Способ дегидратации цеолита перед криогенной очисткой аргона от кислорода

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((() (51)5 С 01 В 33/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 о (Q0 (Л

Ы (21) 4889942/26 (22) 11,12,90 (46) 15,10,92, Бюл, ¹ 38 (71) Балашихинское научно-производственное объединение криогенного машиностроения им. 40-летия Октября (72) А,Н. Федоров, Г.А, Головко, Н.В. Филин, В,А. Гарин, В,Б. Воротынцев и И.А, Давыдов (56) Головко Г.А. Криогенное производство инертных газов, Л.: Машиностроение, 1983, с. 66-70, Изобретение относится к криогенной очистке аргона от кислорода на цеолитах.

Для очистки.аргона от кислорода аргон пропускают через слой цеолита, при этом идет адсорбция кислорода за счет молекулярно-ситового эффекта. Адсорбированные молекулы кислорода заполняют ((полости кристаллов цеолита. Для проведения процесса очистки аргона от кислорода цеолит должен быть предварительно освобожден от молекул воды, заполняющих полости кри- сталлов в состоянии поставки.

Известен способ дегидратации цеолита перед криогенной очисткой аргона от кислорода, включающий нагрев цеолита, В известном способе нагрев цеолита осуществляют до 673 К потоком сухого газа, В процессе нагрева цеолита до 673 К идет удаление из а полостей кристаллов цеолита молекул воды и таким образом освобождается объем а полостей для последующей адсорбции кислорода при очистке аргона.

При этом процесс дегидратации бывает длительным (в течение нескольких суток) и велики затраты энергии, Кроме того высокая температура дегидратации приводит к (54) СПОСОБ ДЕГИДРАТАЦИИ ЦЕОЛИТА

ПЕРЕД КРИОГЕННОЙ ОЧИСТКОЙ АРГОНА

ОТ КИСЛОРОДА (57) Сущность изобретения: слой цеолита нагревают до 383 — 393 К., затем охлаждают в среде кислорода до 90 — 95 К и вновь нагревают до температуры окружающей среды, 1 ил. тому, что для обеспечения прочности элементы конструкций адсорберов и оборудования имеют значительные толщины, что приводит к высокой металлоемкости обору дования.

Целью предлагаемого способа является снижение времени ведения процесса.

Указанная цель достигается тем, что в способе дегидратации цеоаита перед криогенной очисткой аргона от кислорода, включающем нагрев цеолита, последний ведут до температуры 383 К вЂ” 393 К, далее охлаждают в среде кислорода до температуры 90—

95 К, после чего вновь нагревают до температуры окружающей среды, Осуществление предлагаемого способа поясняется с помощью схемы установки (аппарата), поедставленной на чертеже.

Схема включает адсорбер 1, в котором трубки 2 заполнены цеолитом, трубопроводы 3 входа регенерирующего газа. 4 — выхода регенерирующего газа, соединенные с полостью трубок 2, трубопроводы 5 входа и

6 выхода хладоагента и теплоносителя, соединенные с полостью адсорбера, и трубопровода 7 входа кислорода.

1768513

Способ дегидратации осуществляется следующим образом.

Поток регенерирующего газа при температуре 383 — 393 К по трубопроводу 3 подают в адсорбер 1, где за счет нагрева цеолита в трубках 2 идет дегидратация основной массы воды,адсорбированной цеолитом. Затем подачу регенерирующего газа прекращают и по трубопроводу 7 в адсорбер подают кислород. При этом по трубопроводу 5 одновременно в межтрубное пространство адсорбера подают хладоагент(например, жидкий кислород) с температурой 90 К. В процессе охлаждения идет адсорбция кислорода в а полостях цеолита с одновременным вытеснением из аполостей, оставшихся после регенерации, молекул воды. После насыщения цеолита кислородом подачу хладоагента прекращают, через патрубок 5 в адсорбер подают теплоноситель. При нагреве цеолита в трубках идет десорбция кислорода, который отводится из адсорбера по трубопроводу 7.

Цеолит нагревают до температуры 293 К.

Вместе с кислородом из адсорбера отводятся десорбированные в ходе насыщения кислородом цеолита молекулы воды и достигается дегидратация цеолита.

Таким образом дегидратация цеолита осуществляется в два этапа. На первом этапе удаляется основное количество воды из цеолита, а на втором этапе освобождаются а полости для последующей адсорбции кислорода при очистке аргона.

Температурный уровень дегидратации

383 — 393 К определен опытным путем и является минимально необходимым, При температуре ниже .383 К не представляется возможным удалить достаточное количест- во влаги для обеспечения вытеснения молекул воды из а полостей при насыщении цеолита кислородом. Повышение температуры нагрева цеолита выше 393 К не позволяет

5 улучшить качество дегидратации и не сказывается на процессе очистки аргона от кислорода. Таким образом температурный уровень первого этапа дегидратации 383—

393 К является оптимальным. Применение

10 предлагаемого способа позволяет снизить температуру дегидратации и, таким образом, уменьшить расход энергии. Кроме того, в связи с тем, что температура дегидратации ниже, уменьшается время нагрева слоя це15 олита, Так как температура дегидратации ниже, можно создать оборудование с более низкими толщинами конструктивных элементов и таким образом снизить металлоемкость.

20 Экономический эффект достигается за счет снижения расхода энергии на проведение дегидратации и снижения расхода металла.

В связи с тем, что температура регене25 рации снижается с 673 К до 383 — 393 К, более чем в 3 раза уменьшается расход энергии на нагрев регенерирующего газа. Наряду с этим появляется возможность в 2 раза снизить расход металла, 30 Формула изобретения

Способ дегидратации цеолита перед криогенной очисткой аргона от кислорода, включающий нагревание цеолита потоком газа, отличающийся тем,что,сцелью

35 сокращения времени проведения процесса, нагревание ведут до 383-393 К, затем цеолит охлаждают до 90-95 К в среде кислорода и вновь нагревают до температуры окружающей среды.

1768513

Составитель А. Федоров

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н. Тупица

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

" .7i

Заказ 3616 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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