Способ очистки сжагото газа

Способ очистки сжагото газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соеэ Советски н

Социалистических

Республик (i ii 743760 (61) Дополнктельное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 24,06.75 (21) 2149132/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.80. Бюллетень М 24

Дата опубликования описания 02.07.80 . (51)М. Кл, 8 01 ) 53/04

3Ъеударстванный квинтет

СССР ао делам нзабретеннй н аткрытнй (53) УДК 66.071.. 7 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М. Браун В. Л. Мепьцер, Л. Е. Резннков н В. К. Рьтбнн.Научно-исследовательский институт технологии криогенного машиностроения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СЖАТОГО ГАЗА

Изобретение относится к технике адсорбцнонного разделения газов, в частности, оно может быть использовано прн очистке от нежелательнык примесей сжатого воздуха, подаваемого в основной . TeHJI0ob МеННМК воэдухораэдепнтельной установки.

Известен способ адсорбцнонной очнст кн, по которому адсорбер, нагретый после очистки адсорбента от примесей (десорбцнн) и заполнения его сжатым газом, охлаждают в режиме его одновременной работы с адсорбером, эаканчнвающнм работу в ренсиме адсорбцнн в связи с загряэненнем,адсорбента.

Прн этом через нагретый адсорбер пропускают часть воздуха высокого давления, очнщенного в первом адсорбере. Воздух нэ линии отбирают прн по. моши специального автоматнческого регулятора расхода, затем нагревают в рекуператнвном теппообменнике, пропускают через нагретый адсорбер, где он нагревается, охлаждают до температуры охлаждающей среды и затем и рекуперативном теплообменннке охлаждают до

v температуры на 3 С (недорекуперацня рекуператнвного теппообменника) выше температуры нсходного потока сжатого газа после очистки в первом адсорбере М.

Только после полного охлаждення

1О адсорбера во втором адсорбере весь сжатый гаэ направляют на .очистку в него, а первый адсорбер отключают от линии высокого давления. Оставшийся в нем сжатйй гаэ после этого сбрасывают в ат- мосферу, при этом не используют запа15; сенный в нем холод.

Известен также способ очистки сжатого газа путем пропускання загрязненного примесями газа через адсорбент, попучения очищенного газа и насыщенного адсорбента, подвергаемого последующей регенерации с получением отбросного, н охлаждения очищенного газов (2).

743760

К недостаткам известного способа относятся непопное снижение температуры очищенного воздуха и сложность переключения адсорберов. Вводится вспомогательный режим — параллельная работа адсорберов. В связи с этим значитепьно усложняется автоматизация установки.

Известный способ позволяет лишь снизить максимальное значение температуры очищенного потока, но не уменьшает обще- 10 го количестве тепла, вносимого в ниэкотемпервтурную воздухораздепительную установку в период после переключения, вдсорберов. Повышение температуры достигает величин 20-40 С и возможен )5 сршв работы установки, заключающийся . в снижении чистоты получаемых продуктов ниже допустимой. В то же время в период переключения адсорберов с режиме адсорбции на режим регенерации в 20 атмосферу сбрасывают значительное количество (10-50 кг) воздуха высокого давления, причем эксергия этого газа не используется.

lIenb изобретения — стабилизация температуры потока очищенного газа путем рекуперации тепла.

Указанная цель достигается тем, что охлаждение очищенного газе осуществпяют путем теппообменв с газом, сбрасывае- 30 мым из адсорбера.

B блоках очистки низкотемпературных воздухораздепительных установок имеется возможность одновременного перекпючения вновь заполненного сжатым воздухом 35 адсорб ерв с негр етым всп едстви е этого наполнения воздухом и вдсорбентом, нв режим вдсорбции и сброс воздуха высокого давления из адсорбера с загрязненным вдсорбентом, сопровождаемого знвчитепь- 40 ным понижением температуры вследствие дросселирования этого газа. Поэтому максимальному значению температуры очищенного газа соответствует период получения хоподного сбросного газе, ко- 4> торый и позволяет охладить очищенный сжатый газ до номинальной температуры.

Принципиальное отпичие предлагаемого метода охлаждения очищенного газа сбросным газом от используемого в настоящее время способа понижения температуры заключается в том, что по известному способу температуру понижают смешением потока очищенного газа, имеющего повышенную температуру, и потока, имеющего номинальную температуру. Однако температура су мерного потока правые шает номинальную на 20-40 С. ф

Использование дпя охпа ждения очищенного газа сбрасываемого потока позволяет снизить температуру потока очищенного гвэа до номинальной.

