Способ переработки летучего органического соединения при помощи газовой турбины (варианты) и система переработки летучего органического соединения
Изобретение может быть использовано для охраны окружающей среды. Система содержит адсорбер 1, в котором летучее органическое соединение, содержащееся в обрабатываемом газе, адсорбируется абсорбентом и затем десорбируется водяным паром под давлением, смешиваясь с ним. Система также содержит газовую турбину 2 с камерой сгорания 5, в которой сгорает водяной пар, смешанный с летучим органическим соединением, а также парогенератор 3, вырабатывающий водяной пар за счет тепла газообразных продуктов сгорания, выходящих из газовой турбины 2. Сжатый воздух из газовой турбины 2 подают в адсорбер 1 для подавления или предотвращения конденсации водяного пара при десорбции. Перед десорбцией по одному варианту можно нагревать водяной пар сжатым воздухом, а по другому - смешивать водяной пар со сжатым воздухом и эту смесь использовать для десорбции. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к способу и системе для переработки газообразного летучего органического соединения при помощи газовой турбины.
Предприятия, использующие различные типы летучих органических соединений, таких как толуол, ксилол или т.п., имеют очистные установки для переработки отходящих газов, содержащих летучие органические соединения. Один из способов переработки летучего органического соединения в этих очистных установках заключается в том, что отходящий газ, содержащий летучее органическое соединение, сначала поступает в адсорбер, и летучее органическое соединение адсорбируют в нем таким адсорбентом, как активированный уголь, и затем летучее органическое соединение, адсорбированное в адсорбенте, десорбируют из адсорбента водяным паром и смешивают его с водяным паром. Затем водяной пар, который адсорбировал летучее органическое соединение, конденсируют, а водяной конденсат дистиллируют, в результате чего происходит разделение летучего органического соединения и воды. Затем отделенное таким образом летучее органическое соединение сжигают и разлагают.
В обычном способе очистки помимо затрат для обеспечения очистной установки имеют место эксплуатационные затраты для этой установки. Ранее предлагался метод для переработки и разложения летучего органического соединения, не влекущий дополнительных издержек и использующий существующую на предприятии газовую турбину (см., например, публикации не прошедших экспертизу заявок на патент Японии №№ 2003-322324, 2004-036492 и 2004-184003).
В изобретении согласно вышеуказанной публикации 2003-322324 вредное вещество захватывают из летучего органического соединения и вводят в воздухозаборник газовой турбины, и затем его сжимают вместе с воздухом в компрессоре. Сжатый воздух, содержащий вредное вещество, вводят в камеру сгорания и одновременно в нее подают топливный газ, при этом они вместе сгорают и приводят турбину в действие. Вредное вещество сгорает в камере сгорания и тем самым обезвреживается, а затем выводится в атмосферу с отходящим газом газовой турбины.
В изобретениях согласно вышеуказанным публикациям 2004-036492 и 2004-184003 содержащие летучее органическое соединение отходы в виде текучей среды непосредственно направляют в камеру сгорания и в нее также подают топливный газ, и затем они сгорают в камере сгорания, тем самым приводя турбину в действие. Отходы в виде текучей среды, содержащие вредное вещество, сгорают в камере сгорания и обезвреживаются, и затем их выпускают в атмосферу вместе с отходящим газом газовой турбины.
В этом способе переработки летучего органического соединения используется водяной пар, которым летучее органическое соединение десорбируется из адсорбента. Поэтому во время десорбции часть водяного пара конденсируется и превращается в водяной конденсат. Сконденсировавшуюся воду выводят как воду стока из адсорбера, и она содержит летучее органическое соединение. Для полного разложения или переработки летучего органического соединения необходимо выполнить разложение летучего органического соединения, содержащегося в воде стока. Для этого необходимо обеспечить оборудование очистки сточных вод в целях разложения летучего органического соединения в воде стока, и поэтому имеет место проблема роста затрат на оборудование. Помимо этого, с увеличением количества воды стока укрупняется оборудование водоочистки. В результате этого возрастают затраты на оборудование водоочистки.
Изобретение разработано ввиду излагаемых выше обстоятельств с целью подавить или предотвратить конденсацию водяного пара во время десорбции и тем самым снизить затраты на переработку летучего органического соединения.
