Способ осушки газов

 

Изобретение относится к осушке газов. Цель изобретения заключается в повышении экономичности способа и расширении области его применения. Поставленная цель достигается за счет осуществления процесса абсорбции влаги из газов раствором абсорбента при температуре ниже температуры кипения раствора абсорбента с использованием в качестве раствора абсорбента водных растворов солей щелочных и/или щелочноземельных металлов. Абсорбцию влаги осуществляют в температурных режимах, при которых парциальное давление водяных паров над поверхностью раствора абсорбента не превышает парциальное давление водяных паров в осушаемых газах, а абсорбент подвергают регенерации путем выпаривания из него влаги при температуре его кипения. Поставленная цель достигается за счет выпаривания влаги из раствора абсорбента путем контакта его с другим газовым потоком, имеющим более низкое по сравнению с ним парциальное давление водяных паров; за счет генерации в растворе абсорбента активных компонентов для обезвреживания присутствующих в осушаемых газах вредных веществ; за счет того, что регенерации подвергают часть потока раствора абсорбента. 3 з. п. ф-лы.

Известен способ осушки газов, включающий абсорбцию влаги потоком раствора абсорбента в адиабатических условиях при температуре его кипения с последующей регенерацией абсорбента путем выпаривания из него влаги [1] Недостатком известного способа является повышенный расход энергии, требуемый для его реализации.

Известен способ осушки газов, включающий абсорбцию влаги потоком раствора абсорбента в адиабатических условиях при температуре ниже температуры кипения раствора абсорбента [2] Недостатком известного способа является ограниченная область применения вследствие низкой эффективности при осушке газов, содержащих вредные вещества, которые накапливаясь в растворе абсорбента в конечном итоге выводят его из строя.

Целью изобретения является повышение экономичности способа и расширение области его применения.

Поставленная цель достигается тем, что при осуществлении способа осушки газов, включающем абсорбцию влаги потоком раствора абсорбента в адиабатических условиях при температуре ниже температуры кипения раствора абсорбента, в качестве раствора абсорбента используют водные растворы солей щелочных и/или щелочноземельных металлов, абсорбцию влаги осуществляют в температурных режимах при которых парциальное давление водяных паров над поверхностью раствора абсорбента не превышает парциальное давление водяных паров в осушаемых газах, а насыщенный раствор абсорбента подвергают регенерации путем выпаривания из него влаги при температуре его кипения.

Поставленная цель достигается тем, что в указанном способе регенерацию раствора абсорбента осуществляют путем контакта его с другим газовым потоком, имеющим более низкое по сравнению с ним парциальное давление водяных паров.

Поставленная цель достигается тем, что в указанном способе в растворе абсорбента генерируют, путем воздействия на него электрическим током, активные компоненты для обезвреживания присутствующих в газах вредных веществ.

Поставленная цель достигается тем, что в указанном способе регенерации подвергают часть потока раствора абсорбента.

П р и м е р 1. Удаляемый из сушильной камеры воздух с температурой 50^оС и абсолютной влажностью 45 г/кг подается через абсорбер обратно в сушильную камеру. В результате активного контакта в абсорбере с раствором абсорбента, например, 43% раствором хлористого лития, влажность воздуха снижается до 10 г/кг, причем, температура его, за счет выделяющейся скрытой теплоты парообразования поглощаемой абсорбентом влаги, повышается до 70^оС. При этом, парциальное давление водяных паров в осушаемом воздухе составляет 7,3 кПа на входе в абсорбер и 1,6 кПа на выходе из абсорбера. Для обеспечения указанных параметров осушки воздуха раствор абсорбента необходимо подавать в абсорбер при температуре не выше 30^оС в таком количестве, чтобы обеспечить температуру не менее 70^оС. При этом, парциальное давление водяных паров над поверхностью раствора абсорбента будет составлять на входе в абсорбер 0,7 кПа, а на выходе 7 кПа, за счет чего будет обеспечен устойчивый процесс переноса массы влаги из воздуха в раствор абсорбента.

