установка адсорбционной осушки газов

Формула изобретения

Установка адсорбционной осушки газов, содержащая два установленных параллельно адсорбера, клапаны управления, установленные в линии подачи влажного газа перед адсорберами и в магистрали подачи осушенного газа после адсорберов, отличающаяся тем, что адсорберы оснащены подогревателями, установка дополнительно содержит основной эжектор, газовый патрубок которого соединен с магистралью подачи осушенного газа и оснащен невозвратным клапаном, дополнительный эжектор, газовый патрубок которого соединен с магистралью подачи влажного газа и оснащен невозвратным клапаном, насос, выход которого подключен к входам основного и дополнительного эжекторов, причем основной эжектор эжектирует осушаемый газ из адсорбера, находящегося в режиме адсорбции, дополнительный эжектор эжектирует влагу из адсорбера, находящегося в режиме десорбции, выходы обоих эжекторов соединены с входом насоса или промежуточной емкостью, а регенерация адсорбента осуществляется вакуумно-термическим способом при автоматическом переключении режимов работы адсорберов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к адсорбционной технике, а именно к установкам для очистки и осушки газов в стационарном слое адсорбента с периодической регенерацией последнего, и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности, в частности при синтезе озона.

Известна установка адсорбционной осушки газа, содержащая последовательно соединенные компрессор, два адсорбера, эжектор, соединенный с компрессором, теплообменник с сепаратором, вихревую трубу, установленную в линии влажного воздуха, устройство удаления сконденсировавшейся влаги, установленное в линии осушаемого газа между холодным концом вихревой трубы и адсорберами, и клапаны управления (SU, патент 1690826 А1, кл. В 01 D 53/26, 1991).

Известная установка позволяет исключить поступление капельной влаги в адсорберы и повысить надежность установок-потребителей осушенного газа. Однако она имеет достаточно сложную структуру и порядок регенерации адсорбента при относительно невысокой эффективности процесса регенерации, требует больших энергетических затрат на термодинамическое расслоение газа в вихревой трубе и его прокачивание через адсорберы. Кроме того, наличие источника избыточного давления (компрессора) повышает металлоемкость и шумность установки, а также ее стоимость.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Технический результат изобретения состоит в повышении эффективности процесса осушки газа за счет улучшения условий регенерации адсорбента и в повышении удобства эксплуатации установки за счет упрощения ее структуры и уменьшения шумов.

Результат достигается тем, что установка адсорбционной осушки газов, включающая два установленных параллельно адсорбера, оснащенных подогревателями, клапаны управления, установленные в линии подачи влажного газа перед адсорберами и в магистрали подачи осушенного газа после адсорберов, дополнительно содержащая основной эжектор, газовый патрубок которого соединен с магистралью подачи осушенного газа и оснащен невозвратным клапаном, дополнительный эжектор, газовый патрубок которого соединен с магистралью подачи влажного газа и оснащен невозвратным клапаном, насос, выход которого подключен к входам основного и дополнительного эжекторов, причем основной эжектор эжектирует осушаемый газ из адсорбера, находящегося в режиме адсорбции, дополнительный эжектор эжектирует влагу из адсорбера, находящегося в режиме десорбции, а выходы обоих эжекторов соединены с входом насоса или промежуточной емкостью, имеет более простую структуру, и тем, что регенерация адсорбента протекает в условиях разрежения, создаваемого дополнительным эжектором при незначительном поверхностном подогреве адсорберов, и тем, что исключается применение источника избыточного давления, а воздух в адсорберы поступает из атмосферы, за счет разрежения, создаваемого в них основным эжектором, и тем, что регенерация адсорбента осуществляется вакуумно-термическим способом при автоматическом переключении режимов работы адсорберов.

На чертеже представлена схема установки адсорбционной осушки газов.

Установка содержит два установленных параллельно адсорбера 11 и 12, оснащенных подогревателями, клапаны управления 8-10, установленные в линии подачи влажного газа перед адсорберами и в линии осушенного газа после адсорберов, насос 1, выход которого подключен к входам основного и дополнительного эжекторов, причем газовый патрубок основного эжектора 2 соединен с магистралью подачи осушенного газа 4 и оснащен невозвратным клапаном 5, газовый патрубок дополнительного эжектора 3 соединен с магистралью подачи влажного газа 6 и оснащен невозвратным клапаном 7, а выходы обоих эжекторов соединены с входом насоса (или промежуточной емкостью).

Установка работает следующим образом.

Исходное положение: адсорбер 11 находится в режиме адсорбции, адсорбер 12 отключен от магистрали подачи осушенного газа 4 и находится в режиме десорбции (регенерации), клапаны управления 8 и 10 открыты на проход, клапан 9 открыт на регенерацию. Вода, подаваемая насосом 1 в основной эжектор 2, эжектирует газовый поток. В магистрали подачи осушенного газа и в адсорбере 11 создается разрежение. Воздух из атмосферы через клапан 8 начинает поступать в адсорбер 11, где осушается до абсолютного влагосодержания не более 0,05 г/м³ (около 252,5 К по точке росы) и по магистрали подачи осушенного газа поступает потребителю Пт (например, в генератор озона). Параллельно этому процессу за счет эжекции газового потока дополнительным эжектором 3 в адсорбере 12 создается разрежение, равное давлению десорбции (примерно 5 кПа). Адсорбировавшаяся в адсорбере 12 влага по магистрали подачи влажного газа 6 отсасывается в эжектор 3 и отводится в трубопровод Тр, соединенный с входом насоса 1. Невозвратные клапаны 5 и 7 при этом исключают попадание воды через газовые патрубки эжекторов к потребителю или в адсорберы при возможных срывах эжекции. Через определенный промежуток времени происходит автоматическое переключение клапанов управления. Адсорбер 11 переводится в режим десорбции, а адсорбер 12 - в режим адсорбции. Время цикла определяется временем достижения дополнительным эжектором минимального давления всасывания, которое с целью полного удаления влаги из адсорбера при регенерации должно быть в несколько раз меньше времени полуцикла ₁. При этом производительность дополнительного эжектора не должна превышать производительности основного эжектора (рекомендуемое соотношение 1/7-1/10). Для обеспечения гарантированной регенерации адсорбента его температура поддерживается на заданном уровне с помощью поверхностного подогрева адсорберов. За температуру подогрева адсорбента принята температура кипения воды при минимальном давлении всасывания (при давлении десорбции 5 кПа - около 306 К).

Таким образом, в установке создаются условия для непрерывной вакуумно-термической регенерации адсорбента. Это позволяет значительно повысить эффективность процесса осушки газа и снизить энергетические затраты на его осуществление. Кроме того, отсутствие источника избыточного давления воздуха, упрощение схемы и автоматизация процесса управления переключением циклов повышают удобство эксплуатации установки.