Способ осушки воздуха

гк:", Г:;-,м .сн":х"О П И 4-А."Н ИИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51)М. Ил. с присоединением заявки Мо -В 01 О 53/02 В 01 О 53/26(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 66. 074. ,7(088.8) Дата опубликования описания 230980(54) СПОСОБ ОСУШКИ ВОЗДУХА Изобретение относится к адсобционным способам осушки воздуха, в частности, с использованием цеолитов в качестве адсорбентов,и может быть использовано в технике воздухопод- . 5 готовки и в различных областях сорбционной техники.Известен ряд способов очистки и осушки воздуха с использованием цеолитов, например, с использованием в О качестве осушителя цеолита-СаА (1.Известен способ очистки газовых смесей от паров воды с использованием цеолитов, включающий косвенный. нагрев и охлаждение цеолитов теплоносителем через стенки адсьрберов и продувку через слой охлаждаемого и нагреваемого цеолитов последовательно 3-20 об.В очищенного газа после его соответствующего охлаждения или 2 О нагревания 21 .Недостатком данного способа. является то, что он изменяет состав очищаемого сжатого воздуха, увеличивая в начальный момент концентрацию кис лорода.Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки воздуха от паров воды и, 3 О других компонентов. слоем молекулярного сита и в частности цеолита типа Х, включающий стадию адсорбциипримеси при повыщенном давлении истадию десорбции их нагретым газомпри пониженном давлении с последую-щим повторением указанных стадий.Полный рабочий цикл этого процессавключает подъем давления, пропускание воздуха через слой цеолита длянасыщения цеолита адсорбируемыми компонентами, снижение давления, пропускайие через слой цеолита нагретого.продувочного газа, охлаждение слояцеьлита, затем повторение перечисленных стадий 31,Недостатком известного способаявляется возникновение пожаро- иливзрывоопасной ситуации вследствиерезкого повышения концентрации.Цехъ изобретения - исключениевзрывоопасности при осуществлениициклического процесса эа счет снижения концентрации кислорода на ста"дии адсорбции.Поставленная цель достигается тем,что в способе осушки, включающемстадию адсорбции примесей при повышенном давлении и стадию десорбцииих нагретым газом при пониженном давтошению кповышаюИа этомосушки ленйи"споследующим повторением вышеуказанных стадий, перед повторнойадсорбцией цеолит насыщают азотомдб количества, содержащегося в немйа стадии первичной адсорбции, преимущественно до 1,7-2,5 вес.Ъ йри"давлении 3-7 ати.Способ осуществляют следующим образом,Через слой цеолита в адсорберепропускают воздух под давлением, затем"снихают давление в адсорбере доатмосферного и проводят десорбцию"Влаги-йропусканием горячего воздуха,Послеохлаждения цеолита повышаютдавление в адсорбере и насыщают цеолйтазотом в количестве, содерхащемся в цеолите на стадии первичной адсорбции.В случае осушки воздуха при 20 атицеолитами типа йаХ и СаА на стадииподъема давления производится насы"щение цеолитов азотом при ,цавлениив 3-7, предпочтительно 5 ат в количестве 1,7-2,5 вес.Ъ.Если адсорбировать азота больше,чем упомянутое количество, то на стадии осушки избыточный азот десорбируетсяи"в"осушенном воздухе азотабольше, чем в исходном, подаваемомна,осушку,.Если адсорбиронать азота меньше," чем, упомянутое количество, то на ста- дииосушки азот из осушаемого воздуха адсорбируется в цеолите, а следовательно в осушенном воздухе егоменьше нормы. Количество азота, корое находится в адсорбированном со"-стояйиив цеолите зависит от адсорбционной способности цеолита, применя"емотодля осушки воздуха.П р и м е р 1. В колонку с внутренним диаметром 24 мм помещают.450 мл цеолита СаА, удовлетворяющеготребованиям МРТУ 6-09-6230-69. Послезаполнения колонки цеолитом в нее подают воздух на осушку в количестве5 л/мин, под давлением 20 ати, содерхащий 2,3 г/мф паров воды. Осушенный" в"Йолонке воздух редуцируют до атмосферйбго давления и подают на анализатор кислорода и паров воды. Осушку воздуха проводят до появления проскока паров воды - более 2,0 ррм.ЗатеМ давление в адсорбере снижаютдо атмосферного в течение 3-5 минпутем сброса газов в атмосферу. После сброса давления проводят десорб. цию влаги с цеолита горячим воздухомпри 200 С в течение 15 мин. Воздухподают со скоростью 15 л/минЗатемцеолит охлаждают в течение 4 мин тем-же потоком воздуха комнатной температуры, Повышают давление в адсорбционной колонке азотом до 5 ати, адсорбируя около 2-3 вес.