Устройство для регулирования процесса очистки контролируемых атмосфер

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВА-НИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ КОНТРОЛИРУЕМЫХ АТМОСФЕР, состоящее из теплоизолированной реторты с патрубками подвода и отвода газа, внутри которой размещен слой адсорбента, и батареи с циркулирующим хладагентом, холодильным агрегатом с запорным вентилем, соединенным с батареей, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества процесса и его экономичности за счет одновременной очистки от водяных паров, окиси и двуокиси углерода и кислорода в одном аппарате , оно дополнительно снабжено газоанализатором кислорода, установленным на патрубке отвода газа и дифференциальным манометром, установленным на патрубке подвода газа, которые . связаны с запорным вентилем, установленным на линии цй жуляции хладагента . 4;: sl 00 .,-о:г

СОЮЗ СОВЕ ГСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3580776/23-26; 3581070/23-26 (22)-08.04.83 (46) 30.08.84 Вюл. к.- 32 (72).С.З.Васильев, В.Н.Железов, И.И.Маергойз, О.Г.Осипова и Л.И.Пушкарев (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (53) 66.612-52(088.8) (56) .1. Васильев С.З. и др. Установки экзогаза. М., "Энергия", 1977, с.54, 95-97, рис. 43, схема Х1.

2 ° Васильев С.З. и др. Установки экзогаза. M., "Энергия", 1977, с. 58-61. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОЧИСТКИ КОНТРОЛИРУЕМЫХ

gy1) В 01 Р 53/04; С 05 D 27/00

АТМОСФЕР, состоящее из теплоизолированной реторты с патрубками подвода и отвода газа, внутри которой размещен слой адсорбента, и батареи с циркулирующим хладагентом, холодильным агрегатом с запорным вентилем, соединенным с батареей, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества процесса и его экономич. ности за счет одновременной очистки от водяных паров, окиси и двуокиси углерода и кислорода в одном аппарате, оно дополнительно снабжено газоанализатором кислорода, установленным на патрубке отвода газа и дифференциальным манометром, установленным Я на патрубке подвода газа, которые связаны с запорным вентилем, установленным на линии циркуляции хладагента.

1110478

Изобретение относится к производству контролируемых атмосфер и может быть использовано в химическом и нефтяном машиностроении, металлургии и других отраслях промышленности. 5

Известно устройство для регулирования процесса очистки экзогаза, состоящее из узла конверсии окиси углерода водяным паром, узлов осушки газа холодом; и на силикагеле, а также 1О узла адсорбционной очистки на цеолитах. Устройство снабжено регуляторами температуры катализатора в конверторе СО и хладагента в холодильной камере, а также теплоносителя в узле 15 адсорбционной очистки (11.

Недостатками известного устройства являются низкое качество очищенного .экзогаза из-за наличия остаточного содержания окиси углерода 20 (0,3 — 1,0%) и следов кислорода, а также сложность технологической схемы установки и. громоздкость оборудования.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для регулирования процесса очистки контролируемых атмосфер, состоящее из теплоизоляционной реторты с патрубками подвода и отвода газа, внутри которой размещен слой адсорбента, и батареи с циркулирующим хладагентом, соединенной с холодильным агрегатом, снабженным терморегулятором.

Устройство снабжено также силикагелевым осушителем ".2l.

Недостатками данного устройства являются низкое качество готовой атмосферы (содержание СО 0,005 — 0,05,40

Н О вЂ” минус 60 С по точке росы), наличие в готовом экзогазе СО и О, низкая экономическая эффективность из-за многоступенчатости процесса и очистки экзогаза только от двух при- 4 месей (СО и Н20) и невозможность регулирования йроцесса очистки по составу очищенного экзогаза.

Цель изобретения - улучшение качества процесса и его экономичности

50 за счет одновременной очистки от водяных паров, окиси и двуокиси углерода и кислорода в одном аппарате., Указанная цель достигается. тем, что устройство для регулирования про- цесса очистки контролируемых атмосфер, состоящее из теплоизолированной реторты с патрубками подвода и отвода газа, внутри которой размещен слой -адсорбента, и батареи с циркулирующим хладагентом, холодильным агрегатом с запорным вентилем, соединенным с батареей, дополнительно снабжено газоанализатором кислорода, установленным. на патрубке отвода газа и дифференциальным манометром, установленным на патрубке подвода газа, которые связаны с запорным вентилем, установленным на линии циркуляции хладагента.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство состоит из герметичной реторты с теплоизоляцией 2, слоем адсорбента 3, патрубком подвода газа 4, на котором установлен датчик автоматического дифференциальноFo манометра 5, и патрубком отвода газа 6, на котором установлен датчик автоматического газоанализатора на кислород 7, размещенных внутри аппарата основной 8 и регулируемой 9 секций с циркулирующим хладагентом, соединенных с холодильным агрегатом 10, автоматического запорного вентиля

