RU2571754C2 - Method of sorbent regeneration - Google Patents

Method of sorbent regeneration Download PDF

Info

Publication number
RU2571754C2
RU2571754C2 RU2014114560/05A RU2014114560A RU2571754C2 RU 2571754 C2 RU2571754 C2 RU 2571754C2 RU 2014114560/05 A RU2014114560/05 A RU 2014114560/05A RU 2014114560 A RU2014114560 A RU 2014114560A RU 2571754 C2 RU2571754 C2 RU 2571754C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sorbent
sorbate
inner vessel
vessel
passed
Prior art date
Application number
RU2014114560/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014114560A (en
Inventor
Олег Леонидович Мишин
Евгений Иванович Зыков
Вадим Николаевич Шестаков
Александр Петрович Малетин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург"
Priority to RU2014114560/05A priority Critical patent/RU2571754C2/en
Publication of RU2014114560A publication Critical patent/RU2014114560A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2571754C2 publication Critical patent/RU2571754C2/en

Links

Landscapes

  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: claimed method of sorbet regeneration, in which sorbent is placed in vessel, heated by SHF radiation to separate sorbate from sorbent, blowing gas is passed through vessel to remove sorbate vapours. Sorbent is placed in vessel in such a way, that concentration of sorbate in sorbent increases from lower layer of sorbent to upper layer, and SHF radiation is directed towards the side of sorbate concentration increase. Walls of vessel from outside are blown on by waste blowing gas, output from vessel.
EFFECT: increase of process productivity.
3 cl

Description

Предлагаемое изобретение относится к технологии регенерации сорбентов - веществ, способных поглощать и удерживать нежелательную влагу (сорбаты). Изобретение может быть использовано в любой отрасли, где используют сорбенты, например в технологии осушки природного газа.The present invention relates to a technology for the regeneration of sorbents - substances that can absorb and retain unwanted moisture (sorbates). The invention can be used in any industry where sorbents are used, for example, in the technology of drying natural gas.

Известен способ регенерации сорбентов по патенту на изобретение №2438774, в котором сорбент помещают в камеру, где подвергают воздействию сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения. Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является установка для адсорбционной сушки газа по патенту РФ на полезную модель №134441 - прототип. Указанное устройство содержит два вертикально установленных цилиндра, наполненных сорбентом. К верхнему основанию каждого цилиндра прикреплен источник СВЧ-излучения - магнетрон. Для осушки газ пропускают сначала через сорбент в первом цилиндре. После насыщения влагой сорбента в первом цилиндре поток газа для осушки переключают на второй цилиндр. В это время влажный сорбент в первом цилиндре регенерируют путем воздействия СВЧ-излучения, направленным сверху вниз. Излучение поглощается влагой, которая испаряется. Для удаления паров продувают сквозь сорбент сухой воздух, который подают через нижнее основание. Воздух выдавливает пар через патрубок у верхнего основания в окружающую атмосферу.A known method for the regeneration of sorbents according to the invention patent No. 2438774, in which the sorbent is placed in a chamber where it is exposed to microwave radiation. Closest to the proposed invention is a unit for adsorption drying of gas according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 134441 - prototype. The specified device contains two vertically mounted cylinders filled with sorbent. A microwave source, a magnetron, is attached to the upper base of each cylinder. For drying, the gas is first passed through a sorbent in the first cylinder. After saturation with moisture of the sorbent in the first cylinder, the gas flow for drying is switched to the second cylinder. At this time, the wet sorbent in the first cylinder is regenerated by exposure to microwave radiation, directed from top to bottom. The radiation is absorbed by moisture, which evaporates. To remove vapors, dry air is blown through the sorbent, which is fed through the lower base. Air presses steam through the pipe at the upper base into the surrounding atmosphere.

К недостаткам прототипа следует отнести неэкономичность и отсутствие экологической защиты, поскольку горячий пар, возможно, с нежелательными примесями выбрасывается прямо в атмосферу. Кроме того, данная технология недостаточно эффективна, поскольку при направленности сверху вниз СВЧ-излучение практически полностью поглощается в верхних, более влажных слоях сорбента, что увеличивает время, необходимое для регенерации всей засыпки сорбента.The disadvantages of the prototype include inefficiency and lack of environmental protection, since hot steam, possibly with undesirable impurities, is released directly into the atmosphere. In addition, this technology is not effective enough, since when directed from top to bottom, microwave radiation is almost completely absorbed in the upper, wetter layers of the sorbent, which increases the time required to regenerate the entire filling of the sorbent.

