RU2094097C1

RU2094097C1 - Solvent recovery adsorption installation

Info

Publication number: RU2094097C1
Application number: RU96107796A
Authority: RU
Inventors: В.А. Лашков; Т.Г. Хасанов; Г.Я. Власов; Р.З. Миннахметов; Р.Г. Сафин
Original assignee: Научно-технический центр по разработке прогрессивного оборудования
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 1997-10-27

Abstract

FIELD: chemical engineering. SUBSTANCE: adsorption installation for recovering solvents, e.g. gasoline in car tire production, contains separate adsorption and desorption chambers, the former being provided with cassette-displacement mechanism and mounted on moveable chassis and the latter having cooling walls. Available also are ventilation, evacuation, and condensation systems, and cassettes with activated carbon disposed in chambers and wired to alternate current source. EFFECT: enhanced efficiency. 3 dwg

Description

Изобретение относится к адсорбционной технике, может найти применение в химической и смежных с ней отраслях промышленности для очистки газовых выбросов предприятий путем улавливания паров растворителей активированным углем и преимущественно предназначено для рекуперации паров бензина в производстве автомобильных шин. The invention relates to adsorption technology, can find application in the chemical and related industries for the purification of gas emissions by trapping solvent vapors with activated carbon and is primarily intended for the recovery of gasoline vapors in the manufacture of car tires.

Известна адсорбционная установка непрерывного действия с механическим перемещением электропроводного поглотителя, включающая непрерывную цепь, состоящую из связанных друг с другом гибкой связью камер, две противоположные стенки которых перфорированы. Камеры установлены на колеса, снабжены приводом и перемещены в герметичный кожух, разделенный перегородками на зоны адсорбции, десорбции и охлаждения. Установка снабжена источником тока и системой вакуумирования, в качестве поглотителя применен электропроводный материал (авт. св. СССР N 1690825, кл.⁵ B 01 D 53/06, 1991).Known adsorption installation of continuous operation with the mechanical movement of an electrically conductive absorber, comprising a continuous circuit consisting of chambers connected to each other by a flexible connection, the two opposite walls of which are perforated. The cameras are mounted on wheels, equipped with a drive and moved to a sealed enclosure, divided by partitions into zones of adsorption, desorption and cooling. The installation is equipped with a current source and a vacuum system, electrically conductive material is used as an absorber (ed. St. USSR N 1690825, class ⁵ B 01 D 53/06, 1991).

Недостатком известного технического решения является конструктивная громоздкость установки, сложность ее изготовления и эксплуатации. Наличие движущихся частей обуславливает трудность создания надежной герметизации, что создает возможность образования взрывоопасных концентраций паровоздушной смеси. A disadvantage of the known technical solution is the constructive bulkiness of the installation, the complexity of its manufacture and operation. The presence of moving parts makes it difficult to create reliable sealing, which creates the possibility of the formation of explosive concentrations of the vapor-air mixture.

Известна также установка адсорбции паров, включающая колонну с верхним бункером, камеры охлаждения, адсорбции, бункер-накопитель, камеру десорбции, соединенную с конденсатором и выполненную в виде короба, две противоположные стенки которого изготовлены из токопроводящего материала, а противоположные перфорированные стенки снабжены теплоизолированными рубашками, одна из которых сообщается с конденсатором (авт.св. СССР N 1484362, кл.⁴ B 01 D 53/06, 1989).A vapor adsorption unit is also known, including a column with an upper bunker, cooling, adsorption chambers, a storage bunker, a desorption chamber connected to a condenser and made in the form of a box, two opposite walls of which are made of conductive material, and the opposite perforated walls are equipped with heat-insulated shirts, one of which communicates with a capacitor (ed. St. USSR N 1484362, CL ⁴ B 01 D 53/06, 1989).

