CS233412B1

CS233412B1 - Process for adsorbing purification of gas mixture by adsorbent

Info

Publication number: CS233412B1
Application number: CS676782A
Authority: CS
Inventors: Behounek
Original assignee: Behounek
Priority date: 1982-09-22
Filing date: 1982-09-22
Publication date: 1985-03-14

Abstract

Vynález se týká způsobu adsorpčního čištění směsi plynů pomoci adsorbentu, umístěného nejméně ve dvou uzavřených nádobách pro střídavé zapínání do procesu adsorpce a regenerace, kteréžto nádoby jsou navzájem spojeny potrubím s armaturami a průtok směsi plynů a regeneračního vzduchu se provádí dopravními stroji tak, že před regenerací adsorbentu se v každé z nádob provede její odplynění pomocí vzduchu, nasávaného dopravním strojem pro směs plynů přes první vícecestnou armaturu do potrubí, sloužícího v procesu adsorpce k přívodu směsi plynu a při odvzdušňování nádob před jejich zařazením do procesu adsorpce se regenerační vzduch odvádí do ovzduěí přes druhou, elektrickým impulsem řízenou vícecestnou armaturou v potrubí pro výstup směsi plynu a to ve vzájemné závislosti činnosti první a druhé vícecestné armatury. Způsob adsorpčního čištění směsi plynů může být využit nejen u zařízení na úpravu a výrobu řízené atmosféry pro skladování ovoce a zeleniny, nebo ostatních zemědělských a potravinářských produktů, ale i při provozování některých druhů vyvíječů řízených atmosfér, jejichž produktů se používá pro chemicko-tepelné zpracování kovů, bezpečnostní nebo technologické proplachy a podobně.The invention relates to an adsorption process cleaning the gas mixture with the adsorbent placed in at least two closed ones containers for alternately switching on the process adsorption and regeneration of the vessel they are connected to each other by piping with fittings and flow of gas mixture and regeneration air is carried out by conveyor that prior to regeneration of the adsorbent in each from the vessels it is degassed by means of the air drawn in by the transport machine for a mixture of gases through the first multipath a pipe fitting serving in the process adsorption to the gas mixture feed and venting the containers before they are placed regenerative air into the adsorption process to the air through the other, electrical impulse controlled by a multipath fitting in the gas outlet pipe and so on in the interdependence of the activities of the first and second multipath fitting. A method for the adsorption purification of a gas mixture it can be used not only for treatment equipment and producing a controlled atmosphere for storage fruits and vegetables, or other agricultural products and food products, but even when operating some types of generators controlled atmospheres whose products is used for chemical heat treatment metal, safety or technology flushing and the like.

Description

Vynález se týká adsorpčnlho Slátání směsí plynů pomocí adsorbentu.The present invention relates to the adsorption of gas mixtures using an adsorbent.

