Способ тонкой очистки аргона от примесей азота


 


Владельцы патента RU 2531169:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" (ФГУП "ЦНИИ КМ "Прометей") (RU)

Предлагаемое техническое решение относится к области очистки инертных газов от газообразных примесей с помощью химических реагентов в промышленных установках, предназначенных для высокотемпературной обработки химически активных материалов. Предлагается способ тонкой очистки аргона от примесей азота, включающий размещение химического реагента из титанового сплава в реакторе системы очистки и нагрев его до 870-920°С, в котором в качестве реагента используют брикеты из стружечных отходов механической обработки титановых сплавов. Плотность брикета составляет не более 1,35-1,4 г/см3. Брикеты выполнены в форме пластин или дисков высотой от 7 до 18 мм, толщина стружки составляет не более 1,1-1,2 мм. Размещение брикетов в реакторе системы очистки осуществляют послойно, с расположением сторон брикета с большей площадью поверхности навстречу потоку очищаемого газа. Изобретение позволяет повысить ресурс реагента и снизить стоимость процесса очистки аргона. 3 з.п. ф-лы.

 

Предлагаемое техническое решение относится к области очистки аргона от примесей азота в промышленных установках, предназначенных для высокотемпературной обработки химически активных материалов в инертных газах.

В промышленной практике применяются реагенты для очистки инертных газов от примесей азота (кальций, литий, титан и др.).

Существует способ тонкой очистки аргона в промышленной установке «Атмосфера-1», где в качестве химического реагента используют гранулированную титановую губку, имеющую комковатую форму с развитой пористой внешней поверхностью. Титановую губку размещают в реакторе системы химической очистки аргона и нагревают до температур 870-920°C, обеспечивающих химическое взаимодействие реагента с удаляемыми из аргона примесями азота (Фастовский В.Г., Ровинский А.Е., Петровский Ю.В. Инертные газы. - Москва, Атомиздат. - 1972. С.234) - прототип.

Гранулированная титановая губка обеспечивает достаточно высокую степень очистки аргона от примесей азота.

К недостаткам прототипа относится:

- неполная отработка реакционной массы реагента из гранулированной титановой губки, т.к. удаляемый азот взаимодействует только с ее внешней поверхностью, а сердцевина губки, имеющая высокую плотность, непроницаема для очищаемого аргона;

- высокая стоимость реагента из гранулированной титановой губки.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение степени обработки ресурса реагента и снижение затрат на очистку аргона.

Технический результат достигается тем, что в способе тонкой очистки аргона от примесей азота, включающем размещение химического реагента из титанового сплава в реакторе системы очистки и нагрев его до 870-920°С, согласно изобретению в качестве реагента используют брикеты из стружечных отходов механической обработки титановых сплавов с плотностью в пределах 1,35-1,4 г/см3. Брикеты выполняют в форме пластин высотой от 7 до 18 мм. Толщина стружки составляет не более 1,1-1,2 мм. Размещение брикетов в реакторе системы очистки осуществляют послойно, с расположением сторон брикета с большей площадью поверхности навстречу потоку очищаемого газа.

Плотность брикета в пределах 1,35-1,4 г/см3 является наиболее оптимальной, обеспечивающей необходимую пористость реакционной массы в брикете. Выбранная высота брикетов от 7 до 18 мм определяет формирование реакционной насадки с заданным гидравлическим сопротивлением. Толщину стружки 1,1-1,2 мм выбирают с целью полной отработки реакционной массы азотом в заданный период ее использования.

За счет компактирования стружки в брикеты химически активная поверхность реакционной массы реагента значительно возрастает. Соответственно, достигается высокая проницаемость реагента очищаемым аргоном, что обеспечивает практически полную отработку реакционной массы.

Использование в качестве химического реагента брикетов, изготовленных из недорогих стружечных отходов взамен дорогой титановой губки, значительно удешевляет процесс очистки инертных газов.

