Способ разделения парогазовой смеси и устройство для его осуществления

(59ащ ц ИС ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 84,НИЯ ПАРОГАЗОСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕВОЙ СМЕСИ И УСТРОЙОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к химическойтехнологии, может быть использовано дляразделения парогазовых смесей на компоненты и позволяет уменьшить потери парогазовой смеси и повысить степень разделения. Очищаемую парогазовую смесь под давлением пропускают через твердый поглотитель, например силикагель, цеолит или активный уголь. Очищенную смесь накапливают под давлением и возвращают ее на стадию очистки, регенерацию поглотителя ведут в два этапа понижением давления, при этом сначала неадсорбированную часть газа удаляют из емкости с поглотителем и смешивают ее с очищенной парогазовой смесью, затем дополнительно снижают давление и удаляют десорбат из системы или собирают его в дополнительную емкость. Устройство для разделения парогазовой смеси предлагаемым способом снабжено промежуточной емкостью 10, соединенной с рабочей камерой посредством пневматического клапана и с камерой сжатия 2 посредством механического клапана 12, и камерой отбора остатков парогазовой смеси 13 с поршнем, соединенной с рабочей камерой 1 и с промежуточ- С, ной емкостью 10 посредством пневматических клапанов. 2 с. ф лы. 1 ил 1 табл. ЯювМИзобретение относится к способам разделения парогазовых смесей и устройствамдля их осуществления и может найти. применение в химической технологии.Цель изобретения - уменьшение потерьпарогазовой смеси и повышение степениразделения.На чертеже схематически изображено устройство для реализации предлагаемого способа.Устройство включает рабочую камеру 1с твердым поглотителем, расположеннуюмежду камерой 2 сжатия и камерой 3 вакуумирования с соответствующими поршнями 4 и 5, впускные 6 и 7 и выпускные8 и 9 пневматические клапаны для управления потоками парогазовой смеси, установленные в камере 2 сжатия и камере 3 вакуумирования, промежуточную емкость 10,соединенную с рабочей камерой 1 посредством пневматического клапана 11 и с камерой 2 сжатия посредством выпускногомеханического клапана 12 (срабатывает только при подходе поршня 4 в крайнее заднееположение), и камеру 13 отбора остатковпарогазовой смеси с поршнем 14, соединенную с рабочей камерой 1 посредством пневматического клапана 15 и с промежуточнойемкостью посредством пневматического клапана 16. Камера 13 может быть соединена скамерой 2 сжатия посредством пневматического клапана 17.Способ разделения парогазовой смесиосуществляют в предлагаемом устройствеследующим образом,Парогазовую смесь при отводе поршня 4через впускной клапан 6 засасывают в камеру 2 сжатия, при этом давление смеси равно атмосферному или давлению рабочей линии. При подходе поршня 4 в крайнее заднее положение открывается механическийклапан 12, связывающий камеру 2 сжатия спромежуточной емкостью 10, и из нее подается находящаяся там под давлениемочищенная парогазовая смесь, при этомдавление в камере 2 сжатия и промежуточной емкости 10 выравнивается.При ходе поршня 4 вперед срабатываетклапан 8 и очищаемая смесь проходит через рабочую камеру 1 с твердым поглотителем в промежуточную емкость 10, связанную с рабочей камерой 1 посредствомклапана 11, настроенного на определенноедавление срабатывания. При этом в рабочейкамере 1 остается определенное количествоочищаемой парогазовой смеси под рабочимдавлением. Эту смесь через клапан 15 припомощи поршня 14 отводят в камеру 13отбора остатков парогазовой смеси до достижения давления не ниже парциальногодавления, равновесного остаточному содержанию поглощаемого компонента, после чего смесь сжимают и через клапан 16 подаютв промежуточную емкость 10 или в камеру 2 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сжатия через впускной клапан 17 в зависимости от вида целевого компонента.После этого при помощи поршня 5 в камере 3 через впускной клапан 7 создают ва. куум в рабочей камере 1, за счет чего производится десорбция поглощенного компонента из твердого поглотителя. Затем при ходе поршня 5 вперед этот компонент через клапан 9 подается в сборник готовой продук ии (не показан). Цикл многократно повторяют. Отвод очищенной смеси осуществляют из промежуточной емкости 10 через клапан 18, настроенный на заданное давление.