Способ осушки газов

СОЮЗ СОВЕТСНИХаанвлтапРЕОЪБЛИН ПЮ ИИ 1 В 53 28 ОПИСА ИЗОБРЕТ ЬСТВУ АВТОРСКОМУ Утских,а, Л,т,раш алическое ко нертных г строение ниятиве кии 9,9653 К ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТЙ(56) 1,. Хордас Г.С.1 ехционкрование воздуха .иэов на судах, Л., фСуд1974, с. 58-59,2. Патент Чехословал. В 01 1) 3/26, 1960 54)(57) СПОСОБ ОСУШКИ ГАЗОВ; вклюающий пропускание их через слой выушенного поглотителя-катионита и оследующую термическую регенерацию тработанного слоя, о т л и ч а ющ к й с я тем, что, с целью повышестепени осушки, производительноси экономичности процесса, в качестпоглотктеля используют волокнистый полиакрилонитрильный карбоксильый катионит в щелочной Форме.Изобретение относится к кондиционированию газов и их смесей, в томчисле воздуха, преимущественно наморских и речных судах и в судостроенииИзвестны способы осушки сильноувлажненных газов с помощью твердыхили жидких влагопоглотителей (силикагель, растворы галогенидов лития,триэтиленгликоль, импрегнированныегигроскопичными солями природные иискусственные волокна и др,), обладаюших чрезмерно большой удельноймассой, требующих значительных энергозатрат при их регенерации, обуслов.ливающих разогрев осушаемого газа 15или унос импрегнирующих веществ восушенный поток 1,Наиболее близким по техническойсушности и достигаемому результату кпредлагаемому является способ осушкигазов,заключающийся в пропускании ихчерез слой высушенного сульфокатионита и термической регенерации отработанного слоя. Этот способ особенно эффективен при осушке газов с относительной влажностью, превышающей20 Г 2)Однако используемые в известномспособе даже наиболее гидрофильныезернистые Н-сульфокатиониты обладаютвлагоемкостью, не превышающей 138мас Ъ, Главный их недостаток - низкие кинетические характеристики процесса влагопоглощения из-за значительной толШины зерен и трехмернойструктуры органической матрицы. Вслед 35ствие этого время цикла осушки газадо заданной степени при выбраннойпроизводительности невелико, Для удлинения рабочего периода газоосушкив динамических условиях необходимо 40увеличивать толшину ионитового слоя,что приводит к дополнительному расхо.ду ионита, а также увеличивает габариты и аэродинамическое сопротивление Фильтра, Значительная толциназерен ионита (0,2-1,5 мм) обусловливает длительность его термической регенерации, Все это снижает производительность, экономичность и степеньосушки газов известным способом, азернистая форма ионитов существенноограничивает технические возможностиего аппаратурного оформления,Цель изобретения - повышение степени осушки производительности и55экономичности процесса. Т а блица 1 Влагоемкостьг/г Катионит ТемпературапреДварительоной сушки, С КУ-4 105 1,1530 1,4605 1,1927 ВИОН КН105 КУ-4 120 ВИОН КН120 1,5060 Поставленная цель достигается способом осушки газов, включаюшим пропускание их через слой высушенного поглотителя-катионита и термическую регенерацию отработанного слоя, причем в качестве поглотителя используют волокнистый полиакрилонитрильный карбоксильный катионит в шелочной Форме. Используемый в данном способе поглотитель получают обработкой полиакрилонитрильного волокна щелочью приповышенной температуре,Сущность способа состоит в том,что осушаемый поток газов многократно пропускают через поглотителькоторый периодически обезвоживают нагреванием до потери не менее 70 вла.ги от того ее количества, котороеспособен удерживать поглотитель всостоянии своего предельного увлажнения,П р и м е р 1. Образны предельноувлажненного зернистого стиролдивинилбензольного Н-сульфокатионита Ку-4и волокнистого полиакрилонитрильногокарбоксильного Иа-катионита ВИОНКН, помещенные в предварительновзвешенные на аналитических весахстеклянные бюксы, высушивают в термошкафу при 105 и 120 С в течение 2 чи взвешивают Затем открытые бюксыс высушенными образцами выдерживаютв термостатируемом (30 С) закрытомэксикаторе над дистиллированной водой при периодическом взвешиваниидо постоянства массы, свидетельствующего о предельном влагонасыщении катионитов. По разности масс образцов,увлажненных в эксикаторе и высушенных при указанных температурах, определяют количество воды, поглощенной каждым образцом,Влагоемкость катионитов характеризуют массой воды, поглощенной единицей массы образца, предварительновысушенного при соответствующей температуре. Значения влагоемкостей испытуемых катионитов, приведенные втабл. 