Роторно-пластинчатая адсорбционная установка

Изобретение относится к устройствам для разделения смеси газов адсорбцией при переменном давлении и может быть использовано при разделении воздуха путем короткоцикловой безнагревной адсорбции с получением газовой смеси с повышенным содержанием кислорода. Адсорбционная установка состоит из электропривода 1, редуктора 2, роторно-пластинчатого адсорбционного модуля 3. Роторно-пластинчатый адсорбционный модуль состоит из следующих конструктивных элементов: статора 4, внутренний криволинейный профиль которого образован двумя окружностями с меньшим и большим радиусом, переход между которыми осуществляет через криволинейные сопрягающие поверхности, в котором имеются впускное отверстие с фильтрующим элементом 5 для разделяемой газовой смеси и выпускное отверстие, оборудованное глушителем 6 и фильтром 7 для удаления газа при регенерации; вращающегося ротора 8 цилиндрической формы с радиальными пазами, на внешней поверхности которого между радиальными пазами имеются полости, заполненные адсорбентом 9, повторяющим по форме внешнюю поверхность ротора, от каждой полости к центру ротора радиально отходит канал, соединяемый с одной из торцевых поверхностей ротора; свободнодвижущихся уплотнительных пластин 10, установленных в пазы ротора; двух торцевых крышек, одна из которых изготовлена как крышка ресивера и имеет два отверстия, одно отверстие служит для установки однонаправленного регулируемого клапана 11 и подачи обогащенного кислородом воздуха, второе отверстие служит для установки дросселя 12 и обеспечивает дросселирование газа при регенерации в рабочий объем роторно-пластинчатого модуля; ресивера 13; регулировочного устройства расхода продуктового газа потребителю 14. Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции, уменьшении массовых и габаритных характеристик, повышении удельной производительности и надежности адсорбционной установки. 9 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для разделения смеси газов адсорбцией при переменном давлении и может быть использовано при разделении воздуха путем короткоцикловой безнагревной адсорбции с получением газовой смеси с повышенным содержанием кислорода.

Из существующего уровня техники известна адсорбционная установка, состоящая из воздушного компрессора, блока осушки и адсорбционного блока, содержащего ресивер, два заполненных сорбентом адсорбера, входные патрубки которых подключены к системе подачи сжатого воздуха, а выходные патрубки - к ресиверу, трубопроводы, соединяющие адсорберы с ресивером, источником сжатого воздуха, потребителем, и два параллельных трубопровода, соединяющих выходные патрубки адсорберов между собой, с установленными на них управляемыми клапанами и сужающими устройствами типа расходных шайб, причем проходные сечения расходных шайб различны и подобраны специальным образом, клапаны управления газовыми потоками и блок управления, осуществляющий переключение клапанов в определенной последовательности с целью реализации в адсорберах цикла адсорбция-регенерация [патент РФ №2140806, МПК B01D 53/04, опубл. 10.11.1999].

Недостатком известного адсорбционного устройства является сравнительно высокая конструктивная сложность, что не позволяет существенно снизить массо-габаритные характеристики и энергопотребление установки без заметного снижения ее производительности по продуктовому газу. Кроме того, наличие в установке нескольких клапанов управления газовыми потоками и блока управления ими снижает технологическую надежность установки.

Наиболее близкой к заявляемому изобретению по технической сущности является установка для разделения смеси газов адсорбцией при переменном давлении, содержащая: корпус с криволинейной внутренней поверхностью, в котором имеется впускное отверстие для разделяемой газовой смеси, отверстие для удаления продуктового газа и отверстие для удаления адсорбированного газа; ротор треугольной формы, ось вращения которого смещена относительно геометрического центра корпуса на величину эксцентриситета. Ротор вращается вокруг собственной оси, совершая одновременно планетарное движение относительно геометрического центра корпуса. Вершины треугольного ротора всегда касаются криволинейной поверхности корпуса, а боковые поверхности ротора совместно с впадинами корпуса образуют рабочие камеры, объем которых изменяется при вращении ротора. С каждой стороны ротора внутри располагаются адсорбционные камеры сложной формы, заполненные адсорбентом. Данные адсорбционные камеры являются частью ротора и вращаются вместе с ним. Каждая адсорбционная камера снабжена фильтрующими вставками, связывающими их с рабочими камерами, образуемыми между криволинейной поверхностью корпуса и ротора [патент WO №2015035694, МПК B01D 53/047, опубл. 19.03.2015].

