Способ подготовки воздуха к разделению Советский патент 1986 года по МПК F25J3/04 B01D53/04 

to

о

СП

00

Изобретегтяе относится к технике очистки

разделения газов и может быть использовано в воздухоразделительных установках.

Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет уменьшения износа адсорбента путем понижения температуры в адсорбере при заполнении его воздухом.

На чертеже представлена схема установки, реализуюнхей предлагаемый способ.

Установка содержит параллельно установленные адсорберы 1 и 2, трубопровод 3, теплообменник 4 для охлаждения воздуха перед его разделением, трубопровод 5 отвода регенерирующего газа, трубопровод 6, газонагреватель 7, трубопровод 8 отвода части очищенного воздуха из теплообмепника 4 на турбодетандер {не показан) и трубопровод 9.

Способ осуществляют следующим образом (применительно к воздухоразделнтельной установке К-0,15).

Сжатый до давлення воздух при 5-8°С в Ъличестве 920--960 , подают по т.рубопроводу 3 и пропускают поочередно через адсорберы 1 и 2 (объем каждого адсрбера 320 л).

Очин1ен11ый атмосфе1)ный воздух содержит, кроме 78% азота и 21% кислорода, около 1% инертных газов, 0,035% двуокисн углерода, пары воды, 1-3 ацеитилена и других углеводородов.

Адсорберы 1 и 2 заполнен1 1 синтетическим цеолитом марки МаХ, адсорбирующим нежелательные нримеси (воду, двуокись углерода, углеводороды). После насыщения адсорбента примесями (об этом свидетельствует «нроскок примесей в линию выдачи воздуха из блока очистки, превышающий максимально допустимую величину) адсорбент нуждается в регенерации (десорбции примесей).

Очиилеиный газ (в данном случае в адсорбере 2) направляют в основной теплообменник 4 воздухоразделительной установки при 10-12 С (в установившемся режиме), где его охлаждают обратным потоком азота низкого давления 0,2-0,3 кгс/см, отводимого из блока разделения по трубопроводу 5 и являющегося регенерирующим газом. После теилообменника 4 его иаправляют в газонагреватель 7, где нагревают до 400°С, а затем - в один из адсорберов, в данном случае (в период, пока адсорбер 2 работает в режиме регенерации) в адсорбер . Регенерирующий газ при этом охлаждается, а загрязненный адсорбент с примесями нагревается, происходят десорбция прнмесей и регенерация адсорбента.

По окончании регенерации (об этом свидетельствуют уменьшение концентрации примесей в потоке отработанного регенерирующего газа, и подъем его температуры до 150-250°С). Отключают нагревател) 7 и осуществляют продувку адсорбера 1 отбросным азотом при -4-5°С, а затем при достижении на выходе температуры охлаждающего газа -|-10°С производится заполнение адсорбера 1 до рабочего давления в течение -- ЗОмин очищенным холодным воздухом (Юм) температурой (-45) -(-50)°C отбираемым из теплообменника 4. Если темдература очищенного воздуха, подаваемого в адсорбер, будет ниже -50°С, то произойдет вымерзание влаги на поверхности адсорбера и вследствие этого ухудшится качество изоляции, если выше -45°С, то ухудшатся условия адсорбции примесей из Воздуха и температурный режим установки. При заполнении адсорбера 1 происходит адиабатное сжатие и нагрев воздуха в адссзрбере, сопровоясдаемые процессами теплообмена с адсорбентом и стенками адсорбера, в результате четотемпература воздуха адсорбента и стенки адсорбера устанавливается в конце процесса наполнения +10- 12°С, что соответствует температуре очищенного потока в установленном режиме. В результате сразу же по окончании наполнения адсорбера 1 он может быть включен в .гннию очисткн сжатого воздуха взамен адсорбера 2 с загрязненным адсорбентом, а температура очищенного воздуха на выходе из блока очистки не повысится. Продолжительность непрерывной работы в режиме адсорбции 7 ч.

Содержание двуокиси углерода в очищенном 1-азе составляет 0,18-0,22 , в продукционном кислороде 1 см/м, что превышает требования ГОСТ 5583-79 по COzСнижение содер кан1 я двуокиси углерода н стабилизация температуры воздуха после очистки повышают качество и количество продуктов разделени;.

При наполнении адсорбера очищенным воздухом не происходнт адсорбции примесей в поверхностном слое адсорбента, т. е. отсутствует дополнительный, помимо нагрева за счет адиабатического сжатия, разогрев новерхностиого слоя зерен адсорбента, который вызывает появление высоких температурных градиентов, растрескивание зерен и преждевременный износ адсорбента. Улучшается очистка воздуха а начальный период адсорбции.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает стабильную температуру продукционного потока на всех режи.мах работы блока очистки, а следовательно, стабильность режимов работы б,1ока разделения и повышение чистоты продуктов, производимых воздухоразделительпой установкой. Кроме того, при его использовании уменьшаются термические нагрузки на адсорбент

Формула изобретения

. Способ подготовки во.здуха к разделению, включающий адсорбцио п1ую очистку сжатого воздуха от примесей в попеременно работающих адсорберах, охлаждение очищенного воздуха с последующим его разделением, периодическую регенерацию адсорбента при пониженном давлении и восполнение адсорбера после регенерации воздухом до давления адсорбции, отличающийся гем, что, с целью повышения эффективности ;пособа за счет уменьц1ения износа адсорбента путем понижения температуры в ад сорбере при заполнении его воздухом, за.полнение адсорбера после регенерации осу ществляют частью очищенного охлажденного воздуха.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед заполнением адсорбера, часть очищенного воздуха охлаждают до температуры (-45) -()°С.

J

U

Способ подготовки воздуха к разделению может быть использован в воздухоразделительных установках. Цель изобретения - повышение эффективности способа эа счет уменьшения износа адсорбента путем понижений температуры в адсорбере при заполнении его воздухом. Способ подготовки воздуха X разделению включает адсорбционную очистку сжатого воздуха от примесей в попеременно работающих адсорберах, охлаждение воздуха с последующим его разделением, периодическую регенерацию адсорбента при пониженном давлении и заполнение адсорбента после окончания регенерации воздухом до давления адсорбции. Заполнение адсорбера до давления адсорбции производят частью очищенного охлажденного воздуха и, кроме того, перед заполнением адсорбера часть очищенного воздуха охлаждают до температуры (-45) -(-50)С. 1 з.п. ф-лы, I ил.