Способ сжатия газообразной среды и насосно-эжекторная установка для его осуществления

 

Способ сжатия и установка для его осуществления предназначены для откачки и сжатия газообразных сред. Сепаратор установки снабжен устройством противоточной очистки сжатого газа, расположенным выше уровня жидкости-сорбента в сепараторе и сообщенным нижней частью с газовым пространством сепаратора. Устройство подключено к трубопроводу подачи жидкости-сорбента после регенерации и трубопроводу отвода сжатого газа от насосно-эжекторной установки. Сжатый газ после отделения его от жидкости-сорбента пропускают в сепараторе через противоточное устройство очистки, в которое сверху навстречу потоку сжатого газа подают жидкость-сорбент после регенерации и отводят из него потребителю очищенный сжатый газ, а из контура циркуляции подают часть жидкости-сорбента на регенерацию. В результате достигается возможность очистки газа от вредных для окружающей среды примесей. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к способам работы насосно-эжекторных установок и установкам для его осуществления.

Известен способ сжатия газообразной среды, включающий подачу насосом жидкой среды в жидкостно-газовый струйный аппарат, откачку последним газообразной среды, подачу газожидкостной смеси в сепаратор, где газ отделяют от жидкости, отвод последней из сепаратора на вход насоса с образованием контура циркуляции жидкой среды (патент RU 2048156, кл. B 01 D 3/10, 20.11.95).

Из этого же патента известна насосно-эжекторная установка, содержащая трубопровод отвода газа, насос, подключенный выходом к жидкостно-газовому струйному аппарату, сепаратор, подключенный входом к выходу жидкостно-газового струйного аппарата и выходом по жидкости к входу в насос, причем жидкостно-газовый струйный аппарат подключен к источнику откачиваемой газообразной среды.

Данные способ работы насосно-эжекторной установки и установка, его реализующая, обеспечивают откачку газообразной среды и направление ее по назначению. Однако данная установка не может обеспечить очистку и осушку откачиваемого газа, что требует дополнительных капитальных затрат на создание специальной установки для предотвращения загрязнения окружающей среды при утилизации откачиваемого газа.

Известен и другой наиболее близкий к изобретению по технической сущности и достигаемому результату способ сжатия газообразной среды, включающий подачу насосом жидкости-сорбента в жидкостно-газовый струйный аппарат, откачку и сжатие последним газообразной среды, подачу газожидкостной смеси в сепаратор, где сжатый газ отделяют от жидкости-сорбента, отвод последней из сепаратора на вход насоса с образованием контура циркуляции жидкости-сорбента (авторское свидетельство SU 968347, кл. E 21 B 43/00, опубл. 1980).

Здесь же описана насосно-эжекторная установка, содержащая трубопровод отвода сжатого газа, насос, подключенный выходом к жидкостно-газовому струйному аппарату, сепаратор, подключенный входом к выходу жидкостно-газового струйного аппарата и выходом по жидкости к входу в насос, причем жидкостно-газовый струйный аппарат подключен к источнику откачиваемой газообразной среды.

Данные способ сжатия газообразной среды и насосно-эжекторная установка для его осуществления обеспечивают сжатие и осушку откачиваемой газообразной среды за счет использования в качестве рабочей среды насосно-эжекторной установки жидкости-сорбента. Однако данные способ сжатия газообразной среды и насосно-эжекторная установка не дают возможности обеспечить условия для качественной очистки откачиваемой газообразной среды от вредных примесей, например сероводорода, что требует использования специальных автономных установок для очистки сжатого газа перед его утилизацией, например сжиганием.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение экономичности способа сжатия откачиваемой газообразной среды путем обеспечения в рамках насосно-эжекторной установки сжатия и очистки откачиваемого газа от вредных для окружающей среды примесей.

