Блок комплексной очистки воздуха

Изобретение относится к области криогенной техники, а именно: к блокам комплексной очистки и осушки воздуха, и может быть использовано в воздухоразделительных установках и газозарядных средствах. Блок комплексной очистки воздуха содержит входной трубопровод, два адсорбера с входными и выходными трубопроводами, заполненные адсорбентом и соединенные между собой системой трубопроводов. Содержит клапаны с системой управления, обеспечивающие переключение адсорберов с режима очистки в режим регенерации, и блок регенерации. Блок комплексной очистки воздуха дополнительно содержит дроссель с трубопроводом подачи очищенного воздуха в регенерируемый адсорбер, компрессор, ресивер высокого давления. Корпус каждого адсорбера выполнен состоящим из нескольких автономных изолированных частей, образующих блок с адсорбентом. В первом слое размещен цеолит КАСО для очистки воздуха от влаги. Во втором слое размещен цеолит NaX для очистки воздуха от углеводородов, органических, сернистых, азотистых, кислотных соединений и галогенозамещенных углеводородов. В третьем слое размещен цеолит NaA для очистки воздуха от компонентов промышленных газов, критический размер молекул которых не превышает 4Å, а именно от СН4, С2, С3Н6, CO2, CS2, H2S, СН3ОН. При этом упомянутые части выполнены и установлены последовательно в блоке с возможностью автономной замены каждой части и герметично соединены между собой при помощи фланцевых соединений. Изобретение обеспечивает высокие эксплуатационные характеристики блока, в частности, за счет заполнения его адсорберов цеолитами разных марок с различными адсорбционными свойствами для обеспечения необходимой очистки воздуха от примесей, таких как: двуокись углерода, ацетилен, пары воды и др. 1 ил.

 

Изобретение относится к области криогенной техники, а именно: к блокам комплексной очистки и осушки воздуха, и может быть использовано в воздухоразделительных установках и газозарядных средствах.

Известно устройство для осушки сжатого воздуха (заявка ФРГ N 3304722, кл B01D 53/26), содержащее два адсорбера, соединенных трубопроводами с установленными на них клапанами, которые обеспечивают поочередное переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, дроссель с трубопроводом подачи осушенного газа, при пониженном давлении, в регенерируемый адсорбер и влагоотделитель с влагоотводящим клапаном, открывающимся согласно ритму переключения адсорберов.

Недостатком известного устройства является то, что выброс накопившегося конденсата происходит в окружающую среду, а также при высоком давлении. Поэтому использование приведенного устройства невозможно при осушке, например, природного газа, где в конденсате могут содержаться компоненты, опасные для человеческого организма и вредно воздействующие на окружающую среду.

Известно устройство для осушки сжатого газа, включающее два адсорбера, соединенных трубопроводами, содержащими клапаны, обеспечивающие переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, дроссель с трубопроводом подачи осушенного газа при пониженном давлении в регенерируемый адсорбер и влагоотделитель с влагоотводящим клапаном, отличающееся тем, что в нем влагоотделитель разделен на два резервуара: резервуар высокого давления, в полости которого размещен обратный клапан, механически связанный с поплавковым устройством, и резервуар низкого давления с автономно управляемым влагоотводящим клапаном, снабженный предохранительным клапаном (Патент РФ №2165786, МПК B01D 53/26).

Устройство работает следующим образом. Влажный газ с конденсатом поступает в резервуар высокого давления влагоотделителя, где конденсат накапливается. Отделенный от конденсата влажный газ поступает в один из адсорберов, работающих поочередно: один в режиме осушки; другой в режиме регенерации. Переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, по мере насыщения адсорбента влагой, обеспечивается при помощи распределительных клапанов.

Для регенерации адсорбера используется часть осушенного газа, который при пониженном давлении, за счет дросселирования дросселем, пропускается через регенерируемый адсорбер. В режиме регенерации часть сухого газа подается в адсорбер в обратном направлении. Газ, проходя через внутреннюю полость адсорбера и слой адсорбента, насыщается влагой. Достигнув верхнего фланца корпуса, имеющего температуру, отличную от температуры газа, влажный газ конденсируется на конической поверхности фланца. Капли конденсата, стекая с конической поверхности фланца, попадают на верхние слои адсорбента, проникают вглубь слоя адсорбента и впитываются зернами адсорбента.