Недостатками данной установки являются:

- невозможность достижения достаточной степени чистоты продуктового газа, так как выпуск его потребителю осуществляется без пропуска его через слой адсорбента, в виду чего продуктовой газ частично смешивается с исходной газовой смесью;

- сниженная эффективность использования адсорбционной емкости адсорбента в виду сложной формы адсорбционных камер с мертвыми зонами и отсутствия направленного потока газовой смеси сквозь слой адсорбента;

- неэффективная схема регенерации адсорбента, предусматривающая восстановление адсорбента только за счет создания отрицательного давления в рабочей камере, без возможности промывки адсорбционной камеры частью продуктового газа.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является упрощение конструкции, снижение массы и габаритов установки, повышение удельной производительности и технологической надежности.

Данная задача решается за счет того, что заявленная адсорбционная установка состоит из электропривода, редуктора, роторно-пластинчатого адсорбционного модуля. Роторно-пластинчатый адсорбционный модуль состоит из следующих конструктивных элементов: статора, внутренний криволинейный профиль которого образован двумя окружностями с меньшим и большим радиусом, переход между которыми осуществляет через криволинейные сопрягающие поверхности, в котором имеются впускное отверстие с фильтрующим элементом для разделяемой газовой смеси и выпускное отверстие, оборудованное глушителем и фильтром для удаления газа при регенерации; вращающегося ротора цилиндрической формы с радиальными пазами, на внешней поверхности которого между радиальными пазами имеются полости, заполненные адсорбентом, повторяющим по форме внешнюю поверхность ротора, от каждой полости к центру ротора радиально отходит канал, соединяемый с одной из торцевых поверхностей ротора; свободнодвижущихся уплотнительных пластин, установленных в пазы ротора; двух торцевых крышек, одна из которых изготовлена как крышка ресивера и имеет два отверстия, одно отверстие служит для установки однонаправленного регулируемого клапана и подачи обогащенного кислородом воздуха, второе отверстие служит для установки дросселя и обеспечивает дросселирование газа при регенерации в рабочий объем роторно-пластинчатого модуля; ресивера; регулировочного устройства расхода продуктового газа потребителю.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является упрощение конструкции, уменьшение массовых и габаритных характеристик, повышение удельной производительности и надежности адсорбционной установки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

фиг. 1 - общая схема роторно-пластинчатой адсорбционной установки;

фиг. 2 - продольный разрез роторно-пластинчатой адсорбционной установки;

фиг. 3 - роторно-пластинчатая адсорбционная установка (вид А фиг. 2);

фиг. 4 - поперечный разрез роторно-пластинчатого адсорбционного модуля адсорбционной установки (сечение по Б-Б фиг 2);

фиг. 5 - внутренний профиль статора роторно-пластинчатого адсорбционного модуля адсорбционной установки;

фиг. 6 - ротор роторно-пластинчатого адсорбционного модуля адсорбционной установки с 12 радиальными пазами;

фиг. 7 - ротор роторно-пластинчатого адсорбционного модуля адсорбционной установки с 16 радиальными пазами, угол наклона которых по отношению к радиусу ротора в сторону вращения равен 8°;

фиг. 8 - многослойный квазимонолитный сорбирующий элемент;

фиг. 9 - циклограмма работы роторно-пластинчатой адсорбционной установки.

Перечень позиций:

1 - электропривод;

2 - редуктор;

3 - роторно-пластинчатый адсорбционный модуль;

4 - статор роторно-пластинчатого адсорбционного модуля;

5 - фильтр входной;

6 - глушитель;

7 - фильтр выходной;

8 - ротор;

9 - адсорбент;

10 - пластина уплотнительная радиальная;

11 - клапан однонаправленный регулируемый;

12 - дроссель;

13 - ресивер;

14 - клапан регулирующий;

15 - крышка ресивера;

16 - подшипник качения;

17 - узел распределительный;

18 - фланец соединительный;

19 - шайба фиксирующая;

20 - винт;

21 - радиальный отводящий канал;

22 - канал для перетока продуктового газа в ресивер;

23 - канал для дроссерования газа при регенерации;

24 - слой адсорбента осушителя;

15 - слой адсорбента, преимущественно поглощающего азот;

26 - слой адсорбента, преимущественно поглощающего аргон;

27 - слой фильтрующего материала из высокопористого никеля.

