PL180260B1

PL180260B1 - Sposób usuwania zadanego skladnika ze strumienia gazu zawierajacego ten skladnik poprzez adsorpcje PL PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL180260B1
Application number: PL95311134A
Authority: PL
Inventors: Michael Ernest Garrett; Martin Bulow
Original assignee: Boc Group Plc; The Boc Group Plc
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 2001-01-31
Also published as: HUT72009A; DE69520189T2; EP0709122B1; GB9421535D0; SK130495A3; DE69520189D1; PL311134A1; HU9502716D0; HU220348B; CZ264995A3; ZA957250B; EP0709122A1

Abstract

1. Sposób usuwania zadanego skladnika ze strumienia gazu zawierajacego ten skladnik poprzez adsorpcje, polegajacy na tym, ze przepuszcza sie pierwszy strumien zawierajacy ten zadany skladnik przez adsorbent dla adsorbowania tego skladnika do tego adsorbentu, nastepnie przerywa sie przeplyw tego pierwszego strumienia i przepuszcza sie przez ten adsorbent drugi strumien zawierajacy drugi latwiej adsorbowany skladnik, dla desorbowania pierwszego skladnika i dla zastapienia go tym dru- gim latwiej adsorbowanym skladnikiem, po czym przerywa sie przeplyw tego drugiego strumienia i przepuszcza sie przez adsorbent trzeci strumien zawierajacy ten latwiej adsorbowany skladnik o stezeniu nizszym niz jego stezenie w drugim stru- mieniu, dla desorbowania tego latwiej adsorbowa- nego skladnika z adsorbentu, a nastepnie powyzsze etapy powtarza sie, znamienny tym, ze stosuje sie trzeci strumien zawierajacy pierwszy strumien, przy czym drugi strumien przepuszcza sie w temperatu- rze powietrza otoczenia, i stosuje sie adsorbent w temperaturze powietrza otoczenia. P L 180260 81 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania żądanego składnika ze strumienia gazu zawierającego ten składnik poprzez adsorpcję, a zwłaszcza sposób usuwania jednego lub więcej składników powietrza poprzez proces adsorpcji.

Znane sposoby adsorpcji polegają na stosowaniu adsorbentu, przez który jest przepuszczany gaz zawierający składnik przeznaczony do adsorpcji przez ten adsorbent. Adsorbent jest wybrany tak, aby adsorbował preferencyjnie wspomniany adsorbat i umożliwiał przepuszczanie innych składników. Desorpcja nasyconego adsorbentu jest uzyskiwana przez zmianę ciśnienia lub temperatury adsorbentu tak, że uwalnia on dany składnik. Procesy tego rodzaju są znane jako adsorpcja poprzez zmianę ciśnienia i odpowiednio poprzez zmianę temperatury /PSA, TSA/.

Z europejskiego opisu zgłoszeniowego EP-A-0565827 jest znany sposób kontrolowania atmosfery wewnątrz kontenera przechowującego owoce lub jarzyny, w którym komory adsorbujące dwutlenek węgla są regenerowane powietrzem atmosferycznym, a następnie są przedmuchiwane azotem przed ponownym wykorzystaniem do zaadsorbowania dwutlenku węgla z atmosfery wewnątrz kontenera.

180 260

Z opisu patentowego RFN nr 2928138 jest znany sposób regeneracji złóż adsorpcyjnych z węgla aktywowanego załadowanych przez zanieczyszczenia wydzielane ze strumienia gazu wylotowego, polegającej na stosowaniu pary wodnej i na chłodzeniu gorących, regenerowanych złóż za pomocą nieoczyszczonego gazu wylotowego.

Sposób usuwania żądanego składnika ze strumienia gazu zawierającego ten składnik poprzez adsorpcję, polegający na tym, że przepuszcza się pierwszy strumień zawierający ten żądany składnik przez adsorbent dla adsorbowania tego składnika do tego adsorbentu, następnie przerywa się przepływ tego pierwszego strumienia i przepuszcza się przez ten adsorbent drugi strumień zawierający drugi łatwiej adsorbowany składnik, dla desorbowania pierwszego składnika i dla zastąpienia go tym drugim łatwiej adsorbowanym składnikiem, po czym przerywa się przepływ tego drugiego strumienia i przepuszcza się przez adsorbent trzeci strumień zawierający ten łatwiej adsorbowany składnik o stężeniu niższym niż jego stężenie w drugim strumieniu, dla desorbowania tego łatwiej adsorbowanego składnika z adsorbentu, a następnie powyższe etapy powtarza się, według wynalazku charakteryzuje się tym, że stosuje się trzeci strumień zawierający pierwszy strumień, przy czym drugi strumień przepuszcza się w temperaturze powietrza otoczenia, i stosuje się adsorbent w temperaturze powietrza otoczenia.