Основным недостатком указанного адсорбера является то, что капли влаги, попадая на слой адсорбента, впитываются зернами адсорбента, что приводит к их ускоренному разрушению и сокращению срока службы всего адсорбера в целом.

Известны блоки комплексной очистки воздуха в воздухоразделительных станциях, включающее два адсорбера, соединенных трубопроводами, содержащими клапаны, обеспечивающие последовательное переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации. Осушка и очистка воздуха от двуокиси углерода, ацетилена и водяных паров в адсорберах происходит в результате процесса адсорбции синтетическими цеолитами марки NaX. (Герш С.Я. Глубокое охлаждение. Госэнергоиздат, 1960, часть II, с. 127, рис. 2-38; АКДС-70 М2. Альбом рисунков к техническому описанию и инструкции по эксплуатации КО 101.000.000-ТО1. РИО Упрполиграфиздат, Омск, 1985, с. 16, рис. 16 - прототип)

Основными недостатками указанных блоков являются то, что цеолит марки NaX имеет меньшую адсорбционную способностью по двуокиси углерода, чем по парам воды, при длительной работе одного адсорбера возрастает проскоковая концентрация по двуокиси углерода тем самым вызывая «заморозку» станции и выходу ее из строя.

Задача, на решение которой направлено предложенное изобретение, заключается в разработке конструкции блока комплексной очистки воздуха, имеющего высокие эксплуатационные характеристики, в частности, за счет заполнении его адсорберов цеолитами разных марок с различными адсорбционными свойствами для обеспечения необходимой очистки воздуха от примесей, таких как: двуокись углерода, ацетилен, пары воды и др.

Решение указанной задачи достигается тем, что, в предложенном блоке комплексной очистки воздуха, содержащем входной трубопровод, два адсорбера с входными и выходными трубопроводами, заполненные адсорбентом и соединенные между собой системой трубопроводов, клапаны с системой управления, обеспечивающие переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, дроссель с трубопроводом подачи осушенного воздуха в регенерируемый адсорбер, компрессор, ресивер высокого давления, и блок регенерации, согласно изобретению, корпус каждого адсорбера выполнен состоящим из нескольких автономных изолированных частей, образующих блок с адсорбентом, причем в каждой части размещен адсорбент для поглощения определенного типа примесей, при этом упомянутые части выполнены и установлены последовательно в блоке с возможностью автономной замены каждой части и герметично соединены между собой при помощи фланцевых соединений.

Известны современные марки синтетических цеолитов, которые благодаря своим специфическим свойствам, способны селективно сорбировать строго определенный спектр веществ. В результате чего предлагается использовать многослойную насыпную часть блока комплексной очистки воздуха, при этом в первом слое использовать цеолит с высокой степенью осушки воздуха от влаги, во втором слое - универсальный цеолит, способный очищать воздух от большинства примесей, в третьем - цеолит с высокой степенью очистки воздуха от двуокиси углерода.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид блока комплексной очистки воздуха.

Блок комплексной очистки воздуха (далее - блок) содержит входной трубопровод 1, два адсорбера 2 с выходными патрубками 3, клапаны 4, 5, 6, 7 с системой управления, регулирующий дроссель 8 с трубопроводом подачи осушенного газа в регенерируемый адсорбер, компрессор 9, регулирующий дроссель высокого давления 10, соединенные между собой при помощи трубопроводов. Каждый адсорбер 2 поочередно работает в режиме адсорбции и регенерации.

Предложенный блок работает следующим образом.