Недостатками данного технического решения являются громоздкость, сложность в изготовлении, эксплуатации и управлении, сложность обеспечения надежной герметизации, а также высокая вероятность возникновения искровых и дуговых разрядов в слое регенерируемого адсорбента, что делает невозможным размещение установки вблизи от источника газовых выделений. The disadvantages of this technical solution are cumbersome, the complexity of manufacturing, operation and management, the difficulty of providing reliable sealing, as well as the high probability of spark and arc discharges in the layer of regenerated adsorbent, which makes it impossible to place the installation near the source of gas emissions.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка десорбции растворителя из токопроводящего адсорбента, состоящая из двух вертикальных кольцевых адсорберов, работающих попеременно на насыщение и регенерацию. Активированный уголь помещается в сегментные кассеты, расположенные в кольцевом пространстве адсорбера между контактными электродами, расположенными в верхней и нижней частях аппарата (заявка N 93003848, решение ВНИИГПЭ о выдаче патента от 30.03.93, кл.⁶ B 01 D 53/06, B 01 D 53/02).Closest to the invention in technical essence and the achieved result is a solvent desorption unit from a conductive adsorbent, consisting of two vertical annular adsorbers operating alternately for saturation and regeneration. Activated carbon is placed in segmented cartridges located in the annular space of the adsorber between the contact electrodes located in the upper and lower parts of the device (application N 93003848, decision of VNIIGPE on the grant of a patent of 03.30.93, cl. ⁶ B 01 D 53/06, B 01 D 53/02).

Недостатком этого решения является невозможность мобильной ликвидации паровых выбросов растворителей в условиях малотоннажных производств. Указанный недостаток обусловлен хаотичным размещением источников выделений паров в окружающую среду низкой интенсивности по ходу технологического цикла. The disadvantage of this solution is the impossibility of mobile elimination of steam emissions of solvents in small-scale production. This drawback is due to the chaotic distribution of sources of low-intensity vapor emissions into the environment during the technological cycle.

К другим недостаткам установки относятся высокая пожаро-взрывоопасность, неравномерность нагрева слоя, высокая вероятность отказа, обусловленная нарушением контакта между верхним электродом и слоем угля. Other disadvantages of the installation include high fire and explosion hazard, uneven heating of the layer, high probability of failure due to disturbance of contact between the upper electrode and the coal layer.

Целью изобретения является осуществление мобильной ликвидации локальных паровых выбросов растворителей на фазах малотоннажных производств, а также повышение безопасности десорбции электроконтактным способом. The aim of the invention is the implementation of the mobile elimination of local steam emissions of solvents at the phases of small-tonnage production, as well as improving the safety of desorption by an electric contact method.

Цель достигается тем, что адсорбционная установка рекуперации растворителей, включающая камеры адсорбции и десорбции, системы вентиляции, вакуумирования и конденсации, кассеты с активированный углем, состоящие из корпуса, образованного попарно противоположными стенками, выполненными из токопроводящего и диэлектрического материала, и боковых перфорированных поверхностей, установленные в камеры и подключенные к источнику переменного тока, в который согласно изобретению камеры адсорбции и десорбции выполнены раздельно, причем камера десорбции выполнена с охлаждающимися стенками и сообщена с системами вакуумирования, конденсации и источником переменного тока, а камера адсорбции образована собранными в пакет кассетами, сообщенными между собой и вентиляционной системой через перфорированные перегородки, снабжена механизмом перемещения кассет и установлена на подвижном шасси. The goal is achieved by the fact that the adsorption installation of solvent recovery, including adsorption and desorption chambers, ventilation, vacuum and condensation systems, activated carbon cassettes, consisting of a casing formed in pairs by opposite walls made of conductive and dielectric material, and side perforated surfaces, installed into the chambers and connected to an alternating current source into which, according to the invention, the adsorption and desorption chambers are made separately, moreover, the chamber desorption is carried out with cooling walls and communicated with vacuum systems, condensation and an alternating current source, and the adsorption chamber is formed by packaged cartridges communicated between themselves and the ventilation system through perforated partitions, equipped with a mechanism for moving cartridges and mounted on a movable chassis.

Отличительными признаками предлагаемой адсорбционной установки рекуперации растворителей являются выполнение камеры адсорбции и десорбции раздельно, причем камера десорбции выполнена с охлаждающимися стенками и сообщена с системами вакуумирования, конденсации и источником переменного тока, образование камеры адсорбции собранными в пакет кассетами, сообщенными между собой и вентиляционной системой через перфорированные перегородки, снабжение ее механизмом перемещения кассет и установка на подвижное шасси. Distinctive features of the proposed solvent recovery adsorption unit are the adsorption and desorption chambers being carried out separately, the desorption chamber being made with cooling walls and in communication with vacuum systems, condensation and an alternating current source, the formation of the adsorption chamber in packaged cassettes communicated between themselves and the ventilation system through perforated partitions, supplying it with a mechanism for moving cartridges and installation on a movable chassis.

