Способ регенерации адсорбционных блоков

 

1. СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ АДСОРБЩОННЫХ БЛОКОВ, включающий отбор регенерирующего потока из очищенного газа высокого давления, предваритель ный подогрев регенерирующего потока, дросселирование его до давления регенерации и последующий подогрев до температуры регенерации, отличающийся тем, что, с целыо улучшения условий регенерации, в условиях колебаний давления перед предварительным подогревом редуцируют давление газа до величины не меньшей, чем отношение изменения сопротивления линии регенерирующего газа в процессе регенерации к допустимой относительной погрешности расхода. СП Од 1чЭ 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(ы) B 01 В 53 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3582167/23-26 (22) 21.04.83 (46) 30.04.85. Бюл. Ф 16 (72) И.В.Горенштейн, С.Г.Гуревич, В.Л.Зыкин, А.Я.Колосов, Н.В. Самусенков н Н.Е.Спектор (71) Научно-исследовательский институт технологии криогенного машиностроения (53) 66.074.31(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 831159, кл. В 01 D 53/26, 1979. (54) (57) 1. СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ АДСОРБЦИОННЫХ БЛОКОВ, включающий отбор

„„ЯО;„, 1152628 А регенерирующего потока нз очищенного газа высокого давления, предваритель:ный подогрев регенерирующего потока дросселирование его до давления регенерации и последующий подогрев до температуры регенерации, о т л и ч аю щ н и с я тем, что, с целью улучшения условий регенерации, в усло" виях колебаний давления перед предварительным подогревом редуцируют давление газа до величины не меньшей, чем отношение изменения сопротивления линии регенерируикцего газа в процессе регенерации к допустимой относительной погрешности расхода.

1152628

2., Способ по п.1, о т л и ч а ю — подогрев регенерирующего потока осущ и й. с я тем, что предварительный ществляют с помощью оборотной воды.

6 Рв Ку цр (q) где р — плотность газа;

IS е - скорость газа;

К вЂ” коэ4фициент, слабо зависящий от скорости газа.

Скорость газа может быть выражена через массовый расход как

2О (2) где М - массовый расход газа, I." — площадь поперечного сечения трубы.

2 Тогда Формула (1) может быть записана в виде и }Р- к

F y — = a

Р»

РУВ /йт или где P - давление газа;

" - газовая постоянная;

40. Т вЂ” температура газа, p - молекулярная масса газа.

P *,ет

4S

Тогда формула (1) приобретает вид:

М RT

d О - -- (5) 1

Изобретение относится к технике адсорбционной очистки газа и может быть использовано в газовой и химической промышленности, например для осуаки природного газа.

Известен способ регенерации адсорбционнык блоков, включающий отбор регенерирующего потока иэ газа высокого давления, предварительный подогрев регенерирующего потока, дросселирование его до давления регенерации и последующий подогрев до температуры регенерации 1}.

Электронагреватель в данном случае имеет постоянную мощность. Система регенерации снабжена автоматичес ким устройством, включающим электронагреватель, если температура газа после подогрева превыщает некоторую величину, н включающим электроподогреватель после снижения температуры газа до приемлемой величины. Эти включения и выключения крайне нежелательны, так как из-за пперционности системы снижают темп нагрева и затягивают регенерацию. Для исключения этих нежелательных процессов необходимо стабилизировать массовый расход подогреваемого газа.

Однако стабилизация массового расхода связана с рядом проблем, во-пер» вых, с измерением расхода, Стандартный метод измерения расхода предполагает, что давление и температура измеряемого газа не изменяется, в противном случае показания дифчанометра нуждаются в специальной корректировке. Согласно известному способу может изменяться давление осущаемого rasa высокого давления. Кроме того, установка расходомериь}х устройств на малых потоках высокого давления технически затруднительна, требует нестандартиык сужающих устройств.

Поэтому обычно расходомер устанавливается на потоке после дросселнрования. Однако этот поток также меняет свои параметры как в связи с колебаниями давления на входе в драс.сельное устройство, так и в связи с ростом сопротивления линии регенера"ции в процессе нагрева, а следовательно, и соответствующим ростом цавS ления.

