RU95547U1 - HYBRID AIR SEPARATION INSTALLATION - Google Patents
HYBRID AIR SEPARATION INSTALLATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU95547U1 RU95547U1 RU2010107416/22U RU2010107416U RU95547U1 RU 95547 U1 RU95547 U1 RU 95547U1 RU 2010107416/22 U RU2010107416/22 U RU 2010107416/22U RU 2010107416 U RU2010107416 U RU 2010107416U RU 95547 U1 RU95547 U1 RU 95547U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorption
- membrane
- unit
- adsorbers
- pipe
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
1. Установка воздухоразделительная гибридная, включающая компрессор, газоразделительные блоки, расположенные последовательно и соединенные между собой, с патрубками входа и отвода одного из потоков от каждого блока продуктов разделения, и трубопроводы с запорно-регулирующей аппаратурой, при этом один из газоразделительный блоков мембранный, отличающаяся тем, что другой газоразделительный блок - сорбционный и выполнен в виде не менее двух параллельно расположенных адсорберов, соединенных между собой трубопроводами, при этом патрубок сбросного потока газовой смеси сорбционного блока соединен трубопроводом с входным патрубком компрессора с образованием циркуляционного контура, а адсорберы заполнены твердым сорбентом. ! 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она оснащена дополнительным мембранным блоком, вход которого соединен с патрубком отвода продукта разделения сорбционного блока, при этом мембранный блок имеет патрубки отвода, причем патрубок проникшего через мембрану потока соединен с выходами обеих адсорберов. ! 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно оснащена нагревателем с патрубками входа и выхода, при этом он установлен между газоразделительными блоками, а входной патрубок нагревателя соединен с входным патрубком сорбционного блока, а выходной - с выходами адсорберов сорбционного блока. 1. Installation of an air separation hybrid, including a compressor, gas separation units arranged in series and connected to each other, with inlet and outlet pipes of one of the flows from each unit of separation products, and pipelines with shut-off and control equipment, while one of the gas separation units is membrane the fact that the other gas separation unit is sorption and is made in the form of at least two parallel adsorbers connected by pipelines, while the pipe with The waste stream of the gas mixture of the sorption unit is connected by a pipeline to the compressor inlet pipe to form a circulation circuit, and the adsorbers are filled with a solid sorbent. ! 2. The installation according to claim 1, characterized in that it is equipped with an additional membrane unit, the input of which is connected to the outlet pipe of the separation product of the sorption block, while the membrane block has branch pipes, the nozzle of the stream penetrating through the membrane is connected to the outlets of both adsorbers. ! 3. The installation according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a heater with inlet and outlet nozzles, while it is installed between the gas separation units, and the heater inlet pipe is connected to the inlet pipe of the sorption block, and the output pipe is connected to the outputs of the adsorbers of the sorption block.
Description
Полезная модель относится к технологии разделения смеси газов и может быть использована в любых отраслях промышленности, когда необходимо разделение смеси газов или воздушного потока на фракции.The utility model relates to the technology of separation of a mixture of gases and can be used in any industries when it is necessary to separate a mixture of gases or air flow into fractions.
Известна мембранная система разделения газов, включающая компрессор, мембранные аппараты и систему трубопроводов с патрубками, (см. патент РФ 2035981, В01D 61/00, 63/00, 1991 г.). Система включает три ступени разделения.Known membrane gas separation system, comprising a compressor, membrane apparatus and a piping system with nozzles, (see RF patent 2035981, BD 61/00, 63/00, 1991). The system includes three stages of separation.
Известна установка воздухоразделительная, включающая компрессор, газоразделительные блоки соединенные между собой, с патрубками входа, и отвода одного из потоков от каждого блока продуктов разделения, и трубопроводы с запорно-регулирующей аппаратурой, при этом один из газоразделительный блоков мембранный (патент US 4597777 В01D 53/22 1986).A known installation of air separation, including a compressor, gas separation blocks connected to each other, with inlet pipes, and the outlet of one of the flows from each block of separation products, and pipelines with shut-off and control equipment, while one of the gas separation blocks is membrane (patent US 4597777 B01D 53 / 22 1986).
Недостатками этих установок является низкое содержание целевого компонента в продуктовых потоках, низкая степень извлечения и большие энергозатраты.The disadvantages of these plants are the low content of the target component in the product flows, low degree of extraction and high energy consumption.
Технической задачей заявленной полезной модели является повышение содержание целевого компонента, его степени извлечения в продуктовых потоках, а также снижение энергозатрат.The technical task of the claimed utility model is to increase the content of the target component, its degree of extraction in the product flows, as well as reducing energy consumption.