Для достижения этой цели, согласно настоящему изобретению, создана система переработки летучего органического соединения, содержащая адсорбер, в котором летучее органическое соединение, содержащееся в обрабатываемом газе, адсорбируется в определенном абсорбенте, и адсорбированное таким образом летучее органическое соединение десорбируется водяным паром под давлением и смешивается с водяным паром, и газовую турбину с камерой сгорания, в которой сгорает водяной пар, смешанный с летучим органическим соединением, при этом газовая турбина выполнена с возможностью подачи сжатого воздуха из нее в адсорбер для подавления или предотвращения конденсации водяного пара в адсорбере во время десорбции летучего органического соединения.
Предпочтительно, в системе сжатый воздух из адсорбера подается в камеру сгорания и используется как газообразный продукт сгорания.
Предпочтительно, система дополнительно содержит регулирующий клапан перепуска водяного пара, который регулирует поток водяного пара, непосредственно поступающий в камеру сгорания без прохождения через адсорбер.
Предпочтительно, система дополнительно содержит всасывающее устройство, установленное между адсорбером и регулирующим клапаном перепуска водяного пара и приводимое в действие водяным паром, подаваемым в адсорбер, в результате чего сжатый воздух газовой турбины подается в адсорбер.
Предпочтительно, система дополнительно содержит всасывающее устройство, установленное на отверстии поступления водяного пара адсорбера и приводимое в действие водяным паром, подаваемым в адсорбер, в результате чего сжатый воздух газовой турбины поступает в адсорбер.
Предпочтительно, всасывающее устройство содержит эжектор.
Предпочтительно, система дополнительно содержит парогенератор, вырабатывающий водяной пар за счет использования тепла газообразного продукта сгорания, выходящего из газовой турбины.
Для достижения указанной цели, согласно настоящему изобретению, также создан способ переработки летучего органического соединения при помощи газовой турбины, согласно которому адсорбируют в адсорбенте летучее органическое соединение, содержащееся в обрабатываемом газе, десорбируют адсорбированное в адсорбенте летучее органическое соединение из адсорбента при помощи водяного пара и перемешивают его с водяным паром под давлением и в состоянии, при котором конденсация водяного пара подавляется или предотвращается сжатым воздухом и которое относится к нагреванию водяного пара сжатым воздухом перед десорбцией летучего органического соединения из адсорбента водяным паром, и сжигают водяной пар, смешанный с летучим органическим соединением, в камере сгорания газовой турбины.
Предпочтительно, сжатый воздух вырабатывают газовой турбиной.
Предпочтительно, сжатый воздух, используемый для десорбции летучего органического соединения из адсорбента, подают в камеру сгорания в качестве воздуха сгорания.
Предпочтительно, часть водяного пара поступает непосредственно в камеру сгорания, не используясь для десорбции летучего органического соединения.
Кроме того, для достижения упомянутой цели, согласно настоящему изобретению, создан способ переработки летучего органического соединения при помощи газовой турбины, согласно которому адсорбируют в адсорбенте летучее органическое соединение, содержащееся в обрабатываемом газе, десорбируют адсорбированное в адсорбенте летучее органическое соединение из адсорбента при помощи водяного пара и перемешивают его с водяным паром под давлением и в состоянии, при котором конденсация водяного пара подавляется или предотвращается сжатым воздухом и которое относится к смешиванию водяного пара и сжатого воздуха и к использованию этой смеси для десорбции летучего органического соединения, и сжигают водяной пар, смешанный с летучим органическим соединением, в камере сгорания газовой турбины.
Упомянутые и другие объекты, признаки и преимущества изобретения станут очевидными из приводимого ниже подробного описания его конкретных вариантов осуществления, приведенных со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых аналогичными ссылочными позициями обозначены аналогичные элементы. На чертежах:
фиг. 1 - принципиальная схема характерной конфигурации системы переработки летучего органического соединения согласно первому варианту осуществления изобретения;
фиг. 2 - схема последовательности технологического процесса в системе переработки летучего органического соединения согласно первому варианту осуществления изобретения;
фиг. 3 - принципиальная схема характерной конфигурации системы переработки летучего органического соединения согласно второму варианту осуществления изобретения; и
фиг. 4 - схема последовательности технологического процесса в системе переработки летучего органического соединения согласно второму варианту осуществления изобретения.