По мере нагрева нагревателя и адсорбера увеличивается нх сопротивление, что в сваю очередь приводит к снижению расхода регенерирующего га1б эа. Сопротивление линии регенернрующего газа выражается следукя}ей формулой

При рассматриваемых условиях регенерирующий гаэ можно считать идеальным, подчиняющимся уравнению Клайперона

Зэ юмх вв

K= м„

45 (ь5 где M> ÄMe,„3

1152

Из этой формулы вещно, что сопро- q тивление увеличивается пропорционально росту температуры.

Таким образом, автоматизация стабилизации расхода обычными методами, т.е. с помощью автоматических приборов, измеряющих расход и поддерживающих его в определенных пределах, в данном случае практически невозможна. Необходимость ручной регулировки щ вынуждает иметь у каждого блока очистки обслуживающего его аппаратчика.

Кроме того, недостатками данного способа являются значительные затраты энергии на регенерацию, обусловленные затратами электроэнергии на нагрев газа до и после дросселя.

Цель изобретения — улучюение условий регенерации в условиях колебаний давления.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу регенерации адсорбционных блоков, включающему отбор регенерирующего потока из QS очищенного rasa высокого давления, предварительный подогрев регенерирующего потока, дросселирование его до давления регенерации, последующий подогрев до температуры регенерации и подачу на регенерацию адсорбента, перед предварительньи подогревом редуцируют давление газа, до величины не меньшей, чем отноаение изменения сопротивления линии регенерирующего газа в процессе регенерации к допустимой относительной погрешности расхода.

Целесообразно, предварительный подогрев регенерирующего потока осуществлять с помощью оборотной воды.

Относительная погреаность расхода может быть выражена как максимальный расход регенерирующего rasa {при минимальной температуре SO нагревателя); минимальный расход регенерирующего газа (при максимальной температуре нагревателя); SS номинальный {расчетный) расход регенерирукщего льда.

628 4

Если предварительно стабилизиро- вать давление и температуру, то затем снижение давления произойдет в дроссельном вентиле, в элементах системы очистки — электронагревателе, трубопроводах, клапанах, адсорберах.

Пропускная способность этой части системы начинающейся от дроссельного вентиля и заканчивающейся выхо.дом из адсорбера, зависит от ее сум-марного гьщравлического сонротивления. Сопротивление этой системы, кроме дроссельного вентиля, меняется по времени по мере прогрева (формула {5)). Сопротивление дроссельного вентиля практически постоянно, так как перед ним стабилизированы давление и температура. Если гидравлическое сопротивление дроссельного вентиля значительно превывает сопротивление стоящих после него элементов, то практически расход газа через такую часть системы определяется этим дроссельны вентилем. Пусть сопротивление упомянутой части системы при минималвной температуре в начале регенерации составляет Ь Р .

n6e1 в конце регенерации — ЬР

Тогда с достаточной точностью минимальное промежуточное давление, которое следует поддерживать после редуктора определяется зависимостью тай га1<

Большинство газов при обычных . температурах в процессе дросселирования сильно охлаждаются, причем охлаждение газа зависит от начального давления. Если давление очищаемого газа меняется, то и температура газа становится переменной, даже при стабилизированном выходном давлении. Стабилизация температуры может быть достигнута за счет теплообмена с окружающей средой (оборотная вода промьипленных предприятий, воздух). Этот подогрев позволяет снизить мощность электронагревателя.

На чертеже представлена схема устройства (блока очистки), реализующего предлагаемый способ регенерации.

Устройство содержит заполненные цеолитом адсорберы 1 и 2, линию 3 выдачи газа из адсорберов и линию 4 подачи части очищенного газа в адсорберы для регенерации. На линии 4 установлены последовательно (по хо«, lI52628

6,5-4

P . — 25 кгс/см пром

Составитель Л.Эпштейн

Редактор Н.Горват Техред Ж.Кастелевич Корректор E.Рошко

Заказ 2369/5 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

qo делам изобретений и открытий

113035, Москва, IIt-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 ду газа) редуктор (регулятор давления "после себя" 5, теплообменннк

6 для нагрева потока, дроссельный вентиль 7 и злектронагреватель 8.

Способ осуществляют следующим 5 образом.

Часть очищенного газа, выходящего. из адсорбера, работающего в режиме очистки, например из адсорбера. 1, по линии 3, отбирают и по линии, 4 íà- 10 правляют на регенерацию адсорбера 2, работающего в режиме регенерации.

