Способ адсорбции при переменной температуре - RU2020111707A
Код документа: RU2020111707A
Формула
1. Способ адсорбции при переменной температуре для удаления заданного компонента из газовой смеси (111), содержащей воду и по меньшей мере один побочный компонент помимо заданного компонента, в котором выполняют следующие стадии:
(a) по меньшей мере одну стадию адсорбции, в которой адсорбируют заданный компонент на твердом адсорбенте с получением адсорбента, насыщенного заданным компонентом, и по меньшей мере одного отработанного потока (112), обедненного по заданному компоненту;
(b) стадию десорбции, в которой нагревают адсорбент, насыщенный заданным компонентом, до температуры (Тдес) десорбции, и осуществляют десорбцию некоторого количества заданного компонента с получением по меньшей мере регенерированного адсорбента и первого выходного потока (116), содержащего десорбированный заданный компонент;
(c) стадию восстановления, в которой по меньшей мере частично регенерированный адсорбент охлаждают до температуры (Твос) восстановления,
отличающийся тем, что:
(d) на по меньшей мере одной стадии выделения заданного компонента, твердый адсорбент приводят к температуре ниже температуры (Тдес) десорбции и вырабатывают по меньшей мере один второй выходной поток (117), содержащий некоторое количество заданного компонента и воду,
(e) отделяют воду от второго выходного потока(-ов) (117), с получением по меньшей мере одного обедненного водой потока, и
(f) обрабатывают обедненный водой поток(-и) на стадии адсорбции или на по меньшей мере одной из стадий адсорбции, причем
по меньшей мере одну стадию выделения заданного компонента проводят перед или после стадии (b) десорбции, и
на стадии (е) охлаждают второй выходной поток(-и) (117) для конденсации по меньшей мере части воды, содержащейся в нем, и также отделяют сконденсированную воду, с получением обедненного водой потока(-ов).
2. Способ по п. 1, в котором стадия выделения заданного компонента, или по меньшей мере одна из стадий выделения заданного компонента, выполняется перед стадией (b) десорбции, и содержит нагревание насыщенного заданным компонентом адсорбента до температуры более низкой, чем температура (Тдес) десорбции.
3. Способ по п. 1, в котором стадия выделения заданного компонента, или по меньшей мере одна из стадий выделения заданного компонента, выполняется после стадии (b) десорбции, и содержит охлаждение по меньшей мере частично регенерированного адсорбента до температуры, предпочтительно, более высокой, чем температура (Твос) восстановления, причем охлаждение выполняется по меньшей мере частью (133) отработанного потока (132) или по меньшей мере одним из отработанных потоков, которые, опционально, охлаждаются перед использованием в стадии(-ях) выделения заданного компонента.
4. Способ по любому из предыдущих пунктов, включающий более одной стадий выделения заданного компонента, причем одну из них выполняют перед стадией (b) десорбции, а другую выполняют после, с использованием по меньшей мере части (333) отработанного потока (132), или по меньшей мере одного из отработанных потоков, который, опционально, охлаждают перед стадией выделения.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, который выполняют в нескольких реакторах (101, 102, 103), содержащих адсорбент, причем в каждом реакторе выполняются стадии (a)-(f).
6. Способ по п. 5, в котором обедненный водой поток (128) или по меньшей мере один из обедненных водой потоков, вырабатываемых одним реактором (102), подвергается обработке в по меньшей мере одном другом реакторе (101) из нескольких реакторов, выполняющих стадию (а) адсорбции или одну из стадий адсорбции.
7. Способ по п. 6, в котором обедненный водой поток (128) или по меньшей мере один из обедненных водой потоков, прошедший или не прошедший промежуточное хранение в подходящем резервуаре, подвергается обработке в по меньшей мере одном другом реакторе (101), выполняющем стадию (а) адсорбции или одну из стадий адсорбции.
8. Способ по любому из пп. 5-7, в котором стадию выделения заданного компонента или по меньшей мере одну из стадий выделения заданного компонента выполняют после стадии (b) десорбции, и охлаждают по меньшей мере частично регенерированный адсорбент до температуры, предпочтительно, более высокой, чем температура (Твос) восстановления, посредством по меньшей мере части (133) отработанного потока (112) или по меньшей мере одного из отработанных потоков, вырабатываемых по меньшей мере одним другим реактором (103) из нескольких реакторов.
