Способ регенерации адсорбента

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социапистичвсиик

Республии ((()929208 (6 I ) Дополнительное к авт. свид-ву (5I)M. Кл. (22) Заявлено 20.05.80 (2l ) 2927558/23-26 с присоединением заявки рйВ 01 J 20/00

3Ьеудярстеаииый кемитет

СССР ио делам изебретеиий

H етерытий (23) Приоритет(43. УДК66.074.

° 7(088.8) ОпУбликовано 23.05.82. Бюллетень Яе 19

Дата опубликования описания 23.05.82

Н. П. Стасевнч, В.М. Голубев, В.А. Гарин, М . Стасев)й" — и С.С. Петухов ;.Т% д.р .т .") ),",(° 1 (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ АДСОРБЕНТА

Изобретение относится к способам регенерации адсорбентов и может бъ|ть использовано в химической промышленности, в частности в области адсорбционной очистки газов от примесей.

Известен способ регенерации адсорбента в установке комплексной очистки воздуха, в котором регвнерирукяций поток чистого газа после стадии адсорбции пропускают через один адсорбер на десорбцию и охлаждение адсорбента (во втором адсорбере идет адсорбция), после чего этот регенерирующий поток выбрасывают в атмосферу (1J.

Недостатками этого способа являются большие удепьные энергозатраты íà регенерацию адсорбента, так как полностью теряется тепло отходящего регенернрую щего потока, и болыцой расход чистого газа на регенерашпо адсорбента.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому ре зультату является способ регенерации адсорбента, в котором регенерируюпцФ гаэ.пропускают последовательно чере два адсорбера, осуществляя охлаждение адсорбента в одном адсорбере и десорбцию адсорбента .тем же потоком во вто . ром. В процессе десорбции регенерирую . щий газ направляют в регенеративное ус ройство, в котором используют тепло, вы» носимое регенерирующим газом иэ охлаждаемого адсорбера (2).

Недостатками известного способа ssnN ются большие удельные энергоэатраты, так как полностью теряется тепло, выносисимое с отходящим десорбирующим ното". ком, невозможность проведения десорбции и охлаження адсорбента одновремен»но; большие энергозатраты при непрерыв.ной работе электронагревателя; большой . расход чистого газа на регенерацию, так как весь поток подлежит сбросу.

Цель изобретения - повышение еко номичности процесса регенерации адсор»

6ента.

Поставленная цель достй.ается соглас(но способу, заключающемуся в одновре Отличительным признаком способа является деление регенерируюшего газа на два потока в соотношении, обеспечивающем равное время десорбции и охлаждения, потоки после охлаждения и десорбции попеременно подают для подою

20 грева десорбирующего потока, переключая их на подогрев. при уравнивании температур.

Другим отличительным признаком способа является то, что поток после

25 охлаждения адсорбента подают повторно на десорбцию и охлаждение.

Предлагаемый способ может быть реализован в установках с числом адсорберов более двух.

На чертеже представлена схема уст ройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит адсорберы 1 - 4 с адсорбентом, теплообменное устройство Б на потоке десорбируюшего газа, нагреватель 6 для догрева десорбирук щего газа, циркуляционную газодувку 7 и холодильники 8 и 9.

Способ осуществляется следующим образом. . Регенерирующий гаэ сжимают в газодувке 7 до необходимого давления, разделяют на два потока - первый десорбирув . ший и второй охлаждающий. Первый поток подают на десорбцию адсорбента в адсорбере l „ a второй через холодильник

8 - на охлаждение адсорбента в адсорбере 2. В адсорберах 3 и 4 происходит адсорбция. Десорбирующий поток нагревавают в теплообменном устройстве 5 в первой части периода десорбции высокотемпературиым теплом охлаждающего потока и во второй части - высокотемпературным теплом отходящего десорбирующего потока и догревают в нагревателе

6. Расходы десорбирующего и охлаждаю шаго потоков распределяют таким образам, чтобы период десорбции был pasen

3 9о92 менной десорбпии и охлаждении адсoðáå та в нескольких адсорберах продувкой регенерируюшим газом, который делят на два потока — охлаждающий и десорбирующий в соотношении, обеспечивающем рав ное время десорбции и охлаждения, причем потоки поспе охлаждения и десорбции попеременно подают для подогрева десорбирующего потока, переключая потоки на подогрев при уравнивании их температур. о

При этом поток после охлаждения адсорбента подают повторно на десорбцию и охлаждение.