Со ссылкой на чертежи далее будут описаны варианты осуществления изобретения.
Для начала, ссылка будет сделана на первый вариант осуществления изобретения.
На фиг. 1 показана структуру системы А1 переработки летучего органического соединения согласно первому варианту осуществления изобретения. На этом чертеже ссылочной позицией 1 обозначен адсорбер, 2 - газовая турбина, 3 - парогенератор, 4 - компрессор, 5 - камера сгорания, 6 - турбина, 7 - нагрузка, 8 - регулирующий клапан перепуска водяного пара, 9 - клапан регулирования ввода водяного пара, 10 - клапан подачи обрабатываемого газа (далее - «клапан подачи необработанного газа»), 11 - клапан выпуска обработанного газа, 12 - клапан подачи водяного пара, 13 - клапан выпуска водяного пара, 14 - вентилятор охлаждающего воздуха, 15 - клапан подачи охлаждающего воздуха, 16 - клапан подачи сжатого воздуха, 17 - эжектор.
Как показано на фиг. 1, адсорбер 1 расположен параллельно маршруту подачи необработанного газа (или обрабатываемого газа) и маршруту подачи водяного пара. Как упомянуто выше, адсорбер 1 может также выполнять функцию удаления летучего органического соединения из обрабатываемого газа (или необработанного газа). В адсорбере 1 содержащееся в обрабатываемом газе летучее органическое соединение адсорбируется в адсорбенте, при этом летучее органическое соединение удаляется из обрабатываемого газа, и адсорбированное в абсорбенте летучее органическое соединение десорбируется водяным паром под давлением и смешивается с водяным паром. Например, в качестве абсорбента можно использовать активированный уголь.
В частности, в адсорбере 1 обрабатываемый газ (необработанный газ) подается извне, а водяной пар поступает из парогенератора 3. Затем обрабатываемый газ, из которого удалено летучее органическое соединение, выпускается наружу, и одновременно водяной пар с перемешанным в нем летучим органическим соединением выпускается и поступает в камеру 5 сгорания газовой турбины 2. Адсорбер выполнен таким образом, что воздух вводится при помощи вентилятора 14 охлаждающего воздуха извне для охлаждения абсорбента, как это было указано выше.
Газовая турбина 2 состоит из компрессора 4, камеры 5 сгорания и турбины 6. Как показано на чертеже, компрессор 4 и турбина 6 соединены с нагрузкой 7 осевой связью. Компрессор 4 сжимает воздух, поступающий извне, и затем направляет сжатый воздух в камеру 5 сгорания и в клапан 16 подачи сжатого воздуха. В камере 5 сгорания водяной пар, содержащий летучее органическое соединение и поступивший через клапан 13 выпуска водяного пара, эжектор 17 и клапан 9 регулирования ввода водяного пара из адсорбера 1, и упомянутый сжатый воздух и поступающий извне топливный газ смешиваются и затем сгорают. При этом образуются газообразные продукты сгорания с высокой температурой, которые затем выводятся в турбину 6. Турбина 6 приводится в действие кинетической энергией и давлением газообразных продуктов сгорания, за счет чего создается приводное усилие для внешней нагрузки 7. Газообразные продукты сгорания, после их использования для вращения турбины, выходят из нее и поступают в парогенератор 3. Водяной пар, содержащий летучее органическое соединение, оставаясь под повышенным давлением, проходит в область сгорания камеры 5 сгорания и сгорает вместе с топливным газом. Внешняя нагрузка 7 представляет собой, например, генератор постоянного тока или генератор.
Парогенератор, использующий тепло от газовой турбины 2 для генерирования пара, является своего рода теплообменником. Парогенератором 3 является, например, котел-утилизатор. Водяной пар под давлением, созданным в парогенераторе 3, подается наружу для технологического использования и также подается в клапан 12 подачи пара, клапан 9 регулирования ввода водяного пара и эжектор 17.