Поставленная задача решается на установке воздухоразделительной гибридной, включающей компрессор, газоразделительные блоки, расположенных последовательно и соединенные между собой, с патрубками входа, и отвода одного из потоков от каждого блока продуктов разделения, и трубопроводы с запорно-регулирующей аппаратурой, при этом один газоразделительный блок мембранный, а другой газоразделительный блок - сорбционный и выполнен в виде не менее двух параллельно расположенных адсорберов, соединенных между собой трубопроводами, при этом патрубок сбросного потока газовой смеси сорбционного блока соединен трубопроводом с входным патрубком компрессора с образованием циркуляционного контура, а адсорберы заполнены твердым сорбентом.The problem is solved by installing an air separation hybrid, including a compressor, gas separation blocks arranged in series and interconnected, with inlet pipes, and the removal of one of the flows from each block of separation products, and pipelines with shut-off and control equipment, with one membrane separation block and the other gas separation unit is sorption and is made in the form of at least two parallel adsorbers, interconnected by pipelines, while ubok flow of waste gas mixture sorption unit is connected to the inlet duct of the compressor to form a circulation circuit, and the adsorbers are filled with solid sorbent.
Кроме того, установка оснащена дополнительным мембранным блоком, вход которого соединен с патрубком отвода продукта разделения сорбционного блока, при этом мембранный блок имеет патрубки отвода, при чем патрубок проникшего через мембрану потока соединен с выходами обеих адсорберов.In addition, the installation is equipped with an additional membrane unit, the inlet of which is connected to the outlet pipe for the separation product of the sorption block, while the membrane unit has branch pipes, and the nozzle of the flow through the membrane is connected to the outlets of both adsorbers.
А также, установка дополнительно оснащена нагревателем с патрубками входа и выхода, при этом он установлен между газоразделительными блоками, а входной патрубок нагревателя соединен с входным патрубком в сорбционного блока, а выходной - с выходами адсорберов сорбционного блока.And also, the installation is additionally equipped with a heater with inlet and outlet nozzles, while it is installed between the gas separation blocks, and the heater inlet pipe is connected to the inlet pipe in the sorption block, and the output pipe is connected to the adsorber outputs of the sorption block.
Установка также снабжена блоком управления и контроля основных рабочих параметров процесса разделения. Принципиальная схема установки изображена на фиг.1 (схема)The installation is also equipped with a control unit and control of the main operating parameters of the separation process. Schematic diagram of the installation shown in figure 1 (diagram)
Установка воздухоразделительная гибридная состоит из двух газоразделительных блоков - мембранного 1, 2 и сорбционного и выполненного в виде не менее двух параллельно расположенных адсорберов 3, 4, компрессора 5, при этом блоки расположены последовательно и соединенные между собой, с патрубками входа 6, 7, трубопроводом с запорно-регулирующей аппаратурой 8. Адсорберы соединены между собой трубопроводами 9, 10, 11, 12, 13, 19, 21, 22, и имеют трубопровод с запорно-регулирующей аппаратурой 23, при этом патрубок сбросного потока газовой смеси сорбционного блока 13 соединен трубопроводом 14 с входным патрубком компрессора 6 с образованием циркуляционного контура, а так же манометры 15 и 16. Для отвода одного из потоков от каждого газоразделительного блока продуктов разделении установка снабжена трубопроводами 24, 25, Адсорберы 3 и 4 заполнены твердым сорбентом, (фиг.1)The air separation hybrid installation consists of two gas separation blocks - membrane 1, 2 and sorption and made in the form of at least two parallel adsorbers 3, 4, compressor 5, while the blocks are arranged in series and interconnected with inlet pipes 6, 7, a pipeline with shut-off and control equipment 8. The adsorbers are interconnected by pipelines 9, 10, 11, 12, 13, 19, 21, 22, and have a pipeline with shut-off and control equipment 23, while the outlet pipe of the gas mixture sorption block Oka 13 is connected by a pipe 14 to the inlet pipe of the compressor 6 with the formation of a circulation circuit, as well as manometers 15 and 16. For the removal of one of the flows from each gas separation unit of the separation products, the installation is equipped with pipelines 24, 25, Adsorbers 3 and 4 are filled with a solid sorbent, ( figure 1)
Кроме, установка оснащена дополнительным мембранным блоком 26, вход которого соединен с патрубком отвода 24 продукта разделения сорбционного блока, при этом мембранный блок имеет патрубки отвода 27, 28, запорно-регулирующей аппаратурой 29, при чем патрубок 27 проникшего через мембрану потока соединен с выходами обеих адсорберов. (фиг.2)In addition, the installation is equipped with an additional membrane block 26, the input of which is connected to the branch pipe 24 of the separation product of the sorption block, while the membrane block has branch pipes 27, 28, shut-off and control apparatus 29, and the pipe 27 penetrated through the membrane is connected to the outputs of both adsorbers. (figure 2)