Адсорбционная установка состоит из электродвигателя 1, соединяемого с редуктором 2 посредством шайбы фиксирующей 19 и фланца соединительного 18 (фиг. 2) и роторно-пластинчатого адсорбционного модуля 3. Фиксация редуктора к роторно-пластинчатому адсорбционному модулю осуществляется посредством винтов 20. Роторно-пластинчатый адсорбционный модуль состоит из статора 4, ротора 8, ресивера 13 (фиг. 1).

Внутренний профиль статора 4 имеет сложную форму, формируемую двумя окружностями с большим (R) и меньшим радиусом (r), соотношение между которыми находится в диапазоне от 1,10 до 1,34, а переход между ними осуществляет через криволинейные сопрягающие поверхности АВ (фиг. 5). Причем форма кривой АВ задается переменным радиусом ρ исходя из условия:

- обеспечения постоянного ускорения радиальных уплотнительных пластин 10 относительно ротора 8 по уравнению:

при ϕ от 0 до α/2

,

при ϕ от α/2 до α

;

- обеспечения косинусоидального изменения ускорения радиальных уплотнительных пластин 10 относительно ротора 8 по уравнению:

;

- обеспечения синусоидального изменения ускорения радиальных уплотнительных пластин 10 относительно ротора 8 по уравнению:

.

В верхней части статора 4 имеется входное отверстие с фильтром тонкой очистки 5 (т.н. НЕРА-фильтр), выходное отверстие статора оборудовано глушителем лабиринтного типа 6 и выходным фильтром 7, изготовленным из ретикулированного пенополиуретана (фиг. 4).

Внутри статора 4 находится цилиндрический ротор 8, приводимый во вращение выходным валом редуктора 2. В роторе имеются радиальные пазы, количество которых кратно двум и изменяется в диапазоне от 6 до 16, предпочтительно равно 8, 12 или 16. Причем радиальные пазы могут быть выполнены с углом наклона ζ по отношению к радиусу ротора в сторону вращения в диапазоне от 0 до 15°, предпочтительно от 8 до 15°. Возможные варианты выполнения радиальных пазов в роторе 8 показаны на фиг. 6 и фиг. 7.

Ротор 8 посредством подшипников 16 насажен на ось торцевой крышки статора, являющейся одновременно и крышкой ресивера 13 (фиг. 2). Герметизация ресивера осуществляется крышкой 15. В радиальные пазы ротора 8 вставлены свободнодвижущиеся уплотнительные пластины 10. Между радиальными пазами ротора выполнены полости, заполненные адсорбентом 9, повторяющим по форме внешнюю поверхность ротора и выполненным в виде пористого квазимонолитного сорбирующего элемента, содержащего в качестве адсорбирующего материала синтетический цеолит СаА, NaX, NaLSX или LiLSX, а в качестве связующего вещества полиамид спирторастворимый марки ПА 6/66/610, ПА 6/66-3 или ПА 6/66-4 по ОСТ 2224-438-02099342-93.

Адсорбент 9 может быть выполнен так же в виде пористого многослойного квазимонолитного сорбирующего элемента, содержащего в качестве адсорбирующего материала преимущественно поглощающего воду первого начиная от периферии ротора слоя осушитель алюмооксидный 24, в качестве адсорбирующего материала преимущественно адсорбирующего азот второго слоя 25 синтетический цеолит СаА, NaX, NaLSX или LiLSX, в качестве адсорбирующего материала преимущественно сорбирующего аргон третьего слоя 26 синтетический цеолит LiAgX или AgA, четвертый слой 27, выступающий в качестве фильтрующего элемента, выполнен из высокопористого никеля. Схема расположения слоев многослойного адсорбента показана на фиг. 8.

От каждой полости ротора, заполненной адсорбентом 9, к центру ротора радиально отходит канал 21 (фиг. 4), который посредством распределительного узла 17 соединяется с продольными каналами, выполненными в оси торцевой крышки статора для сброса продуктового газа в ресивер и дроссерования продуктового газа при регенерации из ресивера. Распределительный узел выполнен в виде двух кольцевых взаимно притертых вставок из износостойкой керамики. В канал 22 для перетока продуктового газа в ресивер ввернут однонаправленный регулируемый клапан 11, ручка регулировки которого выведена на крышку 15 ресивера (фиг. 3). В канал 23 для дроссерования продуктового газа при регенерации ввернут дроссель 12.

