УСТАНОВКА ДЛЯ РЕКУПЕРАЦИИ ГАЛОГЕНИРОВАННЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ Российский патент 2018 года по МПК B01J20/34 

Изобретение относится к установке для рекуперации галогенированных углеводородов.

Предпосылки создания изобретения

Из уровня техники известны различные технологии для рекуперации ингаляционных анестезирующих средств.

Документ WO 99/22845 А2 относится к способу и к установке для рекуперации из цеолитов газов, прежде всего газообразных наркотических веществ. Абсорбер заполнен цеолитом. К абсорберу присоединен химический вакуумный насос, который создает низкое давление. Затем абсорбер нагревается посредством нагревательного элемента и, таким образом, газообразное наркотическое вещество изгоняется из цеолита.

Документ WO 2007/093640 А1 раскрывает фильтровальный патрон для рекуперации углеводородов и соответствующий способ. Фильтровальный патрон содержит цеолиты, которые связывают газообразные наркотические вещества. Для рекуперации газообразного наркотического вещества через фильтровальный патрон направляется водяной пар.

Похожий способ для регенерации газообразных наркотических веществ из фильтровального патрона описан в документе DE 101 18 768 А1.

Описание изобретения

Целью является предоставление улучшенных технологий рекуперации галогенированных углеводородов.

Цель достигнута посредством установки по п. 1 формулы изобретения. Другие варианты осуществления являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Согласно одному аспекту установка для рекуперации галогенированных углеводородов выполнена с десорбционным резервуаром, который принимает систему сорбат-сорбент, которая содержит галогенированные углеводороды, парогенератором, который выполнен для создания водяного пара из подведенной к парогенератору воды и для введения созданного водяного пара в десорбционный резервуар таким образом, что галогенированные углеводороды десорбируются из системы сорбат-сорбент и поглощаются водяным паром, охлаждающим устройством, которое выполнено для охлаждения смешанного с галогенированными углеводородами водяного пара таким образом, что образуется конденсат, и приемным резервуаром, который принимает конденсат.

Создана установка, которая делает возможным эффективную рекуперацию галогенированных углеводородов.

Галогенированные углеводороды могут быть представлены, например, ингаляционными анестезирующими средствами, прежде всего газообразными наркотическими веществами, такими как севофлуран, энфлуран, изофлуран, галотан и десфлуран.

Система сорбат-сорбент содержит сорбирующее вещество, в котором адсорбированы галогенированные углеводороды. Сорбирующее вещество может быть микропористым. Сорбирующее вещество может быть представлено материалом из класса цеолитов. Цеолиты являются кристаллическими алюмосиликатами, которые встречаются в многочисленных модификациях в природе, но также могут быть произведены и синтетически. Например, в качестве сорбирующего вещества могут быть применены богатые кремнием цеолиты, предпочтительно, с отношением Si : Al более 180:1 (соответствует отношению SiO₂ : Al₂O₃ 360:1). Альтернативно, в качестве сорбирующего вещества может быть применен активированный уголь.

Может быть предусмотрено размещение в десорбционном резервуаре одного или нескольких адсорбентных резервуаров, например двух. В таком случае, системой сорбат-сорбент заполняются один или несколько адсорбентных резервуаров. Адсорбентный резервуар или адсорбентные резервуары могут быть выполнены с фильтровальной тканью в днище и/или в крышке. Фильтровальная ткань может иметь величину пор 40 мкм.

Парогенератор может иметь несколько нагревательных элементов, которые могут быть подключены для регулирования давления пара, в зависимости от необходимой мощности, по отдельности. Парогенератор может быть выполнен с контролем уровня наполнения. Парогенератор выключается, например, когда достигнуто верхнее или нижнее значение переключения контроля уровня наполнения.

