Способ выделения диоксида углерода из дымовых газов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (72) В.H.Ëèòâèíîâ (56) Патент США М 4726815, кл, В 01 0 53/04, 1988.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4804939/26 (22) 21,03.90 (46) 30.01.93. Бюл. М 4 (71) Грозненский нефтяной научно-исследовательский институт (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНЙЯ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА ИЗ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Изобретение относится к способам вы- деления высококонцентрированного диок"сида углерода из газовых смесей с низким содержанием в них СО2 (дымовых газов) и может быть использовано в установках получения углекислоты.

Известен способ выделения диоксида углерода из инертного газа, содержащего

COz > 10 об.% путем адсорбции со сдвигом давления. При этом стадию адсорбции осуществляют контактированием газа с активированным углем при атмосферном давлении, а десорбцию COz вакуумированием до 0,066 — 0,132 ата. Часть полученного на стадии десорбции диоксида углерода используют для продувки слоя адсорбента между стадиями адсарбции и десорбции.

Основными недостатками данного способа являются низкая степень выделения СО от потенциала в сырье; высокое вакуумирование слоя адсорбента; невозможность получения высококонцентрированного диоксида углерода из дымовых газов. Цель изобретения состоит в увеличении степени выделения диоксида углерода из дымовых газов, .... Ж, ) 1790981 А1

2 (57) Использование: получение диоксида углерода из газовых смесей с низким содержанием этого компонента. Сущность изобретения; выделение диоксида из дымовых газов, контактированием с адсорбентом — активированным углем типа СКТ, десорбцией при вакууме, соответствующем остаточному давлению 0,2-0,3 ата, повторяют адсорбцию выделившихся газов на активированном угле типа СКТ и десорбцию при вакууме, соответствующем остаточному давлению 0,3 — 0,4ата. 1 э.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

На чертеже представлена установка для осуществления способа.

Для этого дымовые газы продувают гаэодувкой 1 через один из адсорберов 3 первой ступени, где происходит поглощение

COz активированным углем, а неадсорбированный газ выводят с верха аппарата. Одно.временно в параллельном аппарате протекает стадия десорбции диоксида углерода при вакуумировании слоя адсорбента вакуум-насосом 5 от атмосферного давления до 0,2 — 0,3 ата. Десорбированный гаэ собирают в рессивере 7 и повторно продувают газодувкой 2 через один из адсорберов

4 второй ступени, где происходит поглощение активированным углем диоксида углерода. Неадсорбированный газ с верха аппарата поступает на прием газодувки первой ступени. Одновременно в параллельном аппарате протекает стадия десорбции диоксида углерода, при вакуумировании слоя адсорбента вакуумнасосом 6 от атмосферного давления до остаточного 0,3-0,4 ата. Выделенный диоксид углерода собирают в рессивере 8 и направляют потребителю. Переключение аппара1790981

15

25

35

55 тов с одной стадии на другую происходит за счет клапанов 9, В качестве адсорбента для обоих ступеней процесса использован микропористый активированный уголь типа

СКТ.

Существуют необходимые условия работы установки, при которых достигают высокую степень""выделения высококонцентрированного диоксида углерода из низкопотенциально го сырь-я,> °: °Пример 1 — 4. Газовую смесь, содержащую 8 аб,; C0z пропускают при нормальном давлении через адсорбер с активированным углем первой ступени, Одновременно в параллельном аппарате протекает десорбция диоксида углерода при вакуумировании, соответственно, от атмосферного до остаточного давления 0,2-0,5 ата. Соотношение времен стадии адсорбции на первой и второй ступенях неизменно, равно 1:4, При варьировании степени вакуумирования в укаэанных пределах отбор диоксида углерода ат потенциала в сырье составил

65-90%, его концентрация 87-99,5% об(см, табл.), fl р и м е р 5, Условия проведения процесса аналогичны примеру 3, однако время стадии адсорбции на второй ступени изменено так, чтобы соотношение времен контакта на первой и второй ступенях равнялось 1;2-1;6. Отбор диоксида углерода от потенцйала в сырье составляет 65—

95%, его концентрация 94 — 99% Наилучшие показатели получены при соотношении вре.мен контакта, равном 1:3-1:5, Как видно из данных, представленных в табл., степень вакуумирования слоя адсорбента при десорбции в предлагаемом способе составляет 0,2 ата (минимальная на! ступени), 0,3 ата (на И ступени), а в прототипе — 0,066 ата. Таким образом, в прототипе требуется для осуществления процесса Goлее низкая степень вакуумирования, что ведет к более высоким требованиям к оборудованию (необходимасть использования масляных вакуум-насосов вместо водокольцевых, большие требования к клапанам и др.).

Отбор СО от потенциала в сырье в предлагаемом способе значительно превышает данные прототипа. Это можно обьяснить тем, что в прототипе для того, чтобы получать высококонцентрированную СОг, сдувку неадсорбированных газов иэ слоя адсорбента проводят частью товарной углекислоты (C0z = 100% об.) в результате которой зйачительная часть ее теряется. В прототипе нет воэможности получать высококонцентрированную С02 из ниэкопотенциальнога сырья, т.к. при этом должен сильно увеличиваться объем продувки, что еще более снизит отбор СОг от потенциала, В предлагаемом способе есть возможность получать высококонцентрированную углекислоту (98 об.%) из низкопотенциального сырья, т.к, на .второй ступени происходит концентрирование исходной смеси после первой ступени с 35 — 60 об.j u имеется возможность сбрасывать после адсорбера второй ступени отработанный газ с высокой концентрацией СО (10-15 об.%).

Это позволяет достигнуть высокой концентрации СО на стадии десорбции II ступени, т,к, при этом реализуется более высокая рабочая емкость и частично функции продувки выполняет высококонцентрированный исходный газ после первой ступени. Неглубокое вакуумирование на второй ступени можно объяснить тем, что в области высоких концентраций реализуется высокая рабочая емкость и нет необходимости глубокого вакуумирования т,к, в неадсорбированном газе может содержаться 10-15 об,% неуловленной СОг.

Из-за различия в исходных концентрациях газовых потоков и их расходов íà I u II ступенях реализуются различные рабочие емкости адсорбента, что ведет к необходимости иметь соотношение времен адсорбции на I и И ступенях равным (1 — 3) — (1-5). Это соотношение выбрано по критерию достижимости отбора COz от потенциала в сырье

2 80%, чистота С02,98 об.%.

Формула изобретения

1, Способ выделения диоксида углерода из дымовых газов, включающий контактирование с адсорбентом — активированным углем и десорбцию вакуумированием, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения степени выделения диоксида углерода, десорбцию производят при вакууме, соответствующем остаточному давлению 0,2-0,3 ата, а десорбированный газ повторно сорбируют и десарбируют при вакууме. соответствующем остаточному давлению

0,3-0,4 ата, 2. Способ по и 1, отличающийся тем, что в качестве адсорбента используют активированный уголь типа CKT.

1790981

Угиуюале

Составитель В,Литвинов

Техред М.1Лоргентал Корректор H.Ðåâcêàÿ

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 110 Тираж, Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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