Jako łatwiej adsorbowany składnik stosuje się płyn.

Jako płyn korzystnie stosuje się wodę.

Jako łatwiej adsorbowany składnik stosuje się gaz. Płyn stosuje się jako składnik strumienia gazowego. Jako strumień gazowy stosuje się powietrze otoczenia. Przed przepuszczeniem drugiego strumienia poprzez adsorbent, do drugiego strumienia dodaje się dodatkowe ilości tego łatwiej adsorbowanego składnika.

Jako pierwszy strumień stosuje się strumień zawierający atmosferę pochodzącą z wnętrza kontenera, przy czym strumień ten zawraca się do tego kontenera po jego przepuszczeniu przez adsorbent.

Jako pierwszy strumień zawierający żądany składnik stosuje się powietrze.

Jako żądany składnik stosuje się etylen.

Według wynalazku wykorzystano nowe zjawisko, w którym pojemność adsorbentu względem adsorbowanego składnika zmienia się wskutek obecności trzeciego składnika, który sam jest adsorbowany przez adsorbent.

Korzyść rozwiązania wynalazku polega na tym, że na przykładzie usuwania etylenu z atmosfery wewnątrz kontenera stosowanego do przechowywania owoców, adsorbent może być stosowany w temperaturze otoczenia, która jest wyższa od temperatury atmosfery wewnątrz kontenera. Umożliwia to szczególnie skuteczne oddzielanie etylenu poprzez wykorzystywanie innych ilości wody zawartej w ochłodzonym powietrzu i w powietrzu w temperaturze otoczenia. Proces ten jest szczególnie energooszczędny z tego względu, że jedynym środkiem koniecznym do zastosowania w celu dostarczania lub odprowadzania ciepła jest wymiennik ciepła do schładzania gazu zawracanego do kontenera, który to gaz został ogrzany poprzez egzotermiczną reakcję adsorpcji. Ogrzewanie i chłodzenie adsorbentu jest przeprowadzane przez odpowiednie strumienie przepływowe gazu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schematyczny widok urządzenia przeznaczonego do praktykowania sposobu według wynalazku.

Na fig. 1 pokazano kontener 10 nadający się do przechowywania łatwo się psującej żywności, takiej jak owoce, który jest wyposażony w rurkę 12 do odciągania z niego atmosfery dla utworzenia pierwszego strumienia F. Pompa 14 kieruje odciąganą atmosferę do kolumny adsorpcyjnej 16 zawierającej adsorbent 18, który preferencyjnie adsorbuje wybrany składnik, taki jak przykładowo etylen, z tej atmosfery. Pozostałe składniki atmosfery są kierowane z powrotem do kontenera rurką 20. Po nasyceniu adsorbentu 18, przypływ atmosfery z kontenera 10 zostaje zakończony, na przykład przez wyłączenie pompy 14. Regeneracja adsorbentu 18 jest uzyskiwana po prostu przez przepuszczanie poprzez ten adsorbent 18 drugiego strumienia S zawierającego stosunkowo dużą część łatwiej adsorbowanego składnika, desorbując tym samym pierwszy składnik i zastępując go tym łatwiej

180 260 adsorbowanym składnikiem, zaś gaz odpadkowy W jest wyprowadzany do atmosfery na zewnątrz kontenera 10. Po zakończeniu lub prawie całkowitym zakończeniu desorpcji pierwszego składnika, drugi strumień S zostaje odcięty i zastąpiony trzecim strumieniem /który może stanowić pierwszy strumień/, mającym stosunkowo niskie stężenie tego łatwiej adsorbowanego składnika i wybranego dla desorbowania tego łatwiej adsorbowanego składnika i umożliwienia kontynuowania adsorbowania pierwszego składnika przez adsorbent.