Регулирующий клапан 8 перепуска водяного пара является клапаном, установленным между входом клапана 12 подачи водяного пара и выходом эжектора 17 (или на выходе выпуска водяного пара парогенератора 3 и впуске эжектора 17). Регулирующий клапан 8 перепуска водяного пара обеспечивает для части водяного пара, направляемого в адсорбер 1, возможность непосредственного поступления в клапан 9 регулирования ввода водяного пара, без прохождения через адсорбер 1. Поэтому клапан 8 регулирования перепуска водяного пара предназначен для подачи части водяного пара из парогенератора 3 в клапан 9 регулирования ввода водяного пара, минуя адсорбер 1.
Клапан 9 регулирования ввода водяного пара установлен между клапаном 8 регулирования перепуска водяного пара и газовой турбиной 2 (в частности, камерой 5 сгорания) и регулирует вводимое количество водяного пара по отношению к газовой турбине 2. Клапан 10 подачи необработанного газа является двухпозиционным клапаном на входе подачи необработанного газа в адсорбере 1 и регулирует подачу/перекрытие необработанного газа по отношению к адсорберу 1.
Клапан 11 выпуска обработанного газа является двухпозиционным клапаном на выходе выпуска обработанного газа адсорбера 1 и регулирует выпуск/перекрытие обработанного газа из адсорбера 1. Клапан 12 подачи водяного пара является двухпозиционным клапаном, установленным на входе подачи водяного пара адсорбера 1, и регулирует подачу/перекрытие водяного пара по отношению к адсорберу 1. Клапан 13 выпуска водяного пара является двухпозиционным клапаном на выходе выпуска (содержащего соединение) водяного пара в адсорбере 1 и регулирует выпуск/перекрытие содержащего соединение водяного пара из адсорбера 1.
Вентилятор 14 охлаждающего воздуха является источником энергии для подачи охлаждающего воздуха в адсорбер 1. Клапан 15 подачи охлаждающего воздуха является двухпозиционным клапаном, установленным между вентилятором 14 охлаждающего воздуха и адсорбером 1, и регулирует подачу/перекрытие охлаждающего воздуха по отношению к адсорберу 1. Клапан подачи сжатого воздуха является двухпозиционным клапаном, установленным на входе подачи сжатого воздуха в адсорбере 1, и регулирует подачу/перекрытие сжатого воздуха по отношению к адсорберу 1.
Эжектор 17 является работающим от водяного пара всасывающим устройством, установленным между выходом выпуска водяного пара парогенератора 3 и входом клапана 9 регулирования ввода водяного пара (или выходом клапана 8 регулирования перепуска водяного пара), и отбирает сжатый воздух из адсорбера 1 согласно известному принципу распыления. В частности, эжектор 17 отбирает сжатый воздух из адсорбера 1 через клапан 13 выпуска водяного пара при помощи потока водяного пара из парогенератора 1 и примешивает сжатый воздух в поток.
Далее приводится подробное описание работы заявляемой системы А1 переработки летучего органического соединения со ссылкой на фиг. 2, где показана последовательность этапов этой работы.
Согласно фиг. 2 каждый перекрытый клапан из двухпозиционных клапанов показан черным символом клапана, и каждый открытый клапан из двухпозиционных клапанов показан белым символом клапана. Как показано на фиг. 2, в системе А1 переработки летучего органического соединения согласно открытым/перекрытым положениям двухпозиционных клапанов (клапана 10 подачи необработанного газа, клапана 11 выпуска обработанного газа, клапана 12 подачи водяного пара, клапана 13 выпуска водяного пара, клапана 15 подачи охлаждающего воздуха и клапана 16 подачи сжатого воздуха) задают соответствующий процесс (адсорбция, сжатие, нагревание, десорбция, очистка и охлаждение). При реагировании на последовательные изменения в открытом/перекрытом состояниях двухпозиционных клапанов процессы повторно выполняются в следующем порядке: адсорбция, сжатие, нагревание, десорбция, очистка, охлаждение и снова адсорбция.