Охлаждающее устройство может иметь два компонента, предварительный охладитель и промежуточный охладитель. Предварительный охладитель и промежуточный охладитель могут быть расположены последовательно. Посредством предварительного охладителя вновь подведенная вода подогревается для парогенератора. Промежуточный охладитель служит для охлаждения смешанного с углеводородом водяного пара до выбранной температуры таким образом, что образуется конденсат. Кроме того, может быть предусмотрен добавочный охладитель. Между промежуточным охладителем и добавочным охладителем может быть расположен фильтр. Фильтр может иметь величину пор 5 мкм. Фильтровальная свеча фильтра может состоять из пластика, например из полипропилена. Корпус фильтра может состоять из нержавеющей стали, например, из нержавеющей стали с номером материала 1.4404. Добавочный охладитель может приводиться в действие с помощью воды из общественного водоснабжения.

В приемном резервуаре десорбированные углеводороды (десорбированный материал) опускаются вниз, поскольку они тяжелее воды. Приемный резервуар может быть выполнен с контролем уровня наполнения. Может быть предусмотрен другой приемный резервуар, который также может иметь контроль уровня наполнения. Другой приемный резервуар может быть соединен с приемным резервуаром. Соединение обоих приемных резервуаров может быть образовано в верхней области, в которой возможно отделение воды. Приемный резервуар и/или другой приемный резервуар могут быть выполнены с клапаном для рекуперации десорбированного материала.

Установка также может иметь устройство умягчения воды, которое расположено перед парогенератором и которое выполнено для уменьшения степени жесткости подведенной воды. Степень жесткости воды обозначает эквивалентную концентрацию растворенных в воде ионов, прежде всего, ионов щелочноземельных металлов. При определенных обстоятельствах в ней учитывается также и анионный компонент. Жесткость воды повышают, например, ионы кальция и магния, а также ионы стронция и бария («соли жесткости»). Растворенные соли жесткости могут образовывать нерастворимые соединения, прежде всего, известь и известковые мыла. Установка может быть присоединена, например, к общественному водоснабжению. В зависимости от региона, поставленная водоснабжением вода имеет различную жесткость. Для уменьшения степени жесткости воды могут быть применены, например, известные по существу способы декарбонизации и/или умягчения воды посредством ионного обмена.

Перед устройством умягчения воды может быть расположен фильтр для предварительной очистки, который фильтрует воду. Фильтр для предварительной очистки может иметь величину пор 100 мкм. В качестве фильтрующего материала фильтра для предварительной очистки может быть применен пластик, например полипропилен.

В одном варианте осуществления установка может иметь очистное устройство, которое расположено перед парогенератором и которое выполнено, по меньшей мере, для частичного удаления из воды растворенных в подведенной воде материалов. Очистное устройство может быть выполнено для удаления растворенных материалов посредством обратного осмоса. Обратный осмос является способом повышения концентрации растворенных в жидкостях материалов, в рамках которого естественный процесс осмоса обращен с помощью давления. Подведенная вода, в которой должна быть уменьшена концентрация материала, отделена посредством полупроницаемой (semipermeable) мембраны от рабочей среды (например, также воды), в которой концентрация подлежит повышению. Рабочая среда подвергается давлению, которое выше давления, обусловленного осмотическим требованием для уравнивания концентрации. Вследствие этого молекулы материала перемещаются против их «естественного» осмотического направления распространения. Они подвергаются выдавливанию из воды в рабочую среду.

Может быть предусмотрено расположение очистного устройства после устройства умягчения воды. Между устройством умягчения воды и очистным устройством может быть расположен для фильтрации воды фильтр тонкой очистки. Фильтр тонкой очистки может иметь величину пор 5 мкм. Фильтр тонкой очистки может состоять из пластика, например полипропилена.

Для приема умягченной и/или очищенной воды может быть предусмотрен водяной бак.

Посредством комбинации устройства умягчения воды и очистного устройства (при известных обстоятельствах, при привлечении фильтра для предварительной очистки и/или фильтра тонкой очистки) может быть достигнуто полное обессоливание воды. При полном обессоливании из воды удаляются не только соли жесткости, но все ионы. Полное обессоливание может быть достигнуто посредством комбинации канионитового и анионитового фильтров. Полностью опресненная вода может быть подведена к парогенератору, который производит из нее сверхчистый пар.