W pokazanym przykładzie rozwiązania, kontener 10 zastosowano do przechowywania owoców, zaś etylen adsorbowano za pomocą adsorbentu 18, zapobiegając lub wyhamowując nadmierne dojrzewanie owoców podczas transportu. Atmosfera A z wnętrza kontenera 10 będzie miała stosunkowo dużą wilgotność, około 95%, jednakże ze względu na normalne schłodzenie do około 2°C będzie zawierała stosunkowo niewiele wody. Adsorbent 18 oddziaływuje w temperaturze wyższej od temperatury atmosfery w kontenerze 10, i korzystnie w temperaturze otoczenia, przez co atmosfera powracająca jest stosunkowo sucha i ma znacznie niższą wilgotność. Powracająca atmosfera może przechodzić bezpośrednio do kontenera 10 lub poprzez wymiennik ciepła 24 jeżeli potrzebne jest gromadzenie energii, przy czym z powracającego gazu jest zasadniczo wyeliminowany etylen. Wymiennik ciepła 24 może być wyposażony w zewnętrzne źródło medium chłodzącego /niepokazane/ lub może być podłączony przewodami 30, 32 dla przepływu zimnej atmosfery A z kontenera 10.

Przewody 30, 32 można przystosować do kierowania oziębionej atmosfery A cały czas poprzez wymiennik ciepła 24 lub też można zastosować zawory 34, 36 dla kierowania przepływu bezpośrednio do pompy 14 lub do wymiennika ciepła 24. Gdy zostanie wysycona pojemność adsorbowania etylenu, wówczas należy poddać adsorbent 18 regeneracji, co jest realizowane przez zastosowanie dmuchawy 26 nadmuchującej powietrze otoczenia poprzez adsorbent 18. Powietrze otoczenia jest znacznie bardziej nasycone wodą niż atmosfera kontenera 10, i w razie potrzeby można dodawać wodę poprzez nawilżacz 28. Woda będzie tworzyła łatwiej adsorbowany składnik i będzie adsorbowana przez adsorbent 18, redukując tym samym jego pojemność względem etylenu, który jest uwalniany do gazu odpadkowego W i wraz z nim wyładowywany. Gdy zostanie nasycona pojemność adsorbentu 18 dla wody, wówczas materiał ten jest traktowany jako zregenerowany, jakkolwiek stale zawiera trochę etylenu. Adsorbent 18 jest następnie dołączany do trzeciego strumienia, w tym przypadku atmosfery A z kontenera 10, który posiadając stosunkowo małą wilgotność osuszy złoże i podwyższy jego pojemność dla etylenu, ponownie ułatwiając jego usuwanie.

Sposób według wynalazku opisano w odniesieniu do adsorpcji etylenu dla kontrolowania atmosfery i jej regeneracji, jednakże wynalazek może mieć daleko bardziej szerokie zastosowanie.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób usuwania żądanego składnika ze strumienia gazu zawierającego ten składnik poprzez adsorpcję, polegający na tym, że przepuszcza się pierwszy strumień zawierający ten żądany składnik przez adsorbent dla adsorbowania tego składnika do tego adsorbentu, następnie przerywa się przepływ tego pierwszego strumienia i przepuszcza się przez ten adsorbent drugi strumień zawierający drugi łatwiej adsorbowany składnik, dla desorbowania pierwszego składnika i dla zastąpienia go tym drugim łatwiej adsorbowanym składnikiem, po czym przerywa się przepływ tego drugiego strumienia i przepuszcza się przez adsorbent trzeci strumień zawierający ten łatwiej adsorbowany składnik o stężeniu niższym niż jego stężenie w drugim strumieniu, dla desorbowania tego łatwiej adsorbowanego składnika z adsorbentu, a następnie powyższe etapy powtarza się, znamienny tym, że stosuje się trzeci strumień zawierający pierwszy strumień, przy czym drugi strumień przepuszcza się w temperaturze powietrza otoczenia, i stosuje się adsorbent w temperaturze powietrza otoczenia.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako łatwiej adsorbowany składnik stosuje się płyn.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jako płyn stosuje się wodę.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako łatwiej adsorbowany składnik stosuje się gaz.
5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że płyn stosuje się jako składnik strumienia gazowego.
6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że jako strumień gazowy stosuje się powietrze otoczenia.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przed przepuszczeniem drugiego strumienia poprzez adsorbent, do drugiego strumienia dodaje się dodatkowe ilości tego łatwiej adsorbowanego składnika.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako pierwszy strumień stosuje się strumień zawierający atmosferę pochodzącą z wnętrza kontenera, przy czym strumień ten zawraca się do tego kontenera po jego przepuszczeniu przez adsorbent.
9. Sposób według zastrz. 1 albo 8, znamienny tym, że jako pierwszy strumień zawierający żądany składnik stosuje się powietrze.
10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że jako żądany składnik stosuje się etylen.

* * *