11, установленного на подводящей линии регулируемой секции и связанного импульсной линией 12 с датчиком 7 и импульсной линией 13 — с датчиком 5.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Экзотермическая контролируемая атмосфера †.экзогаз, содержащая помимо азота и водорода двуокись и окись углерода, водяные пары и кислород, поступает в реторту 1 адсорбента, снабженную теплоизоляцией 2. В реторте размещен слой цеолитов 3. Зкзогаз, прошедший через патрубок подвода га" за 4, снабженный датчиком автоматического дифференциального манометра 5, попадает в слой цеолитов высотой А. Пройдя через слой адсорбента, экзогаз покидает реторту через патрубок отвода газа 6, в котором установлен датчик автоматического газоанализатора на кислород 7. Внутри адсорбента размещены одна на другой две секции с циркулирующим хладагентом— основная 8 и регулируемая 9 секции.

Обе секции соединены с фреоновым холодильным агрегатом 10 замкнутым контуром. Холодильный агрегат обеспечивает непрерывную циркуляцию хладагента в основной секции, имеющей высоту

Составитель Б.Каклюгин

Редактор Т.Митейко Техред С.Легеза Корректор М.Демчик

Заказ 6218/5 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ 1осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

3, 1 1 104

Б. Регулируемая секция, расположенная ближе к входу газа и имеющая высоту В, соединена с холодильным агрегатом через автоматический запорный вентиль 11.,Схема управления это- g го.вентиля выполнена с открывающим контактом промежуточного реле, котос рое импульсной линией 12 связано с датчиком 7 и с закрывающим контактом второго реле, связанного импульсной 10 линией 13 с датчиком 5. Регулируемая секция расположена на расстоянии Г от входного сечения слоя цеолита.

Благодаря такому размещению секций в слое создается градиент температур с понижением в сторону выходу экзогаза. Особенностью этого градиента является наличие .строго фиксированной по высоте нулевой температурной эоны. В первоначальном положейии ав- gp томатический вентиль 11 закрыт и нулевая температурная зона находится. на высоте à — В от входного сечения слоя адсорбента. В тот мбмент, когда концентрация кислорода в очищен- . 2S ном экзогазе достигает заданного максимально допустимого предела (например 0,0001X), от датчика газоанализатора на кислород 7 по импульсной линии

12 поступает сигнал на открывающий .контакт промежуточного реле, и вентиль 11 открывается. Хладагент начинает циркулировать и в секции 9, вследствие чего нулевая температурная зона смещается в сторону входа экзогл за.. Теперь она установлена на уровне

Г. Вся влага, поступающая с экзогазом, должна адсорбироваться в слое высотой Г, имеющем положительную температуру. Если этой высоты недоста- 4О точно, то на уровне Г начинается обледенение слоя и его сопротивление возрастает. Давление экзогаза на входе в адсорбер постепенно повышается и достигает заданного критического 4 значения (например 800 мм вод.ст ° ).

В этот момент от датчика автоматического дифференциального манометра 5 по импульсной линии !3 поступает сигнал к закрывающему контакту второго промежуточного реле, и вентиль 11 закрывается. Вновь хладагент циркулирует только в секции 8, и нулевая температурная зона смещается в первоначальное положение, которое сохраняется до очередного повышения концентрации кислорода за слоем.

Наиболее вероятными величинами критических параметров являются: концентрация кислорода 1 — 10 рр (0,0001 — 0,001X) и давление экзогаза 300 — 1300 мм вод.ст.

Первоначальное положение нулевой температурной эоны предпочтительно устанавливать на расстоянии, равном .

0,3 — 0,4 высоты слоя от входа в него экзогаза,*а смещение этой эоны целесообразно вести в пределах

0,15 — 0,25 высоты слоя.

Устройство дпя регулирования выполнено из учета наиболее специфических особенностей процесса очистки экзогаза от четырех компонентов.

Регулирование ведется по наиболее трудносорбирующемуся компоненту— кислороду, с одной стороны, и по имеющей нулевую температуру замерзания влаги с другой стороны.

Таким образом, предлагаемое устройство повышает качество очищенного экзогаза. Содержание в нем кислорода и двуокиси углерода снижается до

1 рр m (0,0001X), а влаги — ниже

-80ОС по точке росы. Кроме того, происходит одновременное поглощение

Н О, СО, СО и 0 в одном аппарате, повышается экономичность процесса за счет замены экзогазом азотоводородной атмосферы, получаемой из аммиака путем его диссоциации с последующим дожиганием водорода и упрощается технологическая схема установки и уменьшаются ее габариты. При этом существенно упрощается процесс регулирования и функции обслуживающего персонала.