Способ осушки воздуха
Иллюстрации
Реферат
с к:<;;Г,-,- .и,,F.
О П И 4- А- Н И
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
<>764707
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 12 ° 04. 78 (21) 2603381/23-26 (51)М. Ил.з с присоединением заявки ¹â€”
В 01 D 53/02
8 01 0 53/26 (23) Приоритет
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий
Опубликовано 2309.80. Бюллетень ¹ 35 (53) УДКББ. 074..7(088,8) Дата опубликования описания 23pg80 (72) Авторы изобретения
С.Л. Виноградов и В. С. Шкарупа (71) Заявитель (54) спосов осжки Воздуха
Изобретение относится к адсобционным способам осушки воздуха, в частности, с использованием цеолитов в качестве адсорбентов, и может быть использовано в технике воздухопод- 5 готовки и в различных областях сорбционной техники.
Известен ряд способов очистки и осушки воздуха с использованием цеолитов, например, с использованием в !О качестве осушителя цеолита-СаА f1) .
Известен способ очистки газовых смесей от паров воды с использованием цеолитов, включающий косвенный. нагрев и охлаждение цеолитов теплоносителем через стенки адсьрберов и продувку через слой охлаждаемого и нагреваемого цеолитов последовательно 3-20 об.Ъ очищенного газа после его соответствующего охлаждения или 2р нагревания Pj .
Недостатком данного способа. является то, что он изменяет состав очищаемого сжатого воздуха, увеличивая в начальный момент концентрацию кис- 25 лорода.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности к достигаемому результату является способ очистки воздуха от паров воды и, ЗО других компонентов. слоем молекулярного сита и в частности цеолита типа Х, включающий стадию адсорбции примеси при повыщенном давлении и стадию десорбции их нагретым газом при пониженном давлении с последую- щим повторением указанных стадий.
Полный рабочий цикл этого процесса включает подъем давления, пропускание воздуха через слой цеолита для насыщения цеолита адсорбируемыми компонентами, снижение давления, пропускайие через слой цеолита нагретого .продувочного газа, охлаждение слоя цеолита, затем повторение перечисленных стадий (3) .
Недостатком известного способа является возникновение пожаро- или взрывоопасной ситуации вследствие резкого повышения концентрации.
Цехъ изобретения - исключение взрывоопасности при осуществлении циклического процесса эа счет снижения концентрации кислорода на стадии адсорбции.
Поставленная цель достигается тем, что в способе осушки, включающем стадию адсорбции примесей при повышенном давлении и стадию десорбции их нагретым газом при пониженном дав764707 ленйи - с последующим повторением вышеуказанных стадий, перед повторной адсорбцией цеолит насыщают азотом дб количества, содержащегося в нем йа стадии первичной адсорбции, преимущественно до 1,7-2,5 вес.Ъ йри" давлении 3-7 ати.
Способ осуществляют следующим образом.
Через слой цеолита в адсорбере пропускают воздух под давлением, затем" сних<ают давление в адсорбере до атмосферного и проводят десорбцию
"Влаги йропусканием горячего воздуха.
После охлаждения цеолита повышают давление в адсорбере и насыщают цео- . лйт азотом в количестве, содерх<ащемся в цеолите на стадии первичной ад сорбции. I
В случае осушки воздуха при 20 ати цеолитами типа NaX и СаА на стадии подъема давления производится насы щение цеолитов азотом при,давлении в 3-7, предпочтительно 5 ат в количестве 1,7-2,5 вес.Ъ.
Если адсорбировать азота больше, чем упомянутое количество, то на стадии осушки избыточный азот десорбируется и" в-осушенном воздухе азота больше, чем в исходном, подаваемом на.осушку..
Если адсорбиронать азота меньше, " чем, упомянутое количество, то на ста дии осушкИ азот из осушаемого воздуха адсорбируется в цеолите, а следовательно в осущенном воздухе его меньше нормы. Количество азота, которое находится в адсорбированном со " стоянии в цеолите зависит от адсорбционной способности цеолита, применя емот о для осушки воздуха.
Пример 1. В колонку с внутренним диаметром 24 мм помещают.
450 мл цеолита СаА, удовлетворяющего требованиям МРТУ 6-09-6230-69. После заполнения колонки цеолитом в нее подают воздух на осушку в количестве
5 л/мин, под давлением 20 ати, содерх<ащий 2,3 г/м паров воды. Осушенный
" в" колонке воздух редуцируют до атмосферйого давления и подают на анализатор кислорода и паров воды. Осушку воздуха проводят до появления проскока паров воды - более 2,0 ррм.
ЗатеМ давление в адсорбере снижают до атмосферного в течение 3-5 мин путем сброса газов в атмосферу. После сброса давления проводят десорб--- цню влаги с цеолита горячим воздухом при 200 С в течение 15 мин. Воздух подают со скоростью 15 л/мин ° Затем цеолит охлаждают в течение 4 мин тем
- -же потоком воздуха комнатной температуры. Повышают давление в адсорбционной колонке азотом до 5 ати, адсорбируя около 2-3 вес.% азота по отно " шению к весу цеолита. Далее давление повышают сухим воздухом до 20 ати.
