RU2001662C1

RU2001662C1 - Method for desiccation of compressed gas

Info

Publication number: RU2001662C1
Authority: RU
Inventors: Иван Максимович Тайдаков; Вил Нафтулович Криштал; Май Максимовна Павлюкевич; Сергей Николаевич Косырев; Валерий Алексеевич Сорокин
Original assignee: Балашихинское научно-производственное объединение криогенного машиностроени им.40-лети Окт бр
Priority date: 1990-03-14
Filing date: 1990-03-14
Publication date: 1993-10-30

Abstract

Сущность изобретени : способ включает абсорбцию влаги водным раствором соли (ВРС) с частичным испарением жидкости из ВРС и возвратом его на абсорбцию. Сжатый газ предварительно охлаждают , нагрева ВРС, и раздел ют на три потока Первый поток после абсорбции расшир ют и подогревают при контакте с нагретым ВРС. Подачу ВРС на абсорбцию осуществл ют газлифтом вторым потоком. Частичное испарение ВРС осуществл ют контактом с третьим потоком сжатого газа 1 ил.SUMMARY OF THE INVENTION: the method comprises absorbing moisture with an aqueous solution of salt (HRV), partially evaporating the liquid from the HRV and returning it to absorption. The compressed gas is pre-cooled by heating the HRV and divided into three streams. After absorption, the first stream is expanded and heated by contact with the heated HRV. The HRV for absorption is supplied by a gas lift in a second stream. Partial evaporation of HRV is carried out by contact with a third stream of compressed gas 1 sludge.

Description

Изобретение касаетс осушени газов, примен емых дл различных технических нужд.The invention relates to the drying of gases used for various technical needs.

Известен способ осушки воздуха охлаждением с помощью холодильной машины.A known method of drying air by cooling using a refrigeration machine.

Недостатком этого способа вл етс необходимость в специальном холодильном оборудовании и довольно малое врем непрерывной работы установки из-за забивки влагой вымораживателей.The disadvantage of this method is the need for special refrigeration equipment and the relatively short time of continuous operation of the installation due to the clogging of freezers with moisture.

Наиболее близким техническим решением , прин тым за прототип, вл етс способ осушки сжатого воздуха, включающий абсорбцию из него влаги водным раствором соли с последующим частичным испарением этого раствора и возвратом его на абсорбцию .The closest technical solution adopted for the prototype is a method of drying compressed air, comprising absorbing moisture from it with an aqueous salt solution, followed by partial evaporation of this solution and returning it to absorption.

Недостатком этого способа вл етс низка степень очистки газа и большие энергозатраты, обусловленные необходимостью перекачки слабого и крепкого растворов и подогревом слабого раствора перед реконцентрацией (частичным испарением ).The disadvantage of this method is the low degree of gas purification and high energy consumption, due to the need to pump weak and strong solutions and heating a weak solution before reconcentration (partial evaporation).

Целью изобретени вл етс улучшение степени очистки газа и снижение энергозатрат .The aim of the invention is to improve the degree of gas purification and reduce energy consumption.

Поставленна цель достигаетс тем, что в способе осушки сжатого газа, включающем абсорбцию влаги водным раствором соли с последующим частичным испарением жидкости из водного раствора и возвратом его на абсорбцию, сжатый газ предварительно охлаждают, нагрева водный раствор соли, и раздел ют на три потока , первый из которых после абсорбции расшир ют и подогревают при контакте с нагретым вод ным раствором соли, подачу водного раствора на абсорбцию осуществл ют газлифтом вторым потоком сжатого газа, а частичное испарение жидкости из водного раствора соли осуществл ют третьим потоком сжатого газа.The goal is achieved in that in the method of drying compressed gas, including the absorption of moisture in an aqueous salt solution, followed by partial evaporation of the liquid from the aqueous solution and returning it to absorption, the compressed gas is pre-cooled by heating the aqueous salt solution and divided into three streams, the first of which, after absorption, are expanded and heated in contact with a heated aqueous salt solution, the aqueous solution is supplied for absorption by a gas lift by a second stream of compressed gas, and partial evaporation of the liquid from -stand salt solution is carried out a third stream of compressed gas.

На чертеже представлена схема установки дл осуществлени способа.The drawing shows an installation diagram for implementing the method.

