CS196062B1

CS196062B1 - Zapojení technologických zařízení pro jímání a úpravu kysličníku uhličitého před zkapalňováním

Info

Publication number: CS196062B1
Application number: CS778148A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Walis
Original assignee: Miroslav Walis
Priority date: 1977-12-07
Filing date: 1977-12-07
Publication date: 1980-02-29

Abstract

Vynález se týká zapojení technologických zařízení pro jímání a úpravu kysličníku uhličitého před zkapalňováním.

Description

Ve známých zapojeních je kysličník uhličitý, dále jen CO2, zbaver zápachů a nečistot ve vodní pračce plynu a na aktivním uhlí před sáním 1. stupně kompresoru. Potom je sušen v adsorberech /náplň adsorpčního lože-sílikagel, alumogel/. Adsorpční lože jsou pak regenerována pomocným médiem, jako je horký vzduch nebo jiný teplý plyn, nebo průchodem chladného plynu. Pak je vlhkost vypuzována topnými tělesy uloženými v adsorpčním loži.

V jiném zapojení je CO2 nejdříve částečně stlačen a teprve pak čištěn a zbaven zápachů. K regeneraci náplně adsorpčního lože je však vždy zapotřebí pomocných médií, jako je pára, vzduch, elektrická energie, a také příslušných pomocných zařízení, jako je vzduchové dmychadlo na regenerační plyn, potrubí a armatury. Zapojení je složité.

Navíc po skončené regeneraci je příslušné potrubí a adsorber zahlcen pomocným regeneračním médiem. Konkrétně průchod vzduchu bezmazým kompresorem na zpracování kysličníku uhličitého způsobuje rychlé opotřebení teflonových pístních kroužků.

Vnikání cizích plynů do technologických okruhů má vždy za následek snížení provozní účinnnosti, například zvýšením kondenzačních tlaků v kondenzátóru nebo zahlcením zásobníků.

Nevýhody známých zapojení odstraňuje zapojení technologických zařízení pro jímání a úpravu kysličníku uhličitého před zkapalňováním podle vynálezu. Podstata zapojení je v tom, že druhý stupeň třístupňového kompresoru je propojen výtlačným potrubím stlačeného CO2 vodním chladičem, který je předřazen před adsorpční skupinu zařízení, tvořenou ohřívačem a dvěma paralelně propojenými přepínacími adsorbery, s nimiž je propojen jednak výstupným potrubím chladného CO2, vystupujícím z prvního trubkového prostoru vodního chladiče a ústícím do ohřívače, jednak výstupním potrubím chladného regeneračního CO2, vystupujícím z druhého trubkového prostoru a ústícím jednou svou větví do prvního adsorberu, druhou svou větví do paralelního adsorberu, a konečně obtokovou větví potrubí chladného CO2, vystupující z prvního trubkového prostoru vodního chladiče a ústící do výstupního potrubí chladného CO2 z prvního trubkového prostoru vodního chladiče, přičemž výstupní potrubí suchého chladného plynu z prvního adsorberu i výstupní potrubí suchého chladného plynu z paralelního adsorberu ústí do sání třetího stupně kompresoru.

Jednotlivá propojovací potrubí mezi technologickými zařízeními v lince jsou opatřena uzavíracími armaturami.

Výhody zapojení podle vynálezu se projevují jak při projektování linky na zpracování CO2 před zkapalňováním a při konstrukci i výrobě technologických zařízení, tak při provokování linky. Předřazením vodního chladiče před adsorpční skupinu se dosáhne úspor hmotnosti aparátů, úspor hmostnosti adsorbentu i úspor pracnosti při výrobě aparátů.

Úspora hmotnosti adsorbentu je podpořena tím, že se adsorpce zúčastňuje chladný plyn. Menší objem adsorberů a adsorbentu dále umožňuje použití menších průměrů potrubí a světlostí armatur; lze použít bezpřírubové armatury, čímž se omezí vnikání cizího plynu do okruhu. Oproti známým propojením odpadá potřeba použití vzduchového dmychadla a k němu příslušejícího potrubí a armatury. Dále vzniknou úspory na obestavěném prostoru. Z hlediska provozování technologického zařízení je též výhodné použití CO2 jako plynu regeneračního.

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na přiloženém výkrese, kde je provedeno schéma zapojení technologických zařízení pro jímání a úpravu kysličníku uhličitého před zkapalnováním.