08 4

ПО п(н м ..ч и lit. fiHl>a Ох ажде!п1я, 1ц)11 этом нагреватель (.> работает непрерывно. Отходящие десорбируюший и .>хлаждаюший потоки выбрасывают, И случае необходимости экономии чистого регенерируюшего газа отходящий охлаждающий газ после охлаждения в холодильнике 9, если температура газа превышает допустимую температуру на входе в газодувку, возвращают на всасываиие газодувки 7 н присоединяют к регенери уюшему потоку.

ft р и м е р. Поток регенерируюше-. го газа после газодувки направляют в два регенерируемых адсорбера, один из которых находится на стадии десорбции, а щ угой — на стадии охлаждения

Поток регулируют следующим образом: в первую треть периода десорбции на охлаждение подают 2000 м /ч, а на десорбцию - 4000 м /ч, то есть в соот»

Э ношении 1:2. В последующие 2/3 периода десорбции - в соответствии 2:1 до получения температуры газа после охлаждаемого адсорбера, равной 3 С, в реэульо тате чего время десорбции и время охлаждения выравниваются, что позволяет организовать цикл переключения адсорберов в режим очистки поочередно со . сдвигом по фазе, равным 1/2 времени защитного действия одного адсорбера, а в общем t:ëó÷àå - 1/И 2, если работает адсорберов.

И 3жрвую треть времени охлаждений разность температур между адсорбентом и газом вы окая (350 С), поэтому теплообмеи идет достаточно интенсивно при пониженном расходе газа. Одновременно при прогреве в десорбщ уемом адсорбере идет бурное выделение влаги из адсорбента. Спустя 1/3 времени после начала десорбции, когда температура газа после десорбируемого аасорбера повышается до 150 С, количество десорбирующего потока резко снижают, В этот период в охлаждаемом адсорбере разность температур между газом и адсорбен1ом "-начительно понижается (до 200 С, увеличение в 2 раза коли чества охлаждающего газа интенсифицирует процесс охлаждения и позволяет закончить процесс в одно время с окончанием десорбция адсорбента. Десорбируюший поток предварительно подогревают в теплообмениике, подавая в него отходящий гаэ после охлаждения или десорбции до 170-350оС, затем догревают в электронагревателе до температурь порядS 029 ка 380 С и подают на десорбцню в апсорбер.

Первоначально температура потока после охлаждения составляет 350 С. В момент выравнивания температур потоков $ после десорбции и охлаждения при 1800

200 С в теплообменник направляют десорбируюший поток, температура которого повышается. При температуре газа после адсорберов, равной 350 С, нагреватель используют только для догрева газа с

340 С до 380 С.

Поток, идущий.на охлаждение адсорбе— ра, предварительно охлаждают в теплооб меннике до 1-3ОC.

1$

Для экономии чистого регенернруюшего газа поток после охлаждения адсорбента охлаждают в холодильнике, если его тек пература выше допустимой (50-170 С), и возвращают на всасывание в газодув- 20 ку. Это дает снижение расхода чистого продукта с 35% до 14% от количества очишаемого газа.

Использование предлагаемого способа регенерации адсорбента, по сравнению 2$ с известным, позволяет: снизить энергозатраты на регенерацию. на 25%30% эа счет разделения регенерирующего потока на два автономных - охлаждающий и д сорбнруюшнй н использования тепла от За ходящих потоков на высоком температурном уровне; улучшить условия эксплуатации нагревателя н уменьшить его мощность в 2-3 раза за счет того, что он работает непрерывно только для подогре- $$ ва газа от 170-350 С до 380 С вместо периодического нагрева регенерирующего газа в известном способе от 20аС до

380 С, увеличить надежность работы о оборудования установки; уменьшить рао- р ход чистого регенернрующего газа на

25-30%.

Расчет экономического эффекта предлагаемого способа выполнен по сравнению со способом регенерации адсорбента, 208 6 реализованного в установке очистки газа типа КАР-ЗО, состоящей из 8 одинаковых адсорберов, половина иэ которых ие ходит.ся на стадии адсорбции, а остальные — на стадии регенерации, с выходом чистого продукта до 55%.

Согласно предварительному подсчету экономический эффект ot использования предлагаемого способа в одной установ ке разделения воздуха составит

4636,276 тыс, руб. в год за счет сокра щения количества адсэрбента, времени его регенерации, времени работы, мошнооти электронагревателя и потерь газообразного чистого азота.

Формула из обре те ния

1. Способ регенерации адсорбента в нескольких адсорберах путем одновременных десорбции и охлаждения продувкой регенерируюшим газом, î r л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения экономичности процесса, регенерируюший газ делят иа два потока - охлаждающий и десорбируюший в соотношении, обеспе чивающем равное время десорбции и .охлаждения, причем потоки после охлажде ния и десорбции попеременно подают для .подогрева десорбируюшего потока, пере ключая потоки на подогрев при уравнивании их температур.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что поток после охлаждения адсорбента подают повторно на десорбцию и охлаждение.

И сточ ники информации, принятые во внимание цри экспертизе

1. Каталог криогенного Оборудования.

М., 1976, ч. 2.

2. Серпионбва Е.H. Промышленная адсорбция газов и паров. М., Высшая школа, 1969, с. 29З-295.