Установка содержит компрессор 1 с концевым холодильником 2, влагоотдели- тель 3, теплообменник 4 и подогреватель 5, объединенные в один теплообменный агрегат 6, влагоотделитель 7, абсорбционную колонну 8, реконцентратор 9 раствора, теплообменник-охладитель 10, турбодетан- дер 11, дроссельные вентили 12-14, регул тор 15 давлени и дополнительный теплообменник 16.The installation comprises a compressor 1 with an end cooler 2, a moisture separator 3, a heat exchanger 4 and a heater 5, combined into one heat exchanger unit 6, a moisture separator 7, an absorption column 8, a solution re-concentrator 9, a heat exchanger-cooler 10, a turbo-expander 11, and butterfly valves. 12-14, a pressure regulator 15 and an additional heat exchanger 16.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Газ, например атмосферный воздух, сжимают в компрессоре 1 до давлени 5 кгс/см2 и охлаждают вначале в дополнительном теплообменнике за счет теплообмена с потоком воздуха, отобранным после его предварительного осушени в теплообменнике 4, а затем в концевом холодильнике 2 водой до 20-30°С и подают во влагоотделитель 3. где из воздуха отдел етс капельна влага, которую периодически вывод т из влагоотделител 3. После последнего воздух с пониженным содержанием влаги подают на предварительное осушение в теплообменник 4, где охлаждают до 2-5°С за счет подогрева раствора соли, например раствора CaCl2. поступающего из куба колонны 8, а затем - во влаго5 отделитель 7. в котором сепарируетс капельна влага. Предварительно осушенный воздух, содержащий 1-1,5 г/м влаги, после влагоотделител 7 раздел ют на три потока. Потоком А воздух подают в абсорб0 ционную колонну 8, в которой он поднимаетс навстречу стекающему раствору соли, при этом влага из воздуха переходит в раствор , а осушенный воздух из верхней части колонны 8 при -45°С и давлении 4,7A gas, such as atmospheric air, is compressed in a compressor 1 to a pressure of 5 kgf / cm2 and first cooled in an additional heat exchanger due to heat exchange with an air stream selected after its preliminary drying in heat exchanger 4, and then in the terminal cooler 2 with water to 20-30 ° C and is fed into the moisture separator 3. where droplet moisture is separated from the air, which is periodically removed from the moisture separator 3. After the latter, air with a reduced moisture content is fed for preliminary drainage to the heat exchanger 4, where it is cooled to 2-5 ° С and by heating a salt solution, such as a CaCl2 solution. column 8 coming from the bottom of the cube, and then to separator 7 into moisture5, in which droplet moisture is separated. Pre-dried air containing 1-1.5 g / m moisture, after the separator 7, is divided into three streams. By stream A, air is supplied to the absorption column 8, in which it rises towards the flowing salt solution, while moisture from the air passes into the solution, and the dried air from the upper part of the column 8 at -45 ° С and a pressure of 4.7

5 кгс/см2 с содержанием влаги 0,01 г/м3 подают в турбодетандер 11, служащий дл компенсации холодопотерь в установке, где он расшир етс до давлени 1,5 кгс/см2. Осушенный воздух после расширени в турбо0 детандере 11 подогревают в подогревателе 5 путем теплообмена с раствором соли, нагретым в процессе охлаждени сжатого газа в теплообменнике 4, и подают потребителю. Дл обеспечени циркул ции раствора соли5 kgf / cm2 with a moisture content of 0.01 g / m3 is fed to the expander 11, which serves to compensate for cold losses in the installation, where it expands to a pressure of 1.5 kgf / cm2. The dried air after expansion in the turbo expander 11 is heated in the heater 5 by heat exchange with a salt solution heated during cooling of the compressed gas in the heat exchanger 4, and supplied to the consumer. To circulate salt solution

5 используют поток В предварительно осушенного сжатого воздуха. Дл этого часть воздуха отвод т через дроссельный вентиль 14 в трубопровод подачи раствора соли из теплообменного агрегата на орошение ко0 лонны 8.5 use a stream B of pre-dried compressed air. To this end, part of the air is discharged through the throttle valve 14 into the pipeline for supplying the salt solution from the heat exchange unit to the column 8 for irrigation.

