SU743760A1

SU743760A1 - Способ очистки сжагото газа

Info

Publication number: SU743760A1
Application number: SU752149132A
Authority: SU
Inventors: Владимир Михайлович Браун; Владимир Леонидович Мельцер; Лев Ефимович Резников; Владилен Константинович Рыбин
Original assignee: Научно-Исследовательский Институт Технологии Криогенного Машиностроения
Priority date: 1975-06-24
Filing date: 1975-06-24
Publication date: 1980-06-30

Description

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СЖАТОГО ГАЗА

I

Изобретение относитс к технике адсорбционного разделени газов, в част« ности, оно может быть использовано при очистке от нежелательных примесей сжатого воздуха, подаваемого в основной теплообменник воздухораздепительной установки.

Известен способ адсорбционной очистки , по которому адсорбер, нагретый после очистки адсорбента от примесей (десорбции ) и заполнени его сжатым газом , охлаждают в режиме его одновременной работы с адсорбером, заканчивающим работу в режиме адсорбции в св зи с загр знением.адсорбента.

При этом через нагретый апсорбер пропускают часть воздуха высокого давлени , очищенного в первом адсорбере . Воздух из линии отбирают при помопш специального автоматического р&гул тора расхода, затем нагревают в рекуперативном теплообменнике, пропускают через нагретый адсорбер, где ов

нагреваетс , охлаждают до температуры охлаждающей среды и затем в рекуперативном теплообменнике охлаждают до температуры на (недорекупераци рекуперативного теплообменника) выше температуры исходного потока сжатого газа после очистки в первом адсорбере си.

Только после полного охлаждени адсорбера во втором адсорбере весь сжатый газ направл ют на .очистку в него, а первый адсорбер отключают от линии высокого давлени . Оставшийс в нем сжатьгй газ после этого сбрасывают в ат- мосферу, при этом не испольЗукл- запасенный в нем холод.

Известен также способ очистки с«;атого газа путем пропускани загр зненного JQ примес ми газа через адсорбент, получени очищенного газа 1Г насыщенного адсорбента, подвергаемого последующей регенерации с получением отбросного, н охлаждени очищенного газов J2j. 7 К недостаткам известного способа относ тс неполное снижение температуры очищенного воздуха и сложность переключени адсорберов. Вводитс вспомогательный режим - параллельна работа адсорберов, В св зи с этим значительно усложн етс автоматизаци установки. Известный способ позвол ет лишь снизить максимальное значение температур очищенного потока, но не уменьшает общего количества тепла, вносимого в низкотемпературную воздухоразделительную установку в период после переключени .адсорберов. Повышение температуры достигает величин 2О-40С и возможен сршв работы установки, заключающийс , в снижении чистоты получаемых продуктов ниже допустимой. В то же врем в период переключени адсорберов с режима адсорбции на режим регенерации в атмосферу сбрасывают значительное коли чество (10-50 кг) воздуха высокого давлени , причем эксерги этого газа не используетс . Цель изобретени - стабилизаци температуры потока очищенного газа путем рекуперации тепла. Указанна цель достигаетс тем, что охлаждение очищенного газа осуществл ю путем теплообмена с газом, сбрасьшаеNtbiM из адсорбера. В блоках очистки низкотемпературных воздухоразделительньгх установок имеетс Возможность одновременного переключени вновь заполненного сжатым воздухом адсорбера с нагретым вследствие этого наполнени воздухом и адсорбентом, на режим адсорбции и сброс воздуха высоко го давлени из адсорбера с загр зненным адсорбентом, сопровождаемого значитель ным понижением температуры вследствие дросселировани этого газа. Поэтому максимальному значению температуры очищенного газа соответствует период получени холодного сбросного газа, который и позвол ет охладить очищенный сжатый газ до номинальной температуры Принципиальное отличие предлагаемого метода охлаждени очищенного газа сбросным газом от используемого в насто щее врем способа понижени температуры заключаетс в том, что по известному способу температуру понижаю смешением потока очищенного газа, име Щего повышенную температуру, и потока имеющего номинальную температуру. Одн ЕО температура суимарного потока превы шает номинальную на 20-40 С, 04 Использование дл охлаждени очищенного газа сбрасываемого потока позвол ет снизить температуру потока очищенного газа до номинальной. На чертеже изображена схема блока очистки воздухоразделительной установки с теплообменником-охладителем очищенного воздуха, реализующего предлагаемый способ. Схема блока очистки включает линию 1 подвода сжатого газа, линию 2 подключени системы регенерации, два переключаемых адсорбера 3 и 4, заполненных адсорбентом 5, теплообменник-охладитель 6, систему вентилей .7-15. После окончани очистки адсорбента 5 от примесей адсорбер отключают от системы регенерации, закрыва вентили 13 и 15, и заполн ют адсорбер 3 сжатым газом, плавно открыва вентиль 9. При этом происходит политропное сжатие газа в адсорбере 3, сопровождаемое повышением температуры на 5О-100С. После того как давлени в адсорберах 3 и 4 станов тс равными, производитс переключение адсорбера 3 на режим адсорбции, дл чего открывают вентиль 11. Одновременно адсорбер 4 отключаетс , от трубопроводов высокого давлени перекрытием Вентилей 8 и 10. Оставшийс в адсорбере 4 газ сбрасываетс в атмосферу через теплообменник 6, дл чего открываетс вентиль 14 и с помощью вентил 7 переключают поток низкого давлени на теплообменник 6, за счет дросселировани оставшегос в сосуде 4 газа высокого давлени и поглощени теплоты десорбции примесей из адсорбента, сопровождающей сброс сжатого газа из сосуда 4 с загр знённым адсорбентом, получают значительное количество холода. Температура сбросного воздуха снижаетс до минус 30-5О С, После переключени адсорбера 3 режим адсорбции нагретый до 50-100 С очищенный газ поступает в теплообменник 6, где охлаждаетс поступающим туда же сбросным газом. После окончани сброса газа вьгсокого давлени из сосуда 4, в нем производ т регенерацию адсорбента 5. Очистка газа ведетс непрерывно повтор ющимис циклами. Установки дл очистки сжатых газов, работающие по предлагаемому способу, позвол ют получить продукционный очищенный газ, имеющий стабильную температуру, применительно к воздухоразделительным