Для регулируемой подачи продуктового газа потребителю в крышку 15 ввернут регулируемый клапан 14.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. При вращении ротора 8, в радиальных пазах которого расположены уплотнительные пластины 10, происходит увеличение объема камеры, образованной внешней поверхностью ротора 8, внутренней статора 4, пластинами 10 и торцевыми крышками. За счет создаваемого небольшого разрежения, эквивалентного сопротивлению входного фильтра 5, воздух из атмосферы засасывается в рабочий объем камеры. По мере дальнейшего вращения происходит изоляция объема камеры от впускного отверстия и уменьшение объема камеры, при этом давление воздуха в ней возрастает до давления адсорбции. Под действием избыточного давления воздух начинает двигаться через адсорбент 9 в радиальном направление по каналу 21, при этом на адсорбенте преимущественно адсорбируется азот, а обогащенный кислородом воздух через радиальный канал 21, распределительный узел 17, осевой канал 22 и однонаправленный регулируемый клапан 11 поступает в ресивер. По мере дальнейшего вращения ротора 8 происходит постепенное увеличение объема камеры, и давление в ней падает до давления десорбции. При этом радиальный канал 21 камеры соединяется через дроссель 12 и продольный канал 23 с ресивером и часть кислорода обратным потоком поступает в камеру, обеспечивая тем самым промывку и регенерацию адсорбента. По мере дальнейшего вращения ротора объем камеры начинает уменьшаться, а сама она соединяется с выпускным отверстием, через которое десорбированный газ через лабиринтный глушитель 6 и выходной фильтр 7 удаляется в атмосферу. Таким образом, за один оборот ротора осуществляется полный адсорбционно-десорбционный цикл короткоцикловой безнагревной адсорбции по вакуумно-напорной схеме. Редуктор 2 адсорбционной установки обеспечивает снижения частоты вращения вала ротора роторно-пластинчатого адсорбционного модуля до величины, не превышающей 400 об/мин, преимущественно 300 об/мин. Такие частоты вращения ротора обуславливают экстремально короткие до 0,15 с, преимущественно 0,2 с рабочие циклы и высокую удельную производительность адсорбционной установки. При увеличении частоты вращения ротора свыше 400 об/мин и соответственно длительности адсорбционно-десорбционного цикла менее 0,15 с происходит снижение эффективности газоразделительного процесса и уменьшение концентрации кислорода в продуктовом газе.

Циклограмма адсорбционно-десорбционного цикла роторно-пластинчатой адсорбционной установки с 8 радиальными пластинами показана на фиг. 9, где Рат - атмосферное давление; Рвс - давление всасывания; Рсбр - давление сброса; Pmax - максимальное давление при адсорбции; Pmin - минимальное давление регенерации.

Предлагаемое устройство позволяет упростить конструкцию, уменьшить массу и габариты, повысить удельную производительность и надежность адсорбционной установки.

Адсорбционная установка состоит из электропривода, редуктора, роторно-пластинчатого адсорбционного модуля; роторно-пластинчатый адсорбционный модуль состоит из следующих конструктивных элементов: статора, внутренний криволинейный профиль которого образован двумя окружностями с меньшим и большим радиусом, переход между которыми осуществляет через криволинейные сопрягающие поверхности, в котором имеются впускное отверстие с фильтрующим элементом для разделяемой газовой смеси и выпускное отверстие, оборудованное глушителем и фильтром для удаления газа при регенерации; вращающегося ротора цилиндрической формы с радиальными пазами, на внешней поверхности которого между радиальными пазами имеются полости, заполненные адсорбентом, повторяющим по форме внешнюю поверхность ротора, от каждой полости к центру ротора радиально отходит канал, соединяемый с одной из торцевых поверхностей ротора; свободнодвижущихся уплотнительных пластин, установленных в пазы ротора; двух торцевых крышек, одна из которых изготовлена как крышка ресивера и имеет два отверстия, одно отверстие служит для установки однонаправленного регулируемого клапана и подачи обогащенного кислородом воздуха, второе отверстие служит для установки дросселя и обеспечивает дросселирование газа при регенерации в рабочий объем роторно-пластинчатого модуля; ресивера; регулировочного устройства расхода продуктового газа потребителю.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к мембранно-адсорбционным устройствам с использованием газового эжектора для разделения газовых смесей. Эжекторное мембранно-сорбционное устройство для разделения газовых смесей содержит компрессор, к выходу которого подключен вход эжекционного смесителя, через регулятор давления газа по меньшей мере два адсорбера, заполненных твердым адсорбентом и через регулятор давления газа вход десорбционного эжектора.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при производстве азота, кислорода и аргона из атмосферного воздуха. Способ включает использование нескольких адсорбционных колонн.