Благодаря этому обеспечивается локализация и улавливание паровых выделений низкой интенсивности на разных стадиях производств и регенерация угля, обеспечивающие их непрерывную адсорбцию. This ensures the localization and capture of low-intensity steam emissions at different stages of production and the regeneration of coal, ensuring their continuous adsorption.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 представлена схема камеры адсорбции; на фиг. 2 схема камеры десорбции; на фиг. 3 схема угольной кассеты. The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 is a diagram of an adsorption chamber; in FIG. 2 diagram of the desorption chamber; in FIG. 3 diagram of a coal cassette.

Камера адсорбции (фиг. 1) включает раму 1, роликовые опоры 2, угольные кассеты 3, выдвижное устройство 4, патрубок 5, вытяжной вентилятор 6, патрубок подачи смеси на адсорбцию 7, патрубок выхода очищенного воздуха 8, эксцентриковый механизм 9, стол 10, рычажной механизм 11. The adsorption chamber (Fig. 1) includes a frame 1, roller bearings 2, carbon cartridges 3, a drawer 4, a nozzle 5, an exhaust fan 6, a nozzle for supplying the mixture to adsorption 7, a nozzle for the outlet of purified air 8, an eccentric mechanism 9, table 10, linkage 11.

Рама 1 установлена на роликовых опорах 2, позволяющих произвольно перемещать камеру адсорбции; угольные кассеты 3 расположены на столе 10; выдвижное устройство 4 позволяет варьировать число одновременно загруженных кассет от четырех до восьми. На раме 1 расположен патрубок 5, служащий средством соединения с зонтом местного отсоса, а также вытяжной вентилятор 6. Патрубки подачи смеси на адсорбцию 7 и выхода очищенного воздуха 8 имеют возможность горизонтального перемещения. Эксцентриковый механизм 9 служит для плотного прижатия патрубков 7 и 8 к угольным кассетам, а также плотного прижатия кассет друг к другу. Рычажной механизм 11 дает возможность передвигать кассеты в сторону штуцера подачи смеси 7. Frame 1 is mounted on roller bearings 2, allowing arbitrary movement of the adsorption chamber; coal cassettes 3 are located on the table 10; the drawer 4 allows you to vary the number of simultaneously loaded cassettes from four to eight. On the frame 1 there is a nozzle 5, which serves as a means of connecting with the local suction umbrella, as well as an exhaust fan 6. The nozzles for supplying the mixture to adsorption 7 and the outlet of purified air 8 have the possibility of horizontal movement. The eccentric mechanism 9 serves to tightly press the nozzles 7 and 8 to the coal cassettes, as well as to tightly press the cassettes to each other. The lever mechanism 11 makes it possible to move the cartridge in the direction of the nozzle mixture 7.

Камера десорбции 12 (фиг. 2), снабжена охладительной рубашкой 13, карманами для сбора конденсата 14, роликами 15, контактными пластинами 16, направляющими 17, крышкой 18 со смотровым стеклом 19, штуцером удаления паровоздушной смеси 20, кожухотрубчатым конденсатором 21, вакуумным насосом 22 электроконтактными термометрами 23, электронным вакуумметром 24, предохранительной мембраной 25, грузовой емкостью 26, с краном для выгрузки растворителя 27, клеммной коробкой 28. The desorption chamber 12 (Fig. 2) is equipped with a cooling jacket 13, condensate collection pockets 14, rollers 15, contact plates 16, guides 17, a cover 18 with a sight glass 19, a vapor-air mixture removal fitting 20, a shell-and-tube condenser 21, a vacuum pump 22 contact thermometers 23, an electronic vacuum gauge 24, a safety membrane 25, a cargo capacity 26, with a crane for unloading the solvent 27, terminal box 28.

