Способ регенерации сорбента


 


Владельцы патента RU 2571754:

Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Екатеринбург" (RU)

Изобретение относится к сорбционным процессам и может быть использовано, например, для регенерации цеолита, использованного при осушке природного газа. Предложен способ регенерации сорбента, в котором сорбент помещают в емкость, нагревают СВЧ-излучением для отделения сорбата от сорбента, пропускают через емкость продувочный газ для удаления паров сорбата. Сорбент располагают в емкости так, что концентрация сорбата в сорбенте увеличивается от нижнего слоя сорбента к верхнему слою, при этом СВЧ-излучение направляют в сторону увеличения концентрации сорбата. Отработавшим продувочным газом, выходящим из емкости, обдувают стенки емкости снаружи. Изобретение обеспечивает повышение производительности процесса. 2 з.п. ф-лы.

 

Предлагаемое изобретение относится к технологии регенерации сорбентов - веществ, способных поглощать и удерживать нежелательную влагу (сорбаты). Изобретение может быть использовано в любой отрасли, где используют сорбенты, например в технологии осушки природного газа.

Известен способ регенерации сорбентов по патенту на изобретение №2438774, в котором сорбент помещают в камеру, где подвергают воздействию сверхвысокочастотного (СВЧ) излучения. Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является установка для адсорбционной сушки газа по патенту РФ на полезную модель №134441 - прототип. Указанное устройство содержит два вертикально установленных цилиндра, наполненных сорбентом. К верхнему основанию каждого цилиндра прикреплен источник СВЧ-излучения - магнетрон. Для осушки газ пропускают сначала через сорбент в первом цилиндре. После насыщения влагой сорбента в первом цилиндре поток газа для осушки переключают на второй цилиндр. В это время влажный сорбент в первом цилиндре регенерируют путем воздействия СВЧ-излучения, направленным сверху вниз. Излучение поглощается влагой, которая испаряется. Для удаления паров продувают сквозь сорбент сухой воздух, который подают через нижнее основание. Воздух выдавливает пар через патрубок у верхнего основания в окружающую атмосферу.

К недостаткам прототипа следует отнести неэкономичность и отсутствие экологической защиты, поскольку горячий пар, возможно, с нежелательными примесями выбрасывается прямо в атмосферу. Кроме того, данная технология недостаточно эффективна, поскольку при направленности сверху вниз СВЧ-излучение практически полностью поглощается в верхних, более влажных слоях сорбента, что увеличивает время, необходимое для регенерации всей засыпки сорбента.

Технической задачей является повышение эффективности, экономичности, экологической защищенности способа регенерации сорбента.

Технический результат достигается тем, что в способе регенерации сорбента, при котором сорбент помещают в емкость, оборудованную магнетроном, подвергают воздействию СВЧ-излучения от магнетрона для отделения сорбата, пропускают через сорбент продувочный газ для удаления паров сорбата, сорбент помещают в двустенную емкость, в межстенном пространстве которой расположен рекуперативный теплообменник, причем сорбент помещают во внутренний сосуд емкости слоями так, чтобы концентрация сорбата в сорбенте увеличивалась от нижнего слоя к верхнему слою, СВЧ-излучение направляют в сторону увеличения концентрации сорбата, при этом отработавший продувочный газ из внутреннего сосуда емкости пропускают через межстенное пространство для нагрева стенок внутреннего сосуда и рекуперативного теплообменника, направляют в конденсатор для охлаждения отработанного продувочного газа до точки росы, установленной для конденсации паров сорбата, указанный газ пропускают через рекуперативный теплообменник, после чего направляют во внутренний сосуд емкости.

В предложенном способе температуру сорбента измеряют двумя датчиками, расположенными на концах внутреннего сосуда, при этом мощность СВЧ-излучения регулируют по закону обратной зависимости от разности показаний датчиков. В способе образующийся в конденсаторе конденсат сорбата отводят в сборник для дальнейшей утилизации.

В конкретном примере предлагаемый способ использован в установке для регенерации цеолита - сорбента, который применяют для осушки природного газа. Доказано, что при прокачке природного газа для осушки через контейнер с цеолитом концентрация влаги в контейнере нарастает неравномерно. Ее величина больше у входного патрубка контейнера с цеолитом и меньше у выходного патрубка.

