Автомобильный адсорбер: конструкция, функции, признаки неисправности — Иксора

Работа адсорбера (или абсорбера) позволяет автомобилю соответствовать требованиям экологических стандартов ЕВРО, согласно которым, углеводородные испарения бензина не должны попадать в атмосферу. Адсорбер (лат. sorbeo – «поглощаю») улавливает выходящие из бака пары бензина и нейтрализует их. В этой статье мы рассмотрим функции абсорбера в автомобиле, его строение и признаки неисправности.

Для чего необходимо использование адсорбера в автомобиле?

Современные экологические нормы (стандарты ЕВРО) не допускают попадание паров бензина в атмосферу, так как этот процесс, при массовом распространении, способствует сильному загрязнению окружающей среды. В соответствии с требованиями экологических стандартов, в автомобили устанавливаются специальные фильтры, способные улавливать легкие углеводороды, — адсорберы.
Адсорбер в автомобиле – не только дань экологии. Фильтрующий элемент защищает также водителя и пассажиров в салоне автомобиля от воздействия химических веществ, так как вдыхать испарения бензина – вредно для любого живого организма.
Перечисленные причины делают установку системы фильтрации паров бензина обязательными для каждого автомобиля.

Принцип работы автомобильного адсорбера

Принцип работы автомобильного адсорбера достаточно прост:
— пары топлива поднимаются вверх по топливному баку и направляются в сепаратор, который частично возвращает их обратно в топливный бак в виде конденсата. Оставшаяся часть паров проходит дальше в адсорбер, где происходит их накапливание при неработающем двигателе авто. Как только мотор запускается, начинается процесс продува, – электромагнитный клапан открывается и соединяет адсорбер с впускным коллектором или дроссельным узлом. Таким образом, пары бензина смешиваются с входящим воздухом, переходят во впускной коллектор и после в цилиндры бензина, где дожигаются вместе с топливно-воздушной смесью.

Клапан адсорбера является ключевым элементом в работе узла, так как большинство неполадок, которые могут произойти в работе адсорбера, чаще всего связаны с работой именно этого клапана. Поломка клапана адсорбера приводит к тому, что при запущенном двигателе не начинается продув полости адсорбера, а также не сбрасывается давление бака. Все это ведет к неприятным последствиям для автомобиля.

Признаки неисправности клапана адсорбера:

• появляются плавающие обороты на прогретом двигателе;
• автомобиль начинает глохнуть на холостых оборотах;
• автомобиль не развивает ускорение должным образом;
• сбоит сигнальный датчик топливного бака;
• при заправке автомобиля появился свист при открытии бака;
• повышенный расход топлива;
• на холодную появился стук.

При появлении пересиленных симптомов, необходимо в обязательном порядке провести осмотр клапана и, при необходимости, заменить. Также обращайте внимание на состояние фильтрующего элемента, — если он забит, газы не будут проходить, что также влечет за собой сбои в работе узла.

Купить необходимое для замены адсорбера вы можете в магазине IXORA. Квалифицированные менеджеры обязательно помогут сделать правильный выбор, ответят на все ваши вопросы. Обращайтесь, это выгодно и удобно.

Производитель	Номер детали	Наименование	Применяемость*
DENSO	DOX0106	Лямбда-зонд DENSO	LEXUS LS
DENSO	DOX0109	Лямбда-зонд DENSO	SUZUKI SWIFT
DENSO	DOX0110	Лямбда-зонд DENSO	LEXUS LS
DENSO	DOX0114	Лямбда-зонд DENSO	AUDI A4
DENSO	DOX0125	Лямбда-зонд DENSO	AUDI 100
DENSO	DOX0119	Лямбда-зонд DENSO	AUDI Q7
DENSO	DOX0120	Лямбда-зонд DENSO	ALFA ROMEO 145
DENSO	DOX1371	Лямбда-зонд DENSO	FORD FIESTA
DENSO	DOX0307	Лямбда-зонд DENSO	SUBARU FORESTER
DENSO	DOX0343	Лямбда-зонд DENSO	MITSUBISHI OUTLANDER
DENSO	DOX0351	Лямбда-зонд DENSO	FIAT SEDICI
DENSO	DOX0238	Лямбда-зонд DENSO	LEXUS GS
DENSO	DOX0261	Лямбда-зонд DENSO	TOYOTA PREVIA
DENSO	DOX0306	Лямбда-зонд DENSO	SUBARU IMPREZA
DENSO	DOX1409	Лямбда-зонд DENSO	HONDA ACCORD V
DENSO	DOX0237	Лямбда-зонд DENSO	TOYOTA YARIS
DENSO	DOX2004	Лямбда-зонд DENSO	FORD C-MAX I
DENSO	DOX0111	Лямбда-зонд DENSO	TOYOTA COROLLA

  * Применяемость деталей конкретно для Вашего автомобиля уточняйте у менеджеров по телефону: 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

Полезная информация:

• Все что нужно знать о лямбда-зонде: функции, ресурс, неисправности, вопрос замены
• Выхлопная система: основные элементы и принцип работы

Получить профессиональную консультацию при подборе товара и подробную информацию по всем интересующим Вас вопросам можно позвонив по телефону — 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

 

 

 

Что такое клапан адсорбера, признаки неисправности клапана абсорбера

По требованиям новых экологических стандартов, ограничивающих содержание вредных веществ в выхлопных газах, транспортные средства должны быть оснащены системой EVAP. Это оборудование препятствует попаданию вредных топливных испарений в атмосферу. Основную функцию в системе улавливания топливных паров выполняет адсорбер. Некоторые недооценивают важность этого элемента в работе автомобиля. Однако, неисправность этого, на первый взгляд, второстепенного узла может привести к повреждению бензонасоса и отразиться на работе всего двигателя.

Поэтому, специалисты рекомендуют проверять клапан адсорбера при появлении признаков неисправности мотора.

Содержание статьи

Содержание

• 1 Назначение и принцип работы клапана продувки адсорбера
• 2 Неисправности клапана адсорбера и их устранение
  • 2.1 Как проверить работоспособность клапана продувки адсорбера?
• 3 Замена клапана абсорбера своими руками

Назначение и принцип работы клапана продувки адсорбера

Система EVAP устанавливается на бензиновые двигатели внутреннего сгорания для предотвращения попадания паров топлива в атмосферу. Электромагнитный клапан продувки адсорбера является элементом этой системы. Поэтому, чтобы выяснить, для чего нужен клапан адсорбера и как он работает, важно понять принцип работы всей системы. Конструкция адсорбера представляет собой емкость, заполненную адсорбентом, чаще всего активированным углем. Устройство соединено с топливным баком и управляющим клапаном автомобиля специальными трубками.

Клапан адсорбера установлен между впускным коллектором и адсорбером и выполняет функцию вентиляции.

Образующиеся в топливном баке пары бензина проникают в сепаратор, где они конденсируются и снова сливаются в бак. Какая-то часть паров не успевает конденсироваться в сепараторе и попадает через паропровод в адсорбер. В фильтрующей системе они поглощаются активированным углем, накапливаются и затем при запуске двигателя подаются во впускной коллектор. Процесс поглощения топливных испарений проходит только при отключенном двигателе. Когда автомобиль работает, электронный блок управления открывает электромагнитный клапан продувки адсорбера, через который поступает воздух и таким образом происходит вентиляция. При этом накопившийся конденсат вместе с воздухом высасываются из адсорбера и снова попадает в двигатель, где происходит его дожигание. Клапан адсорбера обеспечивает вентиляцию всего механизма и направляет топливный конденсат назад в двигатель.

Неисправности клапана адсорбера и их устранение

Практически непрерывная работа адсорбера системы поглощения топливных паров может послужить причиной поломки клапана продувки. Неисправность клапана адсорбера часто приводит к повреждению бензонасоса. Из-за плохой вентиляции адсорбера накапливается бензин во впускном коллекторе, двигатель теряет мощность, а расход топлива постепенно увеличивается. Это может привести к полной остановке двигателя. От того, как работает клапан адсорбера, зависит работа всего автомобиля.

Как проверить работоспособность клапана продувки адсорбера?

Чтобы вовремя заметить и исправить неполадки, необходима регулярная проверка клапана адсорбера. При этом выявить поломку можно по определенным косвенным признакам. При работе двигателя на холостых оборотах или в холодную погоду система поглощения паров издает характерные звуки, так щелкает клапан адсорбера. Некоторые путают этот звук с неисправностями ГРМ, роликов или других деталей. Проверить это можно, резко нажав на педаль газа. Если звук не изменился, значит это цокает клапан адсорбера. Специалисты могут объяснить, что делать, если клапан адсорбера стучит слишком сильно.

Для этого необходимо закрутить регулировочный винт, при этом сначала он очищается от эпоксидной смолы.

Клапан абсорбера можно отрегулировать.

Винт поворачивается на приблизительно на пол-оборота. Если его закрутить слишком сильно, то контроллер выдаст ошибку. Такая регулировка клапана адсорбера сделает его работу мягче, а стук тише. Однако, как проверить клапан адсорбера на наличие поломок?

Определить поломку клапана можно с помощью системы диагностики ошибок или механической проверкой. Коды электронных ошибок записаны в памяти контроллера и свидетельствует об электрическом повреждении. Для проверки клапана рекомендуется обращать внимание на такие выдаваемые контроллером ошибки, как «обрыв цепи управления клапана продувки адсорбера». Признаки, по которым можно механически определить неисправность клапана адсорбера:

1. Появление провалов на холостом ходу двигателя.
2. Очень низкая тяга двигателя.
3. Не слышно звуков срабатывания клапана при работе двигателя.
4. Шипение при открытии крышки бензобака свидетельствует о разрежении в системе. Это верный признак неисправности вентиляции адсорбера.
5. Появление запаха топлива в салоне автомобиля. Однако, его появление могут вызвать и другие причины.

Замена клапана абсорбера своими руками

Если обнаружены признаки неисправности, требуется ремонт или замена клапана. Клапан адсорбера стоит недорого, а замену произвести несложно. Для демонтажа нужно иметь пару крестообразных отверток и знать, где находится клапан продувки адсорбера. Порядок работы:

Маркировки старого и нового клапана должны совпадать.

1. Открыть капот и найти цилиндрическое устройство — адсорбер.
2. С аккумуляторной батареи снять минусовую клемму.
3. Отсоединить колодку проводов, нажав на фиксатор и потянув на себя.
4. Ослабить крепление клапана.
5. Штуцеры под защёлкой убрать и отсоединить шланги.
6. Извлечь клапан вместе с кронштейном из адсорбера.
7. Новый клапан устанавливается в обратном порядке.

Таким образом, даже такой небольшой элемент, как клапан адсорбера, выполняет важные функции и его неисправность может серьезно нарушить работу всего двигателя. Поэтому важно следить за состоянием своего автомобиля и вовремя проводить диагностику.