В одном варианте осуществления установка может иметь осушающее устройство, которое расположено после парогенератора и выполнено к осушению водяного пара перед его введением в десорбционный резервуар. Влага, по меньшей мере, частично удаляется из водяного пара. Может быть предусмотрено подведение удаленной влаги вновь к парогенератору. Осушающее устройство может быть встроено в парогенератор.

В другом варианте осуществления установка может иметь накопительный резервуар, который принимает отделенные от конденсата галогенированные углеводороды. Накопительный резервуар может быть соединен с приемным резервуаром и/или с другим приемным резервуаром. Накопительный резервуар может быть выполнен с контролем уровня наполнения.

Установка может также иметь устройство сжатого воздуха, которое выполнено для перемещения отделенных галогенированных углеводородов из накопительного резервуара в транспортный резервуар. Устройство сжатого воздуха может приводиться в действие посредством воздуха медицинского уровня чистоты.

Установка может быть выполнена в виде замкнутой системы.

Раскрытые для установки признаки могут быть отнесены в равной мере к способу приведения в действие такой установки.

Описание примерных вариантов осуществления

В дальнейшем примерные варианты осуществления разъяснены более подробно со ссылками на фигуры чертежа. При этом показано на:

Фиг. 1 - схематическое изображение установки, и

Фиг. 2 - схематическое изображение другой установки.

В дальнейшем одинаковые ссылочные обозначения применены для одинаковых компонентов.

Фиг. 1 показывает схематическое изображение установки для рекуперации газообразных наркотических веществ. Система сорбат-сорбент, которая содержит цеолит с адсорбированным газообразным наркотическим веществом (например, севофлураном), заполняется в десорбционный резервуар 1. Посредством парогенератора 2 создается водяной пар, который вводится в десорбционный резервуар. Водяной пар растворяет газообразное наркотическое вещество из цеолита и поглощает его. Смешанный с газообразным наркотическим веществом водяной пар направляется в конденсатор 3. В конденсаторе 3 водяной пар охлаждается настолько, что образуется конденсат, который собирается в приемном резервуаре 4. В конденсате газообразное наркотическое вещество осаждается на днище приемного резервуара 4, поскольку оно тяжелее воды. Вода извлекается из приемного резервуара 4 таким образом, что конденсированное газообразное наркотическое вещество (десорбированный материал) может быть собрано и вновь использовано.

Фиг. 2 показывает другой вариант осуществления установки. Установка имеет следующие компоненты: область ПО (полного обессоливания) с устройством 5 для снижения жесткости воды, модулем 6 обратного осмоса и резервуаром 7 ПО-воды, область чистого пара с устройством 1 получения чистого пара и осушителем 8, конденсатная область с четырьмя десорбционными резервуарами 2, двумя фильтрами из нержавеющей стали (не изображены), предварительным охладителем 3а, промежуточным охладителем 3b и добавочным охладителем 3с, фильтром 14 тонкой очистки, двумя приемными резервуарами 4 для конденсата и двумя накопительными резервуарами 10, а также область сжатого воздуха с компрессорным устройством 9.

Область ПО содержит устройство 5 для уменьшения жесткости воды, модуль 6 обратного осмоса, а также резервуар 7 ПО-воды. Устройство 5 для уменьшения жесткости воды, которое представляет собой первую ступень производства ПО-воды, присоединено к общественному водоснабжению (городскому водопроводу). Вторая ступень производства ПО-воды представлена обратным осмосом. Между присоединением к городскому водопроводу и устройством 5 для уменьшения жесткости воды, а также между устройством 5 для уменьшения жесткости воды и осмотическим модулем 6 установлены фильтры 12, 13. Фильтр 12 для предварительной очистки имеет величину пор 100 мкм, а в качестве фильтрующего материала в нем применен пластик, например полипропилен. Фильтр 13 тонкой очистки имеет величину пор 5 мкм, а в качестве фильтрующего материала в нем применен полипропилен.