Технической задачей является повышение эффективности, экономичности, экологической защищенности способа регенерации сорбента.The technical task is to increase the efficiency, efficiency, environmental protection of the method of regeneration of the sorbent.

Технический результат достигается тем, что в способе регенерации сорбента, при котором сорбент помещают в емкость, оборудованную магнетроном, подвергают воздействию СВЧ-излучения от магнетрона для отделения сорбата, пропускают через сорбент продувочный газ для удаления паров сорбата, сорбент помещают в двустенную емкость, в межстенном пространстве которой расположен рекуперативный теплообменник, причем сорбент помещают во внутренний сосуд емкости слоями так, чтобы концентрация сорбата в сорбенте увеличивалась от нижнего слоя к верхнему слою, СВЧ-излучение направляют в сторону увеличения концентрации сорбата, при этом отработавший продувочный газ из внутреннего сосуда емкости пропускают через межстенное пространство для нагрева стенок внутреннего сосуда и рекуперативного теплообменника, направляют в конденсатор для охлаждения отработанного продувочного газа до точки росы, установленной для конденсации паров сорбата, указанный газ пропускают через рекуперативный теплообменник, после чего направляют во внутренний сосуд емкости.The technical result is achieved by the fact that in the sorbent regeneration method, in which the sorbent is placed in a container equipped with a magnetron, it is exposed to microwave radiation from a magnetron to separate the sorbate, purge gas is passed through the sorbent to remove sorbate vapor, the sorbent is placed in a double-walled container, in an inter-wall the space of which is located a recuperative heat exchanger, and the sorbent is placed in layers in the inner vessel of the tank so that the concentration of the sorbate in the sorbent increases from the bottom to the top layer, microwave radiation is directed towards increasing the concentration of the sorbate, while the exhaust purge gas from the inner vessel of the tank is passed through the space between the walls of the inner vessel and the regenerative heat exchanger, sent to the condenser to cool the exhaust purge gas to the dew point established for condensation sorbate vapor, said gas is passed through a recuperative heat exchanger, and then sent to the inner vessel of the tank.

В предложенном способе температуру сорбента измеряют двумя датчиками, расположенными на концах внутреннего сосуда, при этом мощность СВЧ-излучения регулируют по закону обратной зависимости от разности показаний датчиков. В способе образующийся в конденсаторе конденсат сорбата отводят в сборник для дальнейшей утилизации.In the proposed method, the temperature of the sorbent is measured by two sensors located at the ends of the inner vessel, while the microwave radiation power is regulated according to the law of inverse dependence on the difference in the readings of the sensors. In the method, the condensate of the sorbate formed in the condenser is taken to a collection tank for further disposal.

В конкретном примере предлагаемый способ использован в установке для регенерации цеолита - сорбента, который применяют для осушки природного газа. Доказано, что при прокачке природного газа для осушки через контейнер с цеолитом концентрация влаги в контейнере нарастает неравномерно. Ее величина больше у входного патрубка контейнера с цеолитом и меньше у выходного патрубка.In a specific example, the proposed method is used in an installation for the regeneration of zeolite - a sorbent that is used to dry natural gas. It is proved that when pumping natural gas for drying through a container with zeolite, the moisture concentration in the container increases unevenly. Its value is greater at the inlet pipe of the container with zeolite and less at the output pipe.