Регенерация раствора абсорбента может осуществляться путем выпаривания из него влаги как при температуре его кипения за счет подвода тепла от внешнего источника с максимальной рекуперацией последнего и последующим охлаждением раствора до рабочей температуры, так и за счет его собственного тепла при осуществлении контакта раствора абсорбента с другим газовым потоком, например, воздухом приточных вентиляционных систем отопления. При регенерации раствора абсорбента, указанного в примере, можно нагреть приточный воздух от температуры, например, +5^оС до +30^оС (парциальные давления водяных паров в нагреваемом воздухе составят 0,5 кПа и 3,0 кПа) обеспечив одновременно его конечную относительную влажность 60-70% как наиболее комфортную, чем обеспечивается значительное повышение экономичности предлагаемого способа осушки.

Во многих случаях в осушаемых газах могут присутствовать в больших или незначительных количествах вредные вещества, например, летучие органические соединения, накопление которых в осушаемом газе или при регенерации раствора абсорбента приточным воздухом недопустимо. Для применения предлагаемого способа осушки газов в указанном случае в рабочем растворе абсорбента генерируют электрическим током и поддерживают требуемую концентрацию активных веществ, например, гипохлоритов, которые являются сильными окислителями и, вступая в контакт, например, с органическими веществами, восстанавливают их до двуокиси углерода и воды. За счет данного технического решения в значительной мере расширяется область применения предлагаемого способа осушки газов.

Поддержание рабочей концентрации раствора абсорбента, а также концентрации активных компонентов в нем, возможно и в тех случаях, когда регенерации подвергают только часть потока раствора абсорбента, обеспечивая при этом баланс во времени между количеством поглощаемой влаги (количеством срабатываемого окислителя) и количеством выпариваемой влаги (количеством генерируемого окислителя), чем повышается экономичность предлагаемого способа.

П р и м е р 2. Предлагаемый способ осушки газов может быть использован аналогичным образом для осушки дымовых газов после их охлаждения в контактном экономайзере (теплоутилизаторе). Удаляемые из контактного экономайзера дымовые газы с температурой +45^оС и абсолютной влажностью 60 г/кг (относительная влажность 100%) в результате обработки раствором абсорбента, указанным в примере 1 могут быть осушены до абсолютной влажности 5-10 г/кг (относительная влажность 3-6%), при этом их температура может увеличиться до 80^оС, что обеспечивает возможность удаления дымовых газов в атмосферу через обычные дымовые трубы (кирпичные, железобетонные) без конденсации на их внутренних стенках влаги. Регенерация раствора абсорбента в этом примере наиболее рациональна и экономична при нагреве и увлажнении раствором абсорбента дутьевого воздуха.

Таким образом, предлагаемый способ осушки газов, по сравнению с известными, является более экономичным и имеет значительно большую область применения.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОСУШКИ ГАЗОВ, включающий абсорбцию влаги потоком раствора адсорбентом в адиабатических условиях при температуре ниже температуры кипения раствора адсорбента, отличающийся тем, что в качестве раствора абсорбента используют водные растворы солей щелочных и/или щелочноземельных металлов, абсорбцию влаги осуществляют при температурах, при которых парциальное давление водяных паров над поверхностью раствора абсорбента не превышает парциальное давление водяных паров в осушаемых газах, и насыщенный раствор абсорбента подвергают регенерации путем выпаривания из него влаги при температуре его кипения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регенерацию абсорбента осуществляют путем его контакта с газовым потоком, имеющим более низкое по сравнению с абсорбентом парциальное давление водяных паров.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что регенерации подвергают часть потока раствора абсорбента.

4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что раствор абсорбента на стадии абсорбции обрабатывают электрическим током с получением гидрохлоритов щелочных или щелочноземельных металлов.