Способ конденсации влаги изпОТОКА гАзА Советский патент 1981 года по МПК F25J1/00 F28B9/06 

(54) СПОСОБ КОНДЕНСАЦИИ ВЛАГИ ИЗ ПОТОКА ГАЗА

Изобретение относится к технике низкотемпературного разделения газовых смесей, а именно к процессу охла дения и осушки газа перед его подачей в низкотемпературный блок разделения или очистки и может быть использовано для конденсации влаги и охлаждения аргона после его очистки от кислорода методом каталитического гидрирования перед подачей аргона в блок адсорбционной осушки. Известен способ конденсации влаги из потока газа, используемый в возду хораспределительных установках и состоящий в том, что обратный поток су хого г&за из блока разделения воздуха приводят в контакт с водой. Вода при этом охлаждается за счет теплои -массообмена; с сухим газом и с помощью циркуляционного насоса подается на орошение воздушного скруббера, в котором поступающий воздух охлаясдается и осушается в процессе теплои массообмена с холодной водой D}. Недостатком зтого способа является сложность и высокая стоимость обработки газа. Известен также способ конденсации влаги из потока газа путем теплообмеиа его с водой, охлаждаемой при контакте с обратным потоком, при котором процессы охлаждения воды осуществляют при одновременном теплообмене: с потоком охлаждаемого газа. При этом воду в обратный поток вводят на нескольких температурных условиях и только в таком количестве, которое обеспечивает охлаждающий эффект за счет увлажнения обратного потока 12 . Недостатком такого способа является невысокая эффективность теплообмена, а также невозможность использования обратного потока с низкой температурой, так как при этом возможно замерзание конденсата, выпадающего из охлаждаемого газа. Наиболее близким к предлагаемо изобретению по технической сущности является способ конденсации влаги из потока аргона в процессе его очж: ки от кислорода, включающий охлаждение газа холодной водой, температуру которой предварительно снижают путем испарительного охлаждения в контакте с хладагентом 13J. Недостатком данного способа является низкая эффективность теплообмена, а также невозможность использования обратного потока с низкой температурой, так как при этом возможно замерзание конденсата, выпадающего из охлаждаемого газа. Цель, изобретения - nosbmieHwe эффективности способа путем интенсифик ции теплообменных процессов. Поставленная цель достигаете тем что цоток газа дополнительно охлаждают барботажем через слой воды, тем пературу которой поддерживают постоянной путем конвективного.теплообмен с водой, охлаждаемой хладагентом. В качестве хладагента используют газ с температурой 0-10 С. Кроме того, в качестве хладагента используют газ с температурой минус 1 или криогенную жидкость. При этом охлаждение газа, содержащего влагу, и ее.конденсация проводятся при непосредственном контак те газа с водой, а конвективный теп лообмен (через стенкз аппарата) про исходит между охлаждаемой и охлаждающей водой. Такой способ конденса ции влаги обеспечивает высокоэффективный теплообмен между газом, содержащим влагу, и хладагентом. Соот ветственно резко сокращается размер теплообменной поверхности оборудова ния. Высокая эффективность теплообме- . на в целом, несмотря ка на,ричие двух промежуточных теплообменных сред - охлаждаемой и охлаждающей воды, определяется высокой эффективностью каж дого отдельного теплообменного процесса. От хладагента, охлаждаемой и охлаждающей воды к газу, содержащему влагу, тепло передается при непосредственном контакте сред, а через

стенку идет только теплообмен от воды дически добавляется вода, компенсик воде при высоком коэффициенте теп-рующая унос влаги с хладагентом, колопередачи.торая сливается из нее в количестве.

Предлагаемый способ обеспечиваетсоответствукяцем количеству выделяемоэкономию воды, которую надо добавлятьго из аргона конденсата. 4 олько в количестве, компенсирующем е унос с хладагентом. На чертеж.е изображена схема, поясяющая предлагаемый способ. Схема содержит реактор 1 каталитического гидрирования, основной холоильник 2, соединенный с влагоотдеителем 3, аппарат 4 окончательного хлаждения и блок 5 адсорбционной сушки. Сырой аргон из воздухоразделительной установки с содержанием кислорода около 2 об.% смешивают с водородом и подают в реактор 1, в котором находится катализатор. В реакторе происходит превращение кислорода и водорода в воду при сильном разогреве аргона. После реактора аргон охлажда:эт водой в основном холодильнике 2 до температуры, близкой к температуре окружающей среды. При этом часть вла,ги, образовавшейся в реакторе, конденсируется и удаляется из потока аргона во влагоотделитель 3. Далее аргон направляют в аппарат 4 окончательного охлаждения, где его охлаждают в процессе барботажа через холодную воду, имеющую среднюю температуру около . При этом из аргона конденсируется и выделяется в воду содержащаяся в нем влага. Охлажденный аргон направляют на окончательную осущку в блок 5 осушки и выводят из установки. Требуемая температура охлаждающей воды в аппарате 4 обеспечивается за, счет её конвективного теплообмена (через стенку аппарата) с охлаждаемой, водой, имеющей более низкзпо среднюю температуру, например 5 С. Температуру охлаждаемой воды и,следовательно, температуру охлаждающей воды и степень охлаждения аргона в аппарате 4 регулируют, изменяя количество хладагента, подаваемого непосредственно в охлаждаемую воду, В данном случае хладагентом является сухой холодный газ с температурой около минус 50 С, отбираемый из воздухоразделительной установки. Подогретый и увлажненный хладагент из аппарата 4 отводится в атмосферу, В охлаждающую полость аппарата 4 перио