Цеолит регенерируют (восстанавливают) в следующем порядке. Контейнер с влажным цеолитом поворачивают так, чтобы слой с наибольшей концентрацией влаги располагался наверху. У контейнера отвинчивают крышку внизу и высыпают цеолит во внутренний сосуд двустенной емкости. Крышку сосуда закрывают. Затем включают магнетрон, встроенный в дно сосуда. Дно соединено патрубком с источником продувочного газа. В процессе регенерации цеолит подвергают воздействию СВЧ-излучения от магнетрона. Излучение направлено снизу вверх - от слоя цеолита с наименьшей влажностью к слою с наибольшей влажностью. Опытами доказано, что поглощение СВЧ-излучения прямо пропорционально концентрации влаги в цеолите. Таким образом, слабеющее при увеличении расстояния от магнетрона СВЧ-излучение равномерно поглощается столбом цеолита за счет увеличения влажности с высотой. При этом влага испаряется из всех слоев цеолита примерно с одинаковой скоростью (повышение эффективности).

Продувочный газ выдувает пары влаги из внутреннего сосуда через патрубок в крышке, который соединен с межстенным пространством двустенной емкости. Здесь горячая смесь газа и водяного пара обдувает рекуперативный теплообменник (далее - теплообменник), а также стенки внутреннего сосуда, нагревая их для предотвращения нежелательной конденсации паров внутри сосуда. Далее, отдавшую часть тепла теплообменнику газовую смесь направляют в конденсатор, где ее охлаждают до точки росы. В конденсаторе водяной пар конденсируется в капли воды, которые стекают на дно и отводятся в конденсатоотводчик (повышение экологической защиты). Затем осушенный продувочный газ пропускают через теплообменник для подогрева. Так рекуперируется тепло, затраченное на испарение влаги во внутреннем сосуде (повышение экономичности). Подогретый газ направляют снова во внутренний сосуд для продувки цеолита.

Для оптимального управления магнетроном используют сигналы датчиков температуры, которые установлены на дне и на крышке внутреннего сосуда. Если разность показаний датчиков достаточно велика, регенерация цеолита протекает нормально. Если показания датчиков начинают сближаться, мощность излучения повышают, чтобы обеспечить оптимальную скорость регенерации всех слоев цеолита.

Согласно описанной схеме на предприятии заявителя испытан предлагаемый к патентованию способ регенерации сорбента. Испытания показали хороший результат. Так, при опытной проверке в столбе цеолита диаметром 130 мм с остаточной влажностью 15% (масс.) при мощности магнетрона 1000 Вт и расходе продувочного газа 15 м3/час скорость десорбции составляла до 10 см/час, что по меньшей мере на 20% выше скорости, достигнутой в известных методиках.

Возможно применение предлагаемого способа для удаления другого сорбата. Для это следует использовать частоту СВЧ-излучения, характерную для данного сорбата. Для воды эта частота равна 2,45 ГГц. Характерные частоты для других сорбатов опубликованы в литературе.

Литература

1. Нетушил А.В. и др. Высокочастотный нагрев диэлектриков и полупроводников. - М.: Госэнергоиздат, 1959.

2. Пюшнер Г. Нагрев энергией сверхвысоких частот. - М.: Энергия, 1968.

