Способ обработки газовой смеси

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сома Соеетеких

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 03.Х.1968 (№ 1274222/23-26) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.VIII.1970. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 2.XII.1970

Кл. 12е, 3/02

Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете тйииистров

СССР

МПК В Old 53/00

УДК 66.074.7(088.8) Авторы изобретения

К. 3. Бочавер, В. И. Иванов, А. A. Старцев, Н. С. Торочешников, Ю. И. Шумяцкий и Н. В. Кельцев

Заявитель

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ГАЗОВОЙ СМЕСИ

Изобретение относится к области адсорбционной техники, а именно к короткоцикловой безнагревной адсорбции, и может быть использовано для очистки, осушки и разделения газовых смесей этим методом.

Известен способ короткоцикловой безнагревной адсорбции, заключающийся в проведении стадий адсорбции и десорбции в адиабатных условиях, но при существенно различных давлениях с использованием части очищенного потока для обеспечения полпогы десорбцни, причем объемные расходы прямого и обратного потоков одинаковы.

В момент впуска потока в адсорбер газ, находившийся в адсорбере, c>KHMBpтся (в идеальном случае адиабатно); при этом температура его резко возрастает. Вошедший газ вследствие взаимодействия процессов дросселирования и сжатия также приобретает температуру, значительно превышающую начальную.

В момент резкого увеличения давления адсорбционнная способность сорбента увеличивается, что приводит к активизации процесса сорбции с выделением тепла. В результате происходит значительное увеличение температуры газа и вследствие этого — резкий разогрев поверхностного-активного слоя сорбента, так как поверхность сорбента велика, а коэффициент теплоотдачи от газа к сорбенту достаточно высок (100 ккал/и- . час. град). Это резко снижает адсорбционную способность сорбента. Все указанные факторы действуют совместно в переходном процессе (поднятие

5 давления в адсорбере). По достижении постоянного давления и равномерного движения газа через слой сорбента температура поверхностного слоя сорбента постепенно приближается к температуре газового потока. Переход10 ный режим от процесса сорбции к десорбцпи сопровождается изэнтропическим охлаждением газа, остающегося в адсорбере вследствие его расширения, а также активным процессом десорбции за счет снижения давления. Такое

15 снижение температуры газа (а следовательно и поверхностного-активного слоя сорбента) приводит к ухудшению процесса десорбции в переходный период.

В установившемся режиме протекание про20 цесса сорбции сопровождается выделением тепла, что вызывает повышение температуры активной поверхности сорбента, и вследствие этого его сорбционная способность падает.

Процесс десорбции происходит наоборот с

25 поглощением тепла, что приводит к снижению его эффективности. Действие перечисленных факторов, играющих роль в переходных режимах, аналогично.

В результате взаимодействия описанных яв30 лений как за счет прямого снижения сорбци278636

Предмет изобретения

Составитель Г. Бахтюкова

Корректор Л. Л. Евдонов

Редактор И. Л, Коряенко

Заказ 3323/5 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 онной способности, так и вследствие вынужденного увеличения длительности цикла при конкретном конструктивном исполнении процессов в установках приходится значительно увеличивать нагрузку адсорбента. Кроме того, не достигается тот предел степени очистки и получения концентрированных фракций извлекаемых примесей, который обеспечивается кинетикой при проведении процесса короткоцикловой (безнагревной) адсорбции в изотермических условиях.

Целью изобретения является увеличение степени очистки, снижение загрузки адсорбента и получение концентрированной фракции извлекаемых примесей путем сближения температур в процессах сорбции и десорбции, т. е. путем приближения процесса короткоцикловой (безнагревной) адсорбции к изотермическим условиям.

Поскольку в процессе сорбции и в переходном процессе повышения давления в адсорбере тепло выделяется, а в процессе десорбции и переходном процессе понижения давления в адсорбере оно поглощается, для достижения условий работы, близких к изотермическим, эта цель достигается путем обеспечения регенеративного или рекуперативного теплообмена (или того и другого одновременно) между потоками газов, участвующих в процессах адсорбции и десорбции.

5 Пременяя регенеративный теплообмен, например, при осушке воздуха под давлением

10 ата с начальной температурой 20 С (десорбция при давлении 1 ата) на силикагеле марки ШСМ, длительность цикла можно

10 уменьшить с 3 вин до времени менее 1 сия.

При этом загрузка сорбента уменьшается вдвое, а точка росы осушенного газа понижается с минус 70 до минус 82 С, Таким образом, эффективность процесса короткоцикло15 вой безнагревной адсорбции значительно повышается.

20 Способ обработки газовой смеси путем короткоцикловой безнагревной адсорбции, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, осуществляют рекуперативный или регенеративный теплообмен

25 между потоками газов, участвующих в процессах адсорбции и десорбции.