Способ регенерации адсорбента Советский патент 1982 года по МПК B01J20/00 

(54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ АДСОРБЕНТА

1

Изобретение относится к способам регенерации адсорбентов и может быть использовано в химической прсыышленности, в частности в области адсорбционной очистки газов от примесей.

Известен способ регенерации адсорбента в установке комплексной очистки воздуха, в KOTopwvt регенерирующий потсяе чнстого газа после стадии адсорбции пропускают через один адсорбер на десорбцию и охлаждение адсорбента ( во вторсы идет адсорбция), после чего этот регенерирующий поток ш 1брасывают в атмосферу 1 .

Недостатками этого способа являются большие удельные энергозатраты на рег нерацию адсорбента, так как полностью теряется тепло отходящего регенерирующего потока, и большой расход чистого газа на регенерацию адсорбента.

Наиболее близким к изофетению по технической сущности и достигаемому результату является способ регенерашга адсорбента, в котором регенерирующий

газ пропускают последовательно череодва адсорбера, осуществляя охлаждение адсорбента в одном адсорбере и десорбцию адсорбента .тем же потокся 1 во вто pcjM. В 1фоцессе десорбции регенер1фую ; щий газ направляют в рет-енеративное ус-рройство, в котором используют teплo, выносимое регенерируклцим газом из охлаждаемого адсорбера 2.

Недостатками известного способа являются большие удельные энергозатраты, так как полностью теряется тепло, выиос симое с отходящим десорбирующим пото ком, невозможность проведения десорбции и охтгажеиия адсорбента однощ еме но; большие эй1 гозатраты щт непрерывной работе электронагревателя; большой расход чистого газа на рет верацню, так как весь поток подлежит сбросу.

Цель взобретевня - повышение вко номнчиоств 1фоцесса регенерашш аосорбента.

