Способ осушки газовой смеси Советский патент 1982 года по МПК B01D53/26 

t54) СПОСОБ ОСУШКИ ГАЗОВОЙ СМЕСИ

Изобретение относится к технике осушки газовой смеси, а более конкретно к глубокой осушке газовых от ходов после эжектора турбины перед угольньЕ абсорбером в установке очистки газовых отходов АЭС с кипящим ядерным реактором. Известен способ осушкч газов путем вымораживания паров жидкости, при котором влага в виде инея откладывается на охлаждающей поверхности 1. Недостатком данного способа является необходимость предварительной осушки газа доОстаточного, влагосодержания не более 5 г/м. Наиболее близкимк изобретению по технич.еской сущности и достигаемому .результату является способ ос ки газовой смеси путем ступенчатого aыv opaживaния с промежуточной фильт рацией кристаллов влаги через слой стекловолокНа 2. Недостатком известного способа я ляется невысокаястепень осушки га:за, поскольку остаточное влагосодер жание составляет не менее 10 мг/м Целью изобретения является повышение степени осуигкн газа. Поставленная цель достигается .тем,что согласно способу осушки га зовой путем вымораживания с последующей фильтрацией кристаллов влаги через слой стекловолокна, вымораживание -ведут в три ступени, причем температуру на каждой из ступеней поддерживают равной 223-218, 213208 и 203-198 К соответственно, а фильтрацию проводят, последовательно после каждой ступени вымораживания. При этом плотность набивки стекловолокна на ступенях фильтрации поддерживают в отношении 1:2:4, а толщину волокон в отношении 15:7,5:1. Кроме того,толщину фильтрующего слоя на трех ступенях вымораживания поддерживают з отношении 4:2:1 соответственно. Предлагаемый способ позволяет . понизить количество влаги в газовой смеси до содержания не более 2 мг/м. Выбранные интервалы температур выглораживанияобусловлены тем, что на первом участке вымораживателя происходит охлаждение и выморажение влаги из газовой смеси при 223 К. Это граница, между намораживанием на теплообменной поверхности и уносом инея с током газа. После выморажипания без фильтрации содержание влаги в зе составляет 33 мг/м однако част влаги находится в виде инея, а час в виде паров. Способ предусматривает три йтуп ни фильтрации, так как на двух тру но достичь поставленную цель (осуш ка до абсолютной влажности 2 мг/м/ Отношение плотности набивки сосгавляет 1:2;4, отношение толщины в локон 15:7,5:1, отношение толщины фильтрующего слоя на Трех ступенях вымораживания 4:2:1, а четыре фил ра усложняют устройство. Влажность 2 мг/м соответствует температуре . 203 К. Влага должна откладываться равномерно на всех трех фильтрах. Интервал после вымораживания с абсолютной влажностью 33 мг/м и конечную влажность 2 мг/мразделяют на три части. На всех трех фильтрах должно отложиться по 10,33 мг/м инея. Температура газа перед первым фильтром, которой бы соответствовала влажность 33-10, 33-22,67 мг/м составляет 219 К. Температура газа перед, вторым фильтром, на которсм отложится еще 10,33 мг/м влаги, со тавляет 213 К. Перед третьим фильт ром должнабыть температура 203 К, которой соответствует абсолютная влажность 2 мг/м, а вымороженная влага в количестве 1C),33 мг/м откла дывается на третьем фильтре. Пример. Способ осуществл ют в устройств.е, состоящем из плотного корпуса с закреплённым в нем .вымораживателем. Вымораживатель выполнен из четырех участков, между .которыми размещены фильтры. Первый участок вымораживателя имеет поверхность, которая охлаждает газовую смесь, поступающую из эжектора турбины АЭС.по трубопроводу в корпус, в пределах 223 К. По ходу движения газовой смеси над этим -участком вымораживателя закреплен выемной фильтр из стекловолокна с плотностью набивки 60 кг/м с толщиной волокна 50 мк и толщиной фильтрующего слоя 0,125 Фильтр имеет развитую поверхность фильтрации из расчета скорости газа 0,3 м/с. Влажность газа после фильтра 20 мг/м Надфильтров закреплен участок вымораживателя с поверхностью, которая охлаждает газовую смесь в пределе 213.К. Над отёдуюшим участксм по ходу движения газовой смеси закреплен выемной фильтр из стекловолокна с плотностью набивки 120 кг/м с толщиной волокна 25 мк и толщиной слоя 0,125 м. Фильтр имеет развитую поверхность фильтрации из расчета скорости газа в пределах 0,7 м/с. Влажность газа после фильтра 10 мг/м Над фильтром закреплен третий участок вымораживателя с поверхностью, которая охлаждает газовую смесь в пределах до 203 К. Над этим участком по ходу движения газовой смеси закреплен выемной фильтр из стекловолокна с плотностью набивки 240 кг/мс толщиной волокна 5 мк и толщиной слоя 0,060 м. Фильтр имеет развитую поверхность фильтрации из расчета скорости газа в пределах 2,1 м/с. Влажность газа после фильтра 2 мг/м Над последним фильтром размещен участок вымораживателя с поверхностью, которая охлаждает газовую смесь ниже 198 К. П р и м е р 2. В установке по примеру 1 разовую смесь, поступающую .из эжекторатурбины АЭС по трубопроводу в корпус, охлаждают до 218 К. По ходу газа закреплен фильтр из стекловолокна с плотностью набивки 40 толщиной 30 мк и толщиной слоя 0,2 м. Фильтр имеет развитую поверхность расчета скорости 0,1 м/с. Влажность после фильтра 20 Над фильтрсйм закреплен участок вымораживателя, который охлаждает газовую смесь до 208 К. По. ходу движения газовой смеси установлен фильтр плотностью набийки 80 .лщиной волокна 15 мк, толщиной слоя 0,1м. Фильтр имеет развитую поверхность из расчета скорости газа в пределах 0,5 м/с. Влажность газа после,фильтра составляет 10 мг/м. Над фильтром закреплен третий Вымораживатель, охлаждающий газовую смесь до 198 К. Над участком закреплен внешний фильтр из стекловолокна с плотностью набивки 160 кг/м, толщиной волокна 2,5 мк и толщиной слоя 0,050 м. Фильтр имеет развитую поверхность нз расчета скорости газа в пределе 1,2 м/с. Влажность газа после фильтрации составляет после фи.ль тра 2 мг/м Над последним фильтрсм. размещен участок вымораживателя с поверхноЬтью, которая охлаждает газовую смесь ниже 198 К, соотношение плотности набивки составляет 1:2:4, отношение толщины волокон составляет 15:75:1 и отношение толщины фильтрующего слоя на трех ступенях вымораживания составляет .4:.2:1 Использование изобретения на АЭС с кипящим реактором 1000 МВт электрических позволяет уменьшить количество влаги в газовых отходах, идущих на угольные адсорберы, до 2 мг/м с одновременным охлаждением этого газа до температуры порядка 20.3 К. Это позволяет реже ПРОИЗВОДИТЬ регенерацию угольных адсорберов, умень,шает количество угля от 220 до 100 м и снижает энергозатраты. Экономическая эффективность только на угле составляет при этом около 60 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

фильтрации поддерживают в отношении 1:2:4, а толщину волокон в отношении 15:7,5:1.

0 фильтрукяцего слоя на трех ступенях вьмораживания поддерживают в отношении 4:2:1 соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 5 1. Пречистенский С.А. Радиоактивные выбросы в атмосферу. М., Госатсм издат, 1961, с. 134.

2. Патент Франции I 2224841, кл. G 21 F 9/02, 1974(прототип7.