Во ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» методом холодного прессования были изготовлены брикеты в виде пластин из стружечных отходов механического производства титанового сплава ВТ6 с последующим спеканием материала брикета в вакууме. Толщина стружки 1,1-1,2 мм. Плотность брикетов 1,35-1,4 г/см3.

Размеры брикетов: 41×61,5×7 мм, 41×62,5×10 мм и 41×62,5×18 мм.

Был получен брикетированный реагент из стружки титанового сплава, имеющий высокую активную площадь химического взаимодействия с очищаемым аргоном, превышающую удельную площадь титановой губки в 18-25 раз.

Кроме того, были изготовлены брикеты в виде пластин из стружки титанового сплава ВТ1-0 толщиной 1,1-1,2 мм. Размеры брикета 10×20×62,5 мм, плотность брикетов 1,4 г/см3. Исследование показало, что при рабочей температуре реагента 880°C концентрация азота в аргоне стабильно поддерживалась на уровне 0,008% об.

Послойное размещение в реакторе системы очистки промышленной установки «Атмосфера-1» реагента из брикетированных стружечных отходов механической обработки титановых сплавов обеспечило эффективное поддержание стабильной чистоты аргона по содержанию азота при температурах нагрева 870-920°C.

Газодинамическое сопротивление указанных брикетов высотой от 7 до 18 мм имеет величину от 15 до 30 мм масляного столба при скорости продувки аргона через брикет 0,15 м/сек.

Сравнительный расчет показывает, что затраты на изготовление брикетированного из стружечных отходов реагента в условиях предприятий, выполняющих металлообработку титановых сплавов, в 3-6 раз ниже затрат на приобретение дорогостоящей титановой губки. Для изготовления предлагаемого реагента можно использовать стружечные отходы широкой гаммы титановых сплавов.

1. Способ тонкой очистки аргона от примесей азота, включающий размещение химического реагента из титанового сплава в реакторе системы очистки и нагрев его до 870-920°C, отличающийся тем, что в качестве реагента используют брикеты плотностью 1,35-1,40 г/см3 из стружечных отходов механической обработки титановых сплавов.

2. Способ тонкой очистки аргона по п.1, отличающийся тем, что толщина стружки составляет 1,1-1,2 мм.

3. Способ тонкой очистки аргона по п.1, отличающийся тем, что брикеты изготавливают в форме пластин высотой от 7 до 18 мм.

4. Способ тонкой очистки аргона по п.1, отличающийся тем, что брикеты в реакторе системы очистки размещают послойно с расположением сторон брикета с большей площадью поверхности навстречу потоку очищаемого газа.



 

Похожие патенты:

Адсорбер содержит вертикальный корпус, опорную решетку с насыпным слоем адсорбента, металлические разделительные сетки и слои керамических шаров, размещенных на опорной решетке и сверху слоя адсорбента, штуцер на верхнем и нижнем днище корпуса адсорбера для входа и выхода перерабатываемого газа.

Изобретение относится к способу регенерации очистительного слоя, находящегося в сосуде, который применяется в процессах полимеризации олефинов, а также к системе регенерации очистительного слоя, находящегося в сосуде при выполнении вышеуказанного процесса.

Способ относится к очистке природного газа с помощью одного или большего числа адсорберов и к регенерации адсорберов. Способ включает прохождение сырья, содержащего природный газ, через первый адсорбер для получения продукта, содержащего очищенный природный газ; регенерацию второго адсорбера на стадии нагревания, и регенерацию второго адсорбера на стадии охлаждения.

Изобретение относится к способу и устройству для отделения по меньшей мере одного газообразного компонента из отработанного газа установки для изготовления жидкого чугуна, жидкого стального полуфабриката или губчатого железа.