Цеолит регенерируют (восстанавливают) в следующем порядке. Контейнер с влажным цеолитом поворачивают так, чтобы слой с наибольшей концентрацией влаги располагался наверху. У контейнера отвинчивают крышку внизу и высыпают цеолит во внутренний сосуд двустенной емкости. Крышку сосуда закрывают. Затем включают магнетрон, встроенный в дно сосуда. Дно соединено патрубком с источником продувочного газа. В процессе регенерации цеолит подвергают воздействию СВЧ-излучения от магнетрона. Излучение направлено снизу вверх - от слоя цеолита с наименьшей влажностью к слою с наибольшей влажностью. Опытами доказано, что поглощение СВЧ-излучения прямо пропорционально концентрации влаги в цеолите. Таким образом, слабеющее при увеличении расстояния от магнетрона СВЧ-излучение равномерно поглощается столбом цеолита за счет увеличения влажности с высотой. При этом влага испаряется из всех слоев цеолита примерно с одинаковой скоростью (повышение эффективности).Zeolite regenerate (restore) in the following order. The wet zeolite container is rotated so that the layer with the highest moisture concentration is at the top. At the container, unscrew the lid below and pour the zeolite into the inner vessel of the double-walled container. The lid of the vessel is closed. Then include a magnetron integrated in the bottom of the vessel. The bottom is connected by a pipe to a purge gas source. In the process of regeneration, the zeolite is exposed to microwave radiation from a magnetron. The radiation is directed from the bottom up - from the zeolite layer with the lowest humidity to the layer with the highest humidity. Experiments have shown that the absorption of microwave radiation is directly proportional to the moisture concentration in the zeolite. Thus, with decreasing distance from the magnetron, microwave radiation is uniformly absorbed by a zeolite column due to an increase in humidity with height. In this case, moisture evaporates from all layers of the zeolite at approximately the same rate (increased efficiency).

Продувочный газ выдувает пары влаги из внутреннего сосуда через патрубок в крышке, который соединен с межстенным пространством двустенной емкости. Здесь горячая смесь газа и водяного пара обдувает рекуперативный теплообменник (далее - теплообменник), а также стенки внутреннего сосуда, нагревая их для предотвращения нежелательной конденсации паров внутри сосуда. Далее, отдавшую часть тепла теплообменнику газовую смесь направляют в конденсатор, где ее охлаждают до точки росы. В конденсаторе водяной пар конденсируется в капли воды, которые стекают на дно и отводятся в конденсатоотводчик (повышение экологической защиты). Затем осушенный продувочный газ пропускают через теплообменник для подогрева. Так рекуперируется тепло, затраченное на испарение влаги во внутреннем сосуде (повышение экономичности). Подогретый газ направляют снова во внутренний сосуд для продувки цеолита.The purge gas blows moisture vapor from the inner vessel through a nozzle in the lid, which is connected to the interwall space of the double-walled container. Here, a hot mixture of gas and water vapor blows around the regenerative heat exchanger (hereinafter referred to as the heat exchanger), as well as the walls of the inner vessel, heating them to prevent undesired condensation of the vapor inside the vessel. Further, the gas mixture that has transferred part of the heat to the heat exchanger is sent to the condenser, where it is cooled to the dew point. In the condenser, water vapor condenses into water droplets that drain to the bottom and are discharged to a steam trap (increasing environmental protection). The dried purge gas is then passed through a heat exchanger for heating. Thus, the heat expended on the evaporation of moisture in the inner vessel is recovered (increased efficiency). The heated gas is sent again to the inner vessel to purge the zeolite.

Для оптимального управления магнетроном используют сигналы датчиков температуры, которые установлены на дне и на крышке внутреннего сосуда. Если разность показаний датчиков достаточно велика, регенерация цеолита протекает нормально. Если показания датчиков начинают сближаться, мощность излучения повышают, чтобы обеспечить оптимальную скорость регенерации всех слоев цеолита.For optimal control of the magnetron, temperature sensor signals are used that are installed on the bottom and on the lid of the inner vessel. If the difference in the readings of the sensors is large enough, the regeneration of the zeolite proceeds normally. If the readings of the sensors begin to converge, the radiation power is increased to ensure the optimal regeneration rate of all zeolite layers.

Согласно описанной схеме на предприятии заявителя испытан предлагаемый к патентованию способ регенерации сорбента. Испытания показали хороший результат. Так, при опытной проверке в столбе цеолита диаметром 130 мм с остаточной влажностью 15% (масс.) при мощности магнетрона 1000 Вт и расходе продувочного газа 15 м3/час скорость десорбции составляла до 10 см/час, что по меньшей мере на 20% выше скорости, достигнутой в известных методиках.According to the described scheme, the applicant’s enterprise tested the method of sorbent regeneration proposed for patenting. Tests showed a good result. So, during a pilot check in a zeolite column with a diameter of 130 mm with a residual moisture content of 15% (mass.) With a magnetron power of 1000 W and a purge gas flow rate of 15 m 3 / h, the desorption rate was up to 10 cm / h, which is at least 20% higher than the speed achieved in known methods.