Адсорбер на Газель, клапан продувки адсорбера на Газель, адсорбер двигатель 405, адсорбер двигатель 4216

от    до 

Название:

Артикул:

Текст:

Выберите категорию:

Все Общий каталог запчастей » Запчасти и Аксессуары для а/м семейства Газель »» Запчасти для а/м Газель »» Запчасти для а/м NEXT »» Запчасти дя а/м Соболь 2217, 2705, 3221 »» Запчасти для а/м ГАЗ-3310 ВАЛДАЙ »» Запчасти для а/м Волга ГАЗ-3110 »» Запчасти для а/м ГАЗ-3307 »» Запчасти для а/м ГАЗ-3309 »» Запчасти для а/м ГАЗ-53, ГАЗ-66 » Запчасти на CUMMINS » Запчасти на УАЗ »» Зеркала на УАЗ »» Глушитель на УАЗ »» Шкворня на УАЗ »» Фаркоп на УАЗ »» Фары и фонари на УАЗ »» Шрус на УАЗ »» Отопитель на УАЗ »» Фильтр на УАЗ »» Брызговики и подкрылки на УАЗ »» Карданный вал на УАЗ »» Водяной насос на УАЗ (помпа) »» Сцепление на УАЗ »» Радиатор на УАЗ » Запчасти на ПАЗ » Запчасти на ВАЗ » Запчасти на ЗИЛ Тенты, Борта, Каркасы » Стандартный Тент » Тент увеличенный на +30 см, +40 см, +50 см » Тенты импортная ткань КОРЕЯ » Борта » Каркас тента (заводской) » Прямоугольный сборный Каркас + Тент (Комплект) » Платформа »» Кузовные стремянки » Европлатформа Детали кузова » Зеркала и запчасти »» Зеркала в сборе »» Зеркальный элемент »» Кронштейн зеркала »» Накладки кронштейна зеркала »» Повторители поворота на зеркало »» Удлинитель обзора зеркал » Двери и запчасти на двери »» Двери »» Замок двери, дверные механизмы »» Ручки двери »» Петли двери » Брызговики и подкрылки »» Передние брызговики »» Подкрылки (локера) »» Задние брызговики резина »» Задние брызговики ТЮНИНГ »» Задние брызговики ТАКСА » Противоподкатный брус » Бампер »» Усилитель бампера »» Кронштейны бампера »» Защита бампера (кенгуринг) » Решетка радиатора » Ремонтные накладки »» Лонжерон »» Ремонтная накладки крыла »» Ремонтная накладка двери »» Подножка кабины »» Ремонтная накладка проёма »» Кожух фары »» Ремонтные накладки кабины (кузова) » Фурнитура и аксессуары для фургона »» Фурнитура (комплекты) для фургона »» Выдвижная лестница в фургон »» Буфер (отбойник) на фургон »» Петли двери фургона »» Рукоятка двери фургона » Стекла »» Форточка »» Люк » Усилитель рамы »» Поперечины » Удлинители рамы » Капот » Крыло » Обвес (арки, накладки) » Кронштейн кабины »» Подушка кабины Запчасти и аксессуары (ТЮНИНГ) » Полезные аксессуары в салон » Запчасти панели приборов »» Комбинация приборов »» Дефростер »» Пепельница и прикуриватель »»» Прикуриватель »» Карманы для документов, вещевые ящики, бардачок »»» Ремкомплект ящика, крышки »» Блок управления отопителем »» Облицовка панели приборов » Обивка салона, пластиковые накладки » Обивка дверей » Спойлер, Обтекатель » Дефлектор » Солнцезащитный козырек » Коврики салона » Шторки в кабину » Ламбрекены и вымпелы » Стеклоподъёмники » Рулевое колесо » Подлокотники » Полки » Консоли » Столик декоративный на панель приборов » Сиденье » Чехлы ЭКО КОЖА » Чехлы Ткань Жаккард » Утеплитель решетки радиатора и двигателя » Инструментальный ящик » Колпаки » Тюнинг салона (ПОД ДЕРЕВО) » Светоотражающие жилеты и таблички Освещение, Фары, Фонари, Плафоны, Габаритные огни, плафоны » Фары » Фонари задние » Габаритные огни » Фонарь освещения номерного знака » Повторитель поворота » Плафоны освещения кабины » Лампы » ПТФ » Фара-прожектор » Катафоты (световозвращатель) » Ходовые огни Стеклоочистители и омыватели (трапеция, бачки, мотор) » Щётки стеклоочистителей » Рычаг щётки стеклоочистителя » Жиклёр омывателя стекла » Трапеция стеклоочистителя »» Моторедуктор стеклоочистителя » Бачок омывателя »» Мотор бачка омывателя » Щетки для снега и водосгон Запчасти для тех.

обслуживание и расходники » Фильтра »» Воздушный фильтр »» Салонный фильтр »» Топливный фильтр »»» Сепаратор топливный »» Масляный фильтр » Свечи зажигания »» Ремкомплект уплотнителей свечного колодца » Масло » Натяжной ролик » Ремни Электромеханическое оборудование » Кнопки, выключатели и переключатели »» Блоки управления »»» Блок управления зеркалами »» Кнопки »» Выключатели »» Переключатель »»» Переключатель стеклоочистителя » Провода (жгуты, проводка) »» Высоковольтные провода (провода зажигания) »»» Ремкомплект провода высокого напряжения »» Жгут зеркала »» Жгуты по раме »» Жгуты моторного отсека »» Жгут системы управления двигателем »» Жгут панели приборов »» Пусковые провода (прикуриватель) »» Колодки для подключения »» Клеммы для проводов »» Автопроводка »» Провод массы »» Жгут отопителя » Датчики »» Датчик кислорода (лямбда-зонд) »» Датчик давления масла »» Датчик включения вентилятора »» Датчик положения коленчатого вала »» Датчик положения дроссельной заслонки »» Датчик уровня топлива »» Датчик массового расхода воздуха ДМРВ »» Датчик положения распред вала »» Датчик давления воздуха и температуры »» Датчик АБС »» Датчик температуры охлаждающей жидкости »» Датчик скорости »» Датчик детонации »» Датчик неровной дороги » Аккумулятор и принадлежности АКБ »» АКБ »»» Основание АКБ »» Зарядное устройство для АКБ »» Перемычка АКБ »» Провод АКБ »»» Клемма АКБ »» Вилка нагрузочная для АКБ » Замок зажигания »» Замок зажигания »» Катушка зажигания »» Контактная группа замка зажигания »» Распределитель зажигания (трамблёр) »» Коммутатор » Реле »» Реле стеклоочистителя »» Реле стартера »» Реле поворота »» Реле света »» Универсальное реле » Стартер и запчасти стартера »» Стартер »» Щёточный узел стартера »» Якорь стартера »» Крышка стартера »» Вилка стартера »» Бендикс » Генератор и запчасти генератора »» Генератор »» Подшипник генератора »» Щёточный узел генератора »» Обмотка и якорь генератора »» Якорь генератора »» Шкив генератора »» Кронштейн генератора »» Натяжная планка генератора » МИКАС » Звуковой сигнал » Блок предохранителей и предохранители » Диодный мост » Регулятор напряжения » Антенна автомобильная Шины и Диски » Шины » Диски » Шпильки и гайки колеса » Ниппель и удлинитель ниппеля » Наборы для ремонта камер и шин » Держатель запасного колеса Топливная система (баки, бензонасосы) » Бензобак » Бензонасос »» Ремкомплект бензонасоса » Топливные трубки и шланги »» Топливная рампа, Топливопровод » Форсунки топливные » Адсорбер » ТНВД » Станция перекачки топлива »» Насосы перекачки дизельного топлива Радиатор, система охлаждения двигателя » Радиатор »» Кронштейн и рамки радиатора »» Подушка радиатора » Интеркулер » Водяной насос (помпа) »» Ремкомплект водяного насоса » Термостат » Патрубки радиатора » Антифриз » Расширительные бачки »» Шланг расширительного бачка » Масляный радиатор » Вентилятор и кожух вентилятора »» Муфта вязкости вентилятора »» Электромагнитная муфта вентилятора Обогрев салона » Отопители салона »» Шланг отопителя » Патрубки отопителя » Радиатор отопителя » Электродвигатель отопителя » Насос отопителя »» Ремкомплект дополнительного насоса отопителя » Кран отопителя » Электроподогреватель Выхлопная система » Выхлопная труба » Глушитель »» Подушка глушителя » Резонатор » Переходная труба (заменитель катализатора, обманка) » Катализатор (нейтрализатор) » Приемная труба глушителя »» Ремкомплект приёмной трубы » Выпускной коллектор » Кронштейны, хомуты и прокладки глушителя » Гофра глушителя » Промежуточная труба глушителя Тормозная система » Тормозные колодки »» Ремкомплект тормозных колодок » Тормозные диски, задний тормозной барабан »» Тормозной барабан » Тормозной цилиндр (ГТЦ, ЗТЦ) »» Ремкомплект ГТЦ, РТЦ » Суппорт тормозной »» Ремкомплект суппорта » Тормоза (Шланг, Трос, Рычаг, Щит) » Усилитель тормозов » Трос ручного тормоза »» Ремкомплект стояночного, ручного тормоза » Тормозная жидкость Рулевое управление » Рулевой механизм, ГУР » Сошка рулевого механизма » Насос ГУР, бачки насоса ГУР » Вал рулевого управления » Рулевая тяга »» Рулевые шарниры и наконечники » Рулевая колонка » Шланги ГУР, штуцера Трансмиссия » КПП и запчасти КПП »» КПП »» Ремкомплекты для ремонта КПП »» Рычаг КПП »»» Ремкомплект рычага КПП »» Подшипники КПП »» Шестерня КПП »» Сальник КПП »» Вилка КПП, Сухарь вилки КПП »» Запчасти синхронизатора КПП »» Подушка КПП »» Вал КПП »» Крышка КПП »» Картер КПП »» Механизм переключения КПП »» Ручка КПП » Карданный вал и запчасти карданного вала »» Карданный вал »»» Карданный вал с 2-мя подвесными »»» Карданный вал »» Карданный вал на 4х4 »» Крестовина карданного вала »» Опора карданного вала »» Карданные болты » Сцепление и запчасти сцепления »» Сцепление в сборе »» Диск сцепления »» Корзина сцепления »» Картер сцепления »» Вилка сцепления »» Трубка сцепления »» Цилиндр сцепления »» Выжимная муфта с подшипником »» Шланг сцепления » Редуктор заднего моста »» Ремкомплект редуктора заднего моста » Дифференциал » Раздаточная коробка 4х4 »» Ремкомплект раздаточной коробки Запчасти ходовой части и подвески » Рессоры »» Рессоры »» Лист рессоры »» Стремянки рессоры »» Сайлентблок рессоры »» Подушки рессоры »» Кронштейны рессоры »»» Кронштейн подрессорника » Амортизаторы »» Втулка амортизатора »» Кронштейн амортизатора » Стабилизатор »» Кронштейн стабилизатора »» Подушка штанги стабилизатора » Шкворня »» Маслёнка »» Ремкомплект шкворня » Ступица и подшипники ступицы »» Подшипник ступицы »»» РК ступицы »» Сальник ступицы »» Ступица в сборе » Рычаги подвески »» Сайлентблок рычага »» Ремкомплект рычага маятникового » Шаровая опора » Задний мост »» Ремкомплект заднего моста » Балка передней оси » Главная пара » Шрус на 4х4 » Пружина передней подвески » Поворотный кулак Двигатель (запчасти) » ГРМ »» Цепи привода ГРМ »»» Гидронатяжитель цепи »» Ремкомплект ГРМ »» Картер шестерён ГРМ » Двигатель в сборе »» Кронштейн двигателя »» Подушка двигателя » ГБЦ »» Ремкомплект уплотнителей ГБЦ »» Шпилька ГБЦ » Поршни » Шатуны и вкладыши » Прокладки и сальники двигателя » Масляный насос » Карбюратор »» Ремкомплект карбюратора » Маховик »» Картер маховика » Защита двигателя » Крышки » Коленчатый вал » Распределительный вал » Клапаны двигателя » Дроссель »» Шланг РХХ » Картер масляный »» Ремкомплект картера масляного » Щуп масляный » Промежуточный вал » Маслосъемные колпачки » Впускной коллектор » Турбокомпрессор двигатель Cummins » Заглушки для удаления ЕГР » Автоодеяло для двигателя » Гидрокомпенсатор двигателя Прочие запчасти и аксессуары » Ключи и инструменты »» Шприц »» Ключ баллонный »»» Монтировки (монтажки) »» Наборы инструментов »» Отвертки »»» Биты »» Ударный инструмент »» Съемники и приспособления »» Ключи и шестигранники »» Торцевые головки и воротки »» Пассатижи, бокорезы, кусачки »» Сверла » Спецкрепеж (болты, гайки, шайбы) »» Шпильки »» Пистоны крепления »» Хомуты »» Саморезы »» Болты »» Винты »» Пальцы и шплинты »» Гайки »» Шайбы и Гроверы »»» Гроверы » Аптечка автомобильная, знак аварийной остановки, огнетушитель »» Знак аварийной остановки »» Огнетушитель »» Аптечка » Уплотнители (РТИ) »» Уплотнитель двери »» Уплотнитель стекла »» Уплотнитель свечного колодца » Педали »» Педаль сцепления »»» Ремкомплект педали сцепления »» Педаль тормоза »» Педаль газа » Воздуховоды и воздушные каналы »» Шланг вентиляции »» Шланг воздухозаборный » Ремни для крепления груза » Трос буксировочный, кронштейн, рым-болт » Канистра и воронки для топлива » Ремкомплекты » Домкрат автомобильный » Подушки Двигателя, КПП, Кузовные, Подвески, Глушителя » Кронштейны » Шланги » Тросы » Трубки » Фаркоп » Компрессор (насос) автомобильный » Рамки номерного знака » Смазки » Герметик » Губка для мойки автомобиля » Перчатки ХБ » Изолента, малярный скотч » Крышки и пробки » Картер » Спидометр