Изобретение относится к области реакторных емкостей с радиальным потоком. Реактор содержит цилиндрическую оболочку емкости, имеющую вертикальную продольную ось, верхнюю крышку и нижнюю крышку; нижнюю опорную плиту, расположенную внутри оболочки и соединенную с нижней крышкой; цилиндрическую пористую внешнюю корзину, расположенную концентрически внутри оболочки вдоль продольной оси и прикрепленную к верхней крышке и нижней опорной плите; и цилиндрическую пористую внутреннюю корзину, расположенную концентрически внутри пористой внешней корзины вдоль продольной оси и имеющую сплошную секцию, прикрепленную к верхней крышке емкости, пористую секцию, прикрепленную к нижней опорной плите, и съемную секцию, закрепленную между ними.

Изобретение относится к области химии и биотехнологии. Способ непрерывного выделения и концентрирования водорода из биосингаза, состоящего из пяти и более компонентов, включающий подачу биосингаза из реактора (пиролизного реактора или биореактора) с помощью компрессора в мембранный модуль для предконцентрирования водорода в пермеате или ретентате и последующую подачу пермеата (после дополнительного компремирования) или ретентата (без дополнительного компремирования) в блок короткоцикловой адсорбции с получением на выходе концентрата водорода.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к технологии осушки и очистки экологически чистых углеводородных газов-пропеллентов, и может быть использовано в газовой, нефтехимической, а также бытовой химии.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к технике осушки и очистки экологически чистых углеводородных газов - пропеллентов и может быть использовано в газовой, нефтехимической, а также бытовой химии.