Возможно применение предлагаемого способа для удаления другого сорбата. Для это следует использовать частоту СВЧ-излучения, характерную для данного сорбата. Для воды эта частота равна 2,45 ГГц. Характерные частоты для других сорбатов опубликованы в литературе.Perhaps the application of the proposed method to remove another sorbate. For this, the microwave frequency characteristic of this sorbate should be used. For water, this frequency is 2.45 GHz. The characteristic frequencies for other sorbates are published in the literature.

ЛитератураLiterature

1. Нетушил А.В. и др. Высокочастотный нагрев диэлектриков и полупроводников. - М.: Госэнергоиздат, 1959.1. Netushil A.V. et al. High-frequency heating of dielectrics and semiconductors. - M.: Gosenergoizdat, 1959.

2. Пюшнер Г. Нагрев энергией сверхвысоких частот. - М.: Энергия, 1968.2. Puschner G. Heating with microwave energy. - M.: Energy, 1968.

Claims (3)

1. Способ регенерации сорбента, насыщенного сорбатом, при котором сорбент помещают в емкость, оборудованную магнетроном, подвергают воздействию СВЧ-излучения для испарения сорбата, пропускают через сорбент продувочный газ для удаления паров сорбата, отличающийся тем, что сорбент помещают в двустенную емкость, в межстенном пространстве которой расположен рекуперативный теплообменник, причем сорбент помещают во внутренний сосуд емкости слоями так, чтобы концентрация сорбата в сорбенте увеличивалась от нижнего слоя к верхнему слою, СВЧ-излучение направляют в сторону увеличения концентрации сорбата, при этом отработавший продувочный газ из внутреннего сосуда емкости пропускают через межстенное пространство для нагрева стенок внутреннего сосуда и рекуперативного теплообменника, направляют в конденсатор для охлаждения отработанного продувочного газа до точки росы, установленной для конденсации паров сорбата, затем указанный газ пропускают через рекуперативный теплообменник, после чего направляют во внутренний сосуд емкости.1. The method of regeneration of a sorbent saturated with a sorbate, in which the sorbent is placed in a container equipped with a magnetron, exposed to microwave radiation to evaporate the sorbate, purge gas is passed through the sorbent to remove sorbate vapor, characterized in that the sorbent is placed in a double-walled container, in a walled the space of which a recuperative heat exchanger is located, and the sorbent is placed in layers in the inner vessel of the tank so that the concentration of the sorbate in the sorbent increases from the lower layer to the upper layer, microwave radiation is directed in the direction of increasing the concentration of the sorbate, while the exhaust purge gas from the inner vessel of the tank is passed through the space between the walls of the inner vessel and the regenerative heat exchanger, sent to the condenser to cool the spent purge gas to the dew point established for condensation of the sorbate vapor, then gas is passed through a recuperative heat exchanger, and then sent to the inner vessel of the tank. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру сорбента измеряют двумя датчиками, расположенными на концах внутреннего сосуда, при этом мощность СВЧ-излучения регулируют по закону обратной зависимости от разности показаний датчиков.2. The method according to p. 1, characterized in that the temperature of the sorbent is measured by two sensors located at the ends of the inner vessel, while the microwave radiation power is regulated according to the law of inverse dependence on the difference in the readings of the sensors. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что образующийся в конденсаторе конденсат сорбата отводят в сборник для дальнейшей утилизации. 3. The method according to p. 1, characterized in that the condensate of the sorbate formed in the condenser is diverted to a collection tank for further disposal.
RU2014114560/05A 2014-04-11 2014-04-11 Method of sorbent regeneration RU2571754C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014114560/05A RU2571754C2 (en) 2014-04-11 2014-04-11 Method of sorbent regeneration

