Устройство для адсорбционной очистки газов Советский патент 1986 года по МПК B01D53/04 

Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано в установках для получения газовых смесей, очищенных от неже:1ательных фимесей.

Целью изобретения является повышение качества очистки от двуокиси углерода и паров воды, а также очистка от следов окиси углерода и кислорода iiyTervi улучи1ения ус. ювий охлаждения и регенерации.

На чертеже нредставлепо предлагаемое устройство.

Устройство содержит три адсорбера 1 с кольцевым слоем адсорбента 2, соединенным с трубо1 роводом 3 очи1иаемо1 о газа, с трубо- нроводом 4, соединяющим адсорберы через трубонровод 5 с вакуумным насосом 6, с трубонроводом 7 ввода очищенного г аза в адсорбере, с трубопроводом 8 иродувочпого газа и с трубонроводом 9 отвода очищенной газовой смеси. Соосно с адсорберами вынол- непы системы 10 подвода и распределения охлажденного воздуха, состоящие из ко.т- иака 1 1 с двойными стенками, с межстеноч- ным каналом 12 и трубы 13, снизу которых разменгены сопла с отверстиями 14. Колна- ки снабжены входными патрубками 15 и механизмами 16 вертикального неременления. Входные патрубки колпаков соединены трубопроводом 17 с вентилятором 18 через камеру 19 холоди;1ьного агрегата 20, снабженную натрубками подвода 21 и отвода 22 воздуха. Вторая камера 23 холодильного агрег ата соединена натрубками нодвода 24 и отвода 25 очищенной газовой смеси с трубонроводом 26 нодвода очин1енной газовой смеси с коллектором 27 очип1енной газовой смеси.

Устройство работает следуюншм образом.

Газовая смесь на основе азота, содержа- Н1,аи водород, 8---15°/о двуокиси углерода, влагу в количестве, соответствующем точке росы при 20 - 30°С, следы углерода ( 0,05°/о) и кислорода (-0,001%), поступает в один из трех адсорберов 1 но трубопроводу 3 очищаемого газа. .Адсорберы заполнены тремя слоями адсорбентов, размен1енных в следуюн1.ем порядке но ходу 1 азовой емеси: силикаге.ть, пеолит Na.X и неолит СаА-5. При пропускании через си.тикагель из газовой смесн ад- сорбируетея основпое количество водяных паров, проходя через слой цеолита NaX газовая смесь еще иолнее осушается и освобождается от основного количества двуокиси углерода. Цеолит NaX проявляет также задерживаюп1ее действие относительно следов окиси углерода и кислорода. В слое цеолита Са.Л-5 нроисходит тонкая доочистка от двуокиси углерода, водя1н х наров, окиси углерода и кислорода. Такт работы устройства 8- 12 мин. По заверп.ении такта ад- сорбнии адсорбер нереключается па такт регенерацпи адсорбепта, которая осущест- в;1яется вакуумированием с одповременпой продувкой слоя. Откачка осун1.ествляетси че

5

0

5

0

5

0

5

0

5

рез трубопроводы 4 и 5, соединенные е вакуумным насосом 6. Цродувка слоя при вакуум ировании осунгестБляется через трубонровод 7 нодвода очищенной газовой смеси но трубопроводу 8 продувочного газа. Продувка слоя осуществляется частью очищенной газовой смеси, выходяихей из адсорбера, работающего в такте адсорбции, по тру бонроводу 9 отвода очищенной газовой смеси. Третий такт - напуск газа после вакууми- рования - осуществляется по трубопроводу 7 нодвода очищенной газовой смеси. Для интенсификации npoiiecca адсорбции н ис- нользования части тен.та адсорбции при регенерации адсорбентов каждый адсорбер снабжен еистемой 10 подвода и распределения охлажденного воздуха. Через входной натрубок 15 в колнак ностунает охлажденный воздух. С номонгью механизма 16 вертикального перемещения колнак поднимается вверх со скоростью движения фронта а.я- сорбции. Конструктивно сонла вьн1о;1непы таки.м образом, что их отверстия перекрыты в сторону входа очищаемого газа и направлены в еторону выхода очищениогч) газа. Взаиморасположение сонел и лобового сечения фронта адсорбции таковы, что охлажденный воздух охлаждает косвенным п-те.м (через систему) только ту часть слоя адсорбента, которая расно.тожена впереди горизонтального сечения через лобовую точку фронта адсорбции. Это позволяет интенсифицировать процесс адсорбции путем понижения темнературы елоя и процесс ре- | енерации адсорбентов путем использования части тепла адсорбции.

Охлаждение воздуха достигается тем, что входные патрубки колпаков соединены трубопроводом 17 с вентилятором 18 через камеру 19 холодильного агрегата 20. Атмосферный воздух подается вентилятором в патрубок 21 о.хлаждается в камере до 2-- и через патрубок 22 поступает в меж- стеночные каналы 12 и трубу 13 колнака 11.

Процесс регенерации адсорбентов вакуу- мированпем слоя с одновремеппой продувкой его очищенной газовой смесью ироизводи 1 ся при 25-60°С путем сохранения части теи;|а адсорбции. Это позволяет повысить полноту десорбции сорбата, что в конечном счете приводит к повыщению динамической активности адсорбеитов. По заверщении процесса регенерации адсорбента нроизводит- ся нануск очищенной газовой смеси в адсорбере. Для этого газовая смесь подается во вторую Karviepy 23 холодильного агрегата 20 через натрубок нодвода 24 очищенной газовой смееи, где охлаждается до О-6°С. Через натрубок 25 отвода очинхенной газовой смеси но трубопроводу 26 очищенная газовая смесь поступает в сорбционные полости. Одновременно с этим производится косвенное охлаждение адсорбепта с но1233921

34

мощью системы 10 подвода и распределениялируемая атмосфера содержит помимо азоохлажденного воздуха, которая в такте на-та и водорода 0,001-0,005% двуокиси углепуска находится в крайнем нижнем положе-рода, влагу в количестве, соответствующем

НИИ. Это позволяет охлаждать слой адсор-точке росы при температуре минус 80 -

бента по всей его высоте. Выходящая из кол-минус 70°С, 0,003-0,005% окиси углерода

лектора 27 очищенной газовой смеси контро- и 0,00007-0,0002°/о кислорода.