Изобретение относится к области химии. Сырьевой поток 209 разделяют в первой адсорбционной системе с переменным давлением (PSA1) на первую фракцию 210, включающую в значительной степени адсорбированные компоненты и на вторую фракцию 212, включающую в значительной степени неадсорбированные компоненты, при этом первая фракция 210 включает большую часть СН4 и CO2 из сырьевого потока, а вторая фракция 212 включает большую часть Н2 и СО из сырьевого потока.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на нефте-газоперерабатывающих заводах (НПЗ, ГПЗ). Устройство для утилизации кислого газа снабжено теплообменным аппаратом, выполненным в виде регенератора и рекуператора газотурбинной установки регенеративного цикла, в которой после турбины последовательно установлены камера сгорания, регенератор, рекуператор и конвертер.
Изобретение относится к химической промышленности. Газовую смесь для сепарации высокосернистых компонентов газа подвергают процессу разделения, при котором образуется высокосернистый газ, содержащий диоксид углерода и соединения серы. Высокосернистый газ для выделения элементарной серы подводят к установке Клауса. В качестве реакционного газа в установку Клауса подводят технически чистый кислород. Остаточный газ, выходящий из установки Клауса и содержащий диоксид углерода и компоненты серы, подвергают каталитическому дожиганию с технически чистым кислородом, а водяной пар извлекают с помощью конденсации. Остаточный газ, состоящий в основном из диоксида углерода, имеет чистоту, которая делает возможным непосредственное хранение или техническое использование. Изобретение позволяет использовать диоксид углерода, содержащийся в высокосернистом газе. 23 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к способу эксплуатации коксовой печи. Согласно способу возникающий в процессе коксования коксовый газ в виде полезного газа подается на материальную переработку, при этом от коксового газа отделяют водород, а для создания части необходимой для процесса коксования тепловой энергии в качестве горючего газа подается синтез-газ, который получают из ископаемого топлива посредством процесса газификации, при этом в качестве горючего газа используют первую долю полученного синтез-газа, при этом дополнительную долю полученного синтез-газа используют для дальнейшего синтеза с отделенным от коксового газа водородом. Изобретение обеспечивает эффективное использование возникающего коксового газа при эксплуатации коксовой печи. 24 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для получения газообразного кислорода из сжатого воздуха путем адсорбции. Газообразный кислород, обладающий чистотой, равной или большей, чем заданное значение чистоты, получают путем разделения воздуха за счет адсорбции азота, по меньшей мере, на одном адсорбенте, сорбирующем азот лучше, чем кислород. Полученный в зоне 1 газообразный кислород направляют к месту использования или месту хранения в зону 4. Чистоту газообразного кислорода измеряют перед местом использования или местом хранения и сопоставляют с предварительно заданным значением чистоты. Расход потока, поступающего к пользователю, регулируют путем открытия рециркуляционного клапана, расположенного на обходной линии, созданной на газопроводе, по которому подают полученный кислород. Расход потока снижают, если чистота кислорода меньше заданного значения чистоты, и повышают, если чистота кислорода больше заданного значения чистоты. Изобретение позволяет обеспечить эффективное управление процесса адсорбции. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и может быть использовано при технологических операциях в процессе добычи и транспортирования природного и нефтяного газов. Способ осушки газа заключается в попеременном пропускании осушаемого газа через адсорберы, один из которых используют в режиме осушки, а другой - в режиме регенерации, с отбором и нагревом части осушенного газа для регенерации адсорбента, при этом газ после регенерации адсорберов направляют в первичный охладитель газа для охлаждения и удаления первичного конденсата, после чего направляют в холодильник для дальнейшего понижения температуры и выделения вторичного конденсата, затем осушенный и охлажденный газ подают на вход компрессора, где поднимают его давление до величины не ниже значения входного давления осушаемого газа, предпочтительно выше, и далее газ направляют в ресивер и на вход блока осушки. Блок осушки газа содержит входной трубопровод, два адсорбера с входными и выходными трубопроводами, соединенными последовательно с теплообменником для первичного охлаждения газа, холодильником, конденсатосборником, компрессором и ресивером, клапаны с системой управления, обеспечивающие переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, и дроссель с трубопроводом подачи осушенного газа в регенерируемый адсорбер. Изобретение обеспечивает эффективную осушку газа с помощью блока осушки с замкнутым циклом регенерации и позволяет исключить выбросы газа в атмосферу. 2 н. и 4 з.п. ф - лы, 2 ил.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и может быть использовано при технологических операциях в процессе добычи и транспортирования природного и нефтяного газов. Способ осушки газа заключается в попеременном пропускании осушаемого газа через адсорберы, которые работают в режиме осушки и в режиме регенерации, при этом для осушки основного расхода газа используют основные адсорберы, а для осушки газа регенерации используют вспомогательные адсорберы, при этом газ после регенерации основных адсорберов направляют в первичный охладитель газа для охлаждения и удаления первичного конденсата, после чего подают на вход компрессора, где поднимают его давление, далее газ направляют в ресивер, после понижают давление газа и направляют в один из вспомогательных адсорберов для окончательной осушки, после чего газ направляют на вход блока осушки, при этом, по мере увлажнения адсорбента в одном из вспомогательных адсорберов, параллельно с процессом регенерации основного адсорбера проводят процесс регенерации вспомогательного адсорбера, для чего часть сухого газа регенерации направляют во второй вспомогательный адсорбер, находящийся в режиме регенерации и далее в атмосферу. Блок осушки газа содержит входной трубопровод, два адсорбера с трубопроводами, клапаны с системой управления, дроссель, компрессор, ресивер и блок регенерации, содержащий вспомогательные адсорберы, при этом выходные трубопроводы основных адсорберов соединены с теплообменником для первичного охлаждения газа, компрессором и ресивером. Изобретение обеспечивает эффективную осушку газа и позволяет исключить выбросы газа в атмосферу. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности. Способ очистки воздуха заключается в попеременном пропускании очищаемого воздуха через адсорбент, находящийся в двух адсорберах, при этом работу одного адсорбера осуществляют в режиме осушки, а работу второго адсорбера осуществляют в режиме регенерации. Режим регенерации одного из адсорберов осуществляют частью расхода воздуха, прошедшего осушку в другом адсорбере. Сухой воздух режима регенерации подают в регенерируемый адсорбер противотоком по отношению к потоку воздуха, подаваемого в этот же адсорбер в режиме осушки. На пути потока воздуха регенерации в выходной части корпуса адсорбера устанавливают профилированную шайбу-фильтр, при помощи которой образуют полость для сбора конденсата. Внутреннюю поверхность фланца со штуцером для подвода очищаемого воздуха в полость корпуса с адсорбентом выполняют профилированной, преимущественно конической, причем вершину конуса обращают к входному отверстию штуцера, при этом на указанной поверхности выполняют профилированные канавки в виде чередующихся колец различного диаметра. Изобретение обеспечивает эффективную очистку воздуха, защиту адсорбента от контакта с капельной влагой и увеличение срока службы адсорбента. 2 ил.