Описаны способ и устройство для повышения степени извлечения гелия. Поток, содержащий гелий и по меньшей мере один способный окисляться компонент, вводят в зону окисления в присутствии кислорода для окисления способного окисляться компонента с образованием первого потока паров и первого потока жидкости.

Изобретение относится к способам разделения газовых смесей короткоцикловой безнагревной адсорбцией. Способ реализуется на установке, которая состоит, в частности, из источника давления, трех идентичных адсорбционных колонн, системы переключающих клапанов.

Изобретение относится к системе для получения кислорода в учреждении, содержащей по меньшей мере одно устройство для получения медицинского воздуха, блок адсорбции с перепадом давления, который служит для получения потока кислорода, и учреждение, содержащее сеть трубопроводов для медицинского воздуха и вакуумную систему, причем по меньшей мере одно устройство для получения медицинского воздуха присоединено к сети трубопроводов для медицинского воздуха, при этом по меньшей мере первая часть потока получаемого медицинского воздуха подается из по меньшей мере одного устройства для получения медицинского воздуха к сети трубопроводов для медицинского воздуха.
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 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 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 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 отделения кислорода. Способ отделения кислорода из кислородсодержащего газа содержит этапы, по меньшей мере, первого и второго периодов отделения кислорода, где каждый первый и второй периоды отделения кислорода содержат этапы направления кислородсодержащего газа на первичную сторону устройства (12, 14) отделения кислорода, содержащего сорбент (16, 18) для отделения кислорода, и генерирования потока обогащенного кислородом газа из устройства (12, 14) отделения кислорода путем создания разности давлений между первичной стороной и вторичной стороной устройства (12, 14) отделения кислорода. Способ содержит этап охлаждения между первым и вторым периодами отделения кислорода, где данный период охлаждения содержит этапы направления добавляемого сорбата через устройство (12, 14) отделения кислорода, причем добавляемый сорбат имеет энергию адсорбции е1 в отношении сорбента (16, 18) для отделения кислорода, и направления охлаждающего сорбата через устройство (12, 14) отделения кислорода. Охлаждающий сорбат имеет энергию адсорбции е2 в отношении сорбента (16, 18) для отделения кислорода. Энергия адсорбции е2 меньше, чем энергия адсорбции е1. Изобретение позволяет обеспечить улучшение отделения кислорода, особенно при высоких температурах. Изобретение также предлагает сепаратор кислорода (10). 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к кислородному сепаратору, включающему в себя по меньшей мере одно отделяющее кислород устройство, содержащее кислородоотделяющий сорбент для отделения кислорода от кислородсодержащего газа, причем отделяющее кислород устройство имеет газовый впуск на первичной стороне, присоединенный к впускному трубопроводу для направления потока кислородсодержащего газа в отделяющее кислород устройство, и имеет газовый выпуск на вторичной стороне, присоединенный к выпускному трубопроводу для направления потока обогащенного кислородом газа из отделяющего кислород устройства, причем вторичная сторона отделяющего кислород устройства дополнительно соединена с источником продувочного газа для направления продувочного газа через отделяющее кислород устройство, и при этом первичная сторона отделяющего кислород устройства соединена с отводным трубопроводом для направления отходящего газа из кислородного сепаратора, причем кислородный сепаратор дополнительно включает в себя регулирующее давление устройство (40) для создания перепада давления между первичной стороной и вторичной стороной отделяющего кислород устройства, и при этом в отводном трубопроводе предусмотрен газовый датчик для определения концентрации по меньшей мере одного компонента отходящего газа. Изобретение обеспечивает улучшенную управляемость. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение раскрывает способ удаления тяжелых углеводородов из потока природного газа, включающий: направление исходного потока природного газа, содержащего воду и углеводороды С5+, в слой адсорбента блока нагревательной короткоцикловой адсорбции (НКА) таким образом, чтобы адсорбировать по меньшей мере часть воды и углеводородов C5+ из указанного исходного потока природного газа для создания первого итогового газового потока, имеющего уменьшенный уровень воды и углеводородов С5+ по сравнению с указанным исходным потоком, регенерацию названного слоя адсорбента при помощи нагрева для удаления адсорбированной воды и углеводородов С5+ и создания второго газового потока, имеющего повышенное содержание воды и углеводородов C5+ по сравнению с указанным исходным потоком; охлаждение указанного второго газового потока для создания жидкой воды и жидких С5+ углеводородов и разделения указанных жидкостей из указанного второго газового потока для создания третьего газового потока; направление указанного третьего потока природного газа в слой адсорбента блока безнагревной короткоцикловой адсорбции (БНКА) таким образом, чтобы адсорбировать углеводороды C5+ из указанного третьего газового потока, и выход второго итогового газового потока высокого давления, имеющего содержание углеводородов C5+ меньшее, чем в указанном третьем газовым потоке; причем указанный блок НКА адсорбирует при температуре по меньшей мере 65°С и давлении по меньшей мере 500 psia; и регенерацию указанного слоя адсорбента в указанном блоке БНКА с помощью уменьшения давления и создания загрязненного газового потока низкого давления, содержащего углеводороды C5+. Также раскрывается способ удаления тяжелых углеводородов из потока природного газа, содержащего метан и тяжелые углеводороды. Технический результат заключается в удалении загрязнителей из газов с помощью сочетания адсорбции и конденсации. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 5 ил., 7 пр., 7 табл.