За счет такого ввода воздуха удельна плотность раствора в этом трубопроводе уменьшаетс и под действием разности плотностей раствора в колонне 8 и трубоп5 роводе подачи раствора из куба колонны 8 в теплообменный агрегат, состо щий из теплообменника 4 и подогревател 5, с одной стороны и раствора в межтрубном пространстве теплообменного агрегата иDue to this introduction of air, the specific density of the solution in this pipeline is also reduced by the difference in the density of the solution in column 8 and in the pipe5 of the solution supplying pipe from the cube of column 8 to the heat exchange unit, consisting of heat exchanger 4 and heater 5, on the one hand, and the solution in the annulus the space of the heat exchange unit and

0 трубопроводе подачи раствора из этого агрегата на орошение в верхнюю часть колонны 8 с другой стороны происходит за счет газлифта циркул ци раствора соли в контуре , включающем куб колонны 8, теплооб5 менный агрегат (теплообменник 4 и подогреватель 5), трубопровод подачи раствора и колонну 8 Слабый раствор соли с нижней тарелки колонны 8 подают через трубное пространство теплообменника-охладител 10 на орошение реконцентратораOn the other hand, in the pipeline for supplying the solution from this unit to the top of the column 8 for irrigation, the gas lift is used to circulate the salt solution in the circuit, including the cube of column 8, the heat-exchange unit (heat exchanger 4 and heater 5), the solution supply pipeline and column 8 A weak salt solution from the bottom plate of the column 8 is fed through the pipe space of the heat exchanger-cooler 10 for irrigation of the re-concentrator

9, где он стекает навстречу поднимающемус потоку С предварительно осушенного и подогретого в теплообменнике 16 воздуха. В процессе тепло- и массообмена раствора и воздуха последний насыщаетс влагой из раствора и отводитс в атмосферу через регул тор 15 давлени , а крепкий раствор охлаждаетс в теплообменнике-охладителе 10 за счет подогрева слабого раствора и подаетс самотеком в куб колонны 8 и далее на орошение колонны 8.9, where it flows towards the rising flow C pre-drained and heated in the heat exchanger 16. In the process of heat and mass transfer of the solution and air, the latter is saturated with moisture from the solution and is vented to the atmosphere through the pressure regulator 15, and the strong solution is cooled in the heat exchanger-cooler 10 by heating a weak solution and is fed by gravity to the cube of column 8 and then for column irrigation 8.

Теплообмен между потоками крепкого и слабого растворов в теплообменнике-охладителе 10 позвол ет экономить холод в установке, обеспечива процесс частичного испарени (реконцентрации) раствора наThe heat exchange between streams of strong and weak solutions in the heat exchanger-cooler 10 allows you to save cold in the installation, providing a process of partial evaporation (reconcentration) of the solution on

более высоком температурном уровне и вывод влажного воздуха в атмосферу менее холодным.higher temperature levels and the discharge of humid air into the atmosphere less cold.

Таким образом, применение изобретени позвол ет по предварительным расчетам в 3-3,5 раза повысить степень осушки газа и на 20-30% снизить энергозатраты.Thus, the application of the invention allows, according to preliminary calculations, a 3–3.5-fold increase in the degree of gas dehydration and a 20–30% reduction in energy consumption.

Экономический эффект от применени изобретени ориентировочно составитThe economic effect of the use of the invention is approximately

10000 руб. в год на одну установку.10,000 rub. per year for one installation.

(56) Различные области применени холода.(56) Various cold applications.

М.: Агропромиздат, 1985, с. 39-49, рис. 11.4.M .: Agropromizdat, 1985, p. 39-49, fig. 11.4.

Ладыженский P.M. КондиционированиеLadyzhensky P.M. Conditioning

воздуха. М.: Госторгиздат, 1962. с. 215, рис.air. M .: Gostorgizdat, 1962. p. 215, fig.

75.75.

Claims

The claims

METHOD FOR DRYING COMPRESSED GAS. comprising the absorption of moisture by an aqueous salt solution, followed by partial evaporation of the liquid from the aqueous salt solution and returning it to absorption, characterized in that. that, in order to increase the degree of gas purification and reduce energy costs, compressed gas is preliminarily

cooled, heated, an aqueous solution of salt, and divided into three streams, the first of which, after absorption, is expanded and heated by contact with a heated aqueous solution of salt, the aqueous solution of salt for absorption is supplied by gas lift by a second stream of compressed gas, and partial evaporation of the liquid from the aqueous salt solution is carried out by contact with a third stream of compressed gas.

8