В процессе адсорбции каждый из клапана 10 подачи необработанного газа и клапана 11 выпуска обработанного газа устанавливают в открытом состоянии, и каждый из клапана 12 подачи водяного пара, клапана 13 выпуска водяного пара, клапана 15 подачи охлаждающего воздуха и клапана 16 подачи сжатого воздуха устанавливают в перекрытое состояние. При этом необработанный газ (т.е. обрабатываемый газ) поступает в адсорбер 1 через клапан 10 подачи необработанного газа, и необработанный газ выпускают из адсорбера 1 через клапан 11 выпуска обработанного газа. Этот поступающий необработанный газ проходит через адсорбент (например, активированный уголь), чтобы десорбировать и удалить летучее органическое соединение, и затем он выходит наружу через клапан 11 выпуска обработанного газа - как обработанный газ, не содержащий летучего органического соединения.
По завершении адсорбции устанавливают открытым только клапан 16 подачи сжатого воздуха, при этом начинается процесс сжатия. В процессе сжатия сжатый воздух, выходящий из компрессора 4 газовой турбины 2, последовательно направляется через клапан 16 подачи сжатого воздуха в адсорбер 1, в результате чего повышается его внутреннее давление.
Затем устанавливают открытым только клапан 16 подачи сжатого воздуха и клапан 13 выпуска водяного пара, при этом процесс системы А1 переработки летучего органического соединения переходит к процессу нагревания. В процессе нагревания сжатый воздух, нагретый до 100°С˜400°С компрессором 4, последовательно подают через клапан 16 подачи сжатого воздуха в адсорбер 1. Сжатый воздух в адсорбере 1 затем выходит и поступает в камеру 5 сгорания через клапан 13 выпуска водяного пара, эжектор 17 и клапан 9 регулирования ввода водяного пара. То есть, внутреннее пространство адсорбера 1 нагревается до 100°С или выше при заданном повышенном давлении.
Как упомянуто выше, в процессе нагревания сжатый воздух, вышедший из компрессора 4, проходит через адсорбент, заполняющий адсорбер 1, и выходит из него, и затем поступает в камеру 5 сгорания. Как правило, по причине определенной потери давления в адсорбере 1 трудно обеспечить необходимый расход (или количество) сжатого воздуха из адсорбера 1 в камеру 5 сгорания, чтобы довести температуру в адсорбере до 100°С или выше за определенный короткий срок. Но в данной системе А1 переработки летучего органического соединения это неудобство устраняется за счет обеспечения эжектора 17. В частности, за счет потока водяного пара, направляемого через клапан 8 регулирования перепуска водяного пара из парогенератора 3, эжектор 17 выводит сжатый воздух из адсорбера 1, в результате чего достаточный расход сжатого воздуха проходит через адсорбер 1.
По завершении этого процесса нагревания устанавливают открытыми только клапан 12 подачи водяного пара и клапан 13 выпуска водяного пара, при этом начинается процесс десорбции. В процессе десорбции водяной пар из парогенератора 3 последовательно поступает через клапан 12 подачи водяного пара в адсорбер 1. При этом водяной пар, содержащий летучее органическое соединение, десорбированное из адсорбента под действием водяного пара (или просто - водяного пара, содержащего соединение), выпускают из адсорбера 1 и затем подают в камеру 5 сгорания через клапан 13 выпуска водяного пара, эжектор 17 и клапан 9 ввода водяного пара.
В процессе нагревания, который является предварительным процессом перед десорбцией, внутреннее пространство адсорбера нагревается до 100°С или более, как указано выше. Поэтому в процессе десорбции поступивший из адсорбера 1 водяной пар не конденсируется в адсорбере 1 и остается в газообразном состоянии. То есть, в адсорбере 1 в системе А1 переработки летучего органического соединения водяной пар не конденсируется, и поэтому не требуется оборудование для обработки сконденсировавшейся воды как воды стока.
При таком процессе десорбции после десорбции достаточного количества летучего органического соединения из адсорбента устанавливают открытыми только клапан 13 выпуска водяного пара и клапан 16 подачи сжатого воздуха, в результате чего процесс переходит к процессу очистки. В процессе очистки сжатый воздух подают через клапан 16 подачи сжатого воздуха в адсорбер 1, и одновременно находящийся внутри воздух постепенно выпускают из адсорбера 1. В результате этого остающийся в адсорбере 1 водяной пар выходит из адсорбера 1 под действием поступающего сжатого воздуха, в результате чего внутреннее пространство адсорбера 1 высушивается.