Производитель:

Все387548138755413F (Турция)ABRO (США)ABRO (США)AIRLINEAKABAALCAALEX-AutoAllied NipponAMP (Польша)Anvis GroupARIDEASPATK PREMIERAvtoDriverAvtoStyleAZARDBAUTLERBMBODYBOSCHBRANO (Чехия)BRISK (Чехия)BrizGardBuzuluk ЧехияCAMPAR (Корея)CARGENCARTRONICCASTROLCHAMPIONCHAMPIONCoidoCORTECO (Германия)CORTECO (Германия)CRAFTCUMMINS (FOTON)CUMMINS C+Cummins Inc. CZCZ (Чехия)DAKEN (Италия)DAKEN (Италия)DENSO (Япония)DENSO (Япония)Detail LineDITTONELDIX (Болгария)ELDIX (Болгария)ESPRA (Испания)ESPRA (Испания)FENOXFleetguardFleetguardFORTECHFOTONGAS CAPGeneral ElectricGeneralTechGOLD WHEELGoodyearHERZOGHOFERHOLA (Голландия)JUNTAKENO KET-TUNINGKOOSHESH (Иран)Kraft (Agrokom)KRAFT (Турция)KRENZ ГерманияLION (Ростов)LOGO-RKLUK (Германия)LUZARMagnum (Россия)MANDOMANN ГерманияMANNOLMasterWax (Россия)MaxBoxMaxboxPROMOBILMoravanMotoristMTA (Италия)NGK (Япония)NIPPON (ЯПОНИЯ)NOKSNOKS ДимитровградNORMA (Германия)Nova BrightOptibelt ГерманияOSRAMOSVAT ИталияPHILIPSPILENGAPRAVTPROдетальREZKONREZKONRS DETALRUBENA (Чехия)SACHS (Германия)SACHS (Германия)SCT (Германия)SCT (Германия)SDV motorsSDV motorsSIMENSSINTECSKFSKF (Швеция)SKV-LightingSLONSOLLERSSTALServisSTAR (Ростов)STARCO (Турция)SUFORCETANAKITechnikTESLATIRSANTOREROTORNADO (ТОРНАДО)TOTALTRANSMASTERTRIALLITRIANGLETRMTRUCKMANTUC (Иран)V-NNVETTLER (Германия)Vita-TruckVoron GlassWEBERWONDERFULX-TURBOZF (Германия)ZICZOMMERАВАР (Псков)АвтоDелоАвтоАрматураАвтоблюзАвтоконАвтоКонтинентАвтомагнатАвтооптикаАвтопартнерАвтопровод ВОСАВТОРАДАВТОРАДАВТОРГАвтоРусь77АвтоСателлитАвтоТрейд (Калуга)Автошланг (Балаково)АВТЭЛАГАТАГРЕГАТАгрокомАЗГАЗГ-ДетальАКОМАЛПАСАПОГЕЙ (Ульяновск)АСТРОАШК (Барнаул)БАГУ (Борисов)Баки-ННБалаковоБАТЭБелАвтоКомплектБЕЛМАГБИГ-ФИЛЬТРБОН ЧелябинскБОРБРТБРТ (Балаково)ВАТИВолжскийВПТГАЗПРОМНЕФТЬГерманияГЛАВДОРДААЗДайдо Металл РусДайдо Металл РусьДельта-АвтоДЗСДЗТАДЗТАДиалучДимитровградДПКЗавод АвтокомпонентЗаволжьеЗЗА (Заволжье)ЗМЗ (Заволжье)ЗМЗ (Соллерс)ИдеALИжавтотормИмпортИП КосойИранКардан-Сервис (Арзамас)КЗАТЭКитайКНРКОРДКОРЕЯКрасная ЭтнаЛВ-АвтоЛИДЕРЛихославльЛУКОЙЛМарКонМОСТатНабережные ЧелныНАЧАЛОНижний НовгородНПП ОРИОНОАО ВолнаОренбургОРИГИНАЛОСВОСВ (Мелитополь)ОСВАРПЕКАРПКТППластформПРАМО-ИСКРАПРЗПРТИРТИ-СервисРусАвтоЛидерРФРФСаранскСаратовСЕВиЕМ (Самара)СЗРТСЗССИБДЕТАЛЬСкопинСкопинСмоленскСОАТЭСТЕЛСТАНДЕМТД АвтокомпонентТДКТДКТехАвтоСветТехнопластТехнопрофильТИИРТольяттиТосол-СинтезТРАНСМАШТРИАЛТУРБОКОМУАЗУАЗ ОРИГИНАЛУКДУМЗУтесФормПластФормула СветаХИМ-СИНТЕЗЦИТРОНЧайковскийЧебоксарыЧМЗ (Чусовой)ШААЗЭкомашЭЛКАРЭнергомашЮККАЮККАЯРТИ

Новинка:

Вседанет

Спецпредложение:

Вседанет

Результатов на странице:

5203550658095

Проверка и замена клапана адсорбера Лада Веста ⋆ I Love My Lada

Бензиновые пары вредны не только тогда, когда мы вдыхаем их в непосредственной близости от емкости или бака с бензином. Тысячи автомобилей в большом городе могли бы выбрасывать несметное количество не только вредных выхлопов, но и бензиновых испарений. Адсорбер отвечает за количество вредных испарений, а клапан продувки адсорбера на Лада Веста имеет некоторые особенности, от которых владельцам хотелось бы избавиться. Как заменить и отремонтировать клапан адсорбера, будем разбираться сегодня.

Содержание

• 1 Адсорбер и клапан продувки на Лада Веста. Назначение и принцип работы
  • 1.1 Система улавливания паров топлива Лада Веста
    • 1.1.1 Адсорбер Лада Веста
    • 1.1.2 Клапан продувки адсорбера
• 2 Неисправности адсорбера и клапана продувки. Как проверить на Лада Веста
• 3 Как проверить клапан продувки и адсорбер на Лада Веста
  • 3.1 Клапан адсорбера цокает, вибрации. Что делать
• 4 Как поменять клапан адсорбера на Лада Веста и какой ставить

Адсорбер и клапан продувки на Лада Веста. Назначение и принцип работы

Научно доказано, что 300 г пролитого бензина загрязняет 200 000 квадратных метров воздуха и если бы не адсорбер и клапан его продувки в конструкции Лада Веста, нам пришлось бы туго. При концентрации бензина в воздухе в количестве 2,2%, после десяти вдохов человек теряет сознание, а при концентрации 3% — мгновенное отравление вплоть до коматозного состояния или клинической смерти. Виной всему тетраэтилсвинец, который входит в состав топлива.

Система улавливания паров топлива Лада Веста

Впрочем, достаточно страшилок. Как раз адсорбер оберегает нас и окружающих от отравления парами бензина, особенно при высокой температуре воздуха. Система улавливания паров топлива на Лада Веста состоит из адсорбера с угольным фильтрующим элементом и электромагнитного клапана продувки, которые соединяются трубопроводами. Бензиновые испарения из топливного бака поступают непосредственно в контейнер с угольным элементом (адсорбер). Его задача — удерживать пары взаперти, пока мотор не запущен.

Да, пары никуда не деваются, они заключены в контейнере с впитывающим угольным элементом до тех пор, пока двигатель вновь не запустится и не дойдет до той фазы, пока топливо начнет поступать в бак по обратному топливопроводу. В этот момент срабатывает система подачи бензина по замкнутому кругу, управляемая контроллером.

Пары бензина поступают в адсорбер по патрубку TANK, а воздух подается по патрубку AIR. После этого воздух смешивается с бензиновыми испарениями и отправляется в камеру сгорания выполнять свои основные задачи.

В зависимости от режима работы двигателя и степени его прогрева потребность в рабочей смеси может быть разной. Ее контролирует ЭБУ и дозирует воздух с помощью электромагнитного клапана продувки адсорбера, подавая на него напряжение с переменной частотой импульса от 16 до 32 Гц. Следовательно, для приготовления максимально эффективной рабочей смеси необходимо постоянно регулировать процент наполнения парами бензина, поэтому контроллер все время тестирует клапан продувки адсорбера на работоспособность. Как только меняется режим работы мотора, система полностью закрывает клапан и открывает его на столько, чтобы немного превысить номинальное значение подачи воздуха.

Принципиальная схема системы улавливания паров бензина

Если контроллер фиксирует отклонения в работе клапана, электроника тестирует уровень и характер заполняющего сигнала. В крайнем минимальном положении клапана (0% заполнения) продувка адсорбера не проводится. При 100% заполнении адсорбера продувка максимальная. Клапан срабатывает в нескольких случаях:

• перегрев двигателя, что определяется по температуре антифриза для конкретного режима работы;
• сигнал от катализатора (точнее, от лямбда-зонда) тоже служит поводом для активации клапана продувки;
• при нормальной работе системы улавливания паров в штатном режиме.

Неисправности адсорбера и клапана продувки. Как проверить на Лада Веста

Более всего клапан продувки адсорбера на Лада Веста обращает на себя внимание очень шумной работой, цоканьем, вибрациями, которые прекрасно передаются в салон. Что не слишком приятно. Но это не самая страшная беда клапана и все системы улавливания паров. Очень часто при нестабильных холостых оборотах, провалах при разгоне, высокой токсичности выхлопа мы виним что угодно, только не систему улавливания паров бензина — свечи, забитые форсунки, бензонасос, электронику… А дело может быть всего лишь в системе улавливания испарений:

• неисправность электромагнитного клапана продувки адсорбера;
• механические повреждения корпуса адсорбера;
• адсорбер переполнен;
• трещины, разрезы на шлангах;
• пережатые шланги;
• неправильная установка шлангов.

Есть еще прямые симптомы, указывающие на неработоспособность клапана продувки адсорбера:

• избыточное давление в топливном баке, шипение при открывании пробки заливной горловины;
• реже загорается лампа Check Engine, сканер выдает ошибки P0443, P0444, P0458, P0459;
• плавающие обороты, двигатель глохнет после запуска, провалы и все, о чем мы говорили до этого.

Все это можно быстро проверить своими силами.

Как проверить клапан продувки и адсорбер на Лада Веста

Открываем капот и находим клапан продувки адсорбера. Внимательно осматриваем его на предмет внешних повреждений. Также осматриваем шланги и целостность патрубков. Внимательно осматриваем корпус адсорбера. Он не должен иметь никаких видимых повреждений. После внешнего осмотра приступаем к проверке электромагнитного клапана продувки адсорбера:

1. Отключаем разъем на корпусе клапана и осматриваем контакты на предмет появления окиси. При необходимости зачищаем контакты на клапане и на контактной колодке.
2. Проверяем сопротивление между обмотки клапана мультиметром в режиме омметра. Номинальное сопротивление обмотки — 25-30 Ом. Если выясняется, что обмотка оборвана или закорочена, клапан подлежит замене целиком.
   