Při řadě pochodů je třeba čistit směs plynů od některých nežádoucích složek, například při odstraňování složky CO₂ eventuálně dalších nečistot z řízené atmosféry při skladování ovoce, zeleniny a ostatních zemědělských nebo potravinářských produktů. Čištění se zpravidla provádí prostřednictvím dvou nádob vyplněných adsorbentem, kterým nejčastěji bývá vhodný druh aktivního uhlí. Nálož jedné nádoby adsorbuje C0₂, případně daláí nečistoty z procházející řízená atmosféry, nálož druhá nádoby se mezitím regeneruje proplachováním vzduchem. Funkce obou nádob je záměnná, což umožňuje kontinuální provoz. Záměna probíhá obvykle v krátkých časových intervalech. Aby nedocházelo k zanášení regeneračního vzduchu do řízené atmosféry, provádí se před přepnutím průtoku na zregenerovanou nálož její odvzduáněnl vytěsněním vzduchu řízenou atmosférou mimo zařízení. Podobně, aby nedocházelo ke ztrátám řízené atmosféry, provádí se před započetím regenerace nálože její odplynění, při kterém je řízená atmosféra vytěsňována vzduchem do připojeného zařízení. Doprava řízené atmosféry i regeneračního vzduchu se provádí pomoci dopravních strojů, jako dmychadel, ventilátorů, kompresorů. Uusí být voleny tak, aby překonávaly odpory nejen vlastního zařízení, ale i těch připojených zařízení, kam řízenou atmosféru dodávají. Toto platí i pro dopravní stroj regeneračního vzduchu vzhledem k tomu, že je využíván také k vytěsnění řízené atmosféry před započetím regenerace nálože, zatímco pro samotný regenerační proplach náloží by obvykle postačoval nižěí přetlak vzduchu. Přepínání cyklů adsorpce-regenerace a střídavé ovzduánění a odplynění nádob se zajištuje systémem vzájemného propojení jednotlivých nádob a dopravních strojů, opatřeným armaturami ovládanými na základě časového programu. U některých druhů adsorbentů je doba, potřebná k jejich regeneraci, delší než doba vlastní adsorpce. K přepnutí funkce nádob vSak může dojít až po zregenerování té nálože, která má být zařazena do pracovního cyklu. Adsorpce pak probíhá pouze do doby nasycení pracující nálože a další průtok řízená atmosféry přes edsorbent je ež do přepnutí funkce nádob neúčinný.In many processes, it is necessary to clean the gas mixture of some undesirable components, for example by removing the CO ₂ component and possibly other impurities from the controlled atmosphere during the storage of fruit, vegetables and other agricultural or food products. The cleaning is usually carried out by means of two containers filled with adsorbent, which is most often a suitable type of activated carbon. The charge of one vessel adsorbs CO ₂ or other impurities from the passing controlled atmosphere, meanwhile the charge of the other vessel is regenerated by air purging. The function of the two vessels is interchangeable, allowing continuous operation. The substitution usually takes place at short intervals. In order to prevent the regeneration air from being clogged into the controlled atmosphere, before the flow is switched to the regenerated charge, it is vented by displacing the controlled air outside the device. Similarly, in order to avoid loss of the controlled atmosphere, the charge is degassed prior to commencement of the charge recovery in which the controlled atmosphere is displaced by air into the connected device. The transport of controlled atmosphere and regenerative air is carried out by means of transport machines such as blowers, fans, compressors. They have to be chosen to overcome the resistance not only of their own equipment, but also of the connected equipment, where they deliver controlled atmosphere. This also applies to the regenerative air transport machine, since it is also used to displace the controlled atmosphere before the charge regeneration begins, whereas a lower air pressure would usually suffice for the charge regeneration flush alone. The switching of the adsorption-regeneration cycles and the alternating air and degassing of the vessels is ensured by a system of interconnection of individual vessels and conveying machines equipped with valves controlled on the basis of a time program. For some types of adsorbents, the time required for their regeneration is longer than the actual adsorption time. However, the vessel function can only be switched after the charge to be put into the duty cycle has been regenerated. The adsorption then proceeds only until the charge is saturated and the further flow of controlled atmosphere through the adsorbent is ineffective until the function of the vessels is switched.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje převážnou měrou způsob adsorpčního čištění směsi plynů pomoci adsorbentu, umístěného nejméně ve dvou uzavřených nádobách pro střídavé zapínání do procesu adsorpce a regenerace, kterážto nádoby jsou navzájem spojeny potrubím s armaturami a průtok směsi plynů a regeneračního vzduchu se provádí dopravními stroji, kde podstatou vynálezu je, že před regenerací adsorbentu se v každé z nádob provede její odplynění pomocí vzduchu, nasávaného dopravním strojem pro směs plynů přes první vícecestnou armaturu do potrubí, sloužícího v procesu adsorpce k přívodu směsi plynů a při odvzduěňování nádob před jejich zařazením do.pročesu adsorpce se regenerační vzduch odvádí do ovzduší přes druhou, elektrickým impulsem řízenou, vícecestnou armaturu v potrubí pro výstup směsi plynů a to ve vzájemné závislosti činnosti první a druhé vícecestné armatury.The above drawbacks largely eliminate the method of adsorptive cleaning of the gas mixture by means of an adsorbent placed in at least two closed containers for alternately switching into the adsorption and regeneration process, which containers are connected to each other by piping with fittings and flow of the gas / regeneration air mixture is carried out The essence of the invention is that before regenerating the adsorbent, degassing is carried out in each of the containers by means of air sucked by the gas mixture conveyor through the first multi-way fitting into the pipeline used for adsorption to feed the gas mixture and venting the containers prior to inclusion. By adsorption, regenerative air is discharged into the atmosphere via a second, electric pulse-controlled, multi-way fitting in the gas mixture outlet duct, in dependence on the operation of the first and second multi-way fitting.