Пример 1. Разделению подвергают паровоздушную смесь с концентрацией влаги 13,6 г/кг (влажность 90/) при 20 С и атмосферном давлении. Смесь, при отводе поршня 4 в заднее положение засасывают в камеру 2 сжатия. После заполнения камеры ее соединяют с промежуточной емкостью 10, из которой поступает очищенная паровоз- душная смесь с концентрацией паров 3,1 г/кг под давлением О,2 МПа. При этом в камере сжатия происходит усреднение концентрации до 11,85 г/кг и повышение давления до 0,118 МПа. При движении поршня 4 вперед происходит сжатие смеси и ее продув через рабочую камеру 1, При этом происходит адсорбция влаги твердым поглотителем из паровоздушной смеси до концентрации 3,1 г/кг, и очищенная паровоздушная смесь подается в промежуточный сборник под давлением 0,12 МПа. Содержание воды в твердом поглотителе возрастает от 54 до 54,81 г/кг. Равновесная концентрация паров воды в поглотителе при данных условиях соста вляет 300 г/кг, т.е. процесс сдвигается в сторону наибольшей поглотительной способности сорбента.Регенерацию поглотителя осуществляют в два этапа: сначала производят отбор остатков паровоздушной смеси в камеру 13 поршнем 14 до давления 0,077 МПа. Понижение давления ниже этого значения приводит к преждевременной десорбции поглощенного компонента из твердого поглотителя. Отобранные остатки при ходе поршня 14 назад через выпускной клапан 17 подают в промежуточную емкость 10 под давлением 0,12 МПа. На втором этапе осуществляют вакуумирование твердого поглотителя до давления 0,015 МПа, При этом парциальное давление водяных паров над твердым поглотителем становится равным 0,00043 МПа и он выделяет влагу до остаточной концентрации 54 г/кг. Выделенную влагу выводят в атмосферу если поглощаемый компонент представляет целевой продукт, его собирают в отдельный сборник). Цикл многократно повторяют.Очищенный воздух из промежуточного сборника через клапан 18, настроенный на давление 0,12 МПа, выводят потребителю.Основные параметры процесса приведены в таблице, где также указана степень разделения, равная 0,59.Пример 2. Разделению подвергают газовую смесь азот - кислород с поглощением азота твердым поглотителем. Процесс аналогичен описанному в примере 1. Отличие заключается в том, что отобранные остатки газовой смеси через клапан 17 подают в камеру 2 сжатия перед подачей туда смеси из промежуточной емкости, что дополнительно позволяет повысить степень разделения смеси (таблица). Степень разделения 0,79.5Пример 3. Разделению подвергают смесьвоздуха с диоксидом углерода с поглощением СО. Процесс аналогичен описанному в примере 2. Степень разделения по предлагаемому способу 0,80. (таблица).(хо иО О Дх ох цс Ксоою о111 г Х1,1 си о О о г о м Л сЧ г с сОол л л л л О О О О О ОО 1 01 с сл г Р Сг гг г с го,о С м л л лл о о о с с о1284588 8 Формула изобретения Составитель Л. ЭпштейнРедактор О. Бугир Техред И. Верес Корректор В. БутягаЗаказ 7480/7 Тираж 656 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 1. Способ разделения парогазовой смеси, включающий адсорбцию компонента очищаемой смеси под давлением при пропускании чегез твердый поглотитель, накапливание очищенной смеси под давлением, возврат ее на стадию очистки и регенерацию поглотителя понижением давления, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь парогазовой смеси и повышения степени разделения, регенерацию ведут в две стадии, при этом на первой стадии удаляют неадсорбированную часть газа и смешивают ее с очищенной парогазовой смесью, а на второй стадии используют более низкое дав ление регенерации, чем на, первой. 2. Устройство для разделения парогазовой смеси, включающее рабочую камеру с твердым поглотнтелем, размещенную между камерой сжатия и камерой вакуумирования, поршни и пневматические клапаны, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь парогазовой смеси и повышения степени разделения, оно снабжено камерой отбора с дополнительным поршнем, промежуточной емкостью, и соединенной с рабочей камерой, и механическим клапаном, установленным в камере сжатия и соединенным с промежуточной емкостью, при этом камера отбора снабжена дополнительными пневматическими клапанами, один из которых соединяет ее с рабочей камерой, а другой с промежуточной емкостью.