Изобретение относится к системе обогащения горючего газа, способной улучшить показатели экономии электроэнергии с учетом срока службы средства всасывания, где система обогащения горючего газа включает адсорбционную установку, наполненную адсорбентом, для селективной адсорбции горючего газа; средство подачи исходного газа, способное подавать исходный газ, содержащий горючий газ, в адсорбционную установку из наружной области; средство всасывания, способное всасывать газ из внутренней части адсорбционной установки, и средство управления для выполнения процесса адсорбции и процесса десорбции, при этом средство управления обеспечивает работу средства всасывания так, что сила всасывания средства всасывания, когда не протекает процесс десорбции, меньше, чем сила всасывания средства всасывания, когда процесс десорбции протекает. 4 з.п. ф-лы, 6 ил., 6 табл.

Группа изобретений относится к адсорбентам для удаления углеводородов из выхлопных газов автомобиля в период холодного запуска двигателя внутреннего сгорания. Адсорбент представляет собой цеолит типа ZSM-5 или типа BETA, в который введен щелочной металл, выбранный из группы К, Na, Li или их смесь при определённом соотношении компонентов. Способ изготовления адсорбента заключается в пропитке исходных цеолитов при комнатной температуре водорастворимыми солями упомянутых щелочных металлов до заданного содержания. Затем проводят термообработку в воздушной среде в две стадии: при 100-150°С и при 500-600°С. Изобретение обеспечивает получение адсорбента с высокой температурной устойчивостью и стабильными характеристиками при продолжительном циклическом гидротермальном воздействии, а также обеспечивает продолжительное удерживание углеводородов при повышении температуры при разогреве двигателя свыше 300°С. 2 н.п. ф-лы, 10 ил., 5 пр.

Изобретение относится к пористому кристаллическому материалу. Материал имеет тетраэдрический каркас, включающий общую структуру М1-IM-М2, где М1 является металлом, имеющим первую валентность, М2 является металлом, имеющим другую валентность, отличную от указанной первой валентности, и IM является имидазолатным или замещенным имидазолатным связывающим фрагментом. При этом выполняется одно или более из следующих условий: М1 является одновалентным металлом и М2 является трехвалентным элементом; М1 является Li+; и М2 является В3+. Также предложены способы поглощения газа, способы отделения газа от потока содержащей газ текучей среды. Изобретение позволяет улучшить поглощение газа на весовой основе. 6 н.п. и 22 з.п. ф-лы, 3 ил, 8 табл., 3 пр.

Адсорбер // 2547115
Изобретение относится к устройствам для разделения газов адсорбцией. Адсорбер для разделения газов с использованием метода короткоцикловой безнагревной адсорбции содержит корпус с помещенным в нем адсорбирующим блоком и штуцерами для подвода и отвода разделяемого газа и отбора целевого компонента. Адсорбирующий блок выполнен в виде цилиндра из композиционного адсорбирующего материала, содержащего в качестве адсорбента-наполнителя цеолит, а в качестве связующего полимеры фторпроизводных этилена. Между стенкой корпуса и адсорбирующим блоком соосно размещен элемент герметизации, выполненный из отвержденной суспензии адсорбента-наполнителя и полимерного связующего. Составы адсорбента-наполнителя и полимерного связующего адсорбирующего блока и элемента герметизации тождественны. Изобретение обеспечивает улучшение эксплуатационных характеристик, повышение надежности и эффективности адсорбера, а также интенсификации массообменных процессов по объему адсорбирующего материала в течение всего срока эксплуатации. 1 ил.
Наверх