Hlavní výhodou způsobu podle vynálezu je, že umožňuje jednoduše zapojit do výrobního procesu více než dvě hádoby za účelem žádoucího prodloužení doby regenerace adsorbentu s Vyloučením neúčinné části pracovní doby u těch adsorpčních prostředků, které mají různou délku adsorpce a regenerace. Tak lze docílit zvýšení adsorpční kapacity zařízení bez nutnoéti zvětšování náloží nádob a zvyšování výkonu dopravního stroje směsi plynů. Další výhodou způsobu podle vynálezu je, že umožňuje použít dopravní stroj regeneračního vzduchu s nízkým dosažitelným přetlakem, který navíc obvykle mívá velký dopravní výkon, například ventilátor, což je z hlediska regenerace adsorbentu výhodné. Je to umožněno tím, že dopravní stroj regeneračního vzduchu překonává pouze odpor vlastního zařízení, eventuálně výfukového potrubí a nikoliv připojeného zařízení.The main advantage of the method according to the invention is that it makes it possible to simply involve more than two tubers in the production process in order to desirably prolong the regeneration time of the adsorbent, eliminating the inefficient part of the working time of those adsorbent means having different adsorption and regeneration times. Thus, the adsorption capacity of the device can be increased without the need to increase the vessel load and increase the gas mixer conveyor performance. A further advantage of the method according to the invention is that it makes it possible to use a regenerative air transport machine with a low attainable overpressure which, moreover, usually has a high conveying capacity, for example a fan, which is advantageous in terms of adsorbent regeneration. This is made possible by the fact that the regenerative air transport machine overcomes only the resistance of the device itself, possibly the exhaust pipe, and not of the connected device.

Způsob adsorpčního čištění směsi plynů podle vynálezu se provádí pomocí adsorbentu, umístěného nejméně ve dvou uzavřených nádobách pro střídavé zapínání do procesu adsorpce a regenerace. Nádoby jsou navzájem spojeny potrubím a armaturami a průtok směsi plynů a regeneračního vzduchu se provádí dopravními stroji. Podle vynálezu se před regenerací adsorbentu v každé z nádob provede její odplynění pomocí vzduchu, nasávaného dopravním strojem pro směs plynů přes první vícecestnou armaturu do potrubí, sloužícího v procesu adsorpce k přívodu směsi plynů a při odvzdušňování nádob před jejich zařazením do procesu adeorpce se regenerační vzduch odvádí do ovzduší přes druhou, elektrickým impulsem řízenou vícecestnou armaturu v potrubí pro výstup směsi plynů a to ve vzájemné závislosti činnosti první a druhé yícecestné armatury.The adsorption purification process of the gas mixture according to the invention is carried out by means of an adsorbent placed in at least two closed containers for alternately switching into the adsorption and regeneration process. The vessels are connected to each other by piping and fittings and the flow of the mixture of gases and regeneration air is carried out by means of conveying machines. According to the invention, before the adsorbent is regenerated in each of the containers, it is degassed by means of air sucked by the gas mixture conveyor through the first multi-way fitting into the piping used in the adsorption process to feed the gas mixture. it discharges into the atmosphere via a second, electric pulse-controlled, multi-way fitting in the gas mixture outlet duct, depending on the operation of the first and second multi-way fitting.