Парогенератор 1 имеет 8 электрических нагревательных элементов с производительностью 5 кВт каждый, выполненных для создания сверхчистого пара. Нагревательные элементы подключаются по отдельности в зависимости от необходимой для регулирования давления пара мощности. Парогенератор 1 оснащен контролем уровня наполнения, который имеет верхнее и нижнее значения переключения. Когда уровень наполнения достигает верхнего или нижнего значения переключения парогенератор 1 выключается. Для подведения только сухого пара к десорбционным резервуарам 2 к парогенератору 1 присоединен осушитель 8. Осушитель 8 отделяет жидкостную составляющую от сухого пара и обеспечивает ее направление вновь к водному подводу парогенератора 1.

Установка оснащена четырьмя идентичными параллельно расположенными десорбционными резервуарами 2, которые оснащены в каждом случае двумя адсорбентными резервуарами (не изображены). Адсорбентные резервуары обладают объемом примерно 20 л, и имеют внутренний диаметр 400 мм. Высота десорбционных резервуаров 2 составляет в целом 812 мм. Десорбционные резервуары 2 могут быть открыты вручную для рекуперации из них адсорбентных резервуаров. Адсорбентные резервуары могут быть открыты для их заполнения. Для этого рукоятка, которая навинчена на резьбовой стержень, отвинчивается от руки таким образом, что крышка может быть снята. Как крышка, так и днище каждого адсорбентного резервуара оснащены фильтровальной тканью, которая имеет величину пор 40 мкм.

Фильтры из нержавеющей стали с величиной пор 5 мкм расположены параллельно, и могут быть приведены в действие по отдельности или параллельно. Для этого открываются соответствующие клапаны у соответствующего фильтра. Сверху и снизу от фильтра расположен клапан. Кроме того, каждый фильтр обладает подводом ПО-воды, а также отводом к канализации. Для приведения фильтра в действие оба клапана сверху и снизу открываются. Кроме того, фильтры могут быть промыты с помощью ПО-воды из резервуара ПО-воды. Для промывки фильтра клапаны на фильтре должны быть закрыты. Кроме того, соответствующие клапаны на подводе ПО-воды, а также на отводе открываются. ПО-вода из процесса промывки направляется в канализационную линию. Материал, примененый для фильтровальной свечи, а также для корпуса фильтра, является нержавеющей сталью.

Предварительный охладитель 3а получает ПО-воду для подогрева вновь подведенной ПО-воды для парогенератора 1. За предварительным охладителем расположен промежуточный охладитель 3b, который питается городской водой. Между промежуточным охладителем 3b и добавочным охладителем 3с расположен дополнительный фильтр 14 с величиной пор 5 мкм. Фильтровальная свеча фильтра 14 состоит из полипропилена, а корпус фильтра изготовлен из нержавеющей стали (номер материала 1.4404). Добавочный охладитель 3с приводится в действие также и с помощью городской воды в качестве охлаждающей среды.

Приемный резервуар 4а присоединен к добавочному охладителю 3с и соединен на нижней стороне с другим приемным резервуаром 4b, который содержит контроль уровня наполнения. В приемном резервуаре 4а собирается конденсат. При этом десорбированный материал опускается вниз, поскольку он тяжелее воды. Также и в другом приемном резервуаре 4b десорбированный материал собирается отдельно от более легкой воды, и направляется из него, при достижении соответствующей высоты наполнения, выборочно в один из накопительных резервуаров 10. Другой приемный резервуар 4b дополнительно соединен с приемным резервуаром 4а также и в верхней области опять-таки для отделения воды. Имеется также возможность отдельного изъятия десорбированной рабочей среды (например, для взятия проб) посредством клапана.

Накопительные резервуары 10 соединены с приемным резервуаром 4а и с другим приемным резервуаром 4b. В накопительных резервуарах 10 могут располагаться различные десорбированные материалы. Накопительные резервуары 10 имеют установленный заполняемый объем 150 л. Оба накопительных резервуара 10 оснащены контролем уровня наполнения, который размещен на высоте наполнения соответственно установленному заполняемому объему. Брутто-объем контейнеров составляет в каждом случае 220 л.

