187071. lajstromszámú szabadalom • Eljárás oxigénsűrítők adszorpciós szárítóbernedezéseinek regenerálására
187 071 2 A találmány tárgya oxigénsűrítők adszorpciós szárítóberendezéseinek regenerálására való eljárás. A találmány alkalmazási területeként olyan üzemek jöhetnek szóba, amelyek gáz alakú sűrített oxigént termelnek és ehhez kis hőmérsékleten mű- 5 ködő levegőfelbontó berendezéseket üzemeltetnek, vagy folyékony oxigént tárolnak. Továbbá, a találmány különösképpen ott alkalmazható előnyösen, ahol a gáz alakú oxigént a sűrítés után szárításnak kell alávetni, és az ennek során kimerülő adszorbert 10 újból regenerálni kell. Az oxigén szárítását jelenleg többnyire olyan adszorbeáló anyagokkal mint például a szilíciumdioxid-hidráttal végzik. Ennek során a szárítandó gázáram szárazanyagtartályban elhelyezett adszorbe- 15 ren áramlik át. Ha ezt vízbeadagolással társítják, hogy a gáz nedvességtartalma a szárazanyagtartályból való kilépésekor az előre meghatározott koncentrációt meghaladja, akkor a gázáramot második szárazanyag-tartályra kapcsolják át és ilyen- 20 kor az első szárazanyag-tartályt regenerálják. A regenerálás felhevített gázárammal történik. Ehhez vagy atmoszferikus levegőt, vagy például levegőfelbontó berendezésből származó nitrogént alkalmaznak. A regeneráló gázáram és az adszorber felheví- 25 téséhez járulékos energiát, többnyire villamos energiát kell alkalmazni. Mihelyt az adszorber kellőképpen kiszáradt, először azt le kell hűteni, mielőtt a szárazanyagtartályt ismét üzembe állítanák. A hűtés atmoszfe- 30 rikus levegő alkalmazása esetében konvekciós hőelvezetéssel történhet, amihez azonban hosszabb idő szükséges. Ha viszont regenerálógázként nitrogént alkalmaznak, akkor a hűtés úgy történhet, hogy a szárazanyag-tartályba eközben nem felhevített gázt 3E vezetnek az átöblítéshez, mindaddig, amíg az adszorbeáló ágyon a következő adszorpciós folyamathoz az optimális hőmérsékletet el nem érik. Mindkét esetben annak érdekében, hogy a szárítandó gáz alakú oxigén tisztaságát ne rontsák, a 40 szárazanyag-tartály ismételt üzembe állítása előtt a termékgázzal először átöblítik azt. Ez viszont oxigéngáz-veszteséggel jár. A találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz az adszorpciós szárítás gazdasá- 45 gosabbá tétele. Célunk továbbá a felhasznált energia, főleg villamos energia csökkentése, valamint a regenerálás során a termékgáz-veszteség minimálisra csökkentése. A kitűzött feladatot abban az esetben, ha folyé- 50 kony oxigén számára tárolótartállyal rendelkezünk, a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy regenerálógázként a folyékony oxigén tárolótartályából levett, illetve a folyékony oxigénnel végzett egyéb műveletek közben keletkező gáz alakú oxi- 55 gént alkalmazunk. Célszerű, ha a regenerálógázt előnyösen szabadlevegős hőcserélőben melegítjük közelítőleg a környezeti hőmérsékletre. A találmány szerinti eljárásnál a regenerált ad- 60 szorber újbóli üzembeállítása előtt az adszorbeálóréteg termékgázzal, azaz oxigéngázzal való átöblítését elhagyhatjuk. Rekuperátorokkal működő levegőfelbontó berendezések esetében a kitűzött feladatot a talál- 65 mány szerint azáltal oldottuk meg, hogy regenerálógázként a légfelbontó berendezéstől elvont gáz alakú nitrogént, illetve gáz alakú oxigént mindenféle járulékos melegítés nélkül alkalmazunk. A találmány alapgondolatához tartozik továbbá, hogy mind a folyékony oxigénből nyert, mind pedig a rekuperátorüzemmel működtetett légfelbontó berendezést elhagyó gáz alakú oxigén igen csekély abszolút nedvességtartalommal rendelkezik. Ez feltétlenül kisebb, mint a sűrítés után szárítandó gáz előírt végleges nedvességtartalma. Mindkét esetben a gáz viszonylag alacsony nedvességtartalma a közelítőleg környezeti hőmérsékleten is elegendő ahhoz, hogy az adszorber deszorpciója megtörténjék és hogy az adszorber megkövetelt alacsony szintű maradék feltöltését elérjük. A vízgőz parciális nyomásainak a regenerálógázban meglévő értékei és a szárítandó gáz ezen értéke közötti nagy különbség előfeltételezi, hogy az adszorbernek a racionális regeneratív szárításhoz szükséges adszorpciós kapacitása rendelkezésre áll. Az oxigéngáznak a regenerálásra való fentemlített alkalmazása azzal jár, hogy az adszorber — a szárítása után — a regeneratív üzembe rögtön viszszaállítható, azaz nincs szükség a termék oxigéngázzal való átpblítésére. A találmány szerinti megoldás legfontosabb előnye azonban a regenerálógáz fűtésére fordítandó energia megtakarítása. További előny, hogy a hideg gázzal való regenerálás következtében az adszorber élettartama jelentősen nő. A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás két péidakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon: Az 1. ábra a találmány szerinti eljárás első változatának foganatosítására való berendezés elvi működési vázlata; A 2. ábra a találmány szerinti eljárás másik változatának foganatositására való berendezés elvi működési vázlata. Az 1. ábrán a találmány szerinti eljárásnak az a változata látható, amikor regenerálógázként folyékony gáztartályból nyert oxigéngázt alkalmazunk. Ennek során a folyékony 1 gáztartályból elvont gáz alakú oxigént szabad levegős 2 hőcserélőn vezetjük át, amely azután regenerálóüzemben dolgozó 5 szárítószerkezet regeneráló 3 adszorberébe jut. A deszorpciós folyamat a 3 adszorberben történik, amely adszorpciós egyensúlyra törekszik az adszorber, előnyösen szilíciumdioxid-hidrát, és az oxigéngáz között, amely utóbbi igen csekély nedvességtartalmú. A 3 adszorber eközben nedvességet ad le, azaz regenerálódik, a gáz pedig vízgőzzel feldúsul. Az oxigéngáz a 3 adszorberből 6 gáztárolóba jut, amely a jelen esetben vízzárral van ellátva (külön nem ábrázoltuk). A 6 gáztároló 7 sűrítővei van kapcsolatban, amelynél a hengerkenésre többnyire vizet alkalmazunk. A 7 sűrítő az átmenetileg tárolt gázt 8 leválasztó« keresztül az 5 szárítószerkezet 4 adszorberébe szállítja. Itt adszorbeáljuk a gázáram nedvességtartalmát. A szárított gáz innen azután vagy 9 nyomógáztárolóba, vagy 10 acélpalacktöltőbe, vagy 11 távvezeték-betápláláshoz áramlik. A 3 adszorber külön nem ábrázolt adszorbeáló rétegének regenerálása után az 5 szárítószerkezetet úgy kapcsoljuk át, hogy ezután a 4 adszorbert rege-X "• x 2