3. Подаем 12 Вольт на выводы клапана принудительно, не перепутав минус с плюсом. При срабатывании слышим характерный щелчок. Щелчка нет — под замену.
4. При поданном напряжении на клапан и после его срабатывания принудительно создаем разряжение в клапане с помощью большого шприца или груши. Клапан снова должен сработать.

Клапан адсорбера цокает, вибрации. Что делать

Если клапан громко цокает и вибрирует, это вызывает раздражение многих водителей. При этом проверка показала его исправность. Внимательно смотрим на фальшрешетку радиатора и вспоминаем, что мы ездим не на БМВ, а на автомобиле производства АвтоВАЗ. Это же Ижевск и Тольятти.

Завод, кстати, не признает шум при работе адсорбера неисправностью и говорит, что это нормально. Тем не менее смириться с этим сложно, поэтому многие водители решаются на шумовиброизоляцию клапана.

Для этого клапан снимают и оборачивают обычным шумоизоляционным самоклеящимся материалом, после чего клапан продувки адсорбера на Лада Веста ведет себя поспокойнее. Как это делается показано в фото отчете от нашего читателя. Единственное, что можно добавить — тщательно обезжириваем каждый слой шумки и по возможности аккуратно выкраиваем куски изоляции, чтобы она не мешала шлангу плотно надеваться на штуцер.

Как поменять клапан адсорбера на Лада Веста и какой ставить

Замена клапана продувки адсорбера осложняется лишь тем, что завод пожалел длины проводов для фишки разъема и снимать ее нужно аккуратно. Демонтаж проходит быстро. Для этого сдергиваем фиксатор на себя, отключаем колодку с проводами, после чего отключаем трубку паропровода, тоже нажав на фиксатор. Так же отключаем нижнюю трубку сообщения клапана с адсорбером. Снимаем клапан с кронштейна.

Штатный клапан продувки адсорбера на Лада Веста имеет артикул 82 00 248 821. Его же ставят и на X-Ray. Тем не менее подходят электромагнитные клапана от Гранты (11180-1164200-00, 11180-1164200-01), Приоры и Нивы (21103-1164200-01, 21103-1164200-02 или 21103-1164200-03) и Лады Ларгус (8200692605). С завода установлен клапан Автоваз с оригинальным каталожным номером. Его цена около 10 долларов. Клапана Renault и Valeo с такими же номерами стоят на два-три доллара дешевле. Подходят любые клапана от Логана, Сандеро, Ларгуса, максимальная цена клапана продувки производства Франции — 15 долларов.

Трубка клапана и дроссельного патрубка в сборе имеет артикул 8450006406, а кронштейн крепления клапана — 8200584324. Адсорбер в сборе имеет артикул 8450006397 и стоит около $30.

Клапан адсорбера в Украине. Цены на Клапан адсорбера на Prom.ua

Клапан продувки адсорбера Ланос, ваз 2110 2-вих Евро-3

На складе в г. Хмельницкий

Доставка по Украине

280 грн

Купить

ФОП Александрова Ірина Анатоліївна

Клапан продувки адсорбера Ланос (GSP Auto) 9852

На складе

Доставка по Украине

300 — 480 грн

от 2 продавцов

480 грн

Купить

ФОП Александрова Ірина Анатоліївна

Клапан адсорбера Audi A6 C5 078133517

На складе в г. Луцк

Доставка по Украине

650 грн

Купить

Авторазборка Audi, Volkswagen, Skoda

Клапан адсорбера Volkswagen Sharan 2.8 VR6 535133459

На складе в г. Луцк

Доставка по Украине

650 грн

Купить

Авторазборка Audi, Volkswagen, Skoda

Клапан адсорбера топливных паров 0004701593 Mercedes

Заканчивается

Доставка по Украине

399 грн

Купить

Твой ШОП МЕГА полезных вещей «Механик»

Клапан продувки адсорбера Евро-3 ВАЗ 2108-2115, ВАЗ 2110-2112

Доставка по Украине

180 грн

Купить

АвтоLada

Клапан продувки адсорбера ВАЗ 1117, ВАЗ 1118, ВАЗ 1119

Доставка по Украине

240 грн

Купить

АвтоLada

Клапан продувки адсорбера Евро-2 ВАЗ 2108-2115, ВАЗ 2110-2112

Доставка из г. Харьков

180 грн

Купить

АвтоLada

Клапан адсорбера PREMIUM Lifan 620 Solano Лифан 620 Солано (LBA1130310B1)

На складе

Доставка по Украине

230 грн

Купить

Интернет-магазин запчастей Mahina

Клапан адсорбера PREMIUM Chery Karry Чери Карри (A11-1208210BA)

На складе

Доставка по Украине

230 грн

Купить

Интернет-магазин запчастей Mahina

Разъем клапана адсорбера ВАЗ 2110

Доставка по Украине

17.14 грн

Купить

AUTOEL

Клапан адсорбера PREMIUM Great Wall Safe Грейт Вол Сейф (Сафе) (3602210-E07)

На складе

Доставка по Украине

495 грн

Купить

Интернет-магазин запчастей Mahina

Клапан адсорбера PREMIUM Lifan 520 Breez Лифан 520 Бриз (LBA1130310)

На складе

Доставка по Украине

495 грн

Купить

Интернет-магазин запчастей Mahina

Клапан адсорбера PREMIUM Chery Beat Чери Бит (A11-1208210BA)

На складе

Доставка по Украине

230 грн

Купить

Интернет-магазин запчастей Mahina

Б/У Клапан адсорбера NISSAN ROGUE SPORT Nissan Rogue Sport Ніссан Рог Спорт 2016-2020р K5T45786

Доставка из г. Ровно

1 300 грн

Купить

АВС

Смотрите также

Клапан продувки адсорбера 1.5 ВАЗ-2110

Доставка по Украине

185 грн

Купить

АВТОЭЛЕКТРИКА.COM.UA – предпусковые подогреватели двигателя. Блоки управления двигателем.

Клапан продувки адсорбера ВАЗ-1118

Доставка по Украине

300 грн

Купить

АВТОЭЛЕКТРИКА.COM.UA – предпусковые подогреватели двигателя. Блоки управления двигателем.

Клапан продувки адсорбера ВАЗ 2108 — 2112

Доставка по Украине

250 грн

Купить

АВТОЭЛЕКТРИКА.COM.UA – предпусковые подогреватели двигателя. Блоки управления двигателем.

Клапан продувки адсорбера ВАЗ 2108 — 2112

Доставка по Украине

260 грн

Купить

АВТОЭЛЕКТРИКА.COM.UA – предпусковые подогреватели двигателя. Блоки управления двигателем.

Датчик адсорбера 2112 2-х вых. (УТЕС) (клапан) 21103-1164200-02

На складе

Доставка по Украине

265 грн

Купить

НоваСила

Клапан продувки адсорбера ВАЗ 1117, ВАЗ 1118, ВАЗ 1119

Доставка по Украине

300 грн

Купить

Ladacom Ладаком

Клапан продувки адсорбера Евро-2 ВАЗ 2108 — 2112

Доставка по Украине

250 грн

Купить

Ladacom Ладаком

Клапан продувки адсорбера Евро-3 ВАЗ 2108 — 2112

Доставка по Украине

250 грн

Купить

Ladacom Ладаком

Трубка клапан адсорбера Октавия А5 Суперб Йети Фольксваген Шкода Сеат 1K0201160BG

Доставка из г. Винница

507 грн

Купить

«Skodamag» запчасти и аксессуары для автомобилей Шкода Skoda и Сеат Seat Винница

Клапан адсорбера, GEELY CK, 1086000739

Доставка по Украине

258 грн

Купить

Запчасти Geely, Запчасти Chery, Запчасти Great Wall, Запчасти BYD, Запчасти LIFAN, Запчасти CHANA

Клапан электромагнитный адсорбера, CHERY TIGGO, SMW250128

Доставка по Украине

372 грн

Купить

Запчасти Geely, Запчасти Chery, Запчасти Great Wall, Запчасти BYD, Запчасти LIFAN, Запчасти CHANA

Клапан адсорбера топливных паров 1.6 Авео Такума Лачетти Нюбира бу

Доставка по Украине

250 грн

Купить

Микс Авто

Клапан адсорбера топливных паров Авео 1.2 т-200 т-250 т-255 CHEVROLET Aveo t200 t250 t255 GM бу

Доставка по Украине

300 грн

Купить

Микс Авто

Клапан адсорбера НИВА инжекторная

Доставка по Украине

350 грн

Купить

НИВА-ЛАДА

Что будет если отключить клапан адсорбера – Прокачай АВТО

Содержание

1. Для чего создавали адсорбер
2. Составные части
3. Как работает система – принцип работы
4. На что влияет клапан адсорбера
5. Признаки неисправности клапана адсорбера
6. Можно ли убрать
7. 1. Зачем же необходим клапан адсорбера.
8. 2. Чем грозит выход из строя клапана для авто.
9. 3. Как диагностировать неисправность клапана адсорбера.

Давно мне не давал покоя этот адсорбер, не изза того что мешался или портил эстетический вид. А банально он пришел в негодность, покупать новый по мне так это выкинутые деньги, тем более было избыточное давление в баке что говорит о проблеме в системе циркуляции паров бензина. Замена сепаратора и клапанов не привело к удовлетворительному эффекту, хотя стало чуть лучше. Зимой запаха совсем нет, только при открытие топливно заливной крышки происходил пшик. В теплое время года давление увеличивается и появляется уже запах бензина в салоне. Есть способ как можно просто решить эту проблему; просверлить в крышке отверстие для стравливания воздуха или не закручивать ее до конца. Но это все для ленивых, а я пошел другим путем. Давайте разберемся для начала как устроена заводская топливная схема

На схеме видно как из бака выходит шланг к сепаратору (9) от него уже к предохранительному клапану (8) и гравитационному клапану (7). Дальше через трубку трасса следует к двухходовому клапану (5) и адсорберу (4). Причина запаха бензина как раз в неисправности системы 9,8,7. Замена последних не всегда приводит к улучшению ситуации. Теперь мы знаем если отсоединить адсорбер то проблема с запахом не уйдет, для этого нам надо переделать и кольцо клапанов вокруг сепаратора. После переделки система у меня будет выглядеть вот так

На мой взгляд это намного правильней чем просто отключить адсорбер и на шланг прицепить топленный фильтр от карбюраторной топливной системы.

Теперь к делу, последнее фото на память ( когда начинал работы светило солнышко, но это уже не важно)

Казалось такой незаметный элемент, который на первый взгляд, не важен для автомобиля, но без которого он не может нормально работать. Появляются провалы, двигатель «троит» может даже разрушаться бензобак! И все это из-за неисправного клапана адсорбера. Многие не знают что это такое, как он работает и САМОЕ ВАЖНОЕ на что он влияет. Сегодня я постараюсь простыми словами все разложить по полочкам, а также описать основные признаки неисправности. Однозначно будет полезно, так что читайте – смотрите …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Для начала начнем с определения.

Адсорбер (от лат. sorbeo — поглощаю) – это система автомобиля, которая служит для улавливания паров бензина, которые выходят из бака. При работающем двигателе они направляются в систему впрыска топлива, а именно во впускной коллектор. При заглушенном моторе часть паров улавливается сепаратором (он их направляет обратно в бак), а оставшиеся пары поступают в адсорбер, где они нейтрализуются.

Для чего создавали адсорбер

Собственно это дань экологическому стандарту, а именно ЕВРО-2. По сути это большой фильтр который улавливает легкие углеводороды. По новым стандартам недопустимо попадание паров бензина в атмосферу, потому как это способствует загрязнению атмосферы.

Также пары не должны проходить в салон автомобиля, ведь это мягко сказать вредно! НА старых карбюраторных машинах, такого фильтра и его клапана просто не было, там система немного другая. НО карбюратор ушел вместе со старыми стандартами, сейчас только инжектор и ОБЯЗАТЕЛЬНА система фильтрации.