По окончании этого процесса клапан 11 выпуска обработанного газа и клапан 15 подачи охлаждающего воздуха открывают, и процесс переходит к процессу охлаждения.
В процессе охлаждения воздух от вентилятора 14 охлаждающего воздуха поступает через клапан 15 подачи охлаждающего воздуха в адсорбер 1, и одновременно газ из него выходит через клапан 11 выпуска обработанного газа, в результате чего внутреннее пространство адсорбера 1 охлаждается до комнатной температуры (или нормальной температуры). В результате этого поэтапного охлаждения этот процесс охлаждения выполняют в условиях нормальной температуры, таким образом созданных в адсорбере 1.
Согласно описанному варианту осуществления изобретения, если процесс нагревания предусмотрен как процесс, предваряющий процесс десорбции, то можно предотвратить конденсацию водяного пара в водный конденсат в адсорбере 1, в результате чего в адсорбере 1 вода стока образовываться не будет. Поэтому оборудование для обработки воды стока не будет требоваться, и в соответствующей степени стоимость оборудования снизится.
Также в процессе нагревания, несмотря на то, что сжатый воздух из адсорбера 1 содержит летучее органическое соединение, его количество является небольшим. В данном варианте осуществления сжатый воздух подают в камеру 5 сгорания для обработки. С другой стороны, специализированное оборудование или установка для обработки или разложения этого сжатого воздуха, содержащего летучее органическое соединение, не нужно, и в соответствующей степени стоимость оборудования будет снижена.
При этом в этой системе А1 переработки летучего органического соединения, помимо содержащего соединение водяного пара, вышедшего из адсорбера 1, водяной пар, поступивший через клапан 8 регулирования перепуска водяного пара, подают через клапан 9 регулирования ввода водяного пара в камеру 5 сгорания. То есть, в этой системе А1 переработки летучего органического соединения, если в ней предусмотрен клапан 8 регулирования перепуска водяного пара, количество водяного пара для сгорания можно задать отдельно.
Далее ссылка будет сделана на второй вариант осуществления изобретения.
Например, если принять, что количество водяного пара для сгорания составляет расход R1, и количество адсорбции соединения составляет расход R2 (причем R1>R2), то разница расходов R1 и R2 поступает по клапану 8 перепуска водяного пара в клапан 9 регулирования ввода водяного пара. Таким образом, требования к количеству водяного пара для сгорания и к количеству адсорбции соединения могут быть соблюдены. Можно предположить вариант, согласно которому R1<R2. Однако этот вариант не является практичным, так как имеется состояние, при котором количество водяного пара адсорбции соединения не полностью обрабатывается газовой турбиной 2.
На фиг. 3 показана принципиальная схема системы А2 переработки летучего органического соединения согласно второму варианту осуществления изобретения. По сравнению с системой А1 переработки летучего органического соединения, показанной на фиг. 1, местонахождение эжектора 17 в системе А2 переработки летучего органического соединения отличается от его местоположения в системе А1 переработки летучего органического соединения. Структура системы А2 переработки летучего органического соединения, кроме местоположения эжектора 17, аналогична структуре первого варианта осуществления системы А1 переработки летучего органического соединения. Поэтому далее в основном приводится описание этих отличительных моментов.
В системе А2 переработки летучего органического соединения эжектор 17 установлен на входе подачи водяного пара адсорбера 1 (или между клапаном 12 подачи водяного пара и адсорбером 1), и он приводится в действие водяным паром из клапана 12 подачи водяного пара в адсорбер 1. Сжатый воздух из компрессора 4 подают в эжектор 17 по клапану 16 подачи сжатого воздуха. Этот сжатый воздух принудительно перемещают к адсорберу 1 потоком водяного пара, поступающим по клапану 12 подачи водяного пара в адсорбер 1.