Provádění způsobu podle vynálezu je možné pomocí zařízení, které je jako příklad znázorněno na připojeném výkrese. Jedná se o adsorber CO^ používaný při dlouhodobém skladování ovoce a zeleniny. Směsí plynů je zde řízená atmosféra pro skladování ovoce a zeleniny, odstraňovanými složkami jsou COg a ostatní nežádoucí zplodiny dýchání ovoce a zeleni ny, které zkracují jejich uchovatelnost, případně urychlují dozrávání. Adsorbentem je vhod ný druh aktivního uhlí. Dopravním strojem směsi plynů řízené atmosféry, je dmychadlo, dopravním strojem regeneračního vzduchu je ventilátor, armaturami jsou třojcestné klapky se servomotory. Na výkrese jsou schematicky zobrazeny hlavní díly zařízení, potrubní propojení a armatury ovládané servomotory. Vedlejší prvky, jakp zabezpečovací a měřicí přístroje, vzorkovací armatury a prvky elektrického vybavení vyznačeny nejsou. Znázorněný příklad zařízení pracuje se třemi nádobami adsorbentu. Směs plynů je podle způsobu dle vynálezu přiváděna do zařízení vstupem 1 6. Přes armaturu g je nasávána dopravním strojem 12 směsi plynů a dopravována armaturou g do nádoby £ s adsorbentem. Zde se adsorbují nežádoucí složky a vyčištěná směs plynů je odváděna přes armaturu 6 a armaturu 11 do výstupu 17. Současně a adsorpcí v nádobě £ probíhá v nádobě 2 a ňádobě £ regenerace jejich adsorbentů desorpcí dříve zachycených nežádoucích složek vzduchem. Ten je nasáván přes filtr 14 dopravním strojem 13 regeneračního vzduchu a je veden přes ohřívač 15 a armaturou 8 a armaturou 10 do nádoby 2 a nádoby £, obě β adsorbentem.The method according to the invention can be carried out by means of a device, which is illustrated by way of example in the accompanying drawing. It is an adsorber CO ^ used for long-term storage of fruit and vegetables. The gas mixture is a controlled atmosphere for the storage of fruits and vegetables, the removed components are COg and other undesirable products of breathing fruit and vegetables, which shorten their shelf life or accelerate ripening. The adsorbent is a suitable type of activated carbon. The transport machine of the mixture of controlled atmosphere gases is a blower, the transport machine of the regenerative air is a fan, the valves are three-way flaps with servomotors. The drawing shows schematically the main parts of the equipment, piping connections and valves controlled by servomotors. Secondary elements such as security and measuring instruments, sampling fittings and electrical equipment elements are not marked. The example of the apparatus shown operates with three adsorbent containers. According to the method of the invention, the gas mixture is fed to the device via an inlet 166. Through the armature g, the gas mixture conveyor 12 is sucked and transported through the armature g to the adsorbent container 6. Here, the undesirable components are adsorbed and the cleaned gas mixture is discharged through the fitting 6 and the fitting 11 to the outlet 17. At the same time, adsorption in the vessel 6 takes place in the vessel 2 and the vessel 6 by regenerating their adsorbents by desorption of previously trapped undesirable components. This is sucked through the filter 14 by the regenerative air conveyor 13 and is fed through the heater 15 and the fitting 8 and the fitting 10 to the container 2 and the container 6, both β adsorbent.

Po průchodu nádobou 2 a nádobou £ jsou regenerační vzduch s uvolněným desorbátem odváděny přes armaturu £ a armaturu £ mimo zařízení výstupem £8. Po nasycení adsorbentu v nádobě £ je třeba provést jeho regeneraci a do procesu adeorpce zařadit nádobu 2. Bejprve je však nutné nádobu £ odplynit a nádobu 2 odvzdušnit a to s minimální ztrátou směsi plynů při současném zamezení vniknutí vzduchu do, připojeného zařízení. Za tímto účelem je proto nejprve armatura £ přepnuta do té polohy, která uzavře vstup £6 směsi plynů a otevře přívod vzduchu. Dopravní stroj 12 směsi plynů a otevře přívod vzduchu. Dopravní stroj 12 směsi plynů pak nasává do zařízení vzduch, který je veden do nádoby £ stejnou cestou, jakou předtím proudila směs plynů. Ta je vzduchem vytěsňována přes armaturu ó a armaturu 11 a výstup 17 do připojeného zařízeni. Po odplynění nádoby £ a připojeného potrubí je armatura £ přepnuta do původní polohy, dopravní’ stroj, 12 nasává do zařízení opět směs plynů, a současně je armatura 11 přepnuta do polohy uzavírající výstup 17 směsi plynů a otevírající cestu mimo zařízení.After passing through the vessel 2 and the vessel 6, the regenerated air with the released desorbate is discharged through the fitting 8 and the fitting 8 outside the device through the outlet 8. After the adsorbent has been saturated in the vessel, it is necessary to regenerate it and to include vessel 2 in the adeorption process. However, the vessel 5 must first be degassed and the vessel 2 vented with minimal loss of gas mixture while preventing air from entering the connected equipment. To this end, the valve 6 is first switched to the position that closes the gas mixture inlet 6 and opens the air supply. The gas mixture conveyor 12 opens the air supply. The gas mixture conveyor 12 then sucks air into the device, which is led into the vessel 8 in the same way as the gas mixture previously flowed. This is air displaced through the fitting 6 and the fitting 11 and the outlet 17 into the connected device. After degassing of the vessel 8 and the connected piping, the valve 6 is returned to its original position, the conveyor machine 12 sucks the gas mixture back into the device, and at the same time the valve 11 is switched to the gas closing port 17 and opening the path away.

