Блок очистки газа Советский патент 1985 года по МПК B01D53/04 

Изобретение относится к очистке газов, точнее к тонкой очистке доро гостоящих газов адсорбентами. Известно устройство, включающее попеременно работающие адсорберы, нагреватели регенерирующего газа, трубопроводы и арматуру обвязки эти аппаратов |jj . Известен также блок очистки газа включающий два адсорбера, нагреватель, холодильник и соединительный трубопровод с клапанами f2 . Регенерацию адсорбента осуществляют горячим азотом, проходящим через слой адсорбента, охлаждение рабочим потоком. Недостатком данного устройства является то, что -как регенерирующий газ, так и очищаемый газ на первом этапе охлаждения прогревают арматуру, через которую они проходят до температуры близкой к температуре регенерации. В -случае регенерации цеолитовых блоков осушки эта температура составляет 350-400 С. Прогрев арматуры до таких температур существенно усложняет условия ее эксплуатации и резко снижает ее герметичность. В случае, когда речь идет об очистке дорогостоящих газов, таких как гелий, водород, когда требования к очистке высокие и для {эбеспечения этик требований адсорбент регенерирует при высокой Температуре сторонним газом с пос едующим вакуумированием регенериру мой полости, применение данного узл очистки становится практически невозможным, так как из-за потери армат5фой герметичности процесс очи стки будет сопровождаться большими потерями очищенного газа. Цель изобретения - повьшение эко номичности за счет ликвидации потер газа. ; Поставленная цель достигается те что блок очистки газа, включающий два адсорбера, нагреватель, холодил ник и соединительные трубопроводы с клапанами, снабжен дополнительными нагревателем и холодильником, при этом выход каждого нагревателя соединен с входом регенерирующего газа каждого адсорбера, а выход газа каж дого адсорбера соединен с входом ка дого холодильника. Такое конструктивное выполнение блока очистки позволяет обеспечить 6 его эксплуатацию таким образом, что через входящую в блок арматуру проходит газ с температурой не вьпае, например 30-А5 С, что существенно улучшает условия ее эксплуатации, гарантирует сохранение ее герметичности и обеспечение эффективной регенерации, и исключение потерь дорогостоящего очищаемого газа. На чертеже схематично показан блок очистки газа. Блок очистки состоит из двух попеременно переключающихся адсорберов 1 и 2. По очищаемому потоку адсорберы через вентили 3 и 4 соединены с трубопроводом подачи очищаемого газа, а через вентили 5 и 6 - с трубопроводом выхода очищаемого газа. Адсорберы соединены с нагревателями 7 и 8 и холодильниками 9 и 10. Нагреватели соединены с трубопроводами подачи регенерирующего газа через вентили 11 и 12. Холодильники через вентили 13 и 14 соединены с трубопроводами сброса газа в атмосферу, а через вентили 15 и 16 - с вакуумным агрегатом. Патрубки выхода очищаемого газа адсорберов 1 и 2 через вентили 17 соединены между собой дополнительным трубопроводом. Блок работает следукнцим образом. При работе адсорбера в режиме очистки очищаемый газ (например, гелий) с температурой через вентиль 3 подают в адсорбер 1, очищают от примесей (например, паров воды) и через вентиль 5 подают в систему. Если адсорбер 2 находится на регенерации регенерируюпр1й газ, например азот, с температурой через вентиль 12 подают через нагреватель 8, где нагревают до 350-400 С, пропускают через адсорбер 2, прогревая адсорбент и десорбируя примеси, поглощенные на стадии очистки, пропускают через холодильник 9, где охлаждают до 30-45 С и через вентиль 13 сбрасьгоают в атмосферу. По достижении температуры 260-300с на выходе из адсорбера 2 все примеси из адсорбента удаляются и начинается предварительное охлаждение адсорбента. Предварительное охлаждение ведут этим же газом, но нагреваемым до температуры 90-100°С и заканчивают при температуре регенерирующего газа за адсорбером 11.0-120 0. Затем регенерируемый адсорбер вакуумируют для удаления из него регенерирующего газа. Для этого вентили t-2 и 13 закр вают, вентиль 15 открывают и включают вакуумный агрегат. При 1-10 110 мм рт. ст. вакуумирование заканчивают, вентиль 15 закрывают. Доохлаждение алсррбента в адсорбере 2 со 110-120°Сдо рабочих температур, например , осуществляют частью очищаемого потока, например 5-10% от величины очищаемого потока. Для этого открывают вентили 6 и 17, закрывают вентиль 5, приоткрьшают вентиль 4, обеспечив требуемый расход очищаемого газа через адсорбер 2. Часть очищаемого газа, проходящего через адсорбер 2, выходит с температурой 110-120с и смешивается с основным потоком, проходящим через вентиль 17 и имеющим температуру . Суммарный очищаемый поток с температурой 15-20 С проходит через вентиль 6 и поступает в систему. По охлаждении адсорбера 2 до рабочих температур, например , регенерацию считают законченной. Адсорбер 2 готов к работе в режиме очистки. Через заданный промежуток времени или при обнаружении примесей за адсорбером 1 адсорбер 2 включают в режим очистки, а адсорбер 1 ставят на регенерацию. Для этого вентиль 4 открывают полностью, вентили 17 и 3 закрывают. Операции по регенерации уадсорбера 1 аналогичны операциям по регенерации адсорбера 2. Таким образом, ни на одном этапе работы блока температура очищаемого и регенерирующего газов, проходящих через арматуру, не превышает 30-45 С. А это позволяет использовать арматуру с вакуумплотньм уплотнением, исключает коробление арматуры от температурных деформаций и. следовательно, исключает потери дорогостоящего очищаемого газа и загриэ- нение его регенерирующим газом.

БЛОК ОЧИСТКИ ГАЗА, включающий два адсорбера, нагреватель, холодильник, соединительные трубопроводы с клапанами, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности за счет ликвидации потерь газа,он снабжен дополнительными нагревателем и холодильником, при этом выход каждого нагревателя соединен с входом регенерирующего газа каждого адсорбера, а выход газа каждого адсорбера соединен с входом каждого холодильника.