V technologické lince na zpracování CO2 je zapojena zejména vodní pračka plynu, kompresor, vodní chladič, elektrický ohřívač, provozní sušicí adsorber, regenerovaný adsorber a filtry.

V sacím potrubí J_ CO2, ústícím do prvního stupně kompresoru 2_, je před kompresorem 2_ umístěna vodní pračka plynu 3. Z druhého stupně kompresoru 2 vychází výtlačné potrubí £ stlačeného CO2 a ústí do prvního trubkového prostoru vodního chladiče £. Z prvního trubkového prostoru vodního chladíce 5 ústí výstupní potrubí £ chladného CO2» opatřené uzavírací armaturou £, do elektrického ohřívače Výstupní potrubí 9 horkého CO2 se rozděluje na dvě větve: první větev 10 výstupního potrubí £ horkého CO2, opatřena uzavírací armaturou 1 1 , ústí do prvního adsorberu druhá větev 13 výstupního potrubí £ horkého C02> opatřená uzavírací armaturou 1 4 , ústí do paralelního adsorberu

5. Přitom jeden z adsorberů 1 2 , 1 5 je adsorberem regenerovaným a paralelní je adsorberem provozním sušicím nebo obráceně.

Za předpokladu, že první adsorber 12 je regenerovaným absorberem a paralelní adsorber 15 je provozním sušicím adsorberém, je výstupní potrubí 16, vystupující z adsorberu 1 2 regenerovaného, výstupním potrubím 16 regeneračního nasyceného vlhkého CO2*₉ je propojeno přes první filtr 1 7 , zachycující úlet adsorbentu, a přes první větev výstupního potrubí 18 chladného filtrovaného regeneračního CO2, opatřeného uzavírací armaturou £9, s druhým trubkovým prostorem vodního chladiče £. Z druhého trubkového prostoru vodního chladiče 5 vystupuje potrubí 20 chladného regeneračního C02, opatřené uzavírací armaturou £9, které se dělí na dvé větve, a to na větev 21 chladného CO2, opatřenou uzavírací armaturou 22 a ústící do regenerovaného adsorberu 12, a na větev 23 chladného CO2, opatřenou uzavírací armaturou 24 a ústící do provozního sušicího adsorberu 15.

Výstupní potrubí 25 suchého chladného C02s opatřené uzavírací armaturou 26 a vystupující z paralelního provozního sušicího adsorberu 1 5 , ústí do sacího potrubí 27_. Stejně tak výstupní potrubí 28 suchého chladného CO2» opatřené uzavírací armaturou 29, vystupující z prvního adsorberu 1 2, ústí do sacího potrubí 27 suchého chladného CO2.

Sací potrubí 27 ústí do sání třetího stupně kompresoru 2_,

Před nasycením paralelního provozního sušicího adsorberu 15 vodou a po zregenerování regenerovaného adsorberu 12 slouží k proudění chladného CO2 obtoková větev potrubí 30 chladného CO2, opatřená uzavírací armaturou 3 1 ; obtoková větev potrubí 3 0 chladného CO2 vystupuje z prvního trubkového prostoru vodního chladiče 5_ a ústí do výstupního potrubí 20 chladného regeneračního CO2. Ze sání třetího stupně kompresoru 2_ vede potrubí 3 2 vyčištěného a stlačeného CO2 přes kondenzátor 33 do zásobníku 34 zkapalněného CO2.

Pro obrácený případ, kdy paralelní adsorber 15 je adsorberem regenerovaným, je uspořádáno výstupní potrubí 35 regeneračního nasyceného vlhkého CO2 vystupující z paralelního adsorberu 15 , které ústi do paralelního filtru 3 6. Paralelní filtr 3 6 je na výstupu propojen druhou větví 37 chladného regeneračního filtrovaného CO2, opatřenou uzavírací armaturou £8_ s druhým trubkovým prostorem vodního chladiče 5,

Zpracování CO2 v technologické lince zapojené podle vynálezu probíhá například takto:

CO2 proudí sacím potrubím £ ^z kvasných kádí spílky pivovaru stoprocentně nasycený vodní párou a znečištěný vyššími aromáty.