Указанная задача в части способа как объекта изобретения решается за счет того, что в способе сжатия газообразной среды, включающем подачу насосом жидкости-сорбента в жидкостно-газовый струйный аппарат, откачку и сжатие последним газообразной среды, подачу газожидкостной смеси с выхода жидкостно-газового струйного аппарата в сепаратор, где сжатый газ отделяют от жидкости-сорбента, отвод последней из сепаратора на вход насоса с образованием контура циркуляции жидкости-сорбента, сжатый газ после отделения его от жидкости-сорбента пропускают в сепараторе через противоточное устройство очистки, в которое сверху навстречу потоку сжатого газа подают жидкость-сорбент после регенерации и отводят из него потребителю очищенный сжатый газ, а из контура циркуляции подают часть жидкости-сорбента на регенерацию.

В части устройства как объекта изобретения поставленная задача решается за счет того, что насосно-эжекторная установка содержит трубопровод отвода сжатого газа, насос, подключенный выходом к жидкостно-газовому струйному аппарату, сепаратор, подключенный входом к выходу жидкостно-газового струйного аппарата и выходом по жидкости к входу в насос, причем жидкостно-газовый струйный аппарат подключен к источнику откачиваемой газообразной среды, а сепаратор снабжен устройством противоточной очистки сжатого газа, расположенным выше уровня жидкости-сорбента в сепараторе и сообщенным нижней частью с газовым пространством сепаратора, при этом устройство подключено к трубопроводу подачи жидкости-сорбента после регенерации и трубопроводу отвода сжатого газа от насосно-эжекторной установки.

При откачке различных газообразных сред, например парогазовых сред из вакуумных ректификационных колонн, часто возникает необходимость не только сжимать откачиваемую газообразную среду до требуемого давления, но и очищать ее от вредных для окружающей среды примесей, например от сероводорода, поступающего в ректификационную колонну вместе с сырьем. В обычных установках, в том числе и в установке, взятой за прототип, для очистки откачиваемого газа от вредных примесей требуется создавать специальные, как правило, автономные установки, что требует значительных капитальных и энергетических затрат. В ходе проведенных работ было выяснено, что в рамках насосно-эжекторной установки можно создать условия, при которых можно не только сжать откачиваемый газ до требуемого давления, но и очистить его от вредных примесей, причем рабочая среда насосно-эжекторной установки может одновременно быть использована как для очистки откачиваемого газа от вредных примесей, так и для сжатия и откачки газа жидкостно-газовым струйным аппаратом. В качестве такой жидкости-сорбента можно использовать, например, моноэтаноламин. Однако только использование жидкости-сорбента недостаточно для решения поставленной задачи, поскольку она по существу имеет однократный контакт с откачиваемой газообразной средой. Анализ насосно-эжекторной установки показал, что сепаратор может быть использован для того, чтобы в процессе отделения сжатого газа от жидкости-сорбента обеспечить более глубокую очистку сжатого газа от вредных примесей и одновременно сделать процесс разделения сред более эффективным. Для этого организуется многоступенчатый процесс взаимодействия откачиваемой газообразной среды и жидкости-сорбента. Первое взаимодействие жидкости-сорбента и откачиваемой газообразной среды происходит в струйном аппарате в процессе откачки газа, и это взаимодействие продолжается до момента первого разделения жидкости-сорбента и уже сжатого в струйном аппарате откачиваемого газа. Далее сжатый газ направляется в выполненное в сепараторе противоточное устройство очистки, где сжатый газ, многократно взаимодействуя с подаваемой в него жидкостью-сорбентом, очищается от вредных примесей, причем противоточная система движения сжатого газа и жидкости-сорбента, которая поступает в устройство после регенерации, создает условия, при которых газ, в большей степени очищенный от вредных примесей, взаимодействует с более чистой от вредных примесей жидкостью-сорбентом. При этом одновременно с очисткой, создаются условия для более полного разделения жидкости-сорбента и сжатого откачиваемого газа. Этому дополнительно способствует расположение устройства, по существу выходного участка сепаратора, выше уровня жидкости-сорбента в сепараторе, то есть расположение противоточного устройства в газовом пространстве сепаратора. Подача регенерированной жидкости-сорбента в противоточное устройство очистки одновременно позволяет организовать процесс обновления рабочей среды установки, которой является жидкость-сорбент, поскольку в процессе работы установки кроме вредных примесей в жидкости-сорбенте, как правило, накапливаются примеси конденсата откачиваемого газа. Поэтому часть жидкости-сорбента отводится из установки на регенерацию, после чего она вновь возвращается в установку.

