Способ регенерации силикагеля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧ ЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) в 53/26 ГОСУДАРСТВ Е Н НОЕ ПАТЕ НТНОВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) САН ИЗОБРЕТЕН ИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМУ цессам осушки сжатого воздуха с ис пользованием твердых адсорбентов. Сущность изобретения заключается впроведении регенерации силикагеля в процессе осушки сжатого воздуха путем продувки силикагеля сухим возду хом под давлением 3 кг/см при температуре не ниже 190 С, в котором продувку осуществляют в присутствии мелкодисперсного силикагеля с диаметром зерна не более О, 14-0,16 мм и концентрацией не выше 1,3 кг/мз, 2 л 17ехницеский и и"КурганИ СИЛИКАГЕЛЯится к проСхема включает компрессор 1, состоящий из трех разделенных холодильниками 2 и 3 ступеней компрессора (низкого, среднего и высокого ления); холодильник 4 после с высокого давления й теплообме соединенные. трубопроводами б и 7 через задвижку 8 с технологицеским трубопроводом 9, потребляющим сжатый воздух, содержащий остаточную влагу после теплообменника 5 и холодильника 4. пля получения осушенного воздуха с точкой росы минус 40 С в схеме предусмотрены два блока 10 и 11осушки воздуха от остаточной влаги, который предназначен для централизоИзобретение относится к способам регенерации сыпучих фильтрующих материалов, в частности силикагеля, от паров воды и может быть использовано на компрессорных станциях, вырабатывающих сжатый воздух для технологических нужд в различных областях промышленности.Целью изобретения является повышение скорости нагрева силикагеля впроцессе регенерации и экономия электроэнергии на процесс нагрева воздуха.Цель достигается тем, что реге" нерацию силикагеля осуществляют сжа" тым до давления 3 кг/см влажным воздухом, нагретым до температуры нениве 190 фС, в котором присутствует мелкодисперсный силикагель с диа" метром зерна не более 0,14-0,16 мм и концентрацией не выше 1,3 кг/мз.На фиг.1 представлена технологическая схема для осуществления спо- соба дав"туп енинник 5,ванного питания пневматических приборов, регуляторов и для других тенологический целей. Блоки 10 и 11осушки соединены через трубу 12 изадвижки 13 и 14 с технологическимтрубопроводом 9, а через задвижки15 и 16 с трубопроводом 17 осушеннго воздуха, Схема имеет фильтры 18(56) Руководство по экБлок осушки воздуха авПроизводственное обьедармхиммаш", 1980,и 19 очистки воздуха от пыли, Элект-ронагреватели 20 и 21 включены в схему подогрева воздуха, идущего в блоки 10 и 11 осушки на регенерацию 5 силикагеля, Блок 10 и 11 осушки че" реэ задвижки 22 и 23 соединены трубопроводами 24 и 25 с эжектором 26 и трубопроводом 6 сжатого воздуха. Эжектор 26 через трубу 27 и задвиж О ку 28 соединен с технологическим трубопроводом 29 выбросного воздуха.Способ осуществляется следующим образом.Работа компрессора в режиме осуш ,ки сжатого воздуха.Воздух из атмосферы поступает в ступень 1 компрессора 1, в ней сжимается, охлаждается в холодильнике 2, затем воздух поступает в ступень2 О 11 компрессора 1, сжимается, охлаждается в холодильнике 3, дальшевоздух поступает в ступень ТТ 1 ком- прессора 1, в холодильник 4 ступени высокого давления и теплообменник 5, 25 Сжатый воздух после теплообменника 5 разделяется на два технологических потока, Первый поток с остаточной влажностью атмосФерного воздуха поступает на производство через зад" 3 О вижку .8 в технологический трубопровод 9. Второй поток сжатого воздухапоступает в трубопровод 12 через задвижки 13 и 14, затем в блоки 10 и 11 осушки попеременно (один блок работает на.