Ъ азота по отновесу цеолита. Далее давлениет сухим воздухом до 20 ати.йодготьвку колонки к стадиивоздуха заканчивают и вновьподают исходный воздух для осушки,как это описано в начале примера.Содержание .кислорода в осушенномвоздухе составляет 21,0 + 0,1.П р и м е р 2. Процесс проводят,.как в примере 1. Насыщение азотомпри повышении давления осуществляютпри давлении в 3 ати. При этом адсор"бируется 1,8 вес.Ъ азота,П р н м е р 3. Процесс проводят,как в примере 1, Насыщение азотомосуществляют при давлении 7 ати. Приэтом адсорбируется 2,5 вес.Ъ азота.В табл. 1 приведены результатыизмерения концентрации кислорода восушенном воздухе в различное время5 после начала осушки прииспользовании цеолита СаА.Таблица 1 Время Содержание кислорода в осушенот на- Ном воздухе, об.Ъчала 7,2 20 б 9,9,1 22,7 21,21,3 21,4 6 20,7 0,0 21,3 21,0 21,0 21,0 тем п ки та Как видно из приведенных результатов, содержание кислорода в осушенном воздухе в начальный момент 40 при давлении 7 ати несколько нихенормы и достигает 17,2, а при давлении 3 ати - выше нормы и достигает 29,4. Это означает, что насыщение азотом следует проводить придавлении выше 3 ати и ниже 7 ати.45 П р и м е р 4. Для сравнения былприведенэксперимент по известному,Стадия осушкивоздуха проводиласьпри тех же параметрах (Р=20 ати,1 = 5 л/мин, СоН 202,3 г/м ), втой же колонке на том же цеолите СаАкак на примере 1 до стадии подъемадавления.Далее-давление снижают, нагревают горячим воздухом и затем охлажда ют. При подъеме давления азот не используют. Давление поднимают до20 ати осушенным воздухом. За одают исходныйвоздух для осуш кже, как в примере 1.60 П р и м е р 5. Процесс проводят;как в примере 1. В качестве адсорбента былиспользован цеолит йаХ.При этом йа" стадии повышения давленияазотом адсорбируют 2,1 вес.Ъ азота.65 В резулътате "примененияцеолита йах764707 9 21,0 6 2 0 58 20,60 50 8 21,0 20,9 21,0 20 несколько увеличилась концентрация влаги в осушенном воздухе-до 8,2 ррм, но концентрация кислорода не изменилась и равняется в среднем содержанию кислорода в исходном воздухе С=21,0 + 0,1.П р и м е р 6. Процесс проводят аналогично примеру 5. Насыщение азотом проводят при давлении 3 ати.Количество поглощенного азота составляет 1,7 вес.Ъ.П р и м е р 7. Процесс проводят аналогично примеру 5, за исключением давления насыщения азотом, которое составляет 7 ати,. количество адсорбированного азота - 2,3, Влияние такого давления на последующую. концентрацию кислорода видно иэ таблицы 2,В табл. 2 приведены результаты измерения концентрации кислорода в осушенном воздухе в различное время после начала осушки при использовании цеолита ИаХ. Т аблица. 21 6Как и в примере 2 для цеолита баАсодержание кислорода в начальный пе- .риод для давления 3 ати нескольковыше нормы и достигает 19,1%. Такимобразом, насыцение цеолита йаХ аэо том следует провдить при давленииниже 7 атмосфер и выше 3 атмосфер,предпочтительнее при 5 ати как зтоследует иэ примеров 5, 6 и 7 дляцеолита йаХ и из примеров 1, 2 и 3 .- для цеолита СаА.Таким образом, предлагаемый способпозволяет исключить опасное повышение концентрации кислорода в процессе осушки газа и тем самым улучшитьусловия проведения процесса,15. Формула изобретения1. Способ осушки воздуха с использованием цеолитов, включающий стадиюадсорбции примесей при повышенномдавлении и стадию десорбции их нагрец тым газом при пониженном давлении споследующим повторением вышеуказанныхстадий, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью исключения взрывоопас"ности при осуществлении циклическогопроцесса эа счет снижения концентра ции кислорода на. стадии адсорбции,перед повторной адсорбцией Неолитнасыщают азотом до количества, содержащегося в нем на стадии первичнойадсорбции.ЗО 2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что насыщение аэо"том ведут до 1,7-2,5 вес.Ъ при дав. - .лении 3-7 ати.Источники информации,35 принятые во внимание при экспертизе1. "Журнал прикладной химииф,1972, Р 8, с, 1758 1975, Р 6,с12722, Авторское свидетельствоР 553984, кл. В 01 0 15/06,11.121972.3, Патент США Р 3808773,Кл, 55-31, 07,05.74 (прототип).. ВНИИПИ Госуд по делам 1130 35, Москва, раж 809Подписное арственного комитета СССР изобретений и открытий Й, Раушская наб., д. 4/ илиал ППП фПатентф, г, Ужгород, ул. Проектиа Составитель В. ВиноградоваКиселева Техред М, Левицкая Корректор В.Бутяг