Ve vodní pračce plynu 3 je CO2 zbaven zápachu a nečistot; ve filtrační vrstvě vodní pračky £ je odloučena vodní tříšt. Ve dvou stupních kompresoru 2_ je CO2 stlačen na výtlačný tlak a plně nasycený vodní párou vstupuje do prvního trubkového prostoru vodního chladiče 5__t kde je zchlazen protékající ledovou vodou, takže značná část vlhkosti stoprocentně nasyceného CO2 vykondenzuje. Chladný CO2 proudí do elektrického ohřívače kde je nahříván na teplotu sušení.

V tomto příkladu je adsorber 12 nasycen vlhkostí a je ho třeba regenerovat /tedy adsorber regenerovaný 12/ a paralelní adsorber 15 je adsorberem provozním sušicím 15. Výstupním potrubím 10 horkého CO2 s otevřenou uzavírací armaturou 11 proudí horký CO2 do regenerovaného adsorberu 12 a prochází adsorpčním silikagelovýra ložem a adsorbent je regenerován vázáním adsorbátu, jímž je voda, na horký přesušený CO2. Z regenerovaného adsorberu 12 odchází regenerační CO2 opět plně nasycený vodní párou přes první filtr 17 do druhého trubkového prostoru vodního chladiče 5..

V druhém trubkovém prostoru vodního chladiče 5 vykondenzuje značná část adsorbátu /vody/ vázaného v regeneračním plynu /v CO2/ Po výstupu z druhého trubkového prostoru vodního chladiče £ vstupuje chladný CO2 do paralelního provozního sušicího adsorberu

15, kde je dosušován vázáním vody na silikagelovou adsorpční náplň. Po dosušení chladného CO2 v paralelním provozním sušicím adsorberu 15 proudí CO2 na sáni třetího stupně kompresoru 2. Po určité době provozu, kdy adsorbent paralelního provozního sušícího adsorberu 15 je nasycen vodou /adsorbátem/, dojde k přepnutí adsorberu 12 a paralelního adsorberu 1 5; adsorber 1 2 se stane adsorberem provozním sušicím a paralelní adsorber 15 adsorberem regenerovaným. Protože však regenerace regenerovaného adsorberu 12 je rychlejší, proudí chladný plyn z prvního trubkového prostoru vodního chladiče £ obtokovou potrubní větví 30 chladného CO2 přes provozní sušicí adsorber 1 5 přímo na sání třetího stupně kompresoru 2.

Je to v době po skončení regenerace regenerovaného adsorberu £5. CO2 se tak vyhne čerstvě zregenerovanému adsorberu 12 a elektrický ohřívač £ je odstaven.

Po stlačení CO2 v třetím stupni kompresoru 2_ proudí CO2 přes kondenzátor 33_ do zásobníku 3 4. Do provozu je pak rozváděn bud kapalný CO2, stáčený do lahví, nebo plynný GO2, který je před škrcením v redukční stanicí ohříván v ohřívači.

Claims

PŘEDMĚT

1. Zapojeni technologických zařízení pro jímání a upravu kysličníku uhličitého před zkapalňováním, vyznačené tím, že.druhý stupeň třístupňového kompresoru /2/ je propojen výtlačným potrubím /4/ stlačeného CO2 s vodním chladičem /5/, který je předřazen před adsorpční skupinu zařízení, tvořenou ohřívačem /8/ a dvěma paralelně propojenými přepínacími adsorbery /12, 15/, s nimiž je propojen jednak výstupním potrubím /6/ chladného CO2, vystupujícím z prvního trubkového prostoru vodního chladiče /5/ a ústícím do ohřívače /8/, jednak výstupním potrubím /20/ chladného regeneračního CO2, vystupujícím z druhého trubkového prostoru a ústícím jednou svou větví /21/ do prvního

VYNÁLEZU adsorberu /12/, druhou svou větví /23/ do paralelního adsorberu /15/, a konečně obtokovou větví /30/ potrubí chladného CO2 vystupující z prvního trubkového prostoru vodního chladiče /5/ a ústící do výstupního potrubí /6/ chladného CO2 z prvního trubkového prostoru vodního chladiče /5/, přičemž výstupní potrubí /25/ suchého chladného ply nu z prvního adsorberu /12/ i výstupní potrubí /28/ suchého chladného plynu z paralelního adsorberu /15/ ústí do sání třetího stupně kompresoru /2/.
2. Zapojení podle bodu í, vyznačené tím, že jednotlivá propojovací potrubí mezi těch nologickými zařízeními v lince jsou opatřena uzavíracími armaturami.