Способ глубокой осушки газов Советский патент 1991 года по МПК B01D53/26 

Изобретение относится к адсорбцией ной осушке газов и может быть применено в химической, нефтехимической, электронной и других отраслях промышленности, где используются глубоко осушенные газы.

Цель изобретения - повышение глуби- ,ны осушки, уменьшение затрат осушенного г аза на подготовку сорбента и сокращение времени подготовки сорбента за счет частичного совмещения

охлаждения и контактирования осушаемого газа с сорбентом.

На чертеже изображено устройство, реализующее предлагаемый способ.

В устройство входят два одинаковых осушителя А и Б. Осушитель представляет собой адсорбер 1, заполненный поглощающим влагу адсорбентом, снабженный двумя электронагревателями 2 и 3, и помещенный в теплоизолированный з акрытый кожух 4. Осушители

А и Б работают поочередно в циклически осуществляемых стадиях адсорбция- регенерация (нагревание + охлаждение) при непрерывном пропускании ocytna- емого- газа через устройство. Переключение газовых потоков через осушители производят с помощью управляемых клапанов 5-8, 15-18 и вентилей 9-14.

Если осушитель Б находится в стадии адсорбции, а осушитель А - в стадии нагревания, исходный газ подают на осушку по линии 19 через открытый клапан 6, пропускают через адсорбер осушителя Б, где в процессе контактирования потока газа со слоем адсорбции происходит извлечение влаги из потока и удержание ее адсорбентом, и далее через вентили 12 и 10 осу- шенный газ выдают из устройства потребителю. Часто потока осушенного газа через вентиль 11 направляют противотоком в осушитель А, нагревают с помощью нагревателя 3 до заданной температуры регенерации адсорбента и пропускают через адсо-рбер 1, где в результате десорбции при повышенной температуре влага переходит из адсорбента в,газовую Лазу и потоком газа выносится из слоя адсорбента. Далее поток регенерирующего газа через открытый клапан 7 и вентиль 9 выводят из устройства, например сбрасывают в атмосферу. При этом клапаны 5 и 8 закрыты.

Рабочую температуру адсорбции в осушителе Б на уровне температуры окружающей среды обеспечивают потоком самого осушаемого газа, при этом температура адсорбции равна температуре пропускаемого через адсорбер газа. Для получения более низкой температуры адсорбции в кожух осушителя подают через вентиль 14 охлаждающий газ с выводом его через открытый клапан 18 или 16.

Заданную температуру регенерации адсорбента в осушителе4 А обеспечивают включением-выключением электронагревателей 2 и 3, снабженных датчи ками температуры и раздельно управляемых с помощью автоматического регулятора температуры (не показаны).

Часть слоя адсорбента, охватываемую нагревателем 2 (нижняя часть адсорбера на чертеже), будем называт первой, а часть слоя адсорбента, охватываемую нагревателем 3 (верхняя

5 0 5

0

5

5

5

часть адсорбера на чертеже), - второй.

По истечении заданной продолжительности стадии нагревания выключают нагреватель 2, прекращают проток регенерирующего Таза через адсорбер 1 закрытием клапана 7 и начинают охлаждение первой части слоя -адсорбента путем подачи в кожух осушителя охлаждающего газа через вентиль 13 с выводом его через открытый клапан 15 (клапан 17 закрыт). При этом работающим нагревателем 3 продолжают поддерживать температуру второй части слоя адсорбента на уровне температуры регенерации. Тем самым создается градиент температуры между первой (охлаждаемой) и второй (нагретой) частями слоя адсорбента, что обеспечивает эффективный диффузионный отток остаточной влаги из второй части слоя адсорбента в первую.

После снижения температуры охлаждаемой первой части слоя адсорбента до уровня рабочей температуры адсорбции (или ниже его) выключают нагреватель 3 и проводят охлаждение второй части слоя адсорбента, нагревая поток охлаждающего газа вдоль всей поверхности адсорбера 1 и нагревателя 3 с выводом газа из кожуха 4 через открытый клапан 17 при закрытом клапане 15.

По окончании охлаждения осушителя А, т.е. после снижения температуры адсорбера 1 до уровня рабочей температуры адсорбции, стадия регенерации является законченной, и осушитель А переключают на работу в стадии адсорбции путем открытия клапана 5, а осушитель Б - в стадию регенерации путем закрытия клапана 6 и открытия клапана 8 с последующим включением нагревателей 2 и 3.