Камера десорбции 12 через кожухотрубчатый конденсатор 21 сообщена с вакуумным насосом 22. Для управления процессом нагревания адсорбента в камеру введены термобаллоны электроконтактных термометров 23 типа ЭКТ. Средством управления работы вакуумного насоса и поддержания заданного разрежения в камере 12 служит электроконтактный вакуумметр 24 типа ЭКВ. Предохранительная мембрана 25 предохраняет от взрыва в случае аварии. Грузовая емкость 26, снабжена краном 27. Выводы контактных пластин 16 расположены в клеммной коробке 28, к которой также подключен внешний источник питания 40 ^oC 60 В переменного тока.The desorption chamber 12 through a shell-and-tube condenser 21 is in communication with a vacuum pump 22. To control the process of heating the adsorbent, thermocylinders of electrocontact thermometers 23 of the ECT type are introduced into the chamber. A means of controlling the operation of the vacuum pump and maintaining a predetermined vacuum in the chamber 12 is an electrocontact vacuum gauge 24 of the ECV type. Safety membrane 25 prevents explosion in the event of an accident. The cargo tank 26, is equipped with a crane 27. The terminals of the contact plates 16 are located in the terminal box 28, which is also connected to an external power source 40 ^o C 60 V AC.

Угольная кассета (фиг. 3) состоит из двух электродов 29 с контактными площадками 30, боковых перфорированных стенок 31, крышек 32, скоб 33, уплотнений 34, гранулированного активированного угля 35, направляющей 36, прокладок 37 и 38. The carbon cartridge (Fig. 3) consists of two electrodes 29 with contact pads 30, side perforated walls 31, covers 32, brackets 33, seals 34, granular activated carbon 35, guide 36, gaskets 37 and 38.

Электроды 29, служат основанием на которое крепятся боковые перфорированные стенки 31 и крышки 32, выполненные из диэлектрического материала. Скобы 33 расположены внутри кассеты и служат для увеличения ее жесткости. Уплотнения 34 расположены на боковых стенках 31 и служат для исключения утечки воздуха между кассетами в процессе адсорбции. Активированный уголь 35 помещен во внутреннюю полость, образованную стенками кассеты. Направляющая 36 прикреплена к одной из крышек 32 и служит для удобства установки кассеты в камеры адсорбции и десорбции. Контактные площадки 30 расположены в углублениях электродов 29 и служат для подведения электропитания в период регенерации, а также выполняют роль рукояток для загрузки и выгрузки кассет в камеры. Прокладки 37, 38 расположены в местах соединений элементов кассеты и служат для предотвращения утечки газа. The electrodes 29, serve as the basis on which the perforated side walls 31 and covers 32 are made of dielectric material. The brackets 33 are located inside the cartridge and serve to increase its rigidity. Seals 34 are located on the side walls 31 and serve to prevent air leakage between the cassettes during the adsorption process. Activated carbon 35 is placed in an internal cavity formed by the walls of the cassette. The guide 36 is attached to one of the covers 32 and serves to facilitate the installation of the cartridge in the adsorption and desorption chambers. Contact pads 30 are located in the recesses of the electrodes 29 and serve to supply power during the regeneration period, and also act as handles for loading and unloading cassettes into chambers. Gaskets 37, 38 are located at the junctions of the cartridge elements and serve to prevent gas leakage.

Адсорбционная установка рекуперации работает следующим образом. Паровоздушная смесь, подлежащая очистке, вентилятором 6 через штуцер подачи смеси 7 подается в угольные кассеты 3, где пары растворителя адсорбируются активированным углем. Очищенный воздух через штуцер 8 выходит в атмосферу здания. По мере насыщения активированного угля первые по ходу смеси кассеты изымаются из камеры адсорбции, а все остальные при помощи рычажного механизма 11 сдвигаются в сторону подачи смеси 7. В освободившееся место вставляются кассеты с прорегенерированным углем и сжимаются в пакет эксцентриковым механизмом 8. Изъятые кассеты транспортируются на регенерацию. The adsorption recovery unit operates as follows. The steam-air mixture to be cleaned by the fan 6 through the supply nozzle of the mixture 7 is fed into the carbon cassettes 3, where the solvent vapor is adsorbed by activated carbon. The purified air through the nozzle 8 enters the atmosphere of the building. As the activated carbon is saturated, the first cassettes along the mixture are removed from the adsorption chamber, and all the rest are shifted towards the mixture supply 7 using the linkage mechanism 11. The regenerated carbon cassettes are inserted into the empty space and compressed into the bag by the eccentric mechanism 8. The removed cassettes are transported to regeneration.

В камеру десорбции угольные кассеты вставляются с помощью роликов 15 и направляющих 17 и 36 с определенным зазором так, что контактными площадками 30 электродов 29, кассеты прижимаются к контактным пластинам 16. Клеммная коробка 28 позволяет устанавливать вид электрического соединения кассет (параллельный, последовательный или смешанный). Coal cassettes are inserted into the desorption chamber by means of rollers 15 and guides 17 and 36 with a certain gap so that the contact pads 30 of the electrodes 29, the cassettes are pressed against the contact plates 16. The terminal box 28 allows you to set the type of electrical connection of the cassettes (parallel, serial or mixed) .

