СПОСОБ ОБРАБОТКИ ГАЗОВОЙ СМЕСИ Советский патент 1970 года по МПК B01D53/00 

Изобретение относится к области адсорбционной техники, а именно к короткоцикловой безнагревной адсорбции, и может быть использовано для очистки, осушки и разделения газовых смесей этим методом.

Известен способ короткоцикловой безнагревыой адсорбции, заключающийся в проведении стадий адсорбции и десорбции в адиабатных условиях, но при существенно различных давлениях с использованием части очищенного потока для обеспечения полноты десорбции, причем объемные расходы прямого и обратного потоков одинаковы.

В момент впуска потока в адсорбер газ, находивщийся в адсорбере, сжимается (в идеальном случае адиабатно); при этом температура его резко возрастает. Вощедщий газ вследствие взаимодействия процессов дросселирования и сжатия также приобретает температуру, значительно превыщающую начальную.

В момент резкого увеличения давления адсорбционнная способность сорбента увеличивается, что приводит к активизации процесса сорбции с выделением тепла. В результате происходит значительное увеличение температуры газа и вследствие этого - резкий разогрев поверхностного-активного слоя сорбента, так как поверхность сорбента велика, а коэффициент теплоотдачи от газа к сорбенту достаточно высок ( 100 ккал/м. час . град). Это резко снижает адсорбционную способность сорбента. Все указанные факторы действуют совместно в переходном процессе (поднятие

давления в адсорбере). По достижении постоянного давления и равномерного движения газа через слой сорбента температура поверхностного слоя сорбента постепенно приближается к температуре газового потока. Переходный режим от процесса сорбции к десорбции сопроволодается нзэнтропическим охлаждением газа, остающегося в адсорбере вследствие его расширения, а также активным процессом десорбции за счет снижения давления. Такое

снижение температуры газа (а следовательно и поверхностного-активного слоя сорбента) приводит к ухудшению процесса десорбщги в переходный период. В установившемся протекание процесса сорбции сопровождается выделением тепла, что вызывает повышение температуры активной поверхности сорбента, и вследствие этого его сорбционная способность падает. Процесс десорбции происходит наоборот с

поглощением тепла, что приводит к снижению

онной способности, так и вследствие вынужденного увеличения длительности цикла при конкретном конструктивном исполнении процессов в установках приходится значительно увеличивать нагрузку адсорбента. Кроме того, не достигается тот предел степени очистки и получения концентрированных фракций извлекаемых примесей, который обеспечивается кинетикой при проведении процесса короткоцикловой (безнагревной) адсорбции в изотермических условиях.

Целью изобретения является увеличение степени очистки, снижение загрузки адсорбента и получение .концентрированной фракции извлекаемых примесей путем сближения температур в процессах сорбции и десорбции, т. е. путем приближения процесса короткоцикловой (безнагревной) адсорбции к изотермическим условиям.

Поскольку в процессе сорбции и в переходном процессе повышения давления в адсорбере тепло выделяется, а в процессе десорбции и переходном процессе понижения давления в адсорбере оно поглощается, для достижения условий работы, близких к изотермическим, эта цель достигается путем обеспечения

регенеративного или рекуперативного теплообмена (или того и другого одновременно) между потоками газов, участвующих в процессах адсорбции и десорбции.

Пременяя регенеративный теплообмен, например, при осушке воздуха под давлением .10 ата с начальной температурой 20°С (десорбция при давлении 1 ата) на силикагеле марки ШСМ, длительность цикла молшо

уменьшить с 3 мин до времени менее 1 мин. При этом загрузка сорбента уменьшается вдвое, а точка росы осушенного газа понижается с минус 70 до минус 82°С. Таким образом, эффективность процесса короткоцикловой безнагревной адсорбции значительно повышается.

Предмет изобретения

Способ обработки газовой смеси путем короткоцикловой безнагревной адсорбции, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, осуществляют рекуперативный или регенеративный теплообмен между потоками газов, участвующих в процессах адсорбции и десорбции.