1. Способ регенерации сорбента, насыщенного сорбатом, при котором сорбент помещают в емкость, оборудованную магнетроном, подвергают воздействию СВЧ-излучения для испарения сорбата, пропускают через сорбент продувочный газ для удаления паров сорбата, отличающийся тем, что сорбент помещают в двустенную емкость, в межстенном пространстве которой расположен рекуперативный теплообменник, причем сорбент помещают во внутренний сосуд емкости слоями так, чтобы концентрация сорбата в сорбенте увеличивалась от нижнего слоя к верхнему слою, СВЧ-излучение направляют в сторону увеличения концентрации сорбата, при этом отработавший продувочный газ из внутреннего сосуда емкости пропускают через межстенное пространство для нагрева стенок внутреннего сосуда и рекуперативного теплообменника, направляют в конденсатор для охлаждения отработанного продувочного газа до точки росы, установленной для конденсации паров сорбата, затем указанный газ пропускают через рекуперативный теплообменник, после чего направляют во внутренний сосуд емкости.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температуру сорбента измеряют двумя датчиками, расположенными на концах внутреннего сосуда, при этом мощность СВЧ-излучения регулируют по закону обратной зависимости от разности показаний датчиков.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что образующийся в конденсаторе конденсат сорбата отводят в сборник для дальнейшей утилизации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству для приготовления пищи и способу управления. Содержит камеру для приготовления пищи, чтобы вмещать продукты, которые должны быть приготовлены в ней, модуль микроволнового нагрева, чтобы излучать микроволны в камеру для приготовления пищи, модуль конвекционного нагрева, чтобы подавать горячий воздух в камеру для приготовления пищи, модуль гриль-нагрева, чтобы подавать излучаемое тепло в камеру для приготовления пищи, имеющую специальное покрытие тарелку, сконфигурированную, чтобы нагреваться посредством микроволн, модуль ввода, чтобы принимать пользовательскую команду обжаривания, и модуль управления.

Изобретение относится к микроволновой технике, к электронагревательным аппаратам для тепловой обработки продуктов и т.п. Микроволновая печь имеет двухблочную конструкцию, функционально объединяющую эллипсоидальную камеру нагрева (1, 3) и электронный блок, в корпусе (6) которого установлены два автономных генератора магнетронного типа (5, 9) и устройство для управления режимом работы печи.

Устройство для передачи микроволновой энергии от генератора в камеру микроволновой печи (МВП) представляет из себя сборочную единицу, состоящую из магнетронного генератора и двухэлементной полосковой антенны, установленной внутри камеры МВП и возбуждающей электромагнитное поле (ЭМП) с круговой поляризацией.

Изобретение предназначено для химической промышленности и может быть использовано при производстве гибких изделий, композитов, прокладок, уплотнений, покрытий, антифрикционных и теплозащитных материалов, сорбентов.

Изобретение относится к способу получения биологически активного кремниймодифицированного порошка гидроксиапатита с использованием СВЧ-излучения. Способ включает приготовление и перемешивание водных растворов нитрата кальция, гидрофосфата аммония и аммиака и раствора тетраэтоксисилана в этаноле с последующим воздействием СВЧ-излучения, отстаиванием, сушкой при температуре 90°С в течение 3 часов и прокаливанием при 800°С в течение 1 часа.

Изобретение относится к установкам для сушки сельскохозяйственного сырья. Сушильная бытовая СВЧ-печь включает магнетрон с системой электропитания и управления, корпус с волноводом, рабочую камеру с полками для сырья, по крайней мере одна из стенок которой выполнена с перфорацией для прохода воздуха, вытяжной вентилятор с диффузором и индивидуальным выключателем, причем большим основанием диффузор присоединен к перфорированной стенке рабочей камеры, а площадь перфорированной поверхности стенки, охватываемая диффузором, составляет 0,5-1,0 площади поперечного сечения рабочей камеры, согласно изобретению, в рабочую камеру монтируются как минимум два электрода из немагнитного металла, они крепятся посредством диэлектрических изоляторов к рабочей камере.

Изобретение относится к производству и использованию бытовых сверхвысокочастотных печей, применяемых для приготовления, переработки пищи и сушки сельскохозяйственной продукции.

Изобретение относится к СВЧ-технике, а именно к установкам, предназначенным для тепловой обработки различных сыпучих продуктов. .

Изобретение относится к оборудованию для тепловой обработки пищевых продуктов, в частности для варки сосисок и сарделек. .
Изобретение относится к сорбционным технологиям, в частности к адсорбентам, используемым для осушки от воды газовых сред. Адсорбент для удаления воды из газов содержит пористую матрицу, в поры которой введено активное влагопоглощающее гигроскопическое вещество из группы галогенидов щелочноземельных металлов, при этом в качестве пористой матрицы используют мезопористые силикаты из группы, включающей силикат МСМ-41, алюмосиликат, цирконосиликат или титаносиликат, полученные методом золь-гель метода или темплатного синтеза с последующим прогреванием в токе воздуха при температуре 200-450°C в течение 1-4 ч, в мезопоры которых размером 2-10 нм и общим объемом пор более 1 см3/г методом пропитки из водного раствора введен безводный хлорид кальция в количестве 40-100 вес.% в расчете на сухое вещество матрицы и последующей сушкой адсорбента на воздухе при 100°C в течение 2 ч.

