Способ охлаждения и очистки газов в регенераторах

Способ охлаждения и очистки газов в регенераторах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.05.75 (21) 2130802/23-26 с присоединением заявки хЪ (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллстсш, № 16 (45) Дата опубликования описания 30.04,79 (51) .Ч КлГ 25J 3 08

Государственный комитет (,?3) УДК 66.074(088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобрстеш1я

Н. К. Поливалин и Л. П. Даниленко (71) Заявитель Производственно-техническое предприятие «Укрэнергочермет» (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ И ОЧИСТКИ ГАЗОВ

В РЕГЕНЕРАТОРАХ

Изобретение относится к холодильной технике, касается способа охла?кдения и очистки воздуха в регснераторах при разделении воздуха методом низкотемпературной ректификации и может быть использовано при модернизации действующих и конструировании kloBblx воздухоразделптсльных установок с регснераторами.

Известен спосоо охлаждения и очистки воздуха в регенсраторах, включающий конденсацию и вымораживаиие примесей на насадке, по которому длительная работа регенераторов в ре?киме самоочистки насадки от вымора?киваемых из воздуха примесей достигается тем, что часть газа обратного потока постоянно подогревают и пропускают через каждый из регенераторов в течение первой половины периода холодного дутья перед основным потоком (1)

Недостатками известного способа являются непроизводительное использование регенератора, по которому пропускают дополнительно нагретый газ обратного потока в количествс, не превышающим 5 — 7% от количества газа обратного потока, и недостаточная эффективность способа при охлаждении и очистке в регенераторах воздуха под давлением ниже 0,6МПа (6,0 кгс/см ). Первый недостаток указанного способа очевидец, Второй недостаток обусловлен тем, что 110 .словиям теплового баланса воздухораздслитс Ibklblx установок с турбодетендерами п с получением про5 дуктов разделения в газоооразном виде количество тепла. используемого для дополнительного подогрсва газа обратного потока, выше тсмпсратуры конденсации воздуха под давлением и регенсраторе (вышс

1р 97 — 102 K), не может быть более 1,5% от

Tcnловой нагрузки регснсратора. Такое количество тспла псдостаточпо для обеспсч е н и 1! н а;1с?к11 о Й с а к l о о 111 с I к и H a c a;I 1<11 р с г енсраторов от двуокиси углерода при отноГб шенин давления газ-i прямого потока к давлению газа обратного потока n)5 и

Iëÿ очистки рcãcícpаторов от углеводоро;LoB npIi 1I ) 8, T. с. в x c loBIIklx, B lioTopblx работают регснсраторы действующих уста20 новок.

Извсстен также спосоо охлаждения и очистки газа в pcicícðàòîðàx, включающий кондсцсацио и вымораживанпс примесей с дальнсйшсй их возгонкой (2). По этому способу весь газ ооратного потока подогревают в начале периода холодного дутья в нескольких ссчсниях регснсратора; необходимость в дополнительном регснераторе отпадает, ио схема установки усложняется.

30 Ycrko?l няется Ii 1 оно гр1 кц11я pcrcliepaTopon>

659855 которые необходимо выполнять с несколькимн промежуточными решетками и распределителями те!!Лого газа или подогревателями. Эти затраты целесообразны, сс IH неооходимо обеспечить нсзабивасмость

í",ñàäêè регепсраторов при n)3,0 — 2,5 от двуокиси углерода, углеводородов и Н О.

Для обеспечения самоо iHcп(и рсгепсра;оров гсйству!ощпх установок Oi двуокиси ! г. !ерода и углеводородов при и==4,5 — 5 такое усложненис схемы установки и конструкции регенер аторов нежелательно.

Целью изобретения является увеличс!Кис количества возгонясмых примесей с ii2c;l;ii(ii р еген ер а тор а.

Это достигается тем, что подогре1ь и i22

o0p3THoI 0 потока подают па нясядкi со скоростью от 20 .Io 600 м/c в в.:!дс о Ic,nьцых струй, пересекающих lcliты насадки.

Такой способ охлаждения и очистки газов в рсгснераторах позво IIICT ув: с5Н1!и 1! количество возгоняемых примесей испо loгрстым газом обратного потока, особенно при отношении давлсний газов прямого и обратного потоков при n=3 — 2; уменьшить в 5 — 20 раз расход тепла или подогретого газа обратного потока для достижения заданного эффекта очистки насадки регенератора или увеличить степень очистки насадки, например, от углеводородов при п=2 — 2,5 заданным количеством подогретого газа и уменьшип число сечений подогрева в каждой зон- очистки, упростив тем самым конструкци!о рсгенератора н всей установки, На чертеже дана схема воздухэразделительной установки, реалпзуюшеи предлагаемый способ.