Составные части

По сути это большая пластиковая банка, внутри находится активированный уголь, ведь именно этот состав прекрасно борется с парами бензина. Основные части можно описать так:

• Сепаратор + клапан гравитации
• Датчик давления
• Фильтрующая часть (обычно из угля)
• Соединительные трубки
• Электромагнитный клапан

Как видите абсолютно ничего сложного. Сепаратор — служит для улавливания части бензина, после отправляет их обратно в бак. Клапан гравитации – практически никогда не используется, однако он нужен в экстренных ситуациях, например при авариях, он предотвращает переливы топлива из бака (например, когда автомобиль перевернулся).

Датчик давления, очень нужная вещь – он контролирует давление паров бензина внутри бака, при необходимости открывается и сбрасывает его, не давая конструкции повредиться.

Фильтрующая часть – как я писал сверху, большая банка, в который насыпан угольный порошок, в достаточно крупных гранулах. Делается это для того чтобы пары могли беспрепятственно проходить и конденсироваться.

Соединительные трубки – нужны для соединения всех основных частей, фильтров, датчиков и клапанов, думаю это понятно.

Электромагнитный клапан – служит для переключения режимов улавливания паров бензина, про него мы поговорим подробнее чуть ниже.

Как работает система – принцип работы

Почему я заостряю внимание именно на электромагнитном клапане, да потому что он практически ключевой в этой системе.

Для лучшего понимания выкладываю схему инжекторного автомобиля, а данном случае это ВАЗ 10 – го семейства.

Итак, пары топлива поднимаются вверх бака и останавливаются на сепараторе, который совмещен с датчиком гравитации (как я писал выше — он предотвращает вытекание топлива при авариях — опрокидываниях из бака). В нем они частично конденсируются и возвращаются обратно (в виде жидкого топлива).

Однако другая часть испарения, минует гравитационный клапан, проходят в адсорбер, где они собственно накапливаются. Накопление происходит при незапущенном двигателе! ЭТО ВАЖНО.

После пуска двигателя, электромагнитный клапан, открывается – тем самым соединяет полость адсорбера (где находятся газы как бы в заключении) с впускным коллектором или дроссельным узлом (в различных машинах по-разному). НАЧИНАЕТСЯ ПРОЦЕСС ТАК НАЗЫВАЕМОЙ ПРОДУВКИ! Пары смешиваются с воздухом (с улицы), который подается через дроссельный узел, далее поступают во впускной коллектор и после в цилиндры двигателя, где они дожигаются с воздушно-топливной смесью.

Система очень простая, если понимать, как она работает.

На что влияет клапан адсорбера

Многие проблемы связаны именно с клапаном адсорбера. По сути это очень простое устройство, которое открывается или закрывается при определенных условиях (запущен двигатель или заглушен).

Если клапан работает хорошо, то проблем нет вообще, вы можете даже не знать про его наличие в вашей системе.

Однако когда происходит поломка, например — забивается сама полость адсорбера, либо не работает клапан. То автомобиль впоследствии, может получить серьезные поломки. Потому как не проходит продувка полости, а также не сбрасывается давление из бака.

Признаки неисправности клапана адсорбера

Как становится понятно, возникают проблемы с системой питания:

• Плавают обороты. Но не сразу, а примерно после 5 – 10 минут на прогретом двигателе
• На холостой, если двигатель запущен, давишь педаль газа – чуть не глохнет. Такое ощущение, что заканчивается топливо
• На ходу машина не развивает нужной мощности, такое ощущение, что убрали 10 – 15% мощности двигателя
• Может сходить с ума датчик топливного бака. Показывает то – «полный», то – «пустой» и т.д.
• Если открываете бак для заправки. Слышан сильный свист, как будто внутри создан вакуум.
• Увеличивается расход топлива
• НА холодную датчик абсорбера может сильно стучать, зачастую его путают с клапанами двигателя

Также стоит заметить, что причина не всегда именно в клапане, зачастую может забиваться сама банка с активированным углем (то есть сама полость адсорбера). При необходимости его нужно заменить или разобрать и прочистить – просушить, то есть восстановить фильтрацию газов, чтобы они беспрепятственно проходили.

Сейчас полезное видео.

Если у вас проявляются эти неисправности, то обязательно нужно смотреть — проверять клапан и при необходимости менять его, благо стоит он копейки. А также саму полость с активированным углем.

Можно ли убрать

Некоторые автомобилисты пренебрегают экологическими стандартами и убирают клапан адсорбера. Слова в принципе такие – «да зачем он мне нужен, машина стала медленнее, расход стал больше, вообще выкину его». Но реально, а можно ли это делать? Не будет ли от этого хуже автомобилю?

Стоит понимать, что исправная система, вообще никак не влияет на работу двигателя, а даже экономит немного топлива, ведь пары которые остались в основном корпусе затем дожигаются в двигателе, конечно ждать что экономия будет огромной не стоит, но несколько километров пробега получается.

Убирать, конечно можно, автомобилю попросту на это «ВСЕРАВНО»! Даже будет лучше, ведь испарение из бака не будет конденсироваться (очищаться), а проходить на прямую в атмосферу. То есть вы как бы удаляете все банки – клапана и даете, открытый приток воздуха до бака.

Физически это делают так – на шланг от сепаратора вешают фильтр тонкой очистки от карбюраторного ВАЗ, пары бензина уходят в атмосферу. Шланг от клапана адсорбера, перекрывают, прошивают двигатель (чип-тюнинг), иначе появится ошибка, вот и все!

Однако в этом есть и минусы:

• Например, в салоне зачастую будет пахнуть бензином, испарения пойдут (зачастую) именно в него.
• Атмосфера загрязняется легкими углеводородами
• Будет присутствовать стойки запах бензина рядом с авто (хотя это спорно)

Плюсы отключения:

• Освобождается место в подкапотном пространстве, банка занимает достаточно много места
• Уходит неустойчивая работа на холостом ходу
• Не нужно платить большие деньги за новый адсорбер и его клапан

Мне кажется система достаточно полезная, лично меня зачастую раздражало — когда в карбюраторной машине воняло бензином, откуда только можно. Надышишься и голова потом болела, эта система позволяет избегать этого, немного экономит топливо и не загрязняет атмосферу.

НА этом заканчиваю, думаю моя статья была вам полезна, читайте наш АВТОБЛОГ, подписывайтесь на канал.

(32 голосов, средний: 4,47 из 5)

• Электромагнитный клапан адсорбера – где он применяется?
• 1. Зачем же необходим клапан адсорбера.
• 2. Чем грозит выход из строя клапана для авто.
• 3. Как диагностировать неисправность клапана адсорбера.

Автомобиль – это крайне сложная система, состоящая из десятков тысяч элементов. На первый взгляд, обычному автомобилисту очень тяжело в ней разобраться. И это действительно так. Ведь даже опытные мастера не могут знать абсолютно все аспекты устройства и диагностики автомобиля. Поэтому даже в автосервисах существует отдельный мастер по ходовой части, отдельный мастер по электронике, отдельный мастер двигательной системы и отдельные мастера по других частях транспортного средства. Что уж говорить об обычных пользователях.

Несмотря на это всё, знать элементарные правила эксплуатации и диагностики некоторых автомобильных узлов всё же необходимо всем автомобилистам. Это поможет вовремя диагностировать возникшие проблемы и неисправности, а также вовремя с ними разобраться, обратившись к специалистам. Вовремя – это значит, пока небольшая неисправность не переросла в намного большую. А эта намного большая неисправность обходиться и в намного большую сумму денег. Так что вопрос самостоятельной диагностики транспортного средства имеет ещё и экономический подтекст. Рассмотрим особенности работы электромагнитного клапана адсорбера.

1. Зачем же необходим клапан адсорбера.

В автомобиле есть такое устройство под названием адсорбер. Оно представляет собой некую банку, которая наполняется активированным углём. Эту банку ставят на бензиновом баке и предназначается она для того, чтобы поглощать пары топлива. Пары топлива конденсируются при помощи угля и потом направляются в двигательную систему питания. Это помогает контролировать поступление в камеру сгорания нужного количества топливной смеси, и предотвращает попадание топливных паров сразу в атмосферу.

1. Клапан гравитации.

2. Датчик давления.

3. Фильтр угольного типа.

4. Соединительные трубки.

5. Электромагнитный клапан адсорбера.

Клапан гравитации отвечает за предотвращение перелива топлива в форс-мажорных обстоятельствах (к примеру, во время аварии). Датчик давления контролирует силу давления в бензиновом баке.

Фильтр угольного типа нужен для того, чтобы конденсировать излишки паров топлива. Соединительные трубки обеспечивают объединение всей системы в единый механизм, обеспечивая её целостность. Адсорбер для нормального функционирования требует наличия исправной и хорошо функционирующей системы вентиляции. Функцию вентиляции выполняет электромагнитный клапан адсорбера. Этот клапан устанавливается непосредственно на самом адсорбере.

Когда двигатель работает в режиме холостого хода, а также в холодную пору, то клапан адсорбера нередко издаёт странные звуки, похожие на стрекотание. Некоторые могут подумать, что эти звуки свидетельствуют о неисправностях газораспределительного механизма или роликов и о других проблемах. Как же точно узнать в чём причина стрекотания? Достаточно просто во время передвижения резко нажать на педаль газа. Если характер стрекотания не измениться, значит причина определённо в клапане адсорбера.

2. Чем грозит выход из строя клапана для авто.

Неправильная работа адсорбирующей системы и выход из строя клапана для авто, отвечающего за проветривание, становиться причиной того, что бензиновый бак плохо проветривается. А плохое проветривание приводит к самым разным последствиям для двигательной и топливной систем.

Какие же именно эти последствия?

1. Может появится разрежение, которое приводит к деформации или к повреждениям бензинового насоса.

2. Во впускном коллекторе может накопиться бензин, что усложняет работу двигателя, приводит к провалам в работе или провоцирует его неадекватное поведение.

3. Могут выйти из строя некоторые системы, такие как катализатор, лямбда-зонд, свечи и т. д.

4. Неисправный клапан адсорбера повышает расход горючего, и понижает мощность двигателя.

5. Происходит неправильное функционирование режима холостого хода на автомобиле.

В общем, адсорбер – важная составляющая автомобильной системы обеспечения топливом, неисправности которой имеют влияние на поведение автомобиля и его двигательной системы. Компоненты адсорбера, в том числе и электромагнитный клапан, подлежат ремонту или замене при выходе их из строя или возникновении неисправностей в работе.

3. Как диагностировать неисправность клапана адсорбера.

Неисправность даже такого небольшого элемента как клапан адсорбера способна нарушить работу всего автомобиля. Для того, чтобы вовремя заметить неполадки и вовремя их исправить, необходима диагностика клапана адсорбера.

По каким проявлениям можно диагностировать неисправность адсорбера?

1. Появление провалов во время холостого хода двигателя.

2. Автомобильный двигатель имеет слишком низкую тягу.

3. Во время работы двигателя не слышны звуки срабатывания клапана.

4. Если при открытии крышки бензинового бака появилось шипение, это явный признак разрежения в системе, а значит и неисправности вентиляции адсорбера.

5. В салоне слышен запах топлива. Такой запах могут вызвать и другие причины. Но, если присутствует уверенность в исправности других элементов топливной системы, значит это повод обратить внимание на электромагнитный клапан адсорбера.

Если вы заметили подобные признаки, значит вполне вероятно, что клапан адсорбера нуждается в ремонте или в замене. Но, в любом случае, это явная причина обратить на него внимание. В большинстве случаев, клапан адсорбера просто меняют и не заморачиваются над его ремонтом, так как стоимость данного элемента не высокая. Процесс замены клапана адсорбера по своему исполнению вовсе не сложный.

Для замены электромагнитного клапана адсорбера сначала его необходимо демонтировать. Для демонтажа будет достаточно крестообразной отвёртки (возможно, нескольких разного размера), вашего терпения и элементарных знаний.

Демонтаж электромагнитного клапан адсорбера включает в себя такие этапы:

1. С аккумуляторной батареи снять клеммы на минус.