В грязной зоне находится система подачи сжатого воздуха, которая служит для направления десорбированного материала посредством сжатого воздуха в соседнюю зону (чистую зону) по трубопроводу в транспортный резервуар 11. Для этого применяется воздух медицинского уровня чистоты, который поставляется при помощи адсорбционного осушителя, а также фильтра для предварительной очистки и фильтра тонкой очистки. К обоим накопительным резервуарам 10 для достижения необходимого давления присоединены подводы сжатого воздуха. Кроме того, оба контейнера 10 присоединены с помощью транспортной линии к соседней чистой зоне для заполнения десорбированного материала из одного из накопительных резервуаров 10 в транспортный резервуар 11. Оба контейнера 10 присоединены к стерильному фильтру. Он препятствует попаданию загрязнений из воздуха окружающей среды в находящиеся в накопительных резервуарах 10 рабочие среды.

Установка имеет следующие технические характеристики:

- выработка умягченной воды: макс. 1000 л/ч

- выработка ПО-воды: 40 л/ч

- выработка сверхчистого пара: 60 кг/ч при 1,0 бар (избыточного давления)

- электрическая теплопроизводительность: 40 кВт

- потребление питающей воды: макс. 65 л/ч

Применены следующие материалы:

- соприкасающиеся с продуктом части: нержавеющая сталь (номер материала 1.4404 или более высокосортный)

- прочее - нержавеющая сталь (номер материала 1.4301)

- каркас из нержавеющей стали - прямоугольные профили

- наружная изоляционная облицовка из нержавеющей стали (номер материала 1.4301)

Раскрытые в описании, пунктах формулы изобретения и фигурах признаки могут быть отнесены к выполнению изобретения как по отдельности, так и в произвольной комбинации друг с другом.

Установка для рекуперации галогенированных углеводородов, с десорбционным резервуаром (2), который принимает систему сорбат-сорбент, которая содержит галогенированные углеводороды, парогенератором (1), который выполнен для создания водяного пара из подведенной к парогенератору (1) воды и для введения созданного водяного пара в десорбционный резервуар (2) таким образом, что галогенированные углеводороды десорбируются из системы сорбат-сорбент и поглощаются водяным паром, охлаждающим устройством (3), которое выполнено для охлаждения смешанного с галогенированными углеводородами водяного пара таким образом, что образуется конденсат, и приемным резервуаром (4), который принимает конденсат. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка для рекуперации галогенированных углеводородов с:

- десорбционным резервуаром (2), который принимает систему сорбат-сорбент, которая содержит галогенированные углеводороды,

- парогенератором (1), который выполнен для создания водяного пара из подведенной к парогенератору (1) воды и для введения созданного водяного пара в десорбционный резервуар (2) таким образом, что галогенированные углеводороды десорбируются из системы сорбат-сорбент и поглощаются водяным паром,

- охлаждающим устройством (3), которое выполнено для охлаждения смешанного с галогенированными углеводородами водяного пара таким образом, что образуется конденсат, и

- приемным резервуаром (4), который принимает конденсат.

2. Установка по п. 1, имеющая также устройство (5) умягчения воды, которое расположено перед парогенератором (1) и которое выполнено для уменьшения степени жесткости подведенной воды.

3. Установка по п. 1 или 2, имеющая также очистное устройство (6), которое расположено перед парогенератором (1) и которое выполнено, по меньшей мере, для частичного удаления из воды растворенных в подведенной воде материалов.

4. Установка по п. 1 или 2, имеющая также осушающее устройство (8), которое расположено после парогенератора (1) и выполнено для осушения водяного пара перед его введением в десорбционный резервуар (2).

5. Установка по п. 1 или 2, имеющая также накопительный резервуар (10), который принимает отделенные из конденсата галогенированные углеводороды.

6. Установка по п. 5, имеющая также устройство (9) сжатого воздуха, которое выполнено для перемещения отделенных галогенированных углеводородов из накопительного резервуара (10) в транспортный резервуар.

7. Установка по п. 1 или 2, причем установка выполнена в виде замкнутой системы.