Очищаемый воздух с температурой +5÷8°C при давлении 70÷200 кгс/см2, пройдя влагоотделитель, поступает от компрессора 9 через регулирующий дроссель высокого давления 10 в адсорбер 2 через открытый клапан 4. В адсорбере 2 происходит процесс адсорбции при прохождении воздуха через первый слой цеолита КАСО - очистка воздуха от влаги; через второй слой цеолита NaX - очистка от подавляющего большинства компонентов сложных смесей - все типы углеводородов, органические, сернистые, азотистые и кислотные соединения, галогенозамещенные углеводороды; через третий слой NaA - очистка от большинства компонентов промышленных газов, критический размер молекул которых не превышает 4Å (СН4, С2, С3Н6, CO2, CS2, H2S, СН3ОН и т.д.). После адсорбера, через открытый клапан 6, очищенный воздух направляется по технологическому назначению.

Такое изменение конструкции блока комплексной очистки воздуха, в частности, выполнение адсорбера с несколькими слоями адсорбента с различными свойствами, позволяет повысить его эксплуатационные характеристики путем уменьшения проскоковой концентрации двуокиси углерода, тем самым обеспечить необходимую степень очистки воздуха от примесей.

Использование предложенного технического решения позволит повысить эффективность работы всего блока комплексной очистки воздуха в целом за счет применения адсорберов с высокой избирательной поглотительной способностью в процессе адсорбции в отношении воздушной смеси газов.

Блок комплексной очистки воздуха, содержащий входной трубопровод, два адсорбера с входными и выходными трубопроводами, заполненные адсорбентом и соединенные между собой системой трубопроводов, клапаны с системой управления, обеспечивающие переключение адсорберов с режима очистки в режим регенерации, и блок регенерации, отличающийся тем, блок комплексной очистки воздуха дополнительно содержит дроссель с трубопроводом подачи очищенного воздуха в регенерируемый адсорбер, компрессор, ресивер высокого давления, и корпус каждого адсорбера выполнен состоящим из нескольких автономных изолированных частей, образующих блок с адсорбентом, причем в первом слое размещен цеолит КАСО для очистки воздуха от влаги, во втором слое размещен цеолит NaX для очистки воздуха от углеводородов, органических, сернистых, азотистых, кислотных соединений и галогенозамещенных углеводородов, в третьем слое размещен цеолит NaA для очистки воздуха от компонентов промышленных газов, критический размер молекул которых не превышает 4Å, а именно от СН4, С2, С3Н6, CO2, CS2, H2S, СН3ОН, при этом упомянутые части выполнены и установлены последовательно в блоке с возможностью автономной замены каждой части и герметично соединены между собой при помощи фланцевых соединений.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области криогенной техники, а именно к блокам комплексной очистки и осушки воздуха, и может быть использовано в воздухоразделительных установках и газозарядных средствах. Блок комплексной очистки воздуха содержит входной трубопровод, два адсорбера с входными и выходными трубопроводами, заполненные адсорбентом и соединенные между собой системой трубопроводов.

Изобретение относится к области криогенной техники, а именно: к блокам комплексной очистки и осушки воздуха, и может быть использовано в воздухоразделительных установках и газозарядных средствах. Блок комплексной очистки воздуха содержит входные трубопроводы для подачи очищаемого воздуха и отбросного потока, два адсорбера с входными и выходными трубопроводами, заполненные адсорбентом и соединенные между собой системой трубопроводов.

Изобретение относится к способу очистки гелия. Поток (1), содержащий по меньшей мере 10% гелия, по меньшей мере 10% азота в дополнение к водороду и метану, разделяют, чтобы образовать поток (3), обогащенный гелием, содержащий водород, первый поток (9), обогащенный азотом и метаном, и второй поток (11), обогащенный азотом и метаном.

Изобретение относится к новой интегрированной системе для подачи азота для различных промышленных обслуживающих технологических процессов, таких как, например, сушка технологической установки, продувка трубопроводов, охлаждение реакторов, создание инертной атмосферы в сосудах, вытеснение из трубопроводов.

Изобретение относится к новой интегрированной системе для подачи азота для различных промышленных обслуживающих технологических процессов, таких как, например, сушка технологической установки, продувка трубопроводов, охлаждение реакторов, создание инертной атмосферы в сосудах, вытеснение из трубопроводов.