На чертеже изображена схема блока очистки воздухораздепитепьной установки с теппообменником-охладитепем очищенного воздуха, реализующего предлагаемый способ.

Схема бпока очистки вкпючает линию

1 подвода сжатого газа, линию 2 подключения системы регенерации, два переключаемых адсорберв 3 и 4, заполненных адсорбентом 5, теплообменник-охпвдитепь

6, систему вентилей,7-15.

Г1оспе окончания очистки адсорбенте 5 от примесей адсорбер отключают от системы регенерации, закрыввя вентили 13 и 15, и заполняют адсорбер 3 сжатым газом, плавно открывая вентиль 9. При этом происходит попитропное сжатие газа в адсорбере 3, сопровождаемое повышением температуры не 50-100 С. о

После того как давления в адсорберех

3 и 4 становятся равными, производится переключение адсорбера 3 на режим адсорбции, дпя чего открывают вентиль

1 1. Одновременно адсорбер 4 отключается от трубопроводов высокого давления перекрытием вентилей 8 и 10. Оставшийся в адсорбере 4 гаэ сбрасывается в атмосферу через теппообменник 6, для чего открывается вентиль 14 и с помощью вентиля 7 переключают поток низкого давления нв теппообменник 6, зв счет дросселирования оставшегося в сосуде 4 газа высокого давления и поглощения теплоты десорбции примесей иэ вдсорбентв, сопровождающей сброс сжатого газе из сосуда 4 с загрязненным адсорбентом, получают значительное количество холоде.

Температура сбросного воздуха снижается о до минус 30-50 С, После перекпючения едсорбера 3 нв о режим едсорбции нагретый до 50-100 С очищенный газ поступает в теплообменник

6, где охлаждается поступающим туда же сбросным газом. После окончания сброса газа высокого давления иэ сосуда 4, в нем производит регенерацию адсорбентв 5.

Очистка газа ведется непрерывно повторяющимися циклами.

Установки для очистки сжатых газов, работающие по предпагвемому способу, позвопяют получить продукционнглй очищенный гаэ, имеющий стабильную температуру, применительно к воэдухоразделитепьным

743 780

5 установкам, что позволяет устранить воэможность срыва работы установки и ухуд шения частоты продуктов из-за нестабильности температуры питающего потока воздуха. 5

Способ позволяет отказаться от режима параллельной работы адсорберов при переходе с одного адсорбера на другой.

При этом сокращается продолжительность работы адсорбера под давлением и увели- !О чивается доля времени, отводимого на регенерацию адсорбента. Поэтому адсорбент лучше очищается от примесей, качество очистки воздуха повь|шено. Уменьшается расход регенерируюшего газа ли- 15 бо понижается его температура, что дает экономич ес кий эффект, а уме ныне ни е емкости адсорберов снижает капитальные затраты на изготовление установки.

Отказ от режима параллельной ра- 2о боты, который характеризуется переменными во времени расходами газов через . адсорберы, позволяет автоматизировать технологический процесс очистки воздуха, применивдвухпозиционнуюзапорнуюарма 25 туру, а также значительно упростить и повысить надежность схем автоматического регулирования блоков очистки, и следоватепьно, качество очищенного воздуха. Ликвидация режима параллельной 30 работы адсорберов исключает проскок примесей после блока очистки в блок разделения воэдухоразделительной установки и позволяет более полно использовать возможности адсорбента. Возрастает термодинамическое совершенство . и КПД системы очистки.

Формула изобретения

Способ очистки сжатого газа путем адсорбции, включающий пропускание загрязненного примесями газа через адсорбер, регенерацию адсорбента при пониженном давлении, повышение давления в адсорбере путем его заполнения исходным сжатым газом d последующим его сбросом и охлаждение очищенного сжатого газа, отличающийся тем, что, с целью стабилизации температуры очищенного газа путем рекуперации тепла, охлаждение очищенного сжатого газа осуществляют путем теплообмена с газом, сбрасываемым из адсорбера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 199161, кп. 8 01 Л 53/02, 1967.

2. Глиэманенко Q. Л. Получение кислорода. M., Химия", 1972, с. 425 (прототип) .

743760

Состав4тель А. Тарасов

Редактор В. Романенко Техред S. Фечо Корректор С. Шекмар

Закаэ 3747/2 Тираж 809 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4