Способ регенерации адсорбционных блоков

СО 03 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4(51) В 01 В 53 0 СПИ САНИ РЕТЕН Н АВ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.Г.Гуревич, Н.В, Самуельскни икст ного машинольство С/26, 1979.НКРАЦИИ АД ключажщий от те(54) (57) 1. СПОСОБ РСОРБЦИОННЫХ БЛОКОВ,ор ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙИ ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свиВ 831159, кл. В 01 0 ЯО;, 115.2628 А регенерирующего потока из очищенногогаза высокого давления, предварительный подогрев регенерирующего потокадросселирование его до давления регенерации и последующий подогрев дотемпературы регенерации, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью улучшения условий регенерации, в усло"виях колебаний давления перед предварительным подогревом редуцируют давление газа до величины не меньшей,чем отношение изменения сопротивления линии регенерируикцего газа в процессе регенерации к допустимой относительной погрешности расхода,1152628 2 Способ по п.1, о т л и ч а ю - подогРев регенерирующего потока осущ и й с я тем, что предварительный ществляют с помощью оборотной води. 6 Рв Кургде р - плотность газа;13 е - скорость газа;К - коэФФициент, слабо зависящий от скорости газа.Скорость газа может быть выраженачерез массовый расход как 26Ю ( )где М - массовый расход газа,Р - площадь поперечного сечениятрубы.23 Тогда Формула (1) может бить записана в виде МдР=кГ у рф( й или где Р - давление газа;й - газовая постоянная;40; Т - температура газа,1 а - молекулярная масса газа. РИзобретение относится к технике адсорбционной очистки газа и может быть использовано в газовой и хими" ческой промышленности, например для осуаки природного газа.Известен способ регенерации ад" сорбционнык блоков, включающий отбор регенерирующего потока иэ газа высокого давления, предварительный подогрев регенерирующего потока, дросселирование его до давления регенерации и последующий подогрев до температуры регенерации 11.Электронагреватель в данном случае имеет постоянную мощность. Система регенерации снабжена автоматичес ким устройством, включающим электронагреватель, если температура газа после подогрева превыщает некоторую величину, н включающим электроподогреватель после снижения температуры газа до приемлемой величины. Эти включения и выключения крайне нежелательны, так как из-за инерционности системы снижают темп нагрева и затягивают регенерацию. Для исключения этих нежелательных процессов необходимо стабилизировать массовый расход подогреваемого газа. Однако стабилизация массового расхода связана с рядом проблем, во-пер вых, с измерением расхода, Стандартный метод измерения расхода предполагает, что давление и температура измеряемого газа не изменяется, в противном случае показания диФманометра нуждаются в специальной корректировке. Согласно известному способу может изменяться давление осуааемого газа высокого давления. Кроме того, установка расходомериых устройств на малых потоках высокого давления технически затруднительна, требует нестандартиык сужающих устройств. Поэтому обычно расходомер устанавливается на потоке после дросселнрования. Однако этот поток также меняет свои параметры как в связи с колебаниями давления на входе в драс.сельное устройство, так и в связи сростом сопротивления линии регенера"ции в процессе нагрева, а следовательно, и соответствующим ростом дав ления.По мере нагрева нагревателя и адсорбера увеличивается нх сопротивление, что в сваю очередь приводит кснижению расхода регенерирующего га 1 ф эа, Сопротивление линии регенерирующего газа выражается следукщей Форму- лой 30При рассматриваемых условиях регенерирующий гаэ можно считать идеальным, подчиняющимся уравнению Клайперона35явех фвв 45 йЬгде ИщИ Ином 31152 Из этой формулы вещно, что сопро- етивление увеличивается пропорционально росту температуры,Таким образом, автоматизация стабилизации расхода обычными методами,т,е. с помощью автоматических приборов, измеряющих расход и поддерживающих его в определенных пределах,в данном случае практически невозможна. Необходимость ручной регулировки щ вынуждает иметь у каждого блока очистки обслуживающего его аппаратчика.Кроме того, недостатками данного способа являются эначительные затраты энергии на регенерацию, обусловленные затратами электроэнергии на нагрев газа до и после дросселя.Цель изобретения - улучюение условий регенерации в условиях колебаний давления.Указанная цель достигается тем, что согласно способу регенерации адсорбционных блоков, включающему отбор регенерирующего потока из Я 5 очищенного газа высокого давления, предварительный подогрев регенерирующего потока, дросселирование его до давления регенерации, последующий подогрев до температуры регенерации и подачу на регенерацию адсорбента, перед предварительньи подогревом редуцируют давление газа, до величины не меньшей, чем отнощение изменения сопротивления линии регенерирующего газа в процессе регенерации к допустимой относительной погрешности расхода.