Изобретение относится к области газовой промышленности, а именно к технике и технологии подготовки природного газа, и может быть использовано в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности на адсорбционных установках подготовки углеводородных газов. Установка для подготовки природного газа включает регулирующий клапан, входной сепаратор, адсорберы, верх которых соединен с линией подачи газа, линией подачи газа охлаждения и линией отвода отработанного газа регенерации, а низ соединен с линией отвода подготовленного газа, линией отвода газа охлаждения и линией подачи газа регенерации, фильтрующее устройство, печь, сепаратор высокого давления.
Настоящее изобретение относится к способу декарбонизации газового потока, причем указанный способ включает, по меньшей мере, следующие стадии: a) подача газового потока, содержащего от 15 до 60% диоксида углерода по объему относительно общего объема газового потока, b) пропускание указанного газового потока через цеолитный агломерат и c) извлечение газового потока, обедненного CO2, способ, в котором цеолитный агломерат содержит по меньшей мере одно глинистое связующее и по меньшей мере один цеолит типа FAU и имеет объем мезопор от 0,02 до 0,15 см3/г и объемную долю мезопор от 0,1 до 0,5.
Настоящее изобретение относится к способу декарбонизации газового потока, причем указанный способ включает, по меньшей мере, следующие стадии: a) подача газового потока, содержащего от 15 до 60% диоксида углерода по объему относительно общего объема газового потока, b) пропускание указанного газового потока через цеолитный агломерат и c) извлечение газового потока, обедненного CO2, способ, в котором цеолитный агломерат содержит по меньшей мере одно глинистое связующее и по меньшей мере один цеолит типа FAU и имеет объем мезопор от 0,02 до 0,15 см3/г и объемную долю мезопор от 0,1 до 0,5.

Группа изобретений относится к области технологий очистки газа и, в частности, к многопроцессной системе очистки отходящего газа и способу управления. Группа изобретений раскрывает многопроцессную систему очистки отходящих газов и способ управления, включающий: обеспечение процесса спекания централизованной подсистемой десорбции, образующей интегрированную структуру с подсистемой адсорбции процесса спекания, с возможностью полной циркуляции активированного угля между централизованной подсистемой десорбции и подсистемой адсорбции процесса спекания через конвейерную цепь без необходимости дополнительных транспортирующих устройств, вследствие чего снижается влияние процесса транспортировки на работу системы при сохранении транспортных ресурсов.

Изобретение относится к углеродному адсорбенту со структурой ядро–оболочка для применения при разделении газов, содержащему адсорбирующую оболочку и 10–90 об.% инертного ядра, с пористостью менее 10%. При этом указанная адсорбирующая оболочка содержит от около 75 до 99 мас.% по меньшей мере одного углеродного адсорбента и от около 1 до 25 мас.% по меньшей мере одного связующего, при этом размер частиц указанного адсорбента составляет от около 0,5 до 5 мм со сферичностью > 0,8, и причем указанный адсорбент характеризуется потерями при прокаливании (ППП) при температуре активации от 200 до 500°C в диапазоне от около 2 мас.% до около 15 мас.%.

Группа изобретений относится к средствам очистки воздуха и поддержания стандартных уровней диоксида углерода в воздухе для дыхания в ограниченных пространствах. Способ очистки включает продув воздуха через регенерируемый поглотитель диоксида углерода. Поглотитель выполнен в виде гранул активированного угля, импрегнированных водным раствором диэтиламина. Предпочтительно поглотитель размещен в несколько слоев в картридже с сетчатыми стенками для обеспечения его продува, по существу, равномерно по объему. Воздух дополнительно обеззараживают УФ-излучателем с длинами волн излучения более 185 нм, расположенным вверх по потоку от поглотителя. После поглотителя очищенный воздух обогащают комплексом микроэлементов, входящих в состав морской либо горной соли. Регенерацию и обеззараживание поглотителя производят его нагревом до температуры не менее 65°С потоком горячего воздуха. Концентрацию CO2 в воздухе ограниченного пространства поддерживают автоматически в заданном диапазоне. Способ осуществляют с помощью устройства для очистки воздуха. Группа изобретений позволяет расширить арсенал средств, позволяющих повысить эффективность и качество очистки воздуха. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наркология
Наверх