установкам, что позвоп ет устранить возможность срьюа работы установки и ухудшени частоты продуктов из-за нестабильности температуры питающего потока воздуха.

Способ позвоп вт отказатьс от режима параллельной работы адсорберов при переходе с одного адсорбера на ругой. При этом сокращаетс продолжительность работы адсорбера под давлением и увеличиваетс дол времени, отводимого на регенерацию адсорбента. Поэтому адсорбент лучше очищаетс от примесей, качество очистки воздуха повышено. Уменьшаетс расход регенерирующего газа либо понижаетс его температура, что дает экономический эффект, а уменьшение емкости адсорберов снижает капитальные затраты на изготовление установки.

Отказ от режима параллельной ра- боты, который характеризуетс переменными во времени расходами газов через адсорберы, позвол ет автоматизировать технологический процесс очистки воздуха, применив двухпозиционную запорную арма- туру, а также значительно упростить и повысить надежность схем автоматического регулировани блоков очистки, и следовательно, качество очищенного воздуха . Л1Тквидац({ режима параллельной работы адсорберов исключаЕ Т проскок

примесей после блока очистки в блок разделени воздухоразделительной установки и позвол ет более полно использовать возможности адсорбента. Возрастает термодинамическое совершенство и КПД системы очистки.

Формула из Об р е т е н НЯ

Способ очистки сжатого газа путем адсорбции, включающий пропускание загр зненного примес ми газа через адсорбер , регенерацию адсорбента при пониженном давлении, повьш1еыие давлени в адсорбере путем его заполнени исходным сжатым газом cf последующим его сбросом и охлаждение очищенного сжатого газа, отличающийс тем, что, с целью стабилизации температуры очищенного газа путем рекуперации тепла охлаждение очищенного сжатого газа осуществл ют путем теплообмена с газом , сбрасываемым из адсорбера.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 199161, кл. 5 01 D 53/02, 1967.

2.Глизманенко Д. Л. Получение кислорода. М., Хими , 1972, с. 425 (прототип).

Claims

Формула' изобретения 10

Способ очистки сжатого газа путем адсорбции, включающий пропускание загрязненного примесями газа через адсорбер, регенерацию адсорбента при пони15 женном давлении, повышение давления в адсорбере путем его заполнения исходным сжатым газом d последующим его сбросом и охлаждение очищенного сжатого газа, отличающийся тем, что, 20 с целью стабилизации температуры очищенного газа путем рекуперации тепла, охлаждение очищенного сжатого газа осуществляют путем теплообмена с газом, сбрасываемым из адсорбера.

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 199161, кл. 5 012) 53/02, 1967.
2. Глизманенко Д. Л. Получение

30 кислорода. М., Химия, 1972, с. 425 (прототип).

установкам, что позволяет устранить возможность срыва работы установки и ухудшения частоты продуктов из-за нестабильности температуры питающего потока воздуха.

Способ позволяет отказаться от режима параллельной работы адсорберов при переходе с одного адсорбера на другой. При этом сокращается продолжительность работы адсорбера под давлением и увеличивается доля времени, отводимого на регенерацию адсорбента. Поэтому адсорбент лучше очищается от примесей, качество очистки воздуха повышено. Уменьшается расход регенерирующего газа либо понижается его температура, что дает экономический эффект, а уменьшение емкости адсорберов снижает капитальные затраты на изготовление установки.

Отказ от режима параллельной ра-’ · боты, который характеризуется переменными во времени расходами газов через адсорберы, позволяет автоматизировать технологический процесс очистки воздуха, применив двухпозиционную запорную арма-, туру, а также значительно упростить и повысить надежность схем автоматического регулирования блоков очистки, и следовательно, качество очищенного воздуха. Ликвидация режима параллельной работы адсорберов исключает проскок