При десорбции паров растворителя включают вакуумный насос 22 и система сообщенных аппаратов 12, 21 и 26 вакуумируются до остаточного давления, соответствующего оптимальному рабочему интервалу, этот интервал задается контактами вакуумметра 24, который управляет дальнейшей работой насоса и включает электропитание установки для нагрева активированного угля. Этот же прибор аварийно отключает электропитание в случае случайной разгерметизации системы с целью предотвращения возгорания или взрыва. Интервал рабочих температур устанавливается контактами термометров 23 и поддерживается в течение периода десорбции. Термобаллоны этих термометров находятся в контакте с электродами 29 угольных кассет 3. По окончании процесса адсорбции отключается электропитание камеры, затем вакуумный насос, после чего система разгерметизируется и кассеты со свежим углем после охлаждения до 25^oC транспортируются на адсорбцию. В процессе десорбции пары растворителя конденсируются на стенках камеры 12, стекая в карманы для сбора конденсата 14 и в конденсаторе 21, откуда конденсат перетекает в грузовую емкость 26. Грузовая емкость 26 с установленной периодичностью опорожняется через кран 27.During desorption of solvent vapor, a vacuum pump 22 is turned on and the system of communicating apparatuses 12, 21 and 26 is evacuated to a residual pressure corresponding to the optimal operating interval, this interval is set by the contacts of the vacuum gauge 24, which controls the further operation of the pump and turns on the power supply of the activated carbon heating installation. The same device shuts down the power supply in case of accidental depressurization of the system in order to prevent fire or explosion. The operating temperature range is set by the contacts of the thermometers 23 and is maintained during the desorption period. Thermoballows of these thermometers are in contact with the electrodes of 29 coal cassettes 3. At the end of the adsorption process, the power supply to the chamber is turned off, then the vacuum pump, after which the system is depressurized and the cassettes with fresh coal are transported to adsorption after cooling to 25 ^° C. During desorption, solvent vapors condense on the walls of the chamber 12, flowing into the pockets for collecting condensate 14 and in the condenser 21, from where the condensate flows into the cargo tank 26. The cargo tank 26 is emptied through the valve 27 with a set frequency.

Основные технические характеристики установки:
Масса, с установленными кассетами, кг:
Камеры адсорбции Не более 300
Камеры десорбции Не более 250
Количество устанавливаемых кассет, шт.The main technical characteristics of the installation:
Weight, with installed cartridges, kg:
Adsorption chambers Not more than 300
Desorption chambers Not more than 250
The number of installed cassettes, pcs.

В камере адсорбции 4 8
В камере десорбции 1 5
Масса угля в кассете, кг 15 ± 1
Характеристики источника питания45 В, 50 Гц
Рабочее давление в камере регенерации, кПа 10 30
Температура нагрева угля, ^oC 80 110
Производительность по бензину, кг/ч Не менее 8
потребляемая мощность, кВт/ч Не более 10
расход охлаждающей воды, т/ч Не более 0,7
Таким образом, предлагаемая установка обеспечивает локализацию и улавливание паровых выделений низкой интенсивности на различных стадиях производств и регенерацию угля обеспечивающие их непрерывную адсорбцию.In the adsorption chamber 4 8
In the desorption chamber 1 5
The mass of coal in the cartridge, kg 15 ± 1
Power Supply Specifications 45 V, 50 Hz
Operating pressure in the regeneration chamber, kPa 10 30
Coal heating temperature, ^o C 80 110
Gasoline productivity, kg / h Not less than 8
power consumption, kW / h Not more than 10
cooling water consumption, t / h Not more than 0.7
Thus, the proposed installation provides the localization and capture of steam emissions of low intensity at various stages of production and the regeneration of coal providing continuous adsorption.

Claims

Solvent recovery adsorption unit, including adsorption and desorption chambers, ventilation, vacuum and condensation systems, activated carbon cassettes installed in chambers and connected to an alternating current source, characterized in that the adsorption and desorption chambers are made separately, and the adsorption chamber is equipped with a movement mechanism cartridges and mounted on a mobile chassis, and the desorption chamber is made with cooling walls.