Целесообразно, предварительный подогрев регенерирующего потока осуществлять с помощью оборотной воды. Относительная погреаность расхода может быть выражена как максимальный расход регенерирующего газа (при минимальной температуре 50 нагревателя);минимальный расход регенерирующего газа (при мак" симальной температуре нагревателя); 55 номинальный (расчетный) расход регенерирующего льда. 628 4Если предварительно стабилизиро-вать давление и температуру, то затем снижение давления произойдет в дроссельном вентиле, в элементах системы очистки - электронагревателе, трубопроводах, клапанах адсорберах. Пропускная способность этой части системы начинающейся от дроссельного вентиля и заканчивающейся выхо.дом из адсорбера, зависит от ее сум.марного гидравлического сонротивления. Сопротивление этой системы, кроме дроссельного вентиля, меняется по времени по мере прогрева (формула (5, Сопротивление дроссельного вентиля практически постоянно, так как перед ним стабилизированы давление и температура, Если гидравлическое сопротивление дроссельного вентиля значительно превьавает сопротивление стоящих после него элементов, то практически расход газа через такую часть системы определяется этим дроссельным вентилем. Пусть сопротивление упомянутой части системы при минималвной температуре в начале регенерации составляет Ь Р,Ю 1 б 1 в конце регенерации - ЬРТогда с достаточной точностью минимальное промежуточное давление, которое следует поддерживать после редуктора определяется зависимостью вФМ галоБольщинство газов при обычных . температурах в процессе дросселирования сально охлаждаются, причем охлаждение газа зависит от начального давления. Если давление очищаемого газа меняется, то и температура газа становится переменной, даже при стабилизированном выходном давленив. Стабилизация температуры может быть достигнута за счет тепло- обмена с окружающей средой йоборотная вода промьиаленных предприятий, воздух). Этот подогрев позволяет снизить мощность электронагревателя.На чертеже представлена схема устройства йблока очистки), реализующего предлагаемый способрегенерации.Устройство содержит заполненные цеолитом адсорберы 1 и 2, линию 3 выдачи газа из адсорберов и линию 4 подачи части очищенного газа в адсор" беры для регенерации. На линии 4 установлены последовательно (по хо-,1152628 6,5-4Р - ф - 25 кгсlсм п 0,1 Составитель Л.ЭпштейнРедактор Н,Горват Техред Ж.Кастелевич Корректор Е.Рошко Заказ 2369/5 Тираж 659 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Б, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 3ду газа) редуктор (регулятор давления "после себя" 5, теплообменник 6 для нагрева потока, дроссельный вентиль У и злектронагреватель 8.Способ осуществляют следующим 5 образом.Часть очищенного газа, выходящего. из адсорбера, работающего в режиме очистки, например из адсорбера. 1, по линии 3, отбирают и по линии,4 направляют на регенерацию адсорбера 2, работающего в режиме регенерации. При этом предварительно стабилизируют давление потока газа, движущегося по линии 4, путем снижения давления 15 в редукторе 5 до промежуточного давления ие меньшего, чем отношение изменения сопротивления линии регенерирующего газа в процессе регенерации к допустимой относительной по- рб грешности расхода, затем стабилизируют температуру этого потока путем нагрева в теплообменнике 6 с помощью оборотной воды, температура которой практически постоянна (зто не обходимо, поскольку после редуктора 5 в результате колебаний давления макет значительно колебаться температура потока), послечего поток дросселируют в дроссельном венти-Зб ле 7 до давления регенерации, нагре" вавт в электронагревателе до температуры регенерации (приблизительно ФООфС) и подают на регенерацию.На установке-прототипе, работающей в НПО "Кислородмаш", давление очищаемого газа колеблется в пределах 160-240 кгс/смф, а сопротивление линии регенерации возрастает в процессе регенерацииот 4 до 6,5 кгс/см. Б предлагаемой установке очистки газа давление потока снижают предварительно в редукторе до промежуточной величины, минимальное значение которой при требуемой относительной погрешности расхода 0,1 107) равно Практически его поддерживают на уровне 50 кгс/см, В результате колебания давления очищенного газа на входе не сказываются на давлении и расходе газа, поступающего на регенерацию, а изменение расхода из-за повышения сопротивления линии регенерации незначительное и также не сказывается на работе нагревателя, так как находится в пределах допустимых колебаний расхода, обуславливающих также и изменение температуры потока в допустимых пределах. Поэтому электронагреватель работает постоянно, и время регенерации выдерживается в необходимых пределах Нагрев газа в теплообменнике 6 с помощью оборотной воды снижает затраты энергии на нагрев газа электронагревателем 8. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет осуществить автоматическую стабилизацию расхода регенерирующего газа и снизить затраты энергии на регенерацию. Использование его в установке осушки сжатого природного газа, устраняет необходимость работы оператора, обслуживающего установку.