Установка дополнительно оснащена нагревателем 30,с патрубками входа 32 и выхода 33, при этом он установлен между газоразделительными блоками, а входной патрубок 32 нагревателя соединен с входным патрубком 33 в сорбционного блока, а выходной 33 (после регулятора давления (на схеме не показан) - с выходами адсорберов сорбционного блока. (фиг.3)The installation is additionally equipped with a heater 30, with inlet 32 and outlet 33 nozzles, while it is installed between the gas separation units, and the heater inlet 32 is connected to the inlet 33 in the sorption unit, and the outlet 33 (after the pressure regulator (not shown in the diagram) - with the outputs of the adsorbers of the sorption block. (figure 3)
Установка предназначена для разделения воздуха на фракции методами селективного разделения на полимерных мембранах и/или газовой адсорбции (короткоцикловой). Такое гибридное сочетание двух методов мембранного и сорбционного с образованием циркуляционного контура позволяет обеспечивать высокую концентрацию и степень извлечения целевых компонентов в продуктовых потоках при малых энергозатратах.The unit is designed to separate air into fractions by selective separation methods on polymer membranes and / or gas adsorption (short-cycle). Such a hybrid combination of two membrane and sorption methods with the formation of a circulation loop allows for a high concentration and degree of extraction of target components in product flows at low energy consumption.
Установка воздухоразделительная гибридная обеспечивает производительность до 1000 м3/ч (до 5000 м3/ч перерабатываемого воздуха).The air separation hybrid unit provides a capacity of up to 1000 m 3 / h (up to 5000 m 3 / h of recyclable air).
В качестве продукта (продуктового потока) может быть фракция, обогащенная азотом и/или кислородом и/или осушенная фракция.The product (product stream) may be a fraction enriched with nitrogen and / or oxygen and / or a dried fraction.
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Исходная газовая смесь (воздух) по трубопроводу 6 с помощью компрессора 5 сжимается и под давлением последовательно подается на блок подготовки газа (БПВ) (на фиг. не указан), где происходит его охлаждение, очистка газовой смеси от паров масла, капельной влаги, твердых частиц и других вредных примесей, а также происходит стабилизация основных параметров газа (давления, температуры). Удаление конденсата из фильтров проводится в автоматическом режиме через конденсатор отводчики.The original gas mixture (air) through pipeline 6 is compressed by means of compressor 5 and subsequently supplied under pressure to the gas preparation unit (BPV) (not shown in Fig.), Where it is cooled, the gas mixture is cleaned of oil vapor, droplet moisture, and solid particles and other harmful impurities, as well as the stabilization of the basic parameters of the gas (pressure, temperature). The removal of condensate from the filters is carried out automatically through the condenser taps.
Из БПВ компрессированный воздух поступает на вход термостата (не показан), в котором он нагревается до температуры, соответствующей оптимальному режиму работы мембранного газоразделительного блока 1 (25-66°С - в сочетании с сорбционным блоком). Поддержание требуемой температуры термостата с электронагревательным элементом осуществляется измерителем-регулятором температуры по сигналу с датчика температуры.Compressed air is fed from the BPV to the inlet of the thermostat (not shown), in which it is heated to a temperature corresponding to the optimal operating mode of the membrane gas separation unit 1 (25-66 ° С - in combination with a sorption unit). Maintaining the required temperature of the thermostat with an electric heating element is carried out by a temperature meter-controller based on a signal from a temperature sensor.
Очищенная газовая смесь подается на блоки газоразделения, вначале на мембранный блок 1, где основным элементом является полимерная газоразделительная мембрана 2.The purified gas mixture is fed to the gas separation units, first to the membrane unit 1, where the main element is a polymer gas separation membrane 2.
Проходя через мембранный блок 1 воздух разделяется на две фракции - с повышенной (пермеат) 25 и пониженной 7 концентрацией кислорода. Пермеат сбрасывается через глушитель в атмосферу, а не проникший через мембрану поток 7 с регулировочным вентилем-дросселем 8 после выхода на заданный по концентрации режим под давление поступает на вход сорбционного блока.Passing through the membrane unit 1, the air is divided into two fractions - with an increased (permeate) 25 and a lowered oxygen concentration 7. The permeate is discharged through the muffler into the atmosphere, and not flow 7 penetrating through the membrane with the control valve-throttle 8 after reaching the preset concentration mode is supplied to the inlet of the sorption unit under pressure.