Изобретение относится к способу удаления использованного регенеранта из регенерированного сушильного аппарата в системе для изомеризации потока углеводородов, богатого углеводородами C4 и/или богатого по меньшей мере одним из углеводородов C5 и C6.

Изобретения могут быть использованы при очистке жидкостей и газов от органических загрязнений. Для осуществления способа загрязненные жидкость или газ подают в очистной резервуар, содержащий адсорбент на основе углерода в форме слоя, опирающегося на плиту на дне резервуара.
Изобретение относится к способу регенерации твердого фильтра, содержащего йод в форме йодида и/или йодата серебра и возможно физически сорбированный молекулярный йод в твердом фильтре, содержащем серебро в форме нитрата.

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.
Изобретение может быть использовано на очистных сооружениях производственного и хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также при очистке сточных вод от силикатов.

Настоящее изобретение относится к применению водородной формы легированного палладием цеолита ZSM-5 для поглощения летучих органических соединений (VOC), образующихся из органического вещества.

Изобретение относится к удалению фурфурола и уксусной кислоты из потока, содержащего воду, C5, C6 и соединение, выбранное из уксусной кислоты и фурфурола. Способ включает стадии взаимодействия первого потока с адсорбционной средой, которая предварительно взаимодействовала со вторым потоком, содержащим те же самые компоненты.

Изобретение относится к способу удаления загрязняющих веществ из газовых потоков путем контакта с регенерируемым сорбентом. Способ включает а) контактирование потока газа, включающего H2S, с хлорсодержащим соединением для образования смешанного газового потока; b) контактирование смешанного газового потока с сорбентом в зоне сорбции для получения первого продуктового газового потока и насыщенного серой сорбента, где сорбент включает цинк, диоксид кремния и металл-промотор; c) сушку насыщенного серой сорбента, чтобы посредством этого получить высушенный насыщенный серой сорбент; d) контактирование высушенного насыщенного серой сорбента с регенерационным газовым потоком в зоне регенерации для получения регенерированного сорбента, включающего цинксодержащее соединение, силикат и металл-промотор, и отходящего газового потока; е) возврат регенерированного сорбента в зону сорбции для получения обновленного сорбента, включающего цинк, диоксид кремния и металл-промотор; и f) контактирование обновленного сорбента с указанным смешанным газовым потоком в зоне сорбции для образования второго продуктового газового потока и насыщенного серой сорбента.

Изобретение относится к области сорбционной техники и может быть использовано для реактивации отработанных активных углей без их выемки с целью их дальнейшего применения в системах водоочистки.

Свч-печь // 2581689
Изобретение относится к области электротехники, в частности к СВЧ нагревательным установкам для нагрева диэлектрических материалов. СВЧ-печь содержит рабочую камеру с дверцей, источник СВЧ энергии с выводом и устройство распределения энергии, выполненное в виде прямоугольного волновода. При этом вывод источника СВЧ энергии расположен в устройстве распределения энергии, а часть широкой стенки волновода является частью верхней стенки рабочей камеры, в которой выполнено более двух одинаковых щелевых отверстий. Прямоугольный волновод выполнен в виде последовательно соединенных участков регулярного и нерегулярного прямоугольного волновода с плавно сужающейся узкой стенкой. При этом вывод источника СВЧ энергии расположен в участке регулярного волновода. Щелевые отверстия выполнены в широкой стенке участка нерегулярного волновода, находящейся в одной плоскости с широкой стенкой участка регулярного волновода. Поперечное сечение волновода в точке перехода от регулярного к нерегулярному участку проходит через край щелевого отверстия. Технический результат заключается в повышении равномерности нагрева диэлектрического материала. 3 ил.
Наверх