При этом предварительно стабилизируют давление потока газа, движущегося по линии 4, путем снижения давления 1I5 в редукторе 5 до промежуточного давления ие меньшего, чем отношение изменения сопротивления линии регенерирующего газа в процессе регенерации к допустимой относительной по- рб грешности расхода, затем стабилизируют температуру этого потока путем нагрева в теплообменнике 6 с помощью оборотной воды, температура которой практически постоянна (зто необходимо, поскольку после редуктора 5 в результате колебаний давления макет значительно колебаться температура потока), после чего поток дросселируют в дроссельном венти-Зб ле 7 до давления регенерации, нагревают и электронагревателе до температуры регенерации (приблизительно

4ÎÎ Ñ) и подают на регенерацию.

На установке-прототипе, работающей в НПО "Кислородмаш", давление очищаемого rasa колеблется в пределах 160-240 кгс/см, а сопротивление линии регенерации возрастает в процессе регенерацииот 4до 6,5 кгс/см ..

Б предлагаемой установке очистки газа давление потока снижают предварительно в редукторе до промежуточной величины, минимальное значение которой прн требуемой относительной погрешности расхода 0,1 (107) равно

Практически его поддерживают на уровне 50 кгс/см . В результате колебания давления очищенного газа на входе не сказываются на давлении и расходе газа, поступающего íà регенерацию, а изменение расхода из-за повышения сопротивления линии регенерации незначительное и также не сказывается на работе нагревателя, так как находится в пределах допустимых колебаний расхода, обуславливающих также и изменение температуры потока в допустимых пределах. Поэтому электронагреватель работает постоянно, и время регенерации выдерживается в необходимых пределах.. Нагрев газа в теплообменннке 6 с помощью оборотной воды снижает затраты энергии на нагрев газа электронагревателем 8.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет осуществить автоматическую стабилизацию расхода регенерирующего газа и снизить затраты энергии на регенерацию. Использование его в установке осушки сжатого природного газа, устраняет необходимость работы оператора, обслуживающего установку.

Способ регенерации адсорбционных блоков Способ регенерации адсорбционных блоков Способ регенерации адсорбционных блоков Способ регенерации адсорбционных блоков 

 

Похожие патенты:

Адсорбер // 753454

Изобретение относится к технологии разделения газов на цеолитах короткоцикловой безнагревной адсорбцией и предназначено для разделения на кислородо- и азотообогащенные газы газа переменного состава с постоянно увеличивающейся концентрацией кислорода

Адсорбер // 2257944
Изобретение относится к устройствам для разделения газов адсорбцией, в частности к адсорберам для осуществления циклического адсорбционно-десорбционного процесса разделения воздуха

Изобретение относится к области химии и может быть использовано для выделения и очистки водорода

Изобретение относится к способам разделения газовых смесей методом короткоцикловой безнагревной адсорбции

Изобретение относится к области химии

Изобретение относится к области очистки газов адсорбентами, регенерация которых осуществляется горячим газом, проходящим через адсорбент

Изобретение относится к адсорбционной технике, а именно к конструктивному оформлению процессов сорбции, и может быть применено в газовой, химической и нефтехимической промышленности

Изобретение относится к области химии. Сырьевой поток 209 разделяют в первой адсорбционной системе с переменным давлением (PSA1) на первую фракцию 210, включающую в значительной степени адсорбированные компоненты и на вторую фракцию 212, включающую в значительной степени неадсорбированные компоненты, при этом первая фракция 210 включает большую часть СН4 и CO2 из сырьевого потока, а вторая фракция 212 включает большую часть Н2 и СО из сырьевого потока. Первую часть второй фракции 214 подают во вторую систему PSA2. Разделяют первую часть второй фракции во второй системе PSA2 на третью фракцию 213, включающую в значительной степени адсорбированные компоненты, и четвертую фракцию 217, включающую в значительной степени неадсорбированные компоненты. При этом третья фракция 213 включает большую часть N2, CO и CO2 и диоксида углерода, включенного в первую часть, а четвертая фракция 217 - большую часть Н2 в первой части. Пропускают, по меньшей мере, часть второй части 215 второй фракции или четвертой фракции 217 с образованием рециркулированного потока в процесс конверсии 208 синтез-газа, включающего большую часть H2 и СО из потока неконвертированного газа. Объединяют части первой фракции 210 и третьей фракции 213 в поток и подают вторую часть первой фракции 210 в качестве сырьевого газа в процесс производства синтез-газа. Изобретение позволяет повысить эффективность. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил., 4 табл.
Наверх