СПОСОБ ОСУШКИ ГАЗОВ Российский патент 1995 года по МПК B01D53/26 

Изобретение относится к осушке газов.

Известен способ осушки газов, включающий абсорбцию влаги потоком водного раствора абсорбента в адиабатических условиях с последующей регенерацией абсорбента путем выпаривания влаги.

Недостатком известного способа является повышенный расход энергии, требуемой для его реализации.

Цель изобретения снижение энергозатрат на осуществление процесса осушки газов.

Цель достигается тем, что при осуществлении способа осушки газов, включающем абсорбцию влаги потоком водного раствора абсорбента в адиабатических условиях с последующей регенерацией абсорбента путем выпаривания влаги, процесс абсорбции влаги ведут при температурах ниже температуры кипения раствора абсорбента, а в качестве абсорбирующего раствора используют водный раствор хлористого кальция или карбоната натрия, или бикарбоната натрия.

Цель достигается тем, что в указанном способе раствор абсорбента после регенерации охлаждают раствором абсорбента, поступающим на регенерацию.

Цель достигается тем, что в указанном способе выделяющееся на стадии регенерации раствора абсоpбента тепло используют для подогрева осушенных газов.

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

Цель достигается тем, что в указанном способе требуемую конечную влажность осушаемых газов обеспечивают путем регулирования теплового потока, направляемого на регенерацию раствора абсорбента.

П р и м е р 1. Удаляемый из сушильной камеры воздух в количестве 30 тыс. м³/ч при температуре 50^оС и абсолютной влажности 15 г/кг подается через абсорбер обратно в сушильную камеру. В результате активного контакта в абсорбере с раствором абсорбента влажность воздуха снижается до 5 г/кг. Тепло, выделяющееся при фазовом переходе влаги из газообразного состояния (из воздуха) в жидкое (в раствор абсорбента), передается осушаемому воздуху, повышая его температуру до 70^оС, требуемых для подачи в сушильную камеру.

Осуществление процесса абсорбции влаги при температурах ниже точки кипения раствора абсорбента обеспечивает более низкое парциальное давление водяных паров на границе раздела фаз "жидкость-газ", что обеспечивает более высокие значения коэффициента удельного массопереноса, в результате чего снижается расход рециркулирующего потока раствора абсорбента, уменьшая энергозатраты на его перемещение.

В зависимости от конкретных условий применения предлагаемого способа осушки воздуха в качестве абсорбирующего раствора используют водный раствор хлористого кальция или карбоната натрия, или бикарбоната натрия как наиболее дешевые и имеющие относительно невысокую темпеpаратуру кипения раствора при регенерации абсорбента, что снижает тепловые потери (энергозатраты) в окружающую среду.

Раствор абсорбента после регенерации охлаждают от 130-150^оС до 80-100^оС раствором абсорбента, поступающим на регенерацию, который нагревается от 70-90^оС до 120-140^оС, в результате чего снижаются энергозатраты на догрев раствора абсорбента до температуры кипения.

С целью снижения энергозатрат регенерации подвергают только часть потока раствора абсорбента, обеспечивая при этом удаление из него влаги в количестве, равном поглощенной раствором абсорбента влаги в процессе абсорбции за тот же промежуток времени.

Требуемую конечную влажность осушаемого воздуха обеспечивают путем регулирования теплового потока, направляемого на регенерацию раствора абсорбента, например, посредством регулирования расхода пара, используемого для выпаривания влаги из раствора абсорбента. Указанное регулирование обеспечивает изменения концентрации абсорбирующего раствора, а следовательно, изменение интенсивности (скорости) поглощения влаги, что снижает энергозатраты на переходных режимах (при переменных расходах осушаемого воздуха или абсорбируемой влаги).

При режимах работы сушильной камеры, когда влажность воздуха на выходе из камеры составляет 10 г/кг, после осушки воздуха до влажности 5 г/кг его температура повышается только до 60^оС. И этом случае до догрева воздуха до 70^оС используется тепло, выделяющееся на стадии регенерации раствора абсорбента, т.е. пар выпаренной влаги.

В качестве раствора абсорбента для осушки воздуха может быть использован водный раствор хлористого кальция, например, с начальной концентрацией 150 г на 100 г воды (регенерированный раствор абсорбента) и конечной концентрацией 100 г на 100 г воды.

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 в количестве 30 тыс. м³/ч при 20-35^оС и абсолютной влажности 25-50 г/кг в результате обработки водным раствором хлористого кальция с концентрацией, указанной в примере 1, могут быть осушены до абсолютной влажности 1-5 г/кг, при этом их температура увеличится до 70-110^оС, что обеспечивает возможность удаления дымовых газов в атмосферу через обычные дымовые трубы (кирпичные, железобетонные) без конденсации из них влаги на внутренних стенках труб, что, в свою очередь, позволяет расширить область применения контактных, как наиболее эффективных, теплоутилизаторов на котельных. В данном примере расход раствора абсорбента больше, пропорционально количеству удаляемой из газов влаги.

Таким образом, предлагаемый способ осушки газов по сравнению с прототипом обладает более низкими энергозатратами вследствие его осуществления при более низких температурах, что снижает теплопотери в окружающую среду, и меньших расходах раствора абсорбента, подвергаемых регенерации, что снижает расход энергии на транспортировку раствора абсорбента.

Изобретение относится к процессам осушки газов с использованием жидких абсорбентов. Сущность изобретения: способ заключается в проведении абсорбции влаги из газов при температурах ниже температуры кипения раствора абсорбента и использовании в качестве абсорбирующего раствора водного раствора хлористого кальция или карбоната натрия, или бикарбоната натрия с последующей регенерацией насыщенного абсорбента путем выпаривания влаги при 130-150°С. 4 з. п. ф-лы.

1. СПОСОБ ОСУШКИ ГАЗОВ, включающий абсорбцию влаги потоком абсорбента - водного раствора хлорида кальция при температуре ниже температуры кипения раствора в адиабатических условиях, отличающийся тем, что абсорбцию осуществляют при 50 110^oС, а насыщенный раствор подвергают регенерации путем выпаривания влаги при 130 150^oС с последующим его возвратом на абсорбцию. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве абсорбента используют водные растворы хлорида кальция, или карбоната натрия, или бикарбоната натрия. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что абсорбент после регенерации охлаждают контактированием с насыщенным раствором абсорбента. 4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что выделяющееся на стадии регенерации тепло используют для подогрева осушенных газов. 5. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что регенерации подвергают часть потока насыщенного абсорбента.