2. Ослабить крепление электромагнитного клапана и приложить небольшое усилие к клапану.

3. Штуцеры под защёлкой убрать.

4. Полностью извлечь электромагнитный клапан из адсорбера.

Смонтировать новой электромагнитный клапан необходимо в обратном к демонтажу порядке. Обязательно перед монтажом нового клапана сверьте его маркировку со старым и убедитесь в том, что они совпадают. В таком случае, новый клапан без лишних проблем встанет на место старого.

Если диагностику и замену электромагнитного клапана можно провести собственными руками без особых навыков, то, чтобы отремонтировать его необходимо обладать специальными знаниями. Так что рекомендуем эту работу доверить специалистам, тем более, что её стоимость невысока. Но обязательно удостоверьтесь, что цена за работы по ремонту электромагнитного клапан не превышает стоимости новой детали. В таком случае, более выгодным и надёжным решением станет именно замена клапана на новый.

Если же вы всё-таки решили проводить ремонт электромагнитного клапана, то лучше сразу проверить и отремонтировать весь адсорбер. Во время ремонта необходимо понимать, что делаешь и знать все нюансы, чтобы не пришлось потом переделывать.

Ремонт адсорбера состоит из таких этапов:

1. Демонтировать адсорбер из бензобака транспортного средства.

2. Спилить при помощи напильника крышку прибора.

3. Извлечь из прибора все его составляющие элементы (фильтр, датчик продувки и т. д.).

4. Демонтировать электромагнитный клапан с адсорбера по описанному выше алгоритму.

5. Провести диагностику и отремонтировать все элементы прибора.

6. Собрать всё в обратном порядке. Новый фильтр можно сделать при помощи кусочков поролона, войлока и хлопчатобумажной ткани.

7. Вернуть обратно крышку прибора и припаять её, а для пущей уверенности промазать герметиком.

Всегда внимательно следите за состоянием собственного автомобиля, обращайте внимание на всякие подозрительные детали в его эксплуатации, вовремя и в полной мере проводите техническое обслуживание автомобиля по требованиям производителя. Использовать в работе неисправный адсорбер ни в коем случае нельзя, так как такая неисправность со временем приводит к более серьёзным проблемам и негативным последствиям для двигателя и топливной системы вашего транспортного средства.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Выберите правильные клапаны для процессов адсорбции

Многие установки полагаются на адсорбцию для удаления или разделения определенных компонентов жидкой или газообразной смеси. В этом процессе массообмена обычно задействовано несколько клапанов (рис. 1). Частота ходов этих клапанов может превышать 60 000 циклов в год, а поддержание чистоты и эффективности промышленного газа требует герметичности по классу VI.

Процесс адсорбции

Рис. 1. Для надежной работы требуется несколько специальных клапанов, рассчитанных на большое количество циклов.

Многие проблемы возникают из-за использования неправильных клапанов. Плохо работающие клапаны могут привести к увеличению объема технического обслуживания, отключению оборудования и снижению эффективности. Например, при опросе производителей этанола по всему миру некоторые из наиболее распространенных проблем технического обслуживания, связанных с адсорбцией, включают:

• плохой контроль и сокращение срока службы из-за увеличенных поворотных затворов;
• ускоренный износ подшипников, часто наблюдаемый уже через несколько месяцев;
• множественные механические неисправности из-за неполноценных соединений клапан-привод-позиционер; и
• Неадекватная работа низкокачественных позиционеров клапана как в циклах адсорбции, так и в циклах регенерации.

Неправильный выбор узлов регулирующих клапанов для процессов адсорбции может привести к незапланированному простою. Во время этого простоя типичное предприятие по производству этанола мощностью 50 миллионов галлонов в год может потерять более 10 000 долларов в час упущенной выгоды.

Итак, мы рассмотрим, как правильно выбрать клапаны. Но сначала давайте начнем с некоторых основ адсорбции.

Как работает адсорбция

Адсорбция – это прилипание атомов, ионов или молекул к твердой поверхности. Это связывание в основном происходит на стенках пористого материала. Компонент, удерживаемый в порах, затем удаляется из слоя адсорбента.

Существует три распространенных типа процессов адсорбционной регенерации: адсорбция при переменном давлении (PSA), адсорбция при переменном давлении (TSA) и адсорбция при переменном давлении в вакууме (VPSA).

Воздушное разделение

Рис. 2. Простой процесс адсорбции с переменным давлением переключается между двумя слоями — один работает, а другой регенерирует.

На рис. 2 показана простая схема ВАБ для разделения воздуха; он использует два слоя молекулярных сит, один из которых адсорбирует, а другой регенерирует в любой момент времени. Процесс разделения воздуха в первую очередь направлен на отделение кислорода или азота. На этапе производства воздух поступает в цилиндр, содержащий шарики адсорбирующего материала под давлением. На этапе регенерации небольшое количество азота или кислорода промывает отработанный газ через выпускное отверстие, подготавливая сосуд к следующему производственному циклу.

Обычно процесс TSA используется для удаления влаги. Влажный газ закачивается в баллон, заполненный гранулами адсорбента под давлением. После адсорбции влаги из сосуда выходит сухой газ. Как только гранулы наполняются влагой, слой отключается для регенерации. Здесь нагретый продувочный газ повышает температуру загруженного слоя, отгоняя адсорбированную влагу. Перед возвращением в сеть десорбированный слой должен остыть, чтобы он мог снова адсорбироваться в следующем цикле.

Роль клапана

Теперь давайте рассмотрим различные клапаны, необходимые в процессе адсорбции.

Переключающий клапан . Он переключает кровати между онлайн и оффлайн. Этот клапан очень важен, потому что при неправильном управлении он может псевдоожижать или взбивать адсорбционные слои, вызывая повреждение адсорбирующих материалов и самого слоя. Такое распушивание может быть очень дорогостоящей проблемой, и его необходимо предотвращать.

Время цикла зависит от метода регенерации. В процессе TSA время цикла составляет около восьми часов. Напротив, процессы переключения PSA и VPSA занимают от одной до трех минут. Заметная разница отражает, насколько быстрее могут происходить изменения давления, чем изменения температуры.

Клапан сброса/продувки. Удаляет примеси из процесса. Поскольку примеси уходят в виде отходящего газа, этот процесс часто называют процессом отходящего газа.

Клапан подачи газа. Вводит сырьевой газ (воздух, водород, биогаз и т. д.) в слой чистого адсорбента. Он открывается одновременно с клапаном продукта, чтобы обеспечить прохождение исходного газа через слой, позволяя слою адсорбировать примеси для получения готового продукта.

Клапан подачи продувки. Это позволяет продувочному газу поступать в слои, соединяя слой A со слоем B. Затем газ поступает из слоя с более высоким давлением в слой с более низким давлением. Поддержание давления в нижнем напорном слое на как можно более низком уровне сводит к минимуму парциальное давление примесей и максимизирует регенерацию адсорбента. Этот клапан также может выполнять выравнивание между слоями.

Клапан продукта/повторного повышения давления. Он позволяет конечному продукту проходить через верхнюю часть адсорбционных слоев, а затем в резервуары для хранения продукта. Этот клапан работает вместе с клапаном исходного газа, так что исходный газ проходит через слой и обрабатывается до того, как конечный продукт покинет сосуд. Он также может выполнять выравнивание между грядками.

Ключевые аспекты

Правильный выбор всех адсорбционных клапанов требует надлежащего внимания к двум основным аспектам: герметичность и надежность конструкции.

Герметичная отсечка. Если клапаны не закрываются плотно, слои будут протекать и, следовательно, снижать эффективность процесса и увеличивать затраты. Рекомендуемой практикой является определение отсечки класса VI для всех клапанов в процессе адсорбции, чтобы обеспечить максимальную эффективность процесса.

Типичные рабочие температуры позволяют использовать мягкие уплотнения. Выбор формы политетрафторэтилена (ПТФЭ) для мягких уплотнений (рис. 3) обеспечит долговечность, необходимую для множества циклов, а также обеспечит герметичное уплотнение и отсечку по классу VI. ПТФЭ представляет собой материал с довольно низким коэффициентом трения, что снижает усилие, необходимое для посадки и снятия клапана. Тем не менее, PTFE ограничен 450°F. Таким образом, если адсорбционные блоки работают при температуре выше этой, лучшим вариантом является выбор металлического уплотнения, несмотря на его недостатки, такие как более высокая скорость утечки, крутящий момент и износ. Крайне важно выбрать клапан с отсечкой по крайней мере класса IV, чтобы обеспечить наименьшую возможную утечку, а также материал седла с твердым покрытием для продления срока службы седла.

Мягкое уплотнение

Рис. 3. Уплотнение из ПТФЭ подходит для большинства применений и обеспечивает герметичность.

Выбор мягкого уплотнения на шаровом клапане позволит обеспечить отсечку по классу VI; кроме того, это может ограничить износ между седлом и плунжером, что также продлит срок службы клапана.

Прочная конструкция. Это очень важно, потому что клапаны должны выдерживать большое количество циклов. Невыбор достаточно надежной конструкции может привести к преждевременному выходу из строя, что повлечет за собой увеличение затрат из-за простоя процесса и дополнительных расходов на оборудование. Выберите клапан, который был испытан на один миллион или более циклов, чтобы гарантировать надежность. Убедитесь, что испытания проводились при давлениях, равных или превышающих ожидаемые в вашем процессе.

При выборе дисковых затворов убедитесь, что компоненты приводного механизма клапана — вал, диск и соединение с приводом — плотно соединены во избежание потери движения. Потеря движения приведет к дополнительному износу деталей, что может привести к преждевременному выходу из строя. Использование шлицевого соединения вала с приводом обеспечит самое плотное соединение и наименьшую потерю движения.

Соединение между валом и диском должно быть прочным и герметичным. Диск дискового затвора должен правильно соприкасаться с седлом, чтобы обеспечить герметичность, избежать дополнительного износа деталей и минимизировать крутящий момент клапана.

Также при выборе клапанов учитывайте подшипники. Подшипники из полиэфирэфиркетона (PEEK) с футеровкой из ПТФЭ являются отличным выбором для высокоцикловых поворотных затворов в адсорбционных установках. Эти подшипники с низким коэффициентом трения и износом позволяют регулирующему клапану работать при высоких перепадах давления и высоких циклах, сохраняя при этом низкий крутящий момент от привода. Это гарантирует, что ранний выход подшипника из строя не приведет к преждевременному выходу клапана из строя.

Однако подшипники из PEEK с тефлоновым покрытием также имеют предельную температуру 450°F. Поэтому в некоторых высокотемпературных агрегатах вам может потребоваться использовать металлические подшипники. Настаивайте на металлических подшипниках, в которых используется твердый материал или которые были закалены. Два варианта: твердые подшипники R30006 или азотирование более мягкого материала, такого как S31600. Оба варианта обеспечат более длительный срок службы клапана и помогут сохранить его функциональность за счет высокой цикличности процесса адсорбции. Клапан с металлическими подшипниками требует для работы повышенного крутящего момента, поэтому необходимо выбрать привод с более высоким выходным крутящим моментом.

При использовании клапанов со скользящим штоком выбирайте трим из нержавеющей стали с твердосплавным покрытием. Твердосплавные важные компоненты трима, такие как плунжер клапана, сведут износ к минимуму. Использование плунжера с твердым покрытием также минимизирует заедание и увеличивает срок службы клапана. Если не выбрать затвор с твердой наплавкой, это может привести к застреванию плунжеров, что, в свою очередь, приведет к простою процесса.

Последнее, на что следует обратить внимание при выборе дроссельных и шаровых клапанов, — это система уплотнения. Он помогает выровнять шток шарового клапана и вал поворотного клапана для правильной работы и закрытия, а также, конечно же, служит для предотвращения утечек. Процесс адсорбции обычно требует жесткого контроля выбросов. Утечки в атмосферу не только снижают эффективность, но и могут привести к штрафам. Многие системы уплотнения со временем изнашиваются, что может привести к увеличению атмосферных утечек. Использование набивки из ПТФЭ с динамической нагрузкой обеспечивает ограничение выбросов.