Изобретение относится к области селективации адсорбентов для разделения газов, в частности к способу разделения газов. Способ включает приведение адсорбента или мембраны, содержащих цеолит с 8-членными кольцами или микропористый материал с 8-членными кольцами, в контакт с барьерным соединением, при условиях, эффективных для селективации адсорбента или мембраны, включающие температуру от 50 до 350°C и полное давление от 690 до 13,8 МПа изб., где селективация адсорбента или мембраны включает диффузию молекулы барьерного соединения через пористую структуру микропористого материала с 8-членными кольцами, приведение селективированного адсорбента или мембраны в контакт с входящим потоком газа, содержащим первый компонент и второй компонент, с образованием первого потока газа, обогащенного первым компонентом по отношению к входящему потоку газа, и сбор второго потока газа, обогащенного вторым компонентом по отношению к входящему потоку газа. При этом барьерное соединение имеет минимальный размер молекулы, который на 0,4 Å превышает размер наибольшей твердой сферы, которая может диффундировать вдоль любого направления в адсорбенте, и максимальный размер, составляющий 25 Å или менее. Причем барьерное соединение присутствует либо в виде жидкости, либо в виде газа с парциальным давлением барьерного соединения 10% от давления насыщенного пара. Изобретение обеспечивает повышение селективности адсорбирующего материала. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил., 3 табл., 7 пр.

Изобретение относится к устройствам для разделения смеси газов адсорбцией при переменном давлении и может быть использовано при разделении воздуха путем короткоцикловой безнагревной адсорбции с получением газовой смеси с повышенным содержанием кислорода. Адсорбционная установка состоит из электропривода 1, редуктора 2, роторно-пластинчатого адсорбционного модуля 3. Роторно-пластинчатый адсорбционный модуль состоит из следующих конструктивных элементов: статора 4, внутренний криволинейный профиль которого образован двумя окружностями с меньшим и большим радиусом, переход между которыми осуществляет через криволинейные сопрягающие поверхности, в котором имеются впускное отверстие с фильтрующим элементом 5 для разделяемой газовой смеси и выпускное отверстие, оборудованное глушителем 6 и фильтром 7 для удаления газа при регенерации; вращающегося ротора 8 цилиндрической формы с радиальными пазами, на внешней поверхности которого между радиальными пазами имеются полости, заполненные адсорбентом 9, повторяющим по форме внешнюю поверхность ротора, от каждой полости к центру ротора радиально отходит канал, соединяемый с одной из торцевых поверхностей ротора; свободнодвижущихся уплотнительных пластин 10, установленных в пазы ротора; двух торцевых крышек, одна из которых изготовлена как крышка ресивера и имеет два отверстия, одно отверстие служит для установки однонаправленного регулируемого клапана 11 и подачи обогащенного кислородом воздуха, второе отверстие служит для установки дросселя 12 и обеспечивает дросселирование газа при регенерации в рабочий объем роторно-пластинчатого модуля; ресивера 13; регулировочного устройства расхода продуктового газа потребителю 14. Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции, уменьшении массовых и габаритных характеристик, повышении удельной производительности и надежности адсорбционной установки. 9 ил.

Наверх