Способ управления циклическим адсорбционно-десорбционным процессом газо-и водоочистки Советский патент 1989 года по МПК B01D53/02 G05D27/00 

Изобретение относится к способам управления циклическими адсорбционно-десорбци- онными процессами газо- и водоочистки и может быть использовано в хи.мической, нефтехимической, газовой и легкой отраслях промышленности, а также в промышленности строительных материалов и изделий, в частности при очистке отходящих газов и сточных вод от органических растворителей в производстве полимерных строительных материалов.

Целью изобретения является уменьшение длительности стадии десорбции.

На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации способа управления циклическим адсорбционно-десорбционным процессом газо- и водоочистки.

Устройство содержит датчики 1 и 2 температуры соответственно верхнего и нижнего, слоя адсорбента, управляющее вычислительное устройство 3, датчики 4 и 5

расхода соответственно десорбируюп его агента и десорбируемого продукта, регулятор 6 расхода десорбирующего агента, поступающего в azu op6e) 7, регулирующий клапан 8, установленный на линии подачи десорбирующего агента, регулятор 9 расхода очищаемой среды и регулирующий клапан 10, установленный на линии подачи очищаемой среды в аппарат.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с датчика 1 температуры верхнего слоя адсорбента и датчика 2 температуры нижнего слоя адсорбента поступают на управляющее вычислительное устройство 3, куда дополнительно поступают сигналы с датчиков 4 и 5 расхода соответственно десорбирующего агента и десорбируемого продукта. Управляющее вычислительное устройство 3 производит сравнение сигналов, поступающих с датчиков 1 и 2 те.мпературы и в с.чучае их неравенСП

00

со

ства формирует выходной сигнал, пропорциональный скорости изменения температуры верхнего слоя адсорбента, который, в свою очередь, поступает на регулятор 6 расхода в качестве корректирующего сигнала, пропорционально которому данный регулятор рас- хода изменяет расход десорбируюш.его агента, поступаюнгего в адсорбер 7, путем воздействия на исполнительный механизм - регулируюп.и-|й клапан 8, установленный па линии подачи десорбируюпдего агента. Увели- чение скорости подъема температуры верхнего слоя адсорбента приводит к пропор- циопальному уве чичению расхода десорбиру- loniero агента, что в свою очередь приводит к еще больп ей скорости разогрева, обус- ловленного притоком большего количества тепла. Пос.ле того, как элемент сравнения управляю1цего вычислительного блока 3, сравнивающий, сигналы с датчиков 1 и 2 темиературы, выдаст сигнал о их равенстве, устройство 3 сформирует корректируюн ий сигпал регулятору 6 расхода десорбируюпге- го агента, обеспечиваюпшй снижение расхода и поддержание его в пределах 0,1 - О,5 м/с. Окопчаиие стадии десорбции оп- р едел я етс я у 11 р а вл я ю ш и .м в ы ч иел и тел ьн ы .м устройством 3 с учетом сигналов от датчиков 4 и 5 расхода по достижении еди- иичпо| о значения отноп1ения расхода десор- бируюн1е1 о агента к расходу десорбирован- ного продукта с учетом их стоимостных показаге,1ей. В это.м случае им формируются |()мандпь 1е выходные сигналы регулятору 6 расхода десорбируюидего агента на закрытие K. ianaHa 8 и одновременно регулятору 9 расхода очип1аемой среды (газа и;н1 жидкости) на открытие клапана 10, установленного на линии подачи очищаемой сред1)1 в аппарат.

Таким образом, с того момепта, как только адсорбер переведен в режим десорбции и осуп1ествлена подача десорбирующе- го агента, начинает расти температура слоя адсорбепта за счет теплоты конденсации пара на этом слое. Поэтому в первоначальный период десорбция поглощепного вещества из слоя практически не происходит, так как его температура не достигла критической - достаточной для наруиюния ciK i адсорбционного взаимодействия адсорба

20

10 .

10897

4

та и адсорбента. Только после того, как весь слой прогреется до температуры де- сорбирующего агента, начинается интенсивная десорбция поглощенного вещества из слоя. Время прогрева всего слоя до температуры десорбирующего агента существенно зависит от его расхода и колеблет25

ся от 5 до 30% от общего времени стадии десорбции, причем, чем больще расход десорбирующего агента, подводящего тепло к слою, тем меньще время его прогрева до температуры десорбции. Что же касается второй (последующей) стадии десорбции, наступающей после прогрева всего слоя до температуры десорбирующего агента и связанной с выносом десорбированного продукта из него, то опытными данными установлен оптимальный диапазон скорости подачи десорбируюпхего агента (водяного пара), равный 0,1-0,15 м/с, выше которого скорость десорбции практически мало отличается от достигнутой из-за лимитирую- ее внутренней диффузии десорбируемо- го вещества из пор адсорбента к его поверхности, а при скоростях ниже 0,1 м/с скорость десорбции уменьшается с уменьшением расхода десорбирующего агента, и -процесс лимитируется внещней диффузией, т. е. отводом десорбированного вещества с десорбирующим агенто.м от поверхности адсорбата.

Формула изобретения

адсорб- газо- и

Способ управления циклическим ционно-десорбционным нроцессом водоочистки, заключающийся в регулировании расхода очип1аемой среды, расхода десорбирующего агента и длительности стадий адсорбции и десорбции, отличающийся тем, что, с целью уменьшения длительности стадии десорбции, дополнительно измеряют температуру нижнего и верхнего слоев адсорбента, определяют скорость изменения температуры верхнего слоя адсорбента, корректируют расход десорбирующего агента прямо пропорционально скорости изменения температуры верхнего слоя и при равенстве температур верхнего и нижнего слоев адсорбента снижают скорость подачи десорбирующего агента до 0,1-0,15 м/с.

OiJuu eHHOff среда

Очищаепоя среда

Десор5ирун} щиО агенфар

Десор5иробанныи продукт

I I W

денсат

Изобретение может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства и позволяет уменьшить длительность стадии десорбции. Способ управления циклическим адсорбционно-десорбционным процессом газо- и водоочистки заключается в регулировании расхода очищаемой среды, расхода десорбирующего агента и длительности стадий адсорбции и десорбции, измерений температур в нижней и верхней точках слоя адсорбента, определении скорости изменения температуры верхнего слоя адсорбента, коррекции расхода десорбирующего агента прямо пропорционально скорости изменения температуры верхнего слоя и снижении скорости подачи десорбирующего агента до 0,1-0,15 м/с при равенстве температур верхнего и нижнего слоев адсорбента. 1 ил.