Таким образом, путем организации, как это описано выше, способа сжатия газообразной среды в описанной выше насосно-эжекторной установке достигается выполнение поставленной задачи - повышение экономичности и экологичности процесса сжатия газообразной среды.

На чертеже представлена принципиальная схема насосно-эжекторной установки, в которой осуществляется описываемый способ сжатия газообразной среды. Насосно-эжекторная установка содержит трубопровод 1 отвода сжатого газа, насос 2, подключенный выходом к жидкостно-газовому струйному аппарату 3, сепаратор 4, подключенный входом к выходу жидкостно-газового струйного аппарата 3 и выходом по жидкости к входу в насос 2, причем жидкостно-газовый струйный аппарат 3 подключен к источнику 5 откачиваемой газообразной среды. Сепаратор 4 снабжен устройством 6 противоточной очистки сжатого газа, расположенным выше уровня жидкости-сорбента в сепараторе 4 и сообщенным нижней частью с газовым пространством сепаратора 4, при этом устройство 6 подключено к трубопроводу 7 подачи жидкости-сорбента после регенерации и трубопроводу 1 отвода сжатого газа от насосно-эжекторной установки.

Описываемый способ сжатия газообразной среды реализуется следующим образом.

Насосом 2 жидкость-сорбент подают в жидкостно-газовый струйный аппарат 3. Жидкость-сорбент, истекая из сопла струйного аппарата 3 обеспечивает откачку и сжатие газообразной среды с формированием в струйном аппарате 3 газожидкостной среды, которую из струйного аппарата 3 подают в сепаратор 4, где сжатый газ отделяют от жидкости-сорбента. Из сепаратора 4 жидкость-сорбент отводят на вход насоса 2 с образованием таким образом контура циркуляции жидкости-сорбента. Сжатый газ после отделения его от жидкости-сорбента пропускают в сепараторе 4 через противоточное устройство 6 очистки, в которое сверху по трубопроводу 7 подают жидкость-сорбент после регенерации и из которого сверху по трубопроводу 1 отводят потребителю очищенный сжатый газ. Путем отвода из контура циркуляции части жидкости-сорбента на регенерацию (по трубопроводу 8) обеспечивают обновление жидкости-сорбента в установке и поддержание оптимального количества жидкости-сорбента в контуре ее циркуляции.

Данные способ сжатия газообразной среды и установка для его осуществления могут быть использованы в химической и нефтехимической промышленности.

Формула изобретения

1. Способ сжатия газообразной среды, включающий подачу насосом жидкости-сорбента в жидкостно-газовый струйный аппарат, откачку и сжатие последним газообразной среды, подачу газожидкостной смеси с выхода жидкостно-газового струйного аппарата в сепаратор, где сжатый газ отделяют от жидкости-сорбента, отвод последней из сепаратора на вход насоса с образованием контура циркуляции жидкости-сорбента, отличающийся тем, что сжатый газ после отделения его от жидкости-сорбента пропускают в сепараторе через противоточное устройство очистки, в которое сверху навстречу потоку сжатого газа подают жидкость-сорбент после регенерации и отводят из него потребителю очищенный сжатый газ, а из контура циркуляции подают часть жидкости-сорбента на регенерацию.

2. Насосно-эжекторная установка, включающая трубопровод отвода сжатого газа, насос, подключенный выходом к жидкостно-газовому струйному аппарату, сепаратор, подключенный входом к выходу жидкостно-газового струйного аппарата и выходом по жидкости к входу в насос, причем жидкостно-газовый струйный аппарат подключен к источнику откачиваемой газообразной среды, отличающаяся тем, что сепаратор снабжен устройством противоточной очистки сжатого газа, расположенным выше уровня жидкости-сорбента в сепараторе и сообщенным нижней частью с газовым пространством сепаратора, при этом устройство подключено к трубопроводу подачи жидкости-сорбента после регенерации и трубопроводу отвода сжатого газа от насосно-эжекторной установки.

РИСУНКИ

Рисунок 1