осушку воздуха от остаточной влажности, другой блок рабо" тает в процессе регенерации) и даль" ше через задвижки 15 и 16 осушенный воздух направляется в технологический трубопровод 17 осушенного воздуха.Работа компрессора в режиме регенерации силикагеля.Влажный воздух из трубопровода 6 по трубе 30 через задвижку 31 поступает в эжектор 26, в который подсасывается по трубе 27 через задвижку 28 после фильтра 18 из трубопровода 29 (выбросной линии) теплый воздух, Выбросной воздух в своем объеме содержит мелкодисперсный силикагель с. диаметром частиц зерна не более 0,14-9, 16 мм и концентрацией не выше 1,3 кг/мз. Размер зерна силикагеля регулируется металлической. сеткой с просветом клеток 0,12 мм, установленной в фильтре 18, После эжектора 26 по трубопроводам 24 и 25влажный воздух поступает попеременнов электронагреватели 20 и 21 и затемв блоки 10 и 11 осушки. на регенерацию силикагеля, Из блоков осушкивлажный воздух через задвижки 32 и33 поступает .в сбросную линию 29 ичерез Фильтр 19 направляется в атмосферу,Объем воздуха5 кг/смэ при давлении 1 = - в -" = 0,203 мэ1 (23 Ф 25)5 (273 + 20 В объеме 0,203 мз при температуре 26 С максимально может содержаться водяного парам "е: 25 0,203 = 5,075,г,.Так как й с й , то конденсаМакеция водяного пара равна Йз - дэ = 7,8 - 5,07 = 2,73 г/мз.В цилиндр высокого давления поступает после холодильника воздух с содержанием влаги 5,07 г/мз, При температуре 26 С после холодильника 3 П р и м е р. На всас ступени 1поступает атмосферный воздух с Р =1.кг/смз, температурой 20 С и относительной влажностью 663, Содержание влаги в воздухе й,17,3 0,66 =11,3 г/мз, После сжатия воздуха вступени Т до давления 3 кг/смз воздухподогревается и поступает в холодиль"ник 2, где температура воздуха пони- .жается до 25 С. Этому состоянию воздуха соответствует содержание влаги .в 1 мз до 23 г/мз. Объем воздухапри давлении 3 кг/смэ1 (273 + 25)= 0,34 мз.( 3 (273 + 20)В объеме 0,34 мз при температуре25 С максимально может содержатьсяводяного парад = 23 0,34 = 7,8 г,МакеТак как й й, то конденсация водяного пара равна д-д == 11,3-7,8 = 3,5 г/мэПри сжатии возруха до 5 кг/смэво второй ступени компрессора воздухнагревается, затем охлаждается в холодильнике 3 до температуры 26 С,Этому состоянию воздуха соответствуетсодержание влаги в 1 мз до 25 гlмз.1813528 бный силикагель с диаметром зерна неболее 0,14-0,16 мм и концентрациейне выше 1,3 кг/мз По 1.-д-диаграммеуточненная конечная влажность воздуха после блока осушки составляет110 г/мз (точка Ъ). При температуоре воздуха перед эжектором 118влажность воздуха равна 0=87 гlмз(точка с),Количество воздуха, поступающего по линии трубопровода 30 в эжектор 26,0,12 мз. Температура воздуха после ступени 111 равна 136 С (по опытным дан О ным), При температуре воздуха 136 С в нем может содержаться водяного пара д" = 17850 12 = 214 гlмэ.Так как Й)а, то конденмакс Ьакссации водяного пара в патрубке после 1 ступени П 1 не будет и воздух, поступающий по трубопроводу 30 к эжектору 26, с давлением 8 кг/см 2 имеет влаго- содержание= 0,48 Ь Количество воздуха, поступающего20 после блока осушки по трубопроводу 27 в эжектор 26,5объем воздуха после сжатия в ступени 111 равен 1 (26 + 273) 1 2997 вющ Д еею5 8 (20 +,273) 8 293 8 (26 + 273) д 5 07фуФ ю29,05 г/мз.Влажность воздуха, поступающего после блоков сушки по трубопроводу 27 в эжектор 26, при температуре 100 С и давлении 1,5 кг/см равна при 20-ном содержании пара в воздухед = 0,2 0,862 = 0,172 кг/мз= 172 г/мз.