Способ выделения двуокиси углерода из газовой смеси продуктов сгорания топлива

 

Изобретение относится к способам адсорбционного вьщеления различных компонентов из газовых смесей и может быть использовано в процессах газоочистки. Для осуществления процесса вьщеления двуокиси углерода из газовой смеси продуктов сгорания топлива , включающего ее адсорбцию цеолитом типа СаА с последующей десорбцией поглощенной двуокиси углерода из слоя адсорбента при нагревании для снижения энергозатрат, адсорбцию ведут цеолитом имеющим произведение диаметра частицы и плотности его слоя, равное 0,1-0,5 кг/м, причем удельный подвод тепла на единицу объема цеолита составляет 10-30 кВт/м . Энергозатраты снижены на 40-70%. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл. Ф СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) А1 (S1) 4 B 01 1) 53/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

AT) 4086980 /31-26 (22) 22. 05. 86 (46) 23.07.88. Бюл. )) 27 (71) Белорусский политехнический институт (72) А.П. Несенчук, В.П.. Кащеев, Э.Н..Быкова, В.А. Привезенцев, В.И. Харитонович, М.А. Габриэль, В.Н. Романюк и В.А. Седнин (53) 66.074.3(088 ° 8) (56) Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. — М.: Химия, 1984, с. 370-371. (54) СПОСОБ ВЬЩЕЛЕНИЯ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА ИЗ ГАЗОВОЙ СМЕСИ ПРОДУКТОВ СГОРАНИЯ ТОПЛИВА (57) Изобретение относится к способам адсорбционного выделения различных компонентов из газовых смесей и может быть использовано в процессах газоочистки. Для осуществления процесса вьщеления двуокиси углерода из газовой смеси продуктов сгорания топлива, включающего ее адсорбцию цеолитом типа СаА с последующей десорбцией поглощенной двуокиси углерода из слоя адсорбента при нагревании для снижения энергОзатрат, адсорбцню ведут цеолитом, имеющим. произведение диаметра частицы и плотности его слоя, равное О, 1-0 5 кг/м, причем удельный подвод тепла на единицу объема цеолита составляет 10-30 кВт/м . Энергозатраты снижены на 40-70 . 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1411031

Изобретение относится к способам адсорбционного вьделения различных компонентов из газовых смесей и может быть использовано в процессах газоочистки.

Цель изобретения — снижение энергозатрат на процесс.

На чертеже представлена установка для осуществления способа. 10

IT р и м е р. Способ реализуется в установке, состоящей из адсорбера 1, десорбера 2, генератора 3 газовой смеси, холодильника 4, адсорбента 5, вентилятора 6, канала 7 пневмотранспорта адсорбента и соединенного с ним циклона. Внутри десорбера уста-новлена тепловыделяющая поверхность

9. Смесь газов, содержащая (103ОЕ) СО, противотоком проходит в ад-20 сорбере 1 через мелкодисперсный синтетический цеолит СаА — БС (ИГ-928), находящийся в состоянии псевдоожижения..В адсорбере поддерживается температура +5 С и давление 0,1 МПа. 25

В адсорбере 1 цеолит насыщается углекислым газом, понижая его концентрацию в смеси, и поступает в десорбер 2, а обедненная углекислым газовая смесь через циклон поступает на выброс.

В десорбере 2 цеолит нагревают,до

100-2О0 С. При этом из него выделяется углекислый газ, возникает псевдоожижение цеолита за счет этого газа.

При регенерации поток цеолита ( самотеком проходит через десорбер навстречу выделяющемуся СО и поступает в холодильник, где охлаждается до +5 С, а углекислый газ через циклон поступает к потребителю.

Существуют необходимые условия работы установки, при которых наблюдается ее надежная работа с хорошей производительностью по диоксиду углерода при умеренных энергозатратах и длительной эксплуатации цеолита без его разрушения.

В табл. 1 приведены влияние удельного тепловьделения q „ (кВт/и ) в це- 50 олите СаА-БС (ИГ-928) в десорбере на состояние слоя адсорбента и другие характеристики установки„

В табл. 2 приведены влияние комплекса у d< <на состояние слоя адсорбента в десорбере и производительность установки по СО, при — 20 кВт/и и расходе цеолита

Са А-БС (ИГ-928) 12 т/ч.

Таким образом, при удельном тепловьделении в слое цеолита в пределах,0 кВт/м и q 30 кВт/м в десорбере образуется устойчивый псевдокипящий слой цеолита, характеризуемый хорошим тепломассообменом.

При тепловьделении, меньшем 10 кВт/м, слой плотный, тепломассоперенос понижен, а при q v > 30 кВт/м вначале наблюдается неустойчивость тепломассообменных характеристик, а затем и спекание цеолита, что требует его замены на новый.

При значении величины комплекса у Й в пределах (О, 1-0,5) кг/м наблюдается устойчивык псевдоожиженный режим, при меньших значениях — унос части цеолита вместе с газом в выходную трубу, а при больших — плотное состояние слоя цеолита, характеризующееся низким тепломассообменными характеристиками.

Энергозатраты на процесс получения СО снижаются на 40-70Х (температура нагрева в известном способе

315 С, в предлагаемом способе 100200 С).

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

Способ вьделения двуокиси углерода из газовой смеси продуктов сгорания топлива, включающий ее адсорбцию цеолитом типа СаА с последующей десорбцией поглощенной двуокиси углерода из слоя адсорбента при нагревании, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, адсорбцию ведут цеолитом, имеющим произведение диаметра частицы и плотности его слоя, равное

О, 1-Оь5 кг/м

2. Способ по и. 1, о т л и ч а— ю шийся тем что удельный под вод тепла на единицу объема цеолита составляет 10-30 кВт/м .

1411031

Проиэво дительПримечание тооя ность устасор-. нта новки (СО ), кг/ч

13

Пороэность

Плот20 ное слоя

Å 0,5

150

5,0

200

7,0

250

10,0 доохи кенное

300

330

13

380

13

430

13

480

13

530

13

620

Неустойчивость теплооб13

700

35 менных

750

6,7 300

Це слит разрушается

800

Среднее удельное .тепловыделение в цеолите, q кВт/м

Т емп е ратура поверхности наоC

Среднее содержание СО в цеоли те в десорбере

Вход Выход

11 ° 0 100

10 150

6 ° 7 300

5,6 350

4,6 400

4,0 430

3,3 460

2,7 490

2,6 495

2,5 500

4 6 400

5,6 350

Таблица 1

Псев- Е> О, 5

Пульсирукяцее псевдоожи- характе кенное ристик

Пульси-Наблкдарующее ется спепсев- канне цедоо ки- олита кение

1411,031

1 . а б л и ц а 2

Значение

250

0,01

0,03

515

0,07

510

0,1

Состояние псевдоожижения без уноса 505 адсорбента в выходную трубу

0,2

502

0,3

500

0,4

490

450

0,55

400

О,б

300

Плотный слой

150

0,8

100 комплексау d, KI /Ì2

Состояние слоя адсорбента

Адсорбент уходит вместе с газом в выходную трубу

Часть адсорбента уходит с газом

Неустойчивбе состояние псевдоожиженного слоя

Производительность установки (СО ), кг/ч

1411031

Составитель Е.Корниенко:.

Техред А.Кравчук Корректор Л.Патай

Редактор П. Гереши

Тираж 642

Заказ 3500/9

Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 I