На фиг. 4 показана последовательность этапов работы системы А2 переработки летучего органического соединения. В процессе адсорбции открывают только клапан 10 подачи необработанного газа и клапан 11 выпуска обработанного газа, в результате чего обрабатываемый газ подают в адсорбер 1 по клапану 10 подачи необработанного газа, и обработанный газ выходит наружу по клапану 11 выпуска обработанного газа. В процессе нагревания, являющемся процессом, который выполняют после процесса адсорбции, открывают только клапан 16 подачи сжатого воздуха, в результате чего сжатый воздух входит в адсорбер 1 по клапану 16 подачи сжатого воздуха, так что внутри адсорбера 1 создается повышенное давление.
В процесс десорбции или после того, как в адсорбере 1 будет создано повышенное давление, открывают только клапан 12 подачи водяного пара, клапан 13 выпуска водяного пара и клапан 16 подачи сжатого воздуха, в результате чего водяной пар затем проходит в адсорбер 1, при этом содержащий соединение водяной пар затем выпускают из адсорбера 1, а сжатый воздух, нагретый до 100°С˜400°С, затем поступает в адсорбер 1 за счет действия эжектора 17. То есть, в этой системе А2 переработки летучего органического соединения водяной пар при 100°С и сжатый воздух при 100°С˜400°С смешиваются и затем поступают в адсорбер 1, в результате чего водяной пар можно нагреть сжатым воздухом, и парциальное давление водяного пара и температуру конденсации понизить.
Соответственно, в этой системе А2 переработки летучего органического соединения на исходном этапе процесса или в начале подачи смешанного газа, состоящего из водяного пара и сжатого воздуха для адсорбера 1, водяной пар все же в некоторой степени конденсируется. Однако после начала процесса конденсацию водяного пара в адсорбере 1 можно в значительной степени подавить, и, следовательно, объем воды стока из адсорбера 1 можно резко снизить по сравнению с обычным объемом. Поэтому можно уменьшить размеры оборудования для обработки воды стока и, следовательно, можно понизить стоимость оборудования.
Из сравнения фиг. 2 с фиг. 4 видно, что в системе А2 переработки летучего органического соединения смешанный газ, состоящий из водяного пара и сжатого воздуха, подается в адсорбер 1 в процессе десорбции, и поэтому для процесса нагревания не требуется специализированное оборудование. Соответственно, ввиду небольшой постоянной этого способа можно повысить эффективность обработки необработанного газа (или эффективность обработки газа).
Помимо этого, одна из основных концепций изобретения заключается в том, что за счет подачи в адсорбер 1 сжатого воздуха (особенно воздуха с высоким давлением и высокой температурой), выработанного в газовой турбине 2, конденсацию водяного пара в адсорбере 1 можно подавить или предотвратить. Соответственно, данное изобретение не ограничивается описываемыми выше вариантами осуществления. Например, можно выполнить следующие видоизменения.
1. В каждом из описанных вариантов осуществления конденсацию водяного пара в адсорбере 1 подавляют или предотвращают при помощи сжатого воздуха, вырабатываемого в компрессоре 4 газовой турбины 2. Однако данное изобретение не ограничивается сжатым воздухом, вырабатываемым в компрессоре. Также возможно выполнение, в котором за счет обеспечения специального устройства для выработки сжатого воздуха и за счет использования сжатого воздуха, вырабатываемого в этом особом устройстве, подавляют или предотвращают конденсацию.
2. В каждом из описанных вариантов осуществления эжектор 17 используется как всасывающее устройство. Однако можно использовать и другие типы всасывающих устройств. Например, можно использовать турбокомпрессор.
3. Заявитель подал Международную заявку РСТ № РСТ/JP2005/015061 на «Способ переработки летучего органического соединения при помощи газовой турбины, и систему переработки летучего органического соединения», которые предусматривают адсорбцию и десорбцию летучего соединения аналогично настоящему изобретению. Согласно этой международной заявке предусматривается множество адсорберов, действующих попеременно; при этом перед процессом адсорбции выполняют процесс обогащения, при котором обогащают летучее органическое соединение, содержащееся в обрабатываемом газе. Использование способа согласно международной заявке возможно для данного изобретения.