Средняя температура воздуха послеэжектора 26 составляет136 + 100 о== 118 С,ср 2 Средняя влажность воздуха, поступающего в эжектор при 503-ном подсосе воздуха по линии 27д = р = 86 г/мз,172Общая средняя влажность воздуха до эжектора равна при коэффициенте инжекции 1,76 29 05 + 860 - 65 3 / з ю г мВоздух после эжектора подогревается в воздухоподогревателе до 190 С, Процесс нагрева воздуха в электронагревателе происходит не ниже температуры 190 С и рассчитывается по 1-д-диаграмме (см, фиг. 2). Кроме того, подсасываемый влажный воздух содержит в своем объеме мелкодисперс 87 - 110 23= 1,меоБц 65 - 110 ав 4525 = 0,521Количество влаги, осевшей в адсорбере в час при производительностикомпрессора 250 мэ/мин, 4,13 г/мзЗО влагосодержание воздуха после холодильника 4,В = 4,3 250 60 61950 г/ч == 61,95 кг/ч,Расход воздуха на осушку при регенерации силикагеля осушенным воздухом составляет 250 мз/мин,Р, = 29,96 61,95 = 1856 мз/ч.Расход влажного воздуха на 1 кгвлаги составляет1000 1000М = " - = -= 22 22 мз/кг.110 - Ь 5 45Расход воздуха при регенерациисиликагеля влажным воздухомП = 22,22 61,95 = 1376 мэ/ч.Количество влажного воздуха, пос- О тупающего из ступени 11 компрессора по трубопроводу 30 к эжектору 26.1 = 0,48 1376 = 660 мз/ч,Количество влажного воздуха пос ле блока осушки 1,а = Оф 52 1376 = 715 мз/ч Расход мощности на адиабатическое сжатие воздуха, идущего на регенерацию силикагеля в блоке осушки сухимвоздухомс 1856 1 4И = " -10000ф 102 3600 1,Й - 180000 уз1( )- 1 = 140 кВт.10000Расход мощности на адиабатическое сжатие воздуха, идущего на регене рацию силикагеля в блоке влажным"воздухомВ 660 1 4ц - -10000 х102 ЗЬОО 1,Ч - 1 1530000 о,2 в 5х- 1 -- 20 82 кВт.10000) УЗкономия мощности при сравненииспособов20ЬН = 140 - 20,82 = 119,18 кВт.Расход энергии на подогрев сухого воздуха от температуры 20 С до 190 С в электронагревателе0 = Э С (190-20) = 94656 ккал/ч,Расход электроэнергиил 94 б 5660 Вбоо830Расход энвргии на подогрев влажного воздуха от 118 до 190 С в электронагревателе0 = Р С (190-118) = 29721 ккал/ч.35Расход электроэнергииЭ =-ц - = -рц- - = 34,56 кВт.0 а 29721Экономия электроэнергии от приме" щнения способа регенерации силикагеля ДЭ = Э, - Э = 110-34,56 =: 75,44 кВт.Суммарная экономия электроэнергии45от применения сушки силикагеля поспособу= 194,62 квт.Годовой экономический эффект от применения способа регенерации силикагеля влажным воздухом, причем на один компрессор работает четыре блока осушки непрерывно, т,е. два блока осушки работают на осушку воздуха силикагелеи,а два блока находятся в регенерации и наоборот, время работы в году составляетоц = 6500,ЬЭ .=;уФе и = 194,62 6500 хх.0,12 2 = 303606 руб/г.,где ь - время работы блоков в год,ч,ле - стоимость электроэнергии,кВтч, О, 12 руб ри - количество блоков осушки.Газовзвесь, состоящая из силикагеля с диаметром зерна не более 0,140,16 мм. и концентрацией не выше1,3 кг/мз, повышает теплообмен междугазовзвесью и регенерируемым силикагелем по ФормулеВ /И= 1+ О,З,где Яопоток газовзвеси;ПИ ц - чистый поток,Р- концентрация мелкодисперсного силикагеля в кг/мз.формула.изобретенияСпособ регенерации силикагеля путем осушки сжатого воздуха, включаю" щий продувку силикагеля воздухом под давлением 3 кг/см и температуре не ниже 190 С, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения энергозатрат, продувку осуществляют влажным воздухом в присутствии мелкодисперсного силикагеля с диаметром зерна не более 0,14-0,16 мм и концентрацией не выше 1,3 кг/нР1813528 Составитель А,ЛукьянскТехред М.Моргентал ректор Л.Пилипенк а ктор НТ СССР венно-издательский комбинат "Патент"., г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 оизв Заказ 1799 ТиражВНИИПИ Государственного комитета113035, Москва,Подписное изобретениям и открытиям 35, Раушская наб., д. 1/5