Zároveň s přepnutím armatury £ a armatury 11 jsou přepnuty i armatura £, armatura č>, armatura £ a armatura 8 na nádobě £ a nádobě g. Směs plynů nasávána dopravním strojem £2 je tak vedena do nádoby g s adsorbentem, odkud vytěsňuje vzduch, zbylý v nádobě 2 a adsorbentem, odkud vytěsňuje vzduch, zbylý v nádobě g po regeneraci přes armaturu 11 mimo zařízení, přičemž současně v nádobě £ právě začíná regenerace adsorbentu vzduchem. Po odvzdušnění nádoby 2 a připojeného potrubí směsí plynů je armatura 11 přepnuta do polohy, která umožňuje průtok směsi plynů do výstupu 17. Tím je výplach nádob ukončen a do pracovního procesu je zapojena nádoba 2 s adsorbentem, přičemž v nádobě £ a nádobě £ pokračuje regenerace jejich náloží. Obdobným způsobem je pak do procesu adsorpce zapojena i nádoba £ při regeneraci v nádobě £ a nádobě 2. Střídání absorpce a regenerace v nádobě £, nádobě g a nádobě £ včetně výplachu těchto nádob se cyklicky opakuje popsaným způsobem. Ve vyobrazeném příkladu použití způsobu podle vynálezu jsou přívod vzduchu do armatury £ a výstup vzduchu z armatury 11 spojeny s hlavním potrubím regeneračního vzduchu za filtrem 14 a před výstupem 18. Mohou však být vyvedeny i samostatně.At the same time as the fitting 6 and the fitting 11 are switched, the fitting 4, fitting 4, fitting 8 and fitting 8 on vessel 8 and vessel g are also switched. The gas mixture sucked in by conveying machine 64 is led into vessel g with adsorbent. in the vessel 2 and with the adsorbent from which it displaces the air remaining in the vessel g after regeneration via the valve 11 outside the device, while at the same time regeneration of the adsorbent with air begins in the vessel. After venting the vessel 2 and the connected gas mixture pipe, the valve 11 is switched to a position that allows the gas mixture to flow to the outlet 17. Thus, the vessel flushing is completed and the adsorbent vessel 2 is connected to the process, their charges. In a similar manner, the vessel 6 is then involved in the process of adsorption during regeneration in vessel 4 and vessel 2. The alternation of absorption and regeneration in vessel 8, vessel g and vessel 8, including the rinsing of these vessels, is repeated cyclically as described above. In the illustrated application of the method according to the invention, the air inlet to the fitting 6 and the air outlet from the fitting 11 are connected to the main regeneration air line downstream of the filter 14 and before the outlet 18. However, they can also be discharged separately.

Způsob adsorpčního čištění směsi plynů podle vynálezu pomocí adsorbentů může být využit nejen u zařízení na výrobu a úpravu řízené atmosféry pro skladování ovoce a zeleniny, eventuálně ostatních zemědělských a potravinářských produktů, ale i při provozování některých druhů vyvíječů řízených atmosfér, jejichž produktů se používá pro chemicko-tepel· né zpracování kovů, bezpečnostní nebo technologické proplachy a podobně.The adsorption method of adsorbent gas cleaning according to the invention by means of adsorbents can be used not only in equipment for production and treatment of controlled atmosphere for storing fruits and vegetables, eventually other agricultural and food products, but also in operation of some types of controlled atmosphere generators whose products are used for chemical -heated metal processing, safety or technological flushing and the like.

Claims

A method for adsorptive purification of gas mixtures by means of an adsorbent placed in at least two closed containers for alternately switching into the adsorption and regeneration process, said containers being connected to each other by piping with fittings and flowing the mixture of gases and regeneration air by conveying machines, the adsorbent is degassed in each of the vessels by means of the air sucked by the gas mixture conveyor through the first multi-way fitting into the adsorption piping for the gas mixture inlet and, when the containers are vented prior to their inclusion in the adsorption process, via a second, electric pulse-controlled multi-way fitting in the gas mixture outlet duct, depending on the operation of the first multi-way fitting and the second multi-way fitting.