Йн этом подготовку колонки к стадии осушки воздуха заканчивают и вновь подают. исходный воздух для осушки, как это описано s начале примера.
Содержание .кислорода в осушенном воздухе составляет 21,0 + 0,1%.
Пример 2. Процесс проводят, . как в примере 1. Насыщение азотом при повышении давления осуществляют при давлении в 3 ати. При этом адсорбируется 1,8 вес.% азота.
П р н м е р 3. Процесс проводят, как в примере 1. Насыщение азотом осуществляют при давлении 7 ати. При этом адсорбируется 2,5 вес.Ъ азота.
В табл. 1 приведены результаты измерения концентрации кислорода в осушенном воздухе в различное время 5 после начала осушки при использовании цеолита СаА.
Таблица 1
Время Содержание кислорода в осушенот на- Ном воздухе, об. Ъ чала
65 29,4 21,1
17,2
65 22,7 21,0
63 21,3 21,0
50 21,1 21,0
23 21 0 21 0
19,1
40 а
20,7
21,0
21,0
Как видно из приведенных результатов, содержание кислорода в осушенном воздухе в начальный момент
40 при давлении 7 ати несколько них<е нормы и достигает 17,2Ъ, а при давлении 3 ати — выше нормы и достигает 29,4Ъ. Это означает, что насыщение азотом следует проводить при давлении выше 3 ати и ниже 7 ати.
45 Пример 4. Для сравнения был приведен эксперимент по известному.
СтаХ(ия осушки воздуха проводилась при тех же параметрах (Р=20 ати, Y = 5 л/мин, СоН20 2,3 г/м ), в той же колонке на том же цеолите СаА как на примере 1 до стадии подъема давления.
Далее- давление снижают, нагревают горячим воздухом и затем охлажда55 ют. При подъеме давления азот не используют. Давление поднимают до
20 атн осушенным воздухом. Затем подают исходный воздух для осушки так же, как в примере 1.
60 Пример 5. Процесс проводят; как в примере 1. В качестве адсорбента был использован цеолит NaX.
При этом на" стадии повышения давления азотом адсорбируют 2,1 вес.Ъ азота.
65 В резулътате "применения цеолита NaX
764707
20 61
40 58
60 50
80 34
100 22
21,2 19,1
21,0 20,4
27,9.
22,5
21,3 20,9 20,7
21,0
21,0
21,0 20,9
21,0
20,9
Составитель В. Виноградова
Редактор Т.. Киселева Техред М. Левицкая КоррЕктОр В.БУтяга
Заказ 6863/2 Тираж 809 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, несколько увеличилась концентрация влаги в осушенном воздухе-до 8,2 ррм, но концентрация кислорода не изменилась и равняется в среднем содержанию кислорода в исходном воздухе
C=21 0 «+ 0,1%.
Пример б. Процесс проводят аналогично примеру 5. Насыщение азотом проводят при давлении 3 ати.Количество поглощенного азота составляет 1,7 вес.Ъ.
Пример 7. Процесс проводят аналогично примеру 5, за исключением давления насыщения азотом, которое составляет .7 ати,. количество адсорбированного азота - 2,3%. Влияние такого давления на последующую. концентрацию кислорода видно иэ таблицы 2.
В табл. 2 приведены результаты измерения концентрации кислорода в осушенном воздухе в различное время после начала осушки при использовании цеолита NaХ.
Т аблица 2.
Как и в примере 2 д я цеолита Сад содержание кислорода в начальный пе-риод для давления 3 ати несколько выше нормы и достигает 19,1% Таким образом, насыцение цеолита йаХ аэо том следует провдить при давлении ниже 7 атмосфер и выше 3 атмосфер, предпочтительнее при 5 ати как зто следует иэ примеров 5, б и 7 для цеолита йаХ и из примеров 1, 2 и 3 .для цеолита СаА.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет исключить опасное повышение концентрации кислорода в процессе осушки газа и тем самым улучшить условия проведения процесса.
Формула изобретения
1. Способ осушки воздуха с использованием цеолитов, включающий стадию адсорбции примесей при повышенном давлении и стадию десорбции их нагре2О тым газом при пониженном давлении с последующим повторением вышеуказанных стадий, отличающийся тем, что, с целью исключения взрывоопасности при осуществлении циклического процесса эа счет снижения концентра2 ции кислорода на. стадии адсорбции, перед повторной адсорбцией цеолит насыщают азотом до количества, содержащегося в нем на стадии первичной адсорбции.
30 2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что насыщение азотом ведут до 1,7-2,5 вес.Ъ при дав.— . лении 3-7 ати.
Источники информации, 35 принятые во внимание при экспертизе
1. "Журнал прикладной химии", 1972, Р 8, с. 1758) 1975, Р б,с.1272 °
2. Авторское свидетельство
Р 553984, кл. В 01 0 15/06, 11.12 ° 1972.
3, Патент США 9 3808773, Кл. 55-31, 07.05.74 (прототип).