, узел предварительной очистки, короткоцикловую установку, блок очистки сбросных газов короткоцикловой установки, последний BIIIIoJI .нен в виде контейнера, заполненного металлогидридом, внутри которого расположена теплообменная поверхность, и снабженного охладителем, ресивером

36 2 и камерой сжигания водорода, соединенными между собой циркуляционным контуром.

На чертеже изображено устройство селективной адсорбции для выделения водорода из водородсодержащих газон.

Устройство содержит короткоцикловую установку 1, состоящую из блока адсорберов, заполненных цеолитом, активированным углем или их комбинацией, компрессор 2 и узел 3 предвари-. тельной очистки от отравляющих сорбент примесей, установленных на линии

4 высокого давления.. Линия 5 низкого давления через ресивер 6 и клапан 7 соединена с входом контейнера 8, заполненного металлогидридом 9. Внутри контейнера расположена теплообменная поверхность 10, соединенная с циркуляционпыми контурами 11 и 12 через клапаны 13-!6 с камерой 17 сжигания водорода и охладителем )8. Выход контеййера соединен линией 19 высокого давления водорода через клапан 20 с входом короткоцйкловой установки и ресивером 2 1, клапаном 22 с камерой

17 сжигания водорода.

Устройство работает следующим образом.

Поступающий водород, содержащий газ при давлении 0,1 МПа, сжимается в компрессоре 2 до давления 1-3 МПа, по линии 4 высокого давления поступает в узел 3 предварительной очистки от отравляющих сорбент примесей и подается на вход короткоцикловой установки 1. Сбросные газы короткоцикловой установки при давлении 0,10,5 МПа по линии 5 низкого давления попадают в рессивер 6, откуда через клапан 7 подаются на слой металлогидрида 9 контейнера 8. Выделившееся тепло в процессе сорбции водорода из сбросных газов отводится через теплообменную поверхность 10 в охладитель 18 посредством циркуляционпого контура теплоносителя с клапанами

15 и 16. При этом не прореагировавшие с металлогидридом примеси собираются в рессивере 2 1 и через клапан 22 подаются в камеру 17 сжигания водорода с целью наиболее полной утилизации имеющегося теплового ресурса.

Для десорбции водорода под давлением 1-3 МПа к металлогидриду через теплообменную поверхность 10 посредством циркуляционного контура 11 теплоносителя, клапанов 13 и 14 подводитt Wld.

Составитель Г.Буланов

Редактор П.Коссей Техред Т.Дубинчак Корректор 5. Бутяга

Заказ 6466/8 Тираж 658 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

3 . 11862 ся тепло из камеры 17 сжигания водорода. Десорбированный водород по линии 19 высокого давления через клапан

20 поступает на вход короткоцикловой установки 1.

Блок очистки сбросных газов в виде контейнера, заполненного металло36 4 гидридом, внутри которого расположе- на теплообменная поверхность, в устройстве селективной адсорбции для выделения водорода из водородсодержащих газов, позволяет повысить степень извлечения водорода по сравнению с известным устройством на ?Х.