Способ очистки аргона Советский патент 1991 года по МПК B01D53/02 

Изобретение относится к технологии криогенной очистки газов от примесей и может быть использовано в установках очистки аргона от кислорода.

Цель изобретения - снижение энергозатрат за счет сокращения времени десорбции и охлаждения.

На чертеже представлена схема установки для осуществления предлагаемого способа.

Установка состоит из адсорбентов 1 и 2, линии 3 подачи аргона, линии 4 подачи хла- доносителя, линии 5 выхода чистого аргона, линии 6 выхода хладоносителя, линии 7 входа греющего газа и линии 8 вывода хладо- агентз, линии 9 отвода десорбированного кислорода, линии 10 продувки.

Способ осуществляют следующим образом,

Сырой аргон подают, например, при давлении 0,2-0,3 кг/см и температуре 90- 105 К из воэдухоразделительной установки

по линии 3 в полость одного из адсорберов 1 или 2. заполненную цеолитом, где он очищается от кислорода. При этом по линии 4 в теплообменные трубки адсорбера подают хладоагент и выводят его через линию 8, Чистый аргон выдают по линии 5 потребителю. Для проведения десорбции один из адсорберов отключают от линий 3, 5, 7 и 8 и сбрасывают давление в адсорбере до давления 0,01-0,05 кгс/см2. В теплообменные трубки подают греющий гаа. Температура греющего газа до 150°С. Адсорбер нагревается за счет конвективного теплообмена с теплообменными трубками. При нагревании происходит десорбция кислорода и в адсорбере поднимается давление. При повышении давления в адсорбере до 0,1-0,7 кгс/см2 производят отбор продукционного кислорода по линии 9.

После окончания процесса десорбции, т.е. после прекращения выделения кислорода, в адсорбере сбрасывают давление

(Л

с

о

ю

ю

СЬ

to

hO

до 0,01-0,05 кгс/см2, прекращают подачу греющего газа и начинают процесс охлаждения адсорбера до рабочих температур подачей в теплообменные трубы адсорбера ладоносителя.

Не удаленный из адсорбера после десорбции кислород адсорбируется на адсорбенте по мере его охлаждения, при этом в адсорбере создается некоторое разрежение.

При переходе с одного процесса на другой, например с адсорбции на десорбцию и после десорбции на охлаждение, адсорбер может быть продут частью потока продукционного кислорода в первом случае или продукционного аргона во втором, со сбросом потока через линию 10.

В табл.1 приведены значения времени охлаждения адсорбента а зависимости от давления.

При давлении ниже 0,01 кгс/см2 время охлаждения приближается к времени охлаждения в вакууме. При давлении выше 0,5 кгс/см2 время охлаждения не уменьшается.

Значения времени десорбции кислорода от давления приведены в табл,2.

Нижний предел давления 0,1 кгс/см при десорбции выбирается исходя из необходимости компенсировать сопротивление коммуникаций до потребителя кислорода, верхний предел давления 0,7 кг/см2 позволяет проводить десорбцию достаточно быстро. При более высоком давлении

теплопередачи от десорбирующего газа существенно не улучшаются и время не уменьшается. Кроме того, при давлении 0,7 кг/см2 представляется возможным создать адсорбер, не подлежащий действию Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, что позволяет упростить изготовление и эксплуатацию адсорберов.

Как видно из табл.1, предлагаемый способ позволяет снизить время охлаждения на 20% и время десорбции кислорода в 4 раза (табл.2) по сравнению с известным. За счет сокращений времени охлаждения и времени десорбции кислорода сокращаются энергозатраты, появляется возможность отбирать продукционный кислород, который под избыточным давлением направляют в адсорбер.

5

0

Формула изобретения Способ очистки аргона от кислорода, включающий низкотемпературную адсорбцию кислорода на цеолите NaA, десорбцию нагревом и охлаждение адсорбента, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат за счет сокращения времени десорбции и охлаждения, десорбцию ведут при избыточном парциальном давлении кислорода 0,1-0,7 кгс/см2 с постоянным отбором кислорода, после чего снижают давление над адсорбентом до 0,01-0,05 кгс/см2 и при этом давлении проводят охлаждение адсорбента.

Изобретение относится к технологии криогенной очистки газов от примесей, используемой в установках очистки аргона от кислорода и позволяющей снизить энергозатраты за счет сокращения времени охлаждения цеолита и десорбции кислорода. Очистку аргона проводят на цеолите типа NaA, Нагрев адсорбента при десорбции ведут при избыточном давлении десорбируе- мого кислорода 0,1-0,7 кгс/см2 с постоянным отбором кислорода, после чего снижают давление над адсорбентом до 0,01-0,05 кгс/см2 и при этом давлении проводят охлаждение адсорбента. Способ позволяет снизить энергозатраты в 4,2 раза, 1 ил,, 2 табл.

Таблица 1

S

Таблица 2