Боздухораспредслитсльная установка содержит регенераторы 1 — 4, адсорбер 5, олок 6 разделения, вентпль 7, рссивер 8, реле 9 времени, электропневмоклапан 10, механизм 11 переключения, клапан 12,элсктроподогреватель 13, ускоритель 14 газа.

Боздух прямого потока пропускают через регенераторы 2 н 3 под давлением 0,6 МПЯ (6,0 кгс/см- ). Б рcãåíåðàòîðàõ 2 и 3 воз.(ух ох.!Яждают до рабочих температур и очищают or паров воды, двуокиси углерода

II углеводородов. которыс копдснсируются плн вымораж IHaiolc5i НЯ ii203;li(c рсгснсратора. Часть газа прямого потока отопрают пз серсдпн рсгснсраторов 2 и 3 при средней температуре около 150 К, очищают от двуокиси xòëñðoä3 и углеводородов В адсорбсрах 5 ii направляют в блок 6 разделения. Часть этого воздуха (примерно

0 1 "ц от коли чс та а псрср а баты васмого

Воздуха) после à,.tcopGcpoa отбирают через нсн г5!с!ь 7 и направляют в ресивср 8, гд накапливают в течение 10 — 20 ци!(,.оз ð3боты, т. е. в течение 1 — 2 ч.

Например, для установки с коли 5сством перерабатываемого воздуха 200000 м /ч в ресивере надо накопить 200 — 400 м»icio5

10 !

ЗО

-40

50 ая

00 ()5 го теплого воздуха (или азо;a). Гидравс5И— !ескяя cмкость рсliltписн13,!Ос!жiiа Оli!ть около 50 — 80 м . 3 1 — 2 .: давл Hис воздуха или азота в емкости повышасгся до

0,5 — 0,6 МПа. !(05кду ц:I:(.Iàìè с подогреВом регспсраторы работают в обычном режимc без,(о!:0.I;I.I10.II èoão подогрева газа обра п5ого i!01 îêà. Б это.,I режиме работы рсгснсраторов за 5цpHÎI, обратного дутья с

Н2СЯДКИ IIÎ. IÍOÑ1Ь50 ДЯЛЯСТСЯ ТОЛЫ(0 ВОД2.

Двуокись углерода удаляется на 80 — 98 !, а углеводороды типа С„, Н„, и более тяжелые — нс болес чем па 10 — 15О! !. Эти (!р5!!5есп постепенно накаплп laloTC5! Иа Насадке и В первую очередь В прорезях га;сТ Hа пх торцовы.; частя; и в других углу:;IcIIII5IK, где скорость движения газа cvl!l,":cTB HHo понижастся. IIO этой;!Ои IHHc заметного увеличения проскока этпх примесей через рсгснераторы нс про;!сходит, I(2ЧССТВ0 ОЧИСТКИ BOH,Ii,".(3 В РЕ! ЕГ!СРЯТОРС остается высоким, сопроп5влеш5е регснсратора нс повышается.

Через 10 — 20 циклов такой работы рслс

9 времени замыкает контакт А, который включен в сеть электропневмоклапа:!а 10 и подготавливает цепь к работе. При очередном переключении р "генератора 1 с прямого потока па обратный одновременно с открытием перепускного клапана механизм 11 переключения замыкает KoHTHK(в цепи ЭПК-13, который открывается и открывает клапан 12 принудитсльного действия регснератора. Через клапан 12 l10.10грстый газ пз ресиВера 8 через элс (тро. одогреватель 13 паправ i5ilo1;! ускоритель

14 газа, установлснный В рсгенераторс 1.

Б элсктроподогрсватсле 13 гa:I;iotoipeзается до температуры 500 — 600 К, а в соплах ускорителя 14 увеличивают скорост движения с 20 — 30 до 100 600 м/с. Скорое!! теплого газа в соплах увеличивают за счет пон i5t(eii»5I давления этого газа с

0,5 — 0,7 МПа до 0,12- — 0,2 51ПЯ. Истекающий через сопла газ по (огреваст насадку регенератора в узкой зоне, вследствие чего он незначительно охлаждается на галетах.

