Способ разделения парогазовых и газовых смесей Советский патент 1954 года по МПК B01D53/06 

Современное состояние техники адсорбционного разделения газовых и парогазовых смесей отличается низкой интенсивностью процесса, вызываемой его периодичностью и использованием в процессе, в каждый данный момент, только части неподвижного слоя адсорбента.

В применяемых периодических адсорбционных зстановках (при работе на угольных адсорбентах - всегда, гфн работе на минеральных адсорбентах - часто) теплоноспте.тем является водяной нар, применение которого связано с увлажнением адсорбента и необходимостью последующей его сушки.

Предлагаемым способом непрерывного адсорбционного разделения газов и парогазовых смесей устраняются указанные недостатки.

В основу предлагаемого процесса положен противоток потока перерабатываемой газовой смеси (или парогазовой адсорбции) и теплоносителя (десорбция), движущихся в колонне вертикально вверх и вниз с определенной скоростью.

Движущей силой потока газа служит перепад давлений на входе и выходе, достаточный для преодоления шдравлических сопротивлений ко юнны с коммуникациями и веса потока част1щ адсорбента при за.данных величинах расхода. Движущей сило( потока частиц адсорбента служит сила веса самих частиц.

Подвод тепла десорбции (нагрев частиц насыщенного адсорбента) осуществляется путем теплообмена в противотоке между падающим по током частиц п потоком теплоносителя, нагретого до достаточно высокой температуры.

В качестве теп,Юносите,1я предусматривается применение циркуляционного потока продуктов десорбцни, подогреваемых в газоподогревателе.

Для выде.1ення продуктов десорбIUHI служат конденсационные ycTpoiiства, тип и конструкция которых выбираются в соответствии с природой и составом выделяемых прод}ктов.

Охлажденне адсорбента осуществляется одновременно с его транспортом.

Па чертеже схематично изображен технологический процесс предлагаемого способа.

Газовая или парогазовая смесь, подлежащая разделению (сырой газ), поступает по вводному патрубку в верхнюю часть разделительного бункера 1, откуда направляется потоком вверх в адсорбционную секцию, навстречу падающим частицам адсорбента. При этом адсорбент насыщается, поглощая извлекаемые компоненты из газовой смеси. Подача адсорбента осзществляется из питательного бункера 2 порционером, тип которого выбирается в зависимости от вида используемого адсорбента и его расхода.

Переработанный газ отводится из верхней, расширенной части адсорбционной секции, и, после отделения i3 циклоне 3 уноса мелких частиц адсорбента (не выпавших в расширенной части адсорбционной секции), охлаждается в газовом холодильнике 4 и затем используется в качестве рабочего тела и хладоагента для транспорта и охлаждения в газлифте 5 горячего регенерированного адсорбента.

Насыщенный адсорбент собирается в нижней части разделительного бункера, продувается остаточным газом конденсационной системы (в случае, если предлагаемый способ используется для извлечения целевых продуктов) и затем через порционер подается в десорбционную секцию 6, где производится десорбция поглощенных продуктов путем нагрева частиц адсорбента, падающих в противотоке горячего циркуляционного газа. Количество и температура горячего циркуляционного газа, вводимого снизу десорбционной секции и длина секции подбираются таким образом, чтобы обеспечивались:

а)полпота десорбции поглощенных продуктов;

б)температура смеси циркуляционного газа с продуктами десорбции на выходе из десорбционной секции, препятствующая конденсации каких-либо компонентов газовой, смеси.

Выходящая из десорбционной секции газовая смесь после отделения в циклоне 7 уноса разделяется на два потока. Один из них, циркуляционнын, побуждаемый к движению газодувкой, после нагрева в подогревателе 8, используется в качестве теплоносителя для десорбции. Дру1ой ноток выводится из системы и, в зависимости от задач процесса, направляется или в конденсационную систему, или на выхлоп.

Выйдя из десорбционной секции, адсорбент собирается в сборном бункере 9, из которого подается в секцию отдувки 10 перегретым паром, с целью более полпой десорбции поглош,енных продуктов. В секцни 11 осуществляется отдувка горячим переработанным газом увлечен11ого адсорбентом водяного пара.

Нагретый, продутый адсорбент поступает по рукаву 12 в газлифт 5, где охлаждается н одновременно транспортируется наверх холодным переработанным газом. Для улучшения условий охлаждения стенка трубы газлифта имеет рубашку, в которую противотоком газу подается охлаждающая вода.

Адсорбент, поднятый наверх газлифтом, отделяется от газа в сепараторе 13 и от мелочи в классификаторе 14, после чего вновь возвращается в адсорбционную секцию, через питательный бункер 2.

В отдельных случаях, когда это вызывается необходимостью, дополнительное охлаждение адсорбента может быть осуществлено путем ввода дополнительного потока холодного переработанного газа в среднюю часть адсорбционной секции 15, при одновременном удлинении ее верхней части 16.

Предлагаемый способ использования адсорбента в падающем потоке позволяет интенсифицировать насыщение адсорбента и десорбцию адсорбтива, чем резко сокращается время обращения адсорбента в системе до продолл :ительности, измеряемой минутами (не более десяти, вместо 20-180 мин. в циклах периодической адсорбции и 45-50 мин. в циклах непрерывной адсорбции с движущимся слоем), уменьшается З/дельный расход адсорбента н o6Tieма, и oco6ej HO рабочее сечение осi-ювиой аппаратуры.

Конкретными примерами применения предлагаемого процесса могут быть:

а)отбензинивание газов и извлечение из них бутана и пептана;

б)извлечение паров растворителей из воздуха сушильных устройств;

в)осушка газом при низких и средних давлениях;

г)очистка газов путем улавливания ценных или вредных колтпонентов, при переработке больших объемов газов.

Предмет и з о б р е т е tr п я

Способ разделения парогазовых и газовых смесей с применением непрерывной адсорбции потоком частиц адсорбента, падающих противотоком R разделяемой парогазовой и газо ой смеси и непрерывно десорбции пог.чощенных адсорбентом iem,ecTB нагрева падаю 11,его потока частиц насы ленного адсорбента в противотоке с теплонос 1телем, о тл и ч а ю щ 1 и с я тем, что, с целью лме ;ьшен я тепла, расходуемого на десорбцию, и во избежание увлажнения адсорбента, в качестве теплопос 1та1я десорбции применяются ре11иркулируюш,ие подогреваемые в газоподогревателе продукты десорбпии, направляемые навстречу падающему потоку насыщенного адсорГе та.