Разделение воздуха в мембранном происходит за счет различных коэффициентов проницаемости компонентов разделяемой смеси (в частности, азота и кислорода) через полимерную мембрану. Движущей силой мембранного процесса разделения является разность парциальных давлений газов на мембране.The separation of air in the membrane occurs due to various coefficients of permeability of the components of the mixture to be separated (in particular, nitrogen and oxygen) through the polymer membrane. The driving force of the membrane separation process is the difference in partial pressures of gases on the membrane.
Настройка рабочих параметров мембранного блока 1 производится в зависимости от режимов работы всей установки на панели оператора блока управления и может изменяться в процессе работы установки.Setting the operating parameters of the membrane unit 1 is carried out depending on the operating conditions of the entire installation on the operator panel of the control unit and may change during operation of the installation.
Контроль концентрации кислорода в потоке 7 осуществляется, например, датчиком кислорода или анализатором.Monitoring the concentration of oxygen in stream 7 is carried out, for example, by an oxygen sensor or analyzer.
После мембранного блока 1 воздух под давление поступает через входные патрубки с электро (или - пневмо) клапанами 9, 10, 11, 12 в сорбционный блок, который включает два попеременно работающих адсорбера 3 и 4 с манометрами 15 и 16 и буферную емкость (на фиг не показана) для сглаживания пульсации продуктового потока (например, азота).After the membrane unit 1, air under pressure enters through inlet pipes with electro (or pneumatic) valves 9, 10, 11, 12 into the sorption unit, which includes two alternately working adsorbers 3 and 4 with pressure gauges 15 and 16 and a buffer tank (in FIG. not shown) to smooth out pulsations of the product stream (e.g., nitrogen).
В процессе адсорбции легко - и быстро - адсорбируемые компоненты смеси поглощаются адсорбентом, в то время как слабо- и медленно-адсорбируемые компоненты проходят через аппарат. Благодаря этому производится разделение газовой смеси. Адсорбент поглощает газ до достижения состояния равновесия процессов адсорбции и десорбции. Для продолжения процесса разделения адсорбент в каждом адсорбере 3 и 4 необходимо периодически регенерировать, что происходит путем сброса давления, через сбросной патрубок 13, и подачей по трубопроводу 14 на вход компрессора 5, либо путем повышения температуры и продувкой с дальнейшим сбросом через патрубок 13.During the adsorption process, the easily and quickly adsorbed components of the mixture are absorbed by the adsorbent, while the weakly and slowly adsorbed components pass through the apparatus. Thanks to this, the gas mixture is separated. The adsorbent absorbs gas until the equilibrium state of the processes of adsorption and desorption. To continue the separation process, the adsorbent in each adsorber 3 and 4 must be periodically regenerated, which occurs by depressurizing, through the discharge pipe 13, and supplying it through the pipe 14 to the inlet of the compressor 5, or by raising the temperature and blowing it with a further discharge through the pipe 13.
Обе разновидности процесса адсорбции протекают циклично, с чередованием фаз адсорбции и регенерации, с продолжительностью цикла порядка часов при десорбции нагревом или порядка минут - при регенерации - сбросах давления.. (PSA - короткоцикловых процессах). При разделении адсорбцией с непрерывным выходом продукта приходится задействовать не менее двух адсорберов, один из которых находится в фазе адсорбции, когда другой регенерируется.Both varieties of the adsorption process proceed cyclically, with alternating phases of adsorption and regeneration, with a cycle time of the order of hours during desorption by heating, or about minutes — during regeneration — depressurization .. (PSA - short-cycle processes). When separated by adsorption with a continuous product yield, at least two adsorbers must be used, one of which is in the adsorption phase when the other is regenerated.
При необходимости получения (какого то газа) установка оснащается дополнительным мембранным блоком 26, где происходит доочистка целевого компонента.If it is necessary to obtain (some kind of gas), the installation is equipped with an additional membrane unit 26, where the purification of the target component takes place.
Для сокращения времени регенерации и повышения степени извлечения целевого компонента часть потока, не проникшего через мембрану 2 мембранного блока 1 подается по патрубку 31 с регулировочным дросселем 32 на нагреватель 30, выходной патрубок 33, (после регулятора давления (на схеме не показан) которого соединен с трубопроводом 19 на котором расположен дроссель 20. По этому патрубку 19, в процессе работы сорбционного блока 2, часть продуктового газа из одного адсорбера подается в другой адсорбер во время его фазы регенерации.To reduce the regeneration time and increase the degree of extraction of the target component, a part of the stream that did not penetrate through the membrane 2 of the membrane unit 1 is fed through a pipe 31 with an adjustment choke 32 to a heater 30, an output pipe 33 (after a pressure regulator (not shown in the diagram) which is connected to a pipe 19 on which a throttle 20 is located. According to this pipe 19, during operation of the sorption unit 2, part of the product gas from one adsorber is supplied to another adsorber during its regeneration phase.