Высокая скорость этого газа обеспечивает глубокое проникновение его узким клино;I

Вглубь регенератора и равномсрный одно".på÷åHHûé нагрев большого количества галет (10 — 20), !то оказывается достаточным для удаления С02 и углеводородов из I:асадки рсгснсратора.

Клапан 12 принудительно! п действия остается в открытом полож нпп В теченнс

10 — 60 с. Б Tc снпс этого времени ВслсдсrНИС ТС5!ЛОПРОI30. (!50СТ5! 5I ВПХРЕВЫ". ПОТО)(ОВ

I а за Вся пас2д!(а пи.кнсй 30ны llpol рсвастс5 . COHЛЯ ускоритсл5I газ3 уст2н2В(!и!!3-ют в сечении p3r eH:.paropa с таким расчтом, чтобы в наиболсс уда !Снных точках оТ сОпл темпсрятура насадки повысил ась на 5 — 15 К, что оказывается Вполне достаточно для полного у (аления примесей га659855

35 зом обратного потока. Через 10 — 60 с механизм 11 переключения закрывает клапан

12 и включает реле 9 времени, размыкая контакт А в сети ЭПК. В оставшуюся часть цикла регенератор охлаждается и очищается от примесей холодным газом обратного потока. В течение последующих 10 — 20 циклов (1 — 2 ч) все регенераторы вновь работают без подогрева. Затем реле времени вновь включается и замыкает теперь уже контакт Б и т. д., обеспечивая таким образом последовательную периодическую очистку регенераторов от СО и углеводородов. Цикл с подогревом на каждом из регенераторов повторяется через каждые

10 — 50 ч. Интервал времени между циклами с подогревом определяется временем удерживающего действия насадки, зависит от многих факторов н определяется экспсриментально.

Таким образом, за 10 — 50 ч каждый из регенераторов будет обработан подогретым газом и очищен от накопившихся на насадке за указанный период двуокиси углерода, углеводородов и других примесей.

3а период подогрева насадки (за 10 — 60 с) давление газа в емкости понижается до

0,2 — 0,4 МПа, а затем за последующие 10—

20 циклов емкость вновь постепенно заполняется чистым теплым газом.

В соответствии с выполненными расчстами изобретение обеспечит надежную самоочистку регенераторов от примесей СО> и углеводородов в интервале соотношений давлений газов прямого и обратного потоков от 6 до 1 п в интервале скорост и фильтрации до 6 кг/см -, что позволит у»ростить конструкцию регенераторов и всей установки; уменьшить сечение регенератора и массу насадки в 2 — 2,5 раза по сравнению с регенераторами установки

КТК-35-3, на которых скорость фильтрации равна всего 1,5 кг/см ; снизить количество вдуваемого в регенератор подогретого газа до 0,05 — 0,1, от количества газа обратного потока; обсспечнть незабнвасмость насадки и хорошую очистку охлаждаемого воздуха при понижении и с G,äî 2 -3, а при нобходимости и до 1,25 — 1,5.

Общий экономический эффект от внедрения данного предложения в народном хозяйстве страны за год составит свьшге

1 мнл. руб.

Формула изобретения

Способ охлаждения и очистки газов в регенераторах, включающий конденсацию и выморажнвание примесей на насадке, выполненной из металлической ленты, подогрев насадки путем подачи подогретого газа обратного потока с одновременной возгонкой примесей н охлаждение насадки газом обратного потока, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения количества возгонясмых с насадки примесей, подогретый газ обратного потока подают на насадку со скоростью от 20 до 600 м/с в виде отдельных струй, пересекающих ленты насадки.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР

М 179339, кл. F 25J 3/08, 1964.

2. Авторское свидетельство СССР

Х 328307, кл. F 25D 21/00, 1970.

Гос !!!и!!те !и В Ивочки t

Редактор Т. Пилипенко Корректоры: Л. Галахова !! Л. Орлова

Заказ 681j16 Изд, Л! 283 Т!!р!! к 620 Подписвос

НПО Гос дарственного комп !! га ..(л .Р по делам пзобрстспп!! и ос крк! и!!! 13035, Москва. 2К-35, Р!!уп!ск!!!! tl lo., д. -1 6

Ч ! tt о с р !i tent ! 5 ., I 1! . С а I I ) i! 0 ti а, 2