Способ очистки воздуха от диоксида углерода Советский патент 1984 года по МПК B01D53/02 

Изобретение относится к очистке воздуха от диоксида углерода на пол мерных сорбентах и может быть испол зовано для очистки от С02 дыхательного воздуха замкнутых помещений. Известны способы очистки воздуха от С02 с использованием полимерных сорбентов, которые предусматривают адсорбцию диоксида углерода полимер дивинипбензола с лолиэтиленимином или сильноосновным ани нитом в карб натно форме 2 . При регенерации в указанных способах используют нагре вание и вакуумирование. Недостатки известных способов низкая поглотительная способность по диоксиду углерода, а также необходимость увлажнения слоя анионита после регенерации. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае.мому результату является способ пог {Лощения диоксида углерода из влажно атмосферы сорбцией на сухом слабоос новном макропористом анионите,содержащем первичные и вторичные аминогруппы з. Недостатком указанного способа является значительная десорбция воды при вакуумировании сорбента, тре бующая последующее разделение диоксида углерода и воды и возвращение последней в дькательный воздух. Высушивание сорбента на стадии регене рации не позволяет получать воздух, очищенный от COji, с влажностью, соответствующей комфортным условиям дыхательной атмосферы в экологически замкнутых системах, поскольку его влажность не превышает 5-9 отн. в то время как оптимальная влажност дыхательного воздуха составляет 5080 отн.%. Цель изобретения - упрощение использования очищенного воздуха в эк логически замкнутых системах путем исключения операции увлажнения. Поставленная цель достигается пу тем адсорбции диоксида углерода гра нулированным слабоосновным полимерным сорбентом, например анионитом АН-511, в ОП-форме с последующей регенерацией нагреванием и импульсным вакуумированием. При этом процесс вакуумирования ведут при остаточном давлении диоксида углерода от 0,1 до 450 мм рт.с На чертеже приведена времяимпульсная диаграмма процесса вакуумирования в зависимости от остаточного давления. Способ осуществляют следующим образом. Два параллельно соединенных адсорбера объемом 1,2 л каждый зёполнены анионитом АН-511 в форме свободного основания. На очистку в адсорбер 1 подают влажный воздух, содержащий 0,5 об.% СО2. Температура воздуха составляет 20-25°С, Расход i газовоздушной смеси 0,6 л/мин-см, продолжительность сТадии сорбции (регенерации) 43 мин.Адсорбер II находится в режиме регенерации, температура греющего теплоносителя 90°С, температура сорбента во время регенерации изменяется от 40 До 80 С. После насыщения сорбента диоксидом углерода адсорбер I переключается на режим регенерации, а адсорбер II на режим сорбции. Регенерацию сорбента ведут импульсным вакуумированием с предварительным удалением воздуха из адсорбера в течение 5-25 с. Импульсное вакуумирование проводят при периодическом вакуумного насоса, причем время его работы составляет 2-20% от общего времени стадии регенерации при удельной скорости откачивания 120 л/минЛ С02. Кратность периодического изменения давления составляет 3-5. При З.ТОМ предпочтительно проводить импульсное вакуумирование так, чтобы давление в адсорбере из- i менялось от 0,1 до 450 мм рт.ст. Пример. Через адсорбер со слабоосновным анионитом АН-511 (обменная емкость 6,4 мг-экв/г), . высота слоя 18,8 см, масса сорбента в пересчете на абсолютно сухой анионит 360 г, подают влажный воздух, содержащий 0,5 об.% COg, со скоростью 0,6 Л/МИНсм. Относительная влажность воздуха 75 отн.%, температура +25 С. Анализ газа на выходе из адсорбера осуществляют инфракрасным газоанализатором ОА-2209. Динамическая активность сорбента по диоксиду углерода в сорбционном цикле составляет 3,65 мас.% С02, степень очистки воздуха составляет 91,3%, средняя влажность очищаемого воздуха 67 отн.%.

После окончания цикла сорбции (продолжительность цикла 43 мин) проводят регенерацию сорбента нагреванием и импульсным вакуумированием. Удельная скорость откачивания составляет 20 л/минЛ СО при числе импульсов, равном трем. Время пред-, варительного вакуумирования 5с, продолжительность импульса 15 с. Остаточное давление в абсорбере изменяется от 0,1 до 450 Мм рт.ст. Собираемый газ десорбции содержит 98 об.% СО. ЭнерГозатраты на вакуФизико-химические и энерго-динамические характеристики процесса регенерации при импульсном и непрерывном вaкyy alpoвaнии сорбента

умирование сорбента составляет 7,8 Вт. ч.

Результаты основных опытов при|ведены в таблице,из которой следует что предлагаемый способ очистки воздуха позволяет получать очищенный от диоксида углерода воздух с влажностью 38-67 отл.Х, который может быть использован в экологически зам кнутых системах без дополнительного увлажнения. Кроме того, в 2-5 раз снижаются энергозатраты на вакуумирование сорбент.

1. СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА ОТ ДИОКСИДА УГЛЕРОДА путем адсорбции слабоосновным полимерным сорбентом в ОН-форМе с последующей рёгенерацией нагреванием и вакуумированиём, отличающийся тем, что,с целью упрощения использования очищенного воздуха в экологически замкнутых системах путем исключения операции увлажненияf используют импульсное вакуумирование. 2. Способ non.t, отличающийся тем, что процесс вакуумирования ведут при остаточном давле НИИ диоксида углерода от 0,1 до 450 мм f)T.cT.

5

20

5

20

5

20

5

20

10

8

3,5

15

25

1,0

20 /

1,1 0,2

0,1

50

9

11,2

50

50

15

22,5

50

40

130

80

255

505

160

2580

2580

2580

2580

51088761б

Физико-химические и энерго-динамические характеристики процесса регенерации при импульсном и непрерывном вакуумировании сорбента

Продолжение таблицы