Кроме того, рассмотрите возможность усовершенствования узлов клапанов, таких как встроенные внутренние каналы для воздуха в приводах и бесконтактные позиционеры без рычагов, которые могут повысить надежность. Внутренние каналы для воздуха обходятся без воздуховодов привода, устраняя точку отказа в узле регулирующего клапана. Безрычажные бесконтактные позиционеры устраняют проблемы с рычажным механизмом позиционера.

Расширенный диапазон регулирования

Рис. 4. Поворотные затворы со специальной геометрией диска могут эффективно работать при открытии 15–70 %.

Кроме того, необходимо учитывать размер клапана. Клапаны очень часто имеют слишком большой размер, что может привести к повышенному износу клапана и плохому управлению. Поворотные затворы часто выбираются в зависимости от размера технологической линии. Однако это может быть слишком большим для процесса. Это особенно важно для дисковых затворов, где оптимальный рабочий диапазон открыт в пределах 30–60 %.

Работа за пределами этого диапазона управления может привести к слишком резкой реакции процесса на изменение входных данных. Контур управления может быть не в состоянии адаптироваться должным образом, что может привести к поиску регулирующим клапаном правильной уставки. Это нарушит процесс и вызовет дополнительный износ регулирующего клапана, что приведет к увеличению затрат и снижению общей эффективности. Поэтому при выборе дроссельной заслонки убедитесь, что рабочий диапазон открыт в пределах 30–60 %. Если нет, рассмотрите возможность использования регулирующего клапана меньшего размера.

Для особо требовательных технологических условий некоторые дисковые затворы имеют геометрию диска, которая расширяет допустимый диапазон регулирования примерно до 15–70 % открытия (рис. 4).

Выбирайте с умом

Адсорбция — это многоцикловый процесс, который приводит к износу клапанов. Правильный выбор набивки и уплотнений, а также обеспечение достаточной прочности конструкции клапана, способной выдерживать многократные циклы, обеспечивают более длительный срок службы и бесперебойную работу.

---

 

КИТ НЕРИНГ (KEITH NEHRING) — менеджер химической промышленности из Маршаллтауна, штат Айова, по продуктам Emerson Automation Solution для управления потоками. Напишите ему по адресу [email protected].

Клапаны для качающейся адсорбции | Neles

Отправьте свою электронную почту, чтобы получать последние экспертные блоги, отраслевые идеи, истории клиентов, технические документы, вебинары и вопросы и ответы прямо на вашу электронную почту.

Ваша информация в безопасности. Ознакомьтесь с нашим уведомлением о конфиденциальности для получения более подробной информации.

Вы почти у цели, нам просто нужно подтвердить ваш адрес электронной почты.

Чтобы завершить процесс подписки, нажмите на ссылку в электронном письме, которое мы только что отправили вам. Если вы не получили электронное письмо, проверьте папку со спамом или свяжитесь с нами по адресу [email protected].

Отправьте свою электронную почту, чтобы получать последние экспертные блоги, отраслевые идеи, истории клиентов, технические документы, вебинары и вопросы и ответы прямо на вашу электронную почту.

Процессы колебательной адсорбции используются для разделения или очистки газов для производства продуктов промышленного назначения. Переменная адсорбция, будь то адсорбция при переменном давлении (PSA) или адсорбция при переменном вакууме (VSA), является источником прибыли для производителей промышленных газов. Чем дольше и эффективнее протекает этот процесс, тем продуктивнее и прибыльнее будет завод. Перебои в подаче таких газов, как водород, азот и кислород, неприемлемы для вас, ваших клиентов и для нас.

Блок-схема процесса адсорбции с переменным давлением

Адсорбция с переменным давлением (PSA):

• Быстрое перемещение
• Надежное герметичное отсечение
• Высокий перепад давления
• Сотни тысяч циклов в год

Вакуумная (давление) качающаяся адсорбция (VSA/VPSA):

• Быстрый ход
• Клапан большого диаметра
• Надежное герметичное отсечение
• млн циклов в год

Надежные клапаны и услуги для циклической адсорбции

Надежность в долгосрочной перспективе

Для обеспечения работы процессов циклической адсорбции клапаны должны надежно справляться с целым рядом проблем применения и технологических нагрузок. И хотя клапаны выглядят одинаково снаружи, немногие из них обеспечивают плотное двунаправленное отсечение и высокую скорость хода, необходимые для более чем 1 миллиона циклов.

Переключение между адсорбцией и десорбцией требует, чтобы клапаны работали 2-4 раза в минуту со скоростью хода менее 1 секунды. Учитывая требования к времени безотказной работы, обычно клапаны работают более 1 миллиона раз в год и должны надежно работать между запланированными интервалами технического обслуживания. Это означает, что клапаны должны быть чрезвычайно надежными в течение более 1 миллиона циклов и выдерживать нагрузки и износ клапана и привода. Преждевременный износ клапана или потеря крутящего момента привода приведет либо к потере чистоты выходного сигнала, либо, что еще хуже, к незапланированному останову на техническое обслуживание или к опасным условиям безопасности.

Перепад давления в этом процессе представляет собой еще один набор проблем. Клапаны должны иметь герметичную двустороннюю отсечку для предотвращения утечек, которые могут отрицательно сказаться на чистоте конечного продукта. Чистота также может пострадать из-за неточных позиционеров клапана. В любом случае, несмотря на все нагрузки, клапаны и приводы процесса поворотной адсорбции должны надежно работать в течение более 1 миллиона циклов — непростая задача.

Многотактные клапаны и приводы Neles™ выдерживают испытание временем

Компания Neles сотрудничает с некоторыми из крупнейших производителей промышленных газов в мире, чтобы совместно решать проблемы циклической адсорбции, будь то колебания давления или вакуума. Результатом нашего сотрудничества с разработчиками и переработчиками систем на местах является комплексное предложение продуктов и услуг, которые помогут вам превзойти ваши показатели и достичь долгосрочных целей роста.

Доказано, что высокоцикловые клапаны и приводы Neles помогают увеличить время безотказной работы адсорбционных установок с переменным циклом. Благодаря нашим обширным исследованиям и разработкам, а также связям с переработчиками, Neles смогла разработать различные технологии, которые позволяют клапанам и приводам надежно работать в течение более 1 миллиона циклов и больше. Наши интеллектуальные позиционеры и контроллеры позволяют тщательно отслеживать и оптимизировать технологические конфигурации, повышая чистоту и выход продукции.

Наши специалисты по обслуживанию помогут вам собрать данные, которые помогут вам быть на шаг впереди, получая представление об условиях вашего процесса и исправности используемых клапанов и приводов. С помощью этих данных мы можем разработать прогнозную стратегию обслуживания, которая поможет вашему процессу работать дольше, предотвратит необходимость незапланированного обслуживания и сократит время выполнения планового обслуживания.

Надежность в долгосрочной перспективе

С Neles вы получите больше, чем сверхнадежные продукты. Вы получите поставщика комплексных решений, который даст вам конкурентное преимущество в надежности, точности, эффективности и времени безотказной работы.

• Увеличить время безотказной работы и прибыль
• Достижение целевых показателей чистоты и выхода
• Анализ процессов и снижение затрат на техническое обслуживание
• Повышение безопасности и снижение заботы об окружающей среде
• Круглосуточная глобальная выездная поддержка
• Опытный представитель по продажам и обслуживанию позаботится о том, чтобы вы получили лучший продукт и поддерживали его в рабочем состоянии

Ассортимент высокоэффективных клапанов

Мы предлагаем уникальный ассортимент дисковых затворов с высокой частотой циклов от брендов Neles и Jamesbury. Наши клапанные узлы были разработаны для выполнения миллионов циклов с надежной герметичной отсечкой. Наши уникальные интеллектуальные продукты и встроенные возможности диагностики позволяют еще больше повысить надежность. Они позволяют нам контролировать состояние клапанов. Клапаны Neles установлены на крупнейших заводах PSA и VSA по всему миру. Наши клапаны, приводы и контроллеры специально разработаны для быстродействующих адсорбционных установок, отличающихся коротким временем хода, повторяемостью операций и способностью к большому количеству циклов в сочетании с длительной герметичностью.

Подробнее о PSA и сопутствующих услугах

Клапаны, насосы и услуги

Интегрированная головка адсорбера и конструкция клапана и связанные с ними методы поворотной адсорбции

Настоящая заявка испрашивает преимущества предварительной заявки на патент США № 61/448,160, поданной 1 марта 2011 г. и озаглавленной «КОНСТРУКЦИЯ ВСТРОЕННОЙ ГОЛОВКИ АДСОРБЕРА И КЛАПАНА И СВЯЗАННЫЕ С НИМ СПОСОБЫ ПОВОРОТНОЙ АДСОРБЦИИ» , и предварительную заявку на патент США № 61/349,464, поданную 28 мая 2010 г. , озаглавленную «РЕАКТОР С ГОЛОВКОЙ РЕАКТОРА И ВСТРОЕННЫМ КЛАПАНОМ», и заявку на патент РСТ № PCT/US2011/035553, поданную 6 мая 2011 г., озаглавленную «РЕАКТОР С ГОЛОВКОЙ РЕАКТОРА И ВСТРОЕННЫМ КЛАПАНОМ». , которые полностью включены в настоящий документ посредством ссылки.

Настоящее изобретение относится к адсорберу, конфигурация которого включает клапан, связанный с головкой адсорбера, который минимизирует мертвый объем между клапаном и слоем адсорбера и обеспечивает надежную конструкцию клапана. Настоящее изобретение также в широком смысле относится к способу использования такого адсорбера.

Реакторы с обратным потоком (RFR) и адсорбционные установки известны в технике. Типичные RFR включают, например, пиролизный и регенеративный реактор Wulff и другие регенеративные реакторы, включая регенеративные термические окислители (RTO). Эти реакторы обычно используются для выполнения циклической, периодической, высокотемпературной химии. Циклы регенеративных реакторов бывают либо симметричными (одинаковая химия или реакция в обоих направлениях), либо асимметричными (химия или реакция меняются с шагом в цикле). Симметричные циклы обычно используются для относительно мягкой экзотермической химии, например, для регенеративного термического окисления (RTO) и автотермического риформинга (ATR). Асимметричные циклы обычно используются для выполнения эндотермической химии, а желаемая эндотермическая химия сочетается с другой химией, которая является экзотермической (обычно горение), чтобы обеспечить тепло реакции для эндотермической реакции. Примерами асимметричных циклов являются процессы пиролиза Вульфа и процессы риформинга при переменном давлении (PSR). например, одной из характеристик RFR является часовая объемная скорость газа, которая представляет собой объемную скорость газа в заданном объеме реактора. Как правило, высокая часовая объемная скорость газа (и, следовательно, производительность реактора) приводит к малому времени цикла реактора, в то время как низкая часовая объемная скорость имеет более длительное время цикла реактора. Для процессов пиролиза с использованием RFR необходимы высокие скорости для достижения короткого времени пребывания, что облегчает конверсию в предпочтительные продукты. Вторая особенность заключается в том, что объем газа, остающийся в RFR в конце одного цикла (пустой объем), должен контролироваться, например, выметаться перед началом следующего цикла, что может привести к неэффективности и снижению эффективности управления объемом газа. дополнительные расходы. Третьей особенностью является то, что структура слоя (насадка), необходимая для обеспечения быстрой теплопередачи (для резких температурных градиентов и, как следствие, высокой эффективности), также приводит к высокому падению давления. Таким образом, при проектировании RFR следует учитывать объемную скорость, объем пустот и свойства уплотнения для надлежащего управления системой. Соответственно, определенные недостатки традиционных реакторов РР, такие как свойства обычной насадки и длительное время цикла, препятствуют широкому использованию этих реакторов в энергетике и нефтехимии.