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014114560/05A RU2571754C2 (en) 2014-04-11 2014-04-11 Method of sorbent regeneration

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014114560A RU2014114560A (en) 2015-10-20
RU2571754C2 true RU2571754C2 (en) 2015-12-20

Family

ID=54326897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014114560/05A RU2571754C2 (en) 2014-04-11 2014-04-11 Method of sorbent regeneration

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2571754C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2058183C1 (en) * 1993-03-23 1996-04-20 Объединенный Институт Ядерных Исследований Apparatus for regeneration of adsorbent from gas-shaped impurities
RU2168360C2 (en) * 1999-07-12 2001-06-10 Кузнецов Леонид Григорьевич Adsorbent regeneration process
RU2363523C2 (en) * 2007-07-06 2009-08-10 Вячеслав Викторович Самонин Sorbing system including heat conducting element
RU2438774C1 (en) * 2010-05-21 2012-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр имени Николы Тесла" Method of sorbent recovery by non-thermal effects of superhigh-frequency electromagnetic radiation
RU134441U1 (en) * 2013-05-14 2013-11-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный университет" INSTALLATION OF ADSORPTION DRYING GASES USING MICROWAVE RADIATION

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2058183C1 (en) * 1993-03-23 1996-04-20 Объединенный Институт Ядерных Исследований Apparatus for regeneration of adsorbent from gas-shaped impurities
RU2168360C2 (en) * 1999-07-12 2001-06-10 Кузнецов Леонид Григорьевич Adsorbent regeneration process
RU2363523C2 (en) * 2007-07-06 2009-08-10 Вячеслав Викторович Самонин Sorbing system including heat conducting element
RU2438774C1 (en) * 2010-05-21 2012-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский центр имени Николы Тесла" Method of sorbent recovery by non-thermal effects of superhigh-frequency electromagnetic radiation
RU134441U1 (en) * 2013-05-14 2013-11-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный университет" INSTALLATION OF ADSORPTION DRYING GASES USING MICROWAVE RADIATION

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КЛИМАРЕВ С.И., "Интенсификация физико-химических процессов СВЧ-энергией в регенерационной системе жизнеобеспечения экипажа космического корабля", Автореф. диссертации на соиск. уч. степ. доктора техн. наук, Москва, 2009, глава 3 раздел 2. КЕЛЬЦЕВ Н.В. "Основы адсорбционной техники", М., 1976, стр.201-204, 217-223. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014114560A (en) 2015-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101376337B1 (en) Complex type dryer
KR20100038105A (en) Adsorption dryer
JP5643680B2 (en) Method and apparatus for removing organic solvent
JP4423499B2 (en) Absorption type dehumidification air conditioning system
CN205925370U (en) Shell -and -tube gas drying device
CN101377377A (en) Wood drier
SU1153812A3 (en) Method of drying air
US20160309729A1 (en) Method and device for processing raw materials and effectively product meat- and sausage-based raw cured goods
RU2571754C2 (en) Method of sorbent regeneration
CN103512324A (en) Absorption type lithium bromide rapid clean drying system
Atamanyuk et al. Intensification of drying process during activated carbon regeneration
CN205700032U (en) Exhaust-gas treatment activated carbon adsorption and regenerating unit
CN102818445B (en) Absorptive type clean drying system and method using lithium bromide
JP6729915B2 (en) Equipment for extracting water from the surroundings
JP6024131B2 (en) Organic solvent dehydrator
CN205516888U (en) Organic waste gas graphite alkene sorption recovery device
JP2019130193A (en) Clothing decompression dryer
KR101761356B1 (en) Organic acid extraction apparatus using organic waste
RU2319086C1 (en) Method for lumber drying and installation for its realization
RU2648803C1 (en) Method of cooling and condensation of steam gas mixture and mixture condensation system for its implementation
CN210089263U (en) Dehumidification device of vacuum freeze dryer
CN104761730B (en) The replacing apparatus and its method of minim organic solvent in polyvinyl alcohol
CN205269121U (en) Dryer
RU2013155508A (en) SYSTEM AND METHOD FOR COLLECTING CARBON DIOXIDE USING DIELECTRIC HEATING
JP2002031480A (en) Method and apparatus for sealing type drying