9. Способ по п. 8, в котором по меньшей мере часть (133) отработанного потока (112) передают, с промежуточным хранением в подходящем резервуаре или без такого хранения, от по меньшей мере одного другого реактора (103) в реактор (101), выполняющий стадию (d) выделения заданного компонента.
10. Способ по п. 8 или 9, в котором отработанный поток (133) или по меньшей мере один из отработанных потоков, подвергнутый обработке на стадии выделения заданного компонента, и обедненный водой поток (128) или по меньшей мере один из обедненных водой потоков, подвергнутый обработке на стадии адсорбции или по меньшей мере одной из стадий адсорбции, вырабатываются двумя разными реакторами (103, 102).
11. Способ по п. 10, в котором:
в первом реакторе (402) выполняется стадия выделения заданного компонента перед стадией (b) десорбции, с получением второго выходного потока (427), подвергаемого обработке на стадии (е) с получением обедненного водой потока (428),
во втором реакторе (401) выполняется по меньшей мере одна стадия адсорбции с получением по меньшей мере одного отработанного потока (415), и
по меньшей мере часть обедненного водой потока (428) подвергается обработке во втором реакторе (401), выполняющем стадию адсорбции, и по меньшей мере часть отработанного потока (415) используется для стадии (d) выделения заданного компонента в первом реакторе (402), с формированием, тем самым, замкнутого контура между первым и вторым реакторами.
12. Способ по любому из пп. 8-11, в котором в каждом реакторе (101, 401) из нескольких реакторов выполняется первая стадия адсорбции и вторая стадия адсорбции, причем вторая стадия адсорбции выполняется после первой стадии адсорбции и перед стадией (b) десорбции,
на первой стадии адсорбции, входной поток (111, 411) газовой смеси вводят в контакт с твердым адсорбентом и выполняют адсорбцию заданного компонента из входного потока (111, 411), с получением насыщенного заданным компонентом адсорбента и первого отработанного потока (112, 412), обедненного по заданному компоненту;
на второй стадии адсорбции насыщенный адсорбент вводят в контакт с обедненным водой потоком (128, 428) или по меньшей мере одним из обедненных водой потоков, вырабатываемых по меньшей мере одним другим реактором (102, 402) из нескольких реакторов при выполнении стадии (е), причем некоторое количество заданного компонента, содержащегося в обедненном водой потоке (128, 428), адсорбируется, и вырабатывается второй отработанный поток (115, 415), обедненный по заданному компоненту.
13. Способ по п. 12, в котором стадию выделения заданного компонента, проводимую после стадии (b) десорбции, выполняют с использованием по меньшей мере части второго отработанного потока (435), вырабатываемого в по меньшей мере одном другом реакторе (403) из нескольких реакторов при выполнении второй стадии адсорбции.
14. Способ по п. 13, в котором стадию (с) восстановления выполняют с использованием по меньшей мере части (433) первого отработанного потока (432), вырабатываемого в по меньшей мере одном другом реакторе (403) из нескольких реакторов при выполнении первой стадии (а) адсорбции, причем по меньшей мере часть (433) первого отработанного потока (432), опционально, охлаждают перед выполнением стадии (с) восстановления.
15. Способ по любому из пп. 12-14, в котором каждый реактор из нескольких реакторов дополнительно выполняет одну стадию выделения заданного компонента перед стадией (b) десорбции и вырабатывает первый обедненный водой поток (322, 522), получаемый на стадии выделения заданного компонента, выполняемой перед стадией (b), и второй обедненный водой поток, получаемый на стадии выделения заданного компонента, выполняемой после стадии (b), причем первый поток (322, 522) подается в реактор (301, 501), выполняющий первую стадию адсорбции, а второй поток подается в реактор, выполняющий вторую стадию адсорбции.
16. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором температура (Тдес) десорбции не превышает 250°C, предпочтительно, не превышает 200°C, и наиболее предпочтительно, не превышает 170°C.
17. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором температура (Твос) восстановления не превышает 60°C, предпочтительно, не превышает 40°C.
18. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором заданным компонентом является диоксид углерода.
19. Способ по любому из пп. 1-18, в котором газовой смесью является топочный газ.
20. Применение способа по п. 19 для обработки топочного газа установки по производству аммиака или метанола, или мочевины, или энергетической установки на ископаемом топливе.
