Способ автоматического управления процессом адсорбционной очистки
Изобретение относится к очистке газов от примесей с помощью адсорбентов, а точнее, к очистке воздуха от паров воды, диоксида углерода и углеводородов перед его разделением методом низкотемпературной ректификации. Сущность изобретения: параметры стадии десорбции определяют и регулируют в зависимости от параметров предыдущей стадии адсорбции, а затем по параметрам стадии десорбции регулируют параметры последующей стадии адсорбции. 3 ил., 1 табл.
Изобретение относится к очистке газов от примесей с помощью адсорбентов, а точнее к очистке воздуха от паров воды, диоксида углерода и углеводородов перед его разделением методом низкотемпературной ректификации.
Известен способ управления процессом регенерации адсорбента (а.с. по заявке N 2786981/26, кл. B 01 D 53/02, 1979 ) путем переключения адсорберов со стадии адсорбции на стадию десорбции в зависимости от температуры регенерирующего газа после адсорбента и суммарного расхода регенерирующего газа, проходящего через адсорбер. Недостатком данного способа управления процессом является то, что продолжительность стадии десорбции и ее параметры (температура регенерирующего газа и его расход) никак не связываются со стадией адсорбции и приводят к увеличению энергозатрат на процесс адсорбционной очистки. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к предлагаемому изобретению является способ автоматического управления процессом регенерации адсорбента (а.с. N 854424, кл. B 01 D 53/02, G 05 D 27/00, 1979) путем переключения адсорберов со стадии адсорбции на стадию десорбции в зависимости от температуры регенерирующего газа после охлаждаемого адсорбента* при этом, дополнительно измеряют температуру регенерирующего газа, подаваемого на охлаждение адсорбента, и регулирует ее с коррекцией по температуре регенерирующего газа после охлаждаемого адсорбента. Недостатком данного способа является то, что условия проведения регенерации и ее время не учитывают возможные изменения параметров процесса адсорбции. Кроме того, проведение регенерации с повышением температуры регенерирующего газа на выходе из адсорбера приводят к значительным потерям тепла, что повышает энергозатраты и уменьшает надежность способа из-за невозможности оперативного реагирования на изменения параметров адсорбции. Целью изобретения является снижение энергозатрат и повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что в способе автоматического управления процессом адсорбционной очистки путем переключения адсорберов с размещенным в них слоем адсорбента со стадии адсорбции на стадию десорбции и наоборот, новым является то, что расход, температуру регенерирующего газа и время нагрева адсорбента на стадии десорбции регулируют в зависимости от расхода, температуры и давления очищаемого газа, измеренных на предыдущей стадии адсорбции, а время последующей стадии адсорбции регулируют в зависимости от расхода регенерирующего газа и его температуру на входе и выходе из адсорбера с дополнительной коррекцией по измеренному времени отработки слоя адсорбента на текущей стадии адсорбции. Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна". Сущность изобретения заключается в следующем. При проведении процесса очистки измеряют расход, давление, температуру очищаемого воздуха и время отработки адсорбционного слоя определенной длины до заданной проскоковой концентрации диоксида углерода в очищенном газе. По измеренным параметрам с использованием микропроцессора или мини-ЭВМ устанавливаются параметры процесса десорбции: температура десорбции; количество регенерирующего газа и время нагрева адсорбента, обеспечивающих проведение процесса десорбции с минимальными энергозатратами. При проведении процесса десорбции измеряют действительную температуру и расход регенерирующего газа и по измеренным параметрам уточняют время последующего процесса адсорбции. Таким образом при комплексной очистке газа в адсорберах устанавливается однозначная взаимосвязь между параметрами процессов адсорбции и десорбции, что делает процесс очистки стабильным и надежным и дает возможность проведения его с минимальными энергозатратами. Сравнительный анализ показал, что известные технические решения не имеют признаков, сходных с признаками, отличающими предлагаемое техническое решение от прототипа. Следовательно предлагаемый способ автоматического управления процессом адсорбционной очистки соответствует критерию изобретения " промышленная применимость". На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации заявляемого способа; на фиг. 2 график экспериментально установленной зависимости параметров адсорбции и десорбции для двухслойной адсорбционной насадки; на фиг. 3 зависимость относительного времени адсорбции от температуры газа, поступающего на очистку и температуры регенерирующего газа при использовании однослойной адсорбционной насадки (цеолит). Пример конкретного выполнения. Предлагаемый способ реализован в устройстве, включающем адсорберы 1, 2 (см. фиг. 1) со слоем адсорбента 3, соединенные с трубопроводом подачи очищаемого газа 4 и вывода очищенного газа 5. Электронагреватель 6 через регулирующий вентиль 7 трубопроводом 8 соединен с воздухоразделительной установкой, а трубопроводом 9 с адсорберами 1, 2. Адсорберы 1, 2 соединены с атмосферой трубопроводом 10, на котором установлен глушитель 11. На трубопроводе 4 установлены устройства 12, 13, 14, соответственно для измерения расхода давления и температуры очищаемого газа. В слое адсорбента 3 в адсорберах 1, 2 размещено устройство 15 для измерения времени проскока диоксида углерода. На трубопроводе 8 между электронагревателем 6 и регулирующим вентилем 7 размещено устройство 16 для измерения расхода регенерирующего газа, а на трубопроводах 9, 10 соответственно, устройства 17, 18 для измерения температуры регенерирующего газа на входе и выходе из адсорберов 1 (2). Измерительные устройства 12, 13, 14, 15 соединены линиями передачи информации с микропроцессором 19, который соединен линиями передачи управляющих и регулирующих сигналов с программно-временным устройством 20, электронагревателем 6 и регулирующим вентилем 7. Предлагаемый