RFR исторически использовали различные набивочные материалы в конструкциях кровати. Как правило, в этих реакторах с обратным потоком используется ячеистый кирпич, галечный слой или другая доступная набивка. Этот тип структуры слоя обычно имеет малую геометрическую площадь поверхности (a _v ), что сводит к минимуму падение давления на единицу длины реактора, но также снижает объемную скорость теплопередачи. Один из основных принципов асимметричного реактора с обратным потоком заключается в том, что тепло накапливается на одной стадии и используется для достижения желаемой эндотермической химии на второй стадии. Таким образом, количество желаемой химии, которое может быть достигнуто на объем реактора, напрямую связано с объемной скоростью теплопередачи. Таким образом, более низкие скорости теплопередачи требуют больших объемов реактора для достижения того же количества желаемого химического производства. Более низкие скорости теплопередачи могут неадекватно улавливать тепло от потоков RFR, что приводит к большим потерям явного тепла и, следовательно, к снижению эффективности. Более низкая скорость теплопередачи также может привести к увеличению продолжительности цикла, поскольку аккумулированное тепло используется медленнее и, следовательно, сохраняется дольше при данной спецификации температуры слоя. Исторические RFR, с низким _v набивка из шахматного кирпича или гальки крупнее (например, длиннее и требует больших капиталовложений) и имеет продолжительность цикла две минуты или более. Таким образом, эти реакторы ограничивают эффективность реактора и практический размер реактора.

В качестве усовершенствования некоторые RFR могут использовать специальную набивку внутри конструкции слоя. Техническая набивка может включать материал определенной конфигурации, такой как соты, пенокерамика и т.п. Эти инженерные насадки имеют большую геометрическую площадь поверхности ( _v ), по сравнению с другими конструкциями кроватей. Использование этого типа насадки обеспечивает более высокую часовую объемную скорость газа, более высокую объемную производительность реактора, более высокий тепловой КПД, а также более компактные и экономичные реакторы. Однако эти более экономичные реакторы используют тепло быстрее и, следовательно, могут требовать меньше времени цикла. Процессы риформинга с переменным давлением (PSR) являются примером такого предпочтительного RFR.

Кроме того, в результате использования этого типа упаковочного материала размер реактора может быть уменьшен, что обеспечивает значительную экономию капитальных затрат. Однако регулировка упаковочного материала реакторов влияет на другие эксплуатационные характеристики. Например, увеличение объемной площади поверхности (а _v ) обычно достигается с использованием меньших проточных каналов, что приводит к более высокому падению давления на единицу длины реактора. Чтобы компенсировать это, эти расширенные RFR сконфигурированы так, чтобы иметь короткую длину. Применительно к крупным нефтехимическим предприятиям диаметр увеличивается для обеспечения высокой производительности, но длина ограничивается перепадом давления, что приводит к высокому соотношению диаметра к длине (D/L). Традиционные конструкции реакторов обычно собирают жидкости, выходящие из слоя, и направляют эти жидкости к какому-либо внешнему клапану. Объем такого газохода в некоторой степени пропорционален диаметру реактора, потому что газоход должен собирать газ со всего диаметра. Таким образом, для обычного реактора с высоким отношением D/L объем трубопровода может быть очень большим по сравнению с объемом внутри слоя. Таким образом, использование реактора традиционной конструкции для усовершенствованного RFR приводит к большим объемам пустот (в основном в каналах), что создает проблемы для управления объемом газа.

К сожалению, традиционные системы реакторных клапанов имеют определенные ограничения, которые не работают должным образом для усовершенствованных высокопроизводительных реакторов (например, компактных реакторов с коротким временем цикла). Например, обычные системы реакторных клапанов обычно не отвечают требованиям долговечности RFR и могут не выдерживать короткое время цикла. Нефтехимические клапаны могут иметь максимальный срок службы порядка 500 000 циклов, что соответствует менее чем одному году работы, что недостаточно для нефтехимического использования, связанного с коротким временем цикла. Кроме того, обычные клапаны размещаются вне реактора и используют коллектор для подачи газов между слоем и клапаном, обеспечивая при этом равномерное распределение потока по слою. Учитывая широкие и короткие слои RFR, этот коллектор содержит большой объем газа, которым необходимо управлять при каждом изменении цикла.

Несмотря на некоторое сходство между описанными выше реакторами и обычными адсорбционными установками, критерии проектирования адсорбционных установок часто отличаются от критериев проектирования реакторов. В адсорбционных установках может быть, а может и не быть химической реакции. Многие адсорбционные процессы основаны на физических процессах, не связанных с химической реакцией. Более того, кинетика адсорбции часто несопоставима с кинетикой реакции.

Соответственно, желательно создать адсорбер, который сводит к минимуму мертвые объемы между его клапанами и слоями адсорбера, обеспечивая при этом увеличенный срок службы клапана до миллионов циклов в суровых высокотемпературных условиях на входе и выходе адсорбера. Кроме того, существует потребность в усовершенствованном способе и устройстве для реализации адсорбера промышленного масштаба, который имеет клапаны, увеличивающие продолжительность цикла и управляющие продувкой жидкости между циклами. Настоящие технологии обеспечивают способ и устройство, которые преодолевают один или несколько недостатков, рассмотренных выше.

Предусмотрен адсорбер, содержащий: а) корпус адсорбера; b) первую головку, сцепленную с указанным корпусом адсорбера; c) первый трубопровод, проходящий снаружи указанной головки по меньшей мере частично через указанную головку; и d) первый клапан, сообщающийся по потоку с указанным первым трубопроводом, управляющим потоком жидкости вдоль пути потока, проходящего от первого клапана и через корпус адсорбера. Для настоящих целей «проток» можно охарактеризовать как общий объем, через который проходит текучая среда, включая открытый проток. Для настоящих целей «головка» может быть выпуклой, что означает, что она имеет по существу вогнутую форму внутри, например, она может быть по существу круглой, по существу эллиптической, по существу торисферической или по существу полусферической.

Также предложен адсорбер, содержащий: а) корпус адсорбера, частично охватывающий область адсорбции, содержащую два по существу противоположных открытых конца; b) первую головку, закрывающую один конец корпуса адсорбера; c) вторую головку, закрывающую противоположный конец корпуса адсорбера; d) неподвижный слой, включающий область вблизи первой головки, участок вблизи второй головки и центральную область, расположенную между ними, при этом неподвижный слой расположен внутри корпуса адсорбера и содержит твердый материал, способный способствовать адсорбции газового потока; e) по меньшей мере одно впускное отверстие для газового потока, связанное с первой головкой, открывающее путь через первую головку в корпус адсорбера, и по меньшей мере одно выходное отверстие для газового потока, связанное со второй головкой, открывающее путь от корпуса адсорбера и через вторую головку; f) по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан, управляющий впуском газового потока и объединенный с головкой, связанной с впуском, при этом впускной тарельчатый клапан содержит шток клапана с линейным приводом; g) по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан, управляющий выпускным отверстием газового потока и объединенный с головкой, связанной с выпускным отверстием, при этом выпускной тарельчатый клапан содержит шток клапана с линейным приводом; и h) по меньшей мере один исполнительный механизм, взаимодействующий со штоком клапана с линейным приводом f) и/или g), обеспечивающий открытие и закрытие клапана путем придания прямолинейного движения тарельчатому клапану для обеспечения прохождения газов снаружи адсорбера внутрь корпуса адсорбера, и изнутри корпуса адсорбера наружу адсорбера, чтобы обеспечить работу с переменным потоком.

Кроме того, предложен способ быстрого переключения по меньшей мере двух потоков в адсорбере с обратным потоком, содержащем корпус адсорбера, частично закрывающий область адсорбции, содержащую два по существу противоположных открытых конца с первой головкой, закрывающей один конец корпуса адсорбера, вторую головку, закрывающую противоположный конец корпуса адсорбера, при этом неподвижный слой, расположенный внутри корпуса адсорбера, содержит твердый материал, способный способствовать адсорбции газового потока. Способ включает: i) подачу из одного или нескольких источников впускного газа по меньшей мере одного первого газового потока в по меньшей мере один входной поток газового потока, связанный с первой головкой, через первую головку и в корпус адсорбера и отвод обработанного первого газового потока из корпус адсорбера и через вторую головку к по меньшей мере одному выпускному отверстию газового потока, связанному со второй головкой; при этом указанные ввод и вывод управляются соответственно по меньшей мере одним впускным тарельчатым клапаном, расположенным в первой головке, и по меньшей мере одним выпускным тарельчатым клапаном, расположенным во второй головке; и ii) введение из одного или нескольких источников впуска газа по меньшей мере одного второго газового потока в по меньшей мере одно впускное отверстие газового потока, связанного со второй головкой, через вторую головку в корпус адсорбера и отвод обработанного второго газового потока из корпуса адсорбера, и через первую головку по меньшей мере к одному выпускному отверстию газового потока, связанному с первой головкой, при этом указанный ввод и вывод управляются соответственно по меньшей мере одним впускным тарельчатым клапаном или другим средством управления впускным потоком, расположенным во второй головке, и по меньшей мере одним выпускным тарельчатым клапаном находится в первой голове.

В одном или нескольких вариантах осуществления пространство в верхней части слоя адсорбера, позволяющее открывать клапаны и перераспределять поток, представляет собой мертвый объем. Мертвый объем предпочтительно удаляют методом циклической адсорбции для получения более высокого извлечения продукта. Например, полезный мертвый объем составляет примерно 0,5-2,0% от прямого борта сосуда на каждом конце. Равномерное распределение потока внутри слоя предпочтительно для обеспечения достаточной производительности, чтобы сделать адсорбер экономичным. Предпочтительно для расхода каналов предусмотрен коэффициент дисперсии 0,5-2,0%.

РИС. 1 показан асимметричный адсорбер с одной головкой и соответствующим клапанным узлом согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

РИС. 2 представляет собой иллюстрацию асимметричного адсорбера с противоположными плоскими головками и соответствующими узлами клапанов и коллекторами согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

РИС. Фиг.3 представляет собой иллюстрацию узлов клапанов и коллекторов, связанных с плоской головкой адсорбера для использования в адсорбере согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

РИС. Фиг.4 представляет собой иллюстрацию узлов клапанов и коллекторов, встроенных в эллипсовидную головку асимметричного адсорбера с обратным потоком согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

РИС. 5А и 5В — примерные тарельчатые клапаны.

РИС. 6 показаны примерные тарельчатые клапаны.

РИС. 7 показаны примерные тарельчатые клапаны.

РИС. 8 показаны типичные тарельчатые клапаны и адсорбционные слои.

РИС. 9 показаны примерные тарельчатые клапаны.

Предложена адсорбционная система с уменьшенным объемом открытого пути потока между клапанами и адсорбционными слоями с увеличенным сроком службы клапана даже в условиях высокой температуры, что может быть достигнуто за счет конфигурации или конструкции адсорбера, которая по существу интегрирует клапаны в головку адсорбера. Такая конструкция позволяет вводить и удалять в целом большие объемы потока с минимальным перепадом давления и низким мертвым объемом, а также с по существу однородным распределением потока. Для настоящих целей объем открытого пути потока соответствует объему за пределами слоев адсорбера, который влияет на очистку газа вдоль пути потока между клапанами и адсорбционным слоем. Этот открытый объем пути потока мало способствует очистке газов в адсорбере, но может удерживать большие объемы газов, которые необходимо обрабатывать при каждом изменении направления потока в рабочем цикле адсорбера, либо путем размещения газов одной ступени в потока продукта противоположной стадии или путем предоставления средств и/или жидкостей для удаления этого газа из адсорбера между стадиями противоположного направления потока. В конструкции настоящего адсорбера используется один или несколько клапанов, например, тарельчатых клапанов, обычно содержащих дисковый элемент, который изменяет открытие, контролируемое клапаном, и штоковый элемент, на который может воздействовать исполнительное средство, для каждого технологического потока. Понятно, что тарельчатый клапан может включать в себя другие элементы, которые