Блок управления и контроля (на фиг.1 не указан) осуществляет контроль всех основных параметров установки, визуализацию параметров и автоматическое управление установкой.The control and monitoring unit (not shown in FIG. 1) controls all the main parameters of the installation, visualizes the parameters and automatically controls the installation.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010107416/22U RU95547U1 (en) | 2010-03-02 | 2010-03-02 | HYBRID AIR SEPARATION INSTALLATION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010107416/22U RU95547U1 (en) | 2010-03-02 | 2010-03-02 | HYBRID AIR SEPARATION INSTALLATION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95547U1 true RU95547U1 (en) | 2010-07-10 |
Family
ID=42684909
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010107416/22U RU95547U1 (en) | 2010-03-02 | 2010-03-02 | HYBRID AIR SEPARATION INSTALLATION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU95547U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443461C1 (en) * | 2010-08-25 | 2012-02-27 | Евгений Владимирович Левин | Adsorption-membrane method of gas mix separation |
| RU188323U1 (en) * | 2018-11-26 | 2019-04-08 | Публичное акционерное общество "Аквасервис" | Indoor respiratory atmosphere control device |
| RU2724262C1 (en) * | 2018-12-27 | 2020-06-22 | Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод | Cleaning system having pipelines located at different levels in direction of height |
-
2010
- 2010-03-02 RU RU2010107416/22U patent/RU95547U1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2443461C1 (en) * | 2010-08-25 | 2012-02-27 | Евгений Владимирович Левин | Adsorption-membrane method of gas mix separation |
| RU188323U1 (en) * | 2018-11-26 | 2019-04-08 | Публичное акционерное общество "Аквасервис" | Indoor respiratory atmosphere control device |
| RU2724262C1 (en) * | 2018-12-27 | 2020-06-22 | Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод | Cleaning system having pipelines located at different levels in direction of height |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2017274288B2 (en) | Apparatus and system for swing adsorption processes | |
| US11033854B2 (en) | Apparatus and system for swing adsorption processes | |
| US10124286B2 (en) | Apparatus and system for swing adsorption processes related thereto | |
| CA2911820C (en) | Methods and systems of enhanced carbon dioxide recovery | |
| CN103760850B (en) | A kind of remotely monitoring about nitrogen making machine and unwatched device and method | |
| RU2381822C1 (en) | Hydrocarbon gas treatment plant | |
| RU183558U1 (en) | Nitrogen Compressor Unit | |
| RU95547U1 (en) | HYBRID AIR SEPARATION INSTALLATION | |
| CN113184850B (en) | High-purity carbon dioxide gas purification method and device thereof | |
| AU2016317387B2 (en) | Process and system for swing adsorption using an overhead stream of a demethanizer as purge gas | |
| RU101646U1 (en) | PLANT FOR PRODUCING OXYGEN FROM ATMOSPHERIC AIR | |
| RU180075U1 (en) | Nitrogen Compressor Unit | |
| EP3768411B1 (en) | Process for separating a heavy gas component from a gaseous mixture | |
| RU95546U1 (en) | GAS SEPARATION COMPLEX | |
| CN104418312A (en) | Method for producing nitrogen through pressure swing adsorption (PSA) | |
| RU122907U1 (en) | ADSORPTION-MEMBRANE INSTALLATION FOR SEPARATION OF GAS MIXTURES | |
| RU139877U1 (en) | EJECTOR MEMBRANE-SORPTION DEVICE FOR SEPARATION OF GAS MIXTURES | |
| RU2623001C1 (en) | Light fractions recovery unit | |
| RU2713359C1 (en) | Double-circuit membrane-adsorption unit for compressed gas drying | |
| RU116066U1 (en) | DEVICE FOR DRYING COMPRESSED AIR | |
| RU2565320C1 (en) | Preparation plant of hydrocarbon gas for low-temperature processing | |
| AU2016317385B2 (en) | Process and system for swing adsorption using an overhead stream of a demethanizer as purge gas | |
| TWI698396B (en) | Carbon dioxide separation and recovery method and separation and recovery system | |
| RU188323U1 (en) | Indoor respiratory atmosphere control device | |
| RU2447014C1 (en) | Apparatus for producing oxygen and nitrogen from atmospheric air |