способ автоматического управления процессом адсорбционной очистки реализуется следующим образом (см. фиг. 1). Очищаемый газ по трубопроводу 4 подает в адсорбер 1, где он, проходя через слой адсорбента 3, очищается от влаги, двуокиси углерода и других примесей. Очищенный газ из адсорбера 1 по трубопроводу 5 направляют на низкотемпературное разделение. Регенерирующий газ, отбираемый из воздухоразделительной установки, по трубопроводу 8 подают через регулирующий вентиль 7 в электронагреватель 6, а затем по трубопроводу 9 в адсорбер 1. После адсорбера 1, отработанный газ сбрасывается в атмосферу по трубопроводу 10, на котором установлен глушитель 11, служащий для уменьшения шума при выходе регенерирующего газа и при сбросе давления из адсорбера 1. Процесс автоматического управления начинается на первой, после первичной десорбции, стадии адсорбции. Данные об измеренных величинах расхода, давления и температуры очищаемого газа из устройств 12, 13, 14 передаются (тонкие линии на фиг. 1) на микропроцессор 19, где по соответствующему алгоритму производится вычисление продолжительности стадии адсорбции, расхода, температуры регенерирующего газа и времени нагрева адсорбента при десорбции. На стадии адсорбции ее время уточняется по результатам измерения времени проскока диоксида углерода в промежуточном слое адсорбента работающего адсорбера, (устройство 15), а также уточняются параметры десорбции (температура, расход регенерирующего газа и время нагрева адсорбента). По вычисленным значениям передаются соответствующие команды на программно-временное устройство 20 (пунктирные линии на фиг, 1), электронагреватель 6 и регулятор расхода 7. При проведении последующей стадии десорбции производится измерение реальных расходов регенерирующего газа, его температуры на входе и выходе из адсорбера (соответственно устройства 17, 18, 19) и времени нагрева адсорбента. По измеренным значениям параметров десорбции микропроцессором 19 производится вычисление параметров последующей стадии адсорбции. Затем весь процесс повторяется. На фиг. 2 представлена экспериментальная установленная взаимосвязь параметров адсорбции и десорбции. Приведены значения относительного времени нагрева адсорбционного слоя![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/920.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/291/2917138.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/291/2917139.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/291/2917140.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/291/2917141.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/291/2917142.gif)
Формула изобретения
Способ автоматического управления процессом адсорбционной очистки путем переключения адсорберов с размещенным в них слоем адсорбента со стадии адсорбции на стадию десорбции и наоборот, отличающийся тем, что расход, температуру регенерирующего газа и время нагрева адсорбента на стадии десорбции регулируют в зависимости от расхода, температуры и давления очищаемого газа, измеренных на предыдущей стадии адсорбции, а время последующей стадии адсорбции регулируют в зависимости от расхода регенерирующего газа и его температуры на входе и выходе из адсорбера с дополнительной коррекцией по измеренному времени отработки слоя адсорбента на текущей стадии адсорбции.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Похожие патенты:
Способ управления процессом высокотемпературного нагрева тяжелых нефтяных остатков в трубчатой печи // 2081893
Изобретение относится к технологическим процессам в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, нефтегазовой, химической и в других отраслях промышленности с использованием трубчатых печей
Изобретение относится к производству глинозема из щелочных алюмосиликатов, например нефелина или сиенита, и, в частности, может быть использовано для приготовления обескремнивающего реагента
Изобретение относится к управлению технологическими процессами и может быть использовано в промышленности при автоматизации абсорбционных установок
Система автоматической промывки фильтрующих зернистых материалов в напорных осветлительных фильтрах // 2075326
Изобретение относится к системам автоматической регенерации установок водоподготовки
Изобретение относится к очистке водорода и/или инертных газов от газообразных примесей с использованием интерметаллических соединений в качестве твердых поглотителей газов
Изобретение относится к технике получения экологически чистой энергетической продукции, в частности к способу сжигания серусодержащих минерализованных топлив и перевода продуктов сгорания в безвредное соединение
Изобретение относится к технологии рекуперации растворителя и может найти применение на стадии его десорбции из адсорбента
Способ получения фильтрующего материала // 2058812
Способ регенерации отработанного поглотителя сероорганических соединений на основе оксида цинка // 2058804
Изобретение относится к технологии регенерации поглотителя на основе окиси цинка, применяемого для очистки газов от сероорганических соединений
Способ очистки инертных газов и газов-восстановителей и хемосорбент для его осуществления // 2056936
Изобретение относится к способам очистки инертных газов и газов-восстановителей, таких как: аммиак, фосфин, арсин, силан, диборан, от примесей кислот Льюиса, углеводородов, и/или летучих оксидов (например, пары воды, дикислорода, оксидов углерода, азота и т.п.) путем контактирования с хемосорбентом, представляющим собой инертную неорганическую подложку с развитой поверхностью (например, активные оксиды алюминия, диоксид кремния, алюмосиликаты, шпинели) с нанесенными на его поверхность кристаллитами, содержащими металл, выбранный из Ia-IIIa групп Периодической системы элементов, и к хемосорбенту для осуществления указанного способа и предназначено для использования в электронной, квантовоэлектронной промышленностях, в газовой хроматографии или в любой области техники, нуждающейся в высокочистых инертных газах или газах-восстановителях
Способ получения воды из воздуха // 2101423
Изобретение относится к способам получения пресной воды из атмосферного воздуха в удаленных, засушливых или безводных районах