1, указывают на более высокуюгидрофильность волокнистого катионита и его преимущества как осушителяпо сравнению с известными Н-сульфокатионитами зернистой формы. П р и м е р 2. Замкнутый контур, состояший из емкости об"ьемом 200 л, циркуляционного насоса, имеющего производительность по газу 20 л/мин, и1011210 ра через Фильтр определяют остаточную влажность воздуха и содержаниеводы в катионите, Затем в тех же усповиях опыт повторяют с той лишь разницей, что свободную полость фильтразаполняют зернистым полимеризационным Н-сульфокатионитом КУ-4(12,6996 г), предварительно высушенным в течение 45 мин при 120 С,осущающего фильтра, заполняют прио22,5 С .воздухом с относительной влажностью 100 Ъ. Фильтр, имеющий свободную полость, диаметром 38 мм и высотой 40 мм, заполняют высушенным н течение 45 мин до постоянной массы при . о90 С нетканым полотном из нолокнистого полиакрилонитрильного карбоксильного катионита ВИОН КНн натри- евой форме (2,2670 г) и включают насос, Линейная скорость осушаемого (О воздуха при пропускании через катионитовую насадку составляет 30 см/с. Через 30 мин., т,е. после трехкратного прохождения всего воздуха контуПриведенные в табл. 2 результаты проведенных опытов показывают сущестненк.е преимущества предлагаемого сособа газоосушки по сраннению с известным по повышению степени осушки. Таблица 2 Способ осушки воздуха Остаточнаявлажностьноздуха,отн, Ъ Поглощено Н О катионитом Всего, г мг/мл слоя г/г слоя В от предельной влагоемкости 44,0 ПредлагаемыйИзвестный 65,2 0,9854 0,1077 2,2340 49,3 9,0 65,8 1,3683 30,2 у волокнистого катионита достигаетсяпри более низкой температуре, Всезто обусловливает меньшие энергетические затраты на термическую регенерацию волокнистого катионита,Кроме того, волокнистый катионитможет перерабатынаться в текстильныеизделия практически любой фиэичесйойформы (ткани, нетканые полотна, маты,гофрированные рукава и т,п,), которые возможно армировать для унеличения ихмеханической прочности. Фильтруюший слой из этих материалов имеетменьшую массу и аэродинамическое сопротивление, чем зернистый слой таких же габаритов. Так, например, воздушно-сухое нетканое полотно иэ волок,нистого полиакрилонитрильного катионита в натриевой форме имеет удельнуюмассу, равную 0,1 г/см ,а удельнаянасыпная масса даже слабосшитого зернистого Н-сульфокатионита полимеризационного типа в подобных условияхсоставляет 0,7 г/смБлагодаря нлагосорбционным характеристикам волокнистого катионитаи условиям тепло-и массообмена нанем в данном способе повышается производительность, экономичность и степень осушки газов. Полиакрилонитрильный карбоксильный катионитщелочной форме (нат- З 5 риевой, калиевой, литиевой, аммонийной и т,п,) более гидрофилен по сран-, нению со своими анионообменными аналогами и зернистыми ионитами, Его использование позволяет увеличить вла гоемкость осушаюшего Фильтра до 151 мас. % при 30 С и 100-ной относительной влажностй осушаюшего потос ка, а также сократить время контакта осушаемого газа с ионитом, Последнее связано с гораздо меньшим поперечным 45 сечением волокон (0,02-0,04 мм), за счет чего равновесие набухания раэлич. ных ионных форм катионитового волокна в воде устанавливается в течение нескольких секунд, тогда как у зернис 50 того ионита на это требуется более 10 мин, Соответственно выше и скорость термического обезвоживания увлахйенного волокнистого катионита, По термической устойчивости указан ный волокнистый катионит в щелочной Форме предпочтительнее зернистых Н-сульфокатионитов полимеризационного типа (термораэложение начинается при 140 и 125 С соответственно), При 60 сушке полностью увлажненных катиони-. тон одинаковая степень обезвоживанияВНИИПИ Заказ 2621/8 Ти раж 686 Подписное филиал ППП"Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4