Поставленная пель доспЛгается согласи но способу, заключающемуся в опновременной десорбции и охлаждешта aacop6ct та в нескольких адсорберах продувкой регенерирующим газом, который делят на два потока - охлаждающий и десорбирующий 0 соотношении, обеспечивающем раввое время десорбции и охлаждения, причем потоки после охлаждения и десорбции попеременно подают для подогрева десорбируюшего потока, переключая потоки на подогрев при уравнивании их температур, При этом поток после охлаждения адсорбента подают повторно на десорбцию и охлаждение. Отличительным признаком способа является деление регенерирующего газа на два потока в соотношении, обеспечивакхцем равное время десорбции и охлаждения, потоки после охлаждения и десорбции попеременно подают для подогрева десорбирующего потока, переключа их на подогрев, при уравнивании температур. Другим отличительным признаком способа является то, что поток после охлаждения адсорбента подают повторно на десорбцию и охлаждение. Предлагаемый способ может быть реа лизован в установках с числом адсорберов более двух. На чертеже представлена схема уст ройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит адсорбер з 1-4 с адсорбентом, теплообменное устройство В на потоке десорбирующего газа, нагреватель 6 для догрева десорбирук щего газа, циркуляционную газодувку 7 и холодильтпси 8 и 9. Способ осуществляется следующим о& разом. Регенерирующий газ сжимают в газодувке 7 до необходимого давления, разде ляют на два потока - первый десорбируто ший и охлаждающий. Первый поток подают на десорбцию адсорбента в адсорбере 1, а второй через холодильник 8 - на охлаждение адсорбента в адсорбере 2. В адсорберах 3 и 4 происходит адсорбция. Десорбирующий поток нагрева вают в теплоо&ленном устройстве 5 в первой части периода десорбции высокс температурным теплом охлаждающего по тока и во второй части - высокотемпера турным теплом отходящего десорбирующего потока и догревают в нагревателе б. Расходы десорбируюшет о и охлаждаю швго потоков распределяют таким образом, чтобы период десорбции был равен ПО llt-pHony ОХЛажГиИШЯ, l|j|t этоп нагреватель G работает н«Прерывно. Отходящие десорбируюший и :)хлаж- даклций потоки выбрасывают. И глуше необходимости экономии чистого рогенерируюи его газа отходящий охл 1ждакяций газ после охлаждения в холодильнике 9, если температура газа превышает допустимую температуру на входе в газодувку, возвращают на всасывание газоду жи 7 и присоединяют к регенери зу1сяцему потоку. Пример. Поток регенерирующее го газа после газодувки направляют в два регенерируемых адсорбера, один из которых находится на стадии десорбции, а - на стадии охлаждения. Поток регулируют следующим образе : в первую треть периода десорбции на охлаждение подают 20ОО , а на десорбцию - 40ОО м /ч, то есть в соотношении 1:2. В последующие 2/3 периода десорбции - в соответствии 2:1 до получ гая температуры Газа после охпаждаемотО адсорбера, равной 3 С, в резупь тате чаго время десорбции и время охлаждения выравниваются, что позволяет . организовать шосл переключения адсорберов в р«гжим очистки поочерэдно со сдвиге по фазе, равным 1/2 времени защитного действия одного адсорбера, я в общем i.viy4ae - l/f1-2, если работает II а |сорберов. В 1гервую треть охлаждения разность ткмпйратур между адсорбентом и газом высокая (350 С), поэтому теплообмеи идет достаточно интеисивно при пониженном расходе газа. ОдноЬременно при прогреве в дес(фб1Чэуемом адсорбере идет бурное Илделение влаги из адсорбента. Спустя 1 /3 времени после начала десорбции, когда т« 1пература газа после десорбируемого адсорбера повышается до 15О С, количество десорбирующего потока резко снижают. В этот период в охлаждаемом адсо{ бере разность Чемператур между газом и адсорбентом :.начительно понижается (до 20()°С), увеличение в 2 раза коли нества охл даюадего газа интенсифицирует процесс охлаждения и позволяет закончить процесс в одно вр&ля с окончанием десорбция адсорбента. Десорбирук щий поток предварительно подогревают в теплообменнике, подавая в него отходящий газ после охлаждения или десо11бции до , затем догревают в алехт})она1Т}еввтеле до температуры поряц5&ка 38О°С и подают fia десорбцию в адсорбер. Первоначальна текшература потока пос ле охлаждения составляет . В момент вьфавнивания температур потоков после десорбции и охлаждения при 18О200 С в теплообменник направляют десо бируюишй поток, температура которого повышается. При температуре газа после адсорберов, равной 35О°С, нагреватель используют только для догрева газа с 340°С до 380°С. Поток, идущий на охлаждение адсорбе ра, предварительно охлаждают в теплооб меннике до 1-3°С Для экономии чистого регенерирующег газа поток после охлаждения адсорбента охлаждают в холодильнике, если его температура выше допустимой {5О-170°С), и возвращают на всасывание в газодувку. Это дает снижение расхода чистого продукта с 35% до 14% от количества оппцаемого газа. Использование предлагаемого способа регенерации адсорбента, по сравнению с известным, позволяет: снизить энергозатраты на регенерацию на за счет разделения регенерирующего потока на два автономных - охлаждающий и де- сорбирующий и использования тепла отходящих потоков на высоком температурном уровне; улучщить условия эксплуатации нагревателя и уменьшить его моинность в 2-3 раза за счет того, что он работает непрерывно только для подо грева газа от ГТО-ЗбО е до вместо периодического нагрева регейерирующего газа в известном способе от до 380°С, увеличить надежность работы оборудования установки; уменьшить раоход чистого регенерирукмпего газа на 25-30%. Расчет экономического эффекта предла гаемого способа выполнен по сравнению со способом регенерации адсорбента. 066 |реализоваиного в установке очистки газа типа КАР-ЗО, состоящей из 8 одинаковых адсорберов, половина кз котоуялх находится на стадии адсоргбиии, а остальные - на стадии регенерации, с выходом чистого продукта до 55%. Согласно предварнтелыпму подсчету экономический эффект от яспопьзовавия предлагаемого способа в оаной установке разделения воздуха состеюит 4636,276 тыс, руб. в год за счет сокращения количества адсорбента, времени его регенерации, временя работы, мошнооти электронагревателя и потерь газообразного гастого азота. Формула изобретения 1.Способ регенерации адсорбента в нескопысих адсорберах путем одновременных десорбции и охлаждения продувкой регенерирующим газом, отличающийся тем, что, с цепью повышения экономичности процесса, регенерирующий газ делят на два потока - охлаждающий и десорбирукяаий в соотношении, обеспечивающем равное время десорбции и .охлаждения, причем потоки после охлаждения и десорбции попеременно подают для подогрева десорбирукяцего потока, переключая потоки на подогрев при уравнивании их температур. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, ,что поток после охлаждения адсорбента подают повторно на десорбиию и охлаждение. Источники информашгя, принятые во внимание прн экспертизе 1.Каталог криогенного обсфудовавия. М., 1976, ч. 2. 2.Серпион15&а Е. Н. Промышленная адсорбция газов н паров. М., Высшая школа, 1969, с. 293-295.