Пример 1. Адсорбер продувают противотоком осушенным воздухом с концентрацией влаги 2, об.% (т. росы -70°С при нагреве до температуры регенерации адсорбента двумя нагревателями - верхним и нижним.

В результате десорбции при повышенной температуре влага переходит из адсорбента в газовую фазу и потоком газа выносится из слоя адсорбента.

По окончании десорбции выключают нижний нагреватель и прекращают проток регенерирующего газа через адсорбер-осушитель закрытием вентиля. Охлаждение нижней (первой) части слоя адсорбента осуществляют подачей в кожух осушителя охлаждающего газа, при этом верхним нагревателем продолжают поддерживать температуру регенерации верхней (второй) части адсорбента. Тем самым создают градиент температуры между первой охлаждаемой и второй нагретой частями слоя адсорбента, что обеспечивает эффективный диффузионный отток остаточной влаги из второй части слоя адсорбента в первую |(нижнюю).

После снижения температуры охлаждаемой части слоя адсорбента до температуры адсорбции 20°С выключают верхний (второй) нагреватель и охлаждают вторую (верхнюю) часть адсорбента охлаждающим газом подаваемым в кожух адсорбера.

На этом стадия регенерации адсорбента заканчивается.

В адсорбер снизу подают осушаемый воздух с концентрацией влаги 100 .%, соответствующей точке росы -42°С с объемной скоростью ,0,05 смэ/С1Мг .

Рабочую температуру адсорбции в осушителе, равную 20°С, поддерживают потоком самого осушаемого газа.

В нижнем слое адсорбента поглощается основная часть влаги, а в верхнем переосушенном слое адсорбента происходит глубокая осушка газа. Содержание влаги ,2,5

.%.

10

15

699550°

Формула изобретения

1. Способ глубокой осушки газов, включающий контактирование осушаемого газа со слоем сорбента, его термическую регенерацию с продувкой частью потока осушенного газа и охлаждение слоя сорбента до рабочей температуры, отличающий- с я тем, что, с целью повышения глубины осушки и уменьшения затрат осушенного газа на подготовку сорбента, для регенерации и охлаждения слой сорбента делят на две части для их автономного нагрева и охлаждения, при этом охлаждают сначала первую по ходу осушаемого газа часть сорбента с одновременным поддержанием во второй части температуры регенерации, а затем охлаждают вторую часть слоя сорбента, до рабочей температуры.

2.Способ по п. отличающийся тем, что охлаждение первой части слоя сорбента проводят до температуры более низкой, чем рабочая температура, но не ниже температуры, соответствующей точке росы осушаемого газа.

3.Способ по п. отличающийся тем, что, с целью сокращения времени подготовки сорбента

за счет частичного совмещения охлаж- . „дения и контактирования осушаемого газа со слоем сорбента, охлаждение второй части слоя адсорбента проводят 35 потоком осушаемого газа, который подают черех охлажденную первую часть слоя адсорбента.

20

25

30

Осушенный

Изобретение относится к адсорбционной осушке газов и может найти применение в химической, нефтехимической, электронной и других отраслях . промышленности, где используются глубоко осушенные газы. Цель изобретения - повышение глубины осушки газа и уменьшение затрат осушенного газа на подготовку сорбента и сокращение времени подготовки сорбента за счет частичного совмещения охлаждения и контактирования осушаемого газа с сорбентом. Слой сордента делят на две части для их автономного нагрева и охлаждения. При охлаждении слоя сорбента после термической регенера ции продувку осушенного прекращают и сначала охлаждают первую по ходу газа в стадии контактирования часть слоя адсорбента, одновременно поддерживают во второй части слоя температуру регенерации, а охлаждение второй части слоя проводят после охлаждения первой части до рабочей температуры. Кроме того, охлаждение первой части слоя адсорбента проводят до температуры более низкой, чем рабочая температура, но не ниже температуры, соответствующей точке росы осушаемого газа. Для сокращения времени подготовки адсорбента охлаждение второй части проводят потоком осушаемого гааза, ко торий подают через охлажденную первую часть слоя адсорбента. 2 з.п.ф-лы, 1 ил. (Л 3 & & ел in

1

V С5рос f

-ГЗ

Л

На осушку

-&

8

-&±