Адсорбционные криогенные технологии
Осушка и очистка воздуха от диоксида углерода и ацетилена
В современных воздухоразделительных установках осушка и очистка воздуха перед его охлаждением и разделением осуществляется в адсорбционных блоках комплексной очистки. При этом из воздуха удаляют пары воды, диоксид углерода, ацетилен и другие углеводороды. Комплексная высокоэффективная очистка воздуха позволяет увеличить время жизненного цикла установки, т. е. улучшить ее технико-экономические показатели, обеспечить взрывобезопасные условия эксплуатации криогенного оборудования. В табл. 4.1 приведен примерный состав воздуха, поступающего на разделение в криогенную воздухоразделительную установку.
Таблица 4.1
Состав атмосферного воздуха
Компоненты воздуха |
Объемная доля, % |
Массовая доля, % |
Примеси |
Объемная доля, % |
Азот, N2 |
78,084 |
75,52 |
Водяные пары |
0,01–0,4 |
Кислород, O2 |
20,95 |
23,15 |
Диоксид углерода, CO2 |
0,02–0,04 |
Аргон, Ar |
0,93 |
1,282 |
Метан |
1,5∙10–4 |
Неон, Ne |
18∙10–4 |
12,5∙10–4 |
Этан, этилен, пропан |
1,5∙10–4 |
Гелий, He |
5,24∙10–4 |
0,72∙10–4 |
Водород |
0,5∙10–4 |
Криптон, Kr |
1,I4∙10–4 |
3,3∙10–4 |
Закись азота |
0,5∙10–4 |
Ксенон, Xe |
0,086∙10–4 |
0,36∙10–4 |
Ацетилен |
0,05∙10–4 |
Радон, Rn |
6∙10–18 |
7∙10–17 |
Углеводороды |
0,05∙10–4 |
|
|
|
Озон |
0,04∙10–4 |
Любой адсорбционный процесс состоит из следующих стадий.
Регенерация слоя адсорбента, т. е. удаление внутрикристаллической воды, как правило, методом нагревания слоя адсорбента до определенной температуры.
Охлаждение слоя адсорбента до рабочей температуры.
Процесс непосредственно адсорбции примесей из потока очищаемого газа.
Десорбция адсорбируемых примесей (или снова регенерация в случае осушки) при определенных условиях.
При
этом для обеспечения непрерывности
процесса необходимо, чтобы
соблюдался следующий баланс времени
.
Осушка воздуха и криогенных газов
Наряду с химическим методом осушки газов с помощью хлористого кальция, едкого натрия и едкого калия и физическим методом; конденсации и вымораживания паров влаги в регенераторах, реверсивных и переключающихся теплообменниках, в технике низких температур находят широкое применение адсорбционные методы осушки газов. Данные эффективности различных методов осушки газов приведены в табл. 4.2.
Таблица 4.2