4. В каждом из описываемых выше вариантов осуществления клапан 9 регулирования ввода водяного пара расположен после клапана 8 регулирования перепуска водяного пара в направлении потока водяного пара (или между клапаном 8 регулирования перепуска водяного пара и газовой турбиной 2). Однако клапан 9 регулирования ввода водяного пара можно предусмотреть и перед клапаном 8 регулирования перепуска водяного пара (или между парогенератором 3 и клапаном 8 регулирования перепуска водяного пара). Согласно этому варианту осуществления обеспечиваются те же действия и те же эффекты, как и описываемые выше.
1. Система переработки летучего органического соединения, содержащая адсорбер, в котором летучее органическое соединение, содержащееся в обрабатываемом газе, адсорбируется в определенном абсорбенте и
адсорбированное таким образом летучее органическое соединение десорбируется водяным паром под давлением и смешивается с водяным паром, и
газовую турбину с камерой сгорания, в которой сгорает водяной пар, смешанный с летучим органическим соединением, при этом газовая турбина выполнена с возможностью подачи сжатого воздуха из нее в адсорбер для подавления или предотвращения конденсации водяного пара в адсорбере во время десорбции летучего органического соединения.
2. Система по п.1, в которой сжатый воздух из адсорбера подается в камеру сгорания и используется как газообразный продукт сгорания.
3. Система по п.1, дополнительно содержащая регулирующий клапан перепуска водяного пара, который регулирует поток водяного пара, непосредственно поступающий в камеру сгорания, без прохождения через адсорбер.
4. Система по п.3, дополнительно содержащая всасывающее устройство, установленное между адсорбером и регулирующим клапаном перепуска водяного пара и приводимое в действие водяным паром, подаваемым в адсорбер, в результате чего сжатый воздух газовой турбины подается в адсорбер.
5. Система по п.1, дополнительно содержащая всасывающее устройство, установленное на отверстии поступления водяного пара адсорбера и приводимое в действие водяным паром, подаваемым в адсорбер, в результате чего сжатый воздух газовой турбины поступает в адсорбер.
6. Система по п.4 или 5, в которой всасывающее устройство содержит эжектор.
7. Система по п.1, дополнительно содержащая парогенератор, вырабатывающий водяной пар за счет использования тепла газообразного продукта сгорания, выходящего из газовой турбины.
8. Способ переработки летучего органического соединения при помощи газовой турбины, при котором
адсорбируют в адсорбенте летучее органическое соединение, содержащееся в обрабатываемом газе,
десорбируют адсорбированное в адсорбенте летучее органическое соединение из адсорбента при помощи водяного пара и перемешивают его с водяным паром под давлением и в состоянии, в котором конденсация водяного пара подавляется или предотвращается сжатым воздухом и которое относится к нагреванию водяного пара сжатым воздухом перед десорбцией летучего органического соединения из адсорбента водяным паром, и
сжигают водяной пар, смешанный с летучим органическим соединением, в камере сгорания газовой турбины.
9. Способ по п.8, при котором сжатый воздух вырабатывают газовой турбиной.
10. Способ по п.8, при котором сжатый воздух, используемый для десорбции летучего органического соединения из адсорбента, подают в камеру сгорания в качестве воздуха сгорания.
11. Способ по п.8, при котором часть водяного пара поступает непосредственно в камеру сгорания, не используясь для десорбции летучего органического соединения.
12. Способ переработки летучего органического соединения при помощи газовой турбины, при котором
адсорбируют в адсорбенте летучее органическое соединение, содержащееся в обрабатываемом газе,
десорбируют адсорбированное в адсорбенте летучее органическое соединение из адсорбента при помощи водяного пара и перемешивают его с водяным паром под давлением и в состоянии, в котором конденсация водяного пара подавляется или предотвращается сжатым воздухом и которое относится к смешиванию водяного пара и сжатого воздуха и к использованию этой смеси для десорбции летучего органического соединения, и
сжигают водяной пар, смешанный с летучим органическим соединением, в камере сгорания газовой турбины.
13. Способ по п.12, при котором сжатый воздух вырабатывают газовой турбиной.
14. Способ по п.12, при котором сжатый воздух, используемый для десорбции органического соединения из адсорбента, подают в камеру сгорания в качестве воздуха сгорания.
15. Способ по п.12, при котором часть водяного пара поступает непосредственно в камеру сгорания, не используясь для десорбции летучего органического соединения.
