Способ конденсации влаги изпотока газа

Способ конденсации влаги изпотока газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советекнк

Социалистичеекик

Республик (>830087 (6! ) Дополнительное к авт; свид-ву(22)Заявлено 15.08.79 (2!) 2808680/23-26 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (51)М. Кл.

F 25 J 1/00

F 28 В 9/06 йкудвратваннм!! квмктаг

CCCP.ав аелам взевретенк!! н вткрмтв!!

Опубликовано 5 05 ° 81 ° Бюллетень М 18 (53) УДК621.593 (088.8) Дата опубликования описания 17.05.8! (72) Авторы изобретения

С. А. Могильницкий и В. К. Орлов (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ КОНДЕНСАЦИИ ВЛАГИ ИЗ ПОТОКА ГАЗА

Изобретение относится к технике низкотемпературного разделения газовых смесей, а именно к процессу охлаждения и осушки газа перед его подачей в низкотемпературный блок разделения илн очистки и может быть использовано для конденсации влаги и охлаждения аргона после его очистки от кислорода методом каталитического гидрирования перед подачей аргона в блок адсорбционной осушки.

Известен способ конденсации влаги из потока газа, используемый в воздухораспределительных установках и состоящий в том, что обратный поток сухого газа из блока разделения воздуха приводят в контакт с водой. Вода при этом охлаждается за счет теплои .массообмена: с сухим газом и с по.— мощью циркуляционного насоса подается на орошение воздушного скруббера, в котором поступающий воздух охлаждается и осушается в процессе тепло и массообмена с холодной водой Г13.

Недостатком этого способа являетl ся сложность и высокая стоимость обработки газа.

Известен также способ конденсации влаги из потока газа путем теплообмена его с водой, охлаждаемой при контакте с обратным потоком, при котором процессы охлаждения воды осуществляют при одновременном теплообмене, с потоком охлаждаемого газа.

При этом воду в обратный поток вводят на нескольких температурных условиях и только в таком количестве, которое обеспечивает охлаждающий эффект за счет увлажнения обратного потока j2) Недостатком такого способа является невысокая эффективность теплообмена, а также невозможность использования обратного потока с низкой температурой, так как при этом возможно замерзание конденсата, выпадающего из охлаждаемого газа.

0087 4. только в количестве, компенсирующем ее унос с хладагентом.

На чертеже изображена схема, поясI няющая предлагаемый способ.

3 83

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ конденсации влаги из потока аргона в процессе его очистки от кислорода, включающий охлаждение газа холодной водой, температуру которой предварительно снижают путем испарительного охлаждения в кон- такте с хладагентом P3).

Недостатком данного способа является низкая эффективность теплообмена, а также невозможность использования обратного потока с низкой температурой, так как при этом возможно замерзание конденсата, выпадающего из охлаждаемого газа.

Цель. изобретения — повышение эффективности способа путем интенсификации теплообменных процессов.

Поставленная цель достигается тем, что поток газа дополнительно охлаждают бароотажем через слой воды, температуру которой поддерживают постоянной путем конвективного теплообмена с водой, охлаждаемой хладагентом.

В качестве хладагента используют газ с температурой 0-10 С, о

Кроме того, в качестве хладагента используют газ с температурой минус

170-0 С или криогенную жидкость.

При этом охлаждение газа, содержащего влагу, и ее.конденсация проводятся при непосредственном контакте газа с водой, а конвективный теплообмен (через стенку аппарата) происходит между охлаждаемой и охлаждающей водой. Такой способ конденсации влаги обеспечивает высокоэффективный теплообмен между газом, содержащим влагу, и хладагентом. Соответственно резко сокращается размер. теплообменной поверхности оборудования. Высокая эффективность теплообмена в целом, несмотря на наличие двух промежуточных теплообменных средохлаждаемой н охлаждающей воды, определяется высокой эффективностью каж дого отдельного теплообменного процесса. От хладагента, охлаждаемой и охлаждающей воды к газу, содержащему влагу, тепло передается при непосредственном контакте сред, а через стенку идет только теплообмен от воды к воде при высоком коэффициенте теплонередачи.

Предлагаемый способ обеспечивает экономию воды, которую надо добавлять

Схема содержит реактор 1 каталитического гидрирования, основной холодильник 2, соединенный с влагоотделителем 3, аппарат 4 окончательного охлаждения и блок 5 адсорбционной осушки.

Сырои аргон из воздухоразделительной установки с содержанием кислорода около 2 об.7. смешивают с водородом и подают в.реактор 1, в котором находится катализатор. В реакторе происходит превращение кислорода и водорода в воду при сильном разогреве аргона. После реактора аргон охлажда:эт водой в основном холодильнике 2 до температуры, близкой к температуре окружающей среды. При этом часть вла.ги, образовавшейся в реакторе, конденсируется и удаляется из потока аргона во влагоотделитель 3. Далее аргон направляют в аппарат 4 окончательного охлаждения, где его охлаждают до 10 C в процессе барботажа через холодную воду, имеющую среднюю температуру около 8 С. При этом из аргона конденсируется и выделяется в воду содержащаяся в нем влага. Охлажденный аргон направляют на окончательную осушку в блок 5 осушки и выводят из установки. Требуемая температура охлаждающей воды в аппарате

4 обеспечивается за. счет ее конвективного теплообмена (через стенку аппарата) с охлаждаемой водой, имеющей более низкую среднюю температуру, например 5 С. Температуру охлаждаемой

Q воды и„следовательно, температуру охлаждающей воды и степень охлаждения аргона в аппарате 4 регулируют, изменяя количество хладагента, подаваемого непосредственно в охлаждаемую воду, В данном случае хладагентом является сухой колодный газ с температурой около минус 50 С, отбираемый из воздухоразделительной установки. Подогретый и увлажненный хладагент из аппарата 4 отводится в атмосферу. В охлаждающую полость аппарата 4 периодически добавляется вода, компенсирующая унос влаги с хладагентом, которая сливается из нее в количестве, соответствующем количеству выделяемого из аргона конденсата.

5 8300

Предлагаемый способ конденсации влаги, реализованный, например, в ус* тановках очистки сырого аргона от кислорода, позволяет отказаться от громоздких аппаратов системы охлаж> 5 дения аргона перед блоком осушки и заменить их компактным высокоэффективным теплообменным аппаратом, сократить расход энергии на охлаждение аргона, расход воды и снизить затраты на процесс адсорбционной осушки аргона за счет снижения его температуры и влагосодержания. В результате снижается себестоимость чистого аргона на 5-10 . Предлагаемый

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 3196/47 Тираж 566 Подписное

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

1. Способ конденсации влаги иэ потока газа, включающий охлаждение потока газа холодной водой, температуру которой предварительно сни87 6 жают путем испарительного охлаждения в контакте с хладагентом, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целъв повышения эффективности способа путем интенсификации теплсобменных процессов, поток газа дополнительно охлаждают барботажем через слой воды, температуру которой .поддерживают постоянной путем конвективного теплообмена с водой, охлаждаемой хладагентом.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве хладагента используют газ с температурой

0-10 С.

3. Способ по п. l, о т л и ч а ю-! шийся тем, что в качестве хладагента используют газ с температурой о минус 170-0 С или криогенную жидкость.

20 Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Кислород. Справочник. Под ред.

Д.Л. Глизманенко.М., 1967, ч.. l с. 152.

2s 2. Авторское свидетельство СССР

11 349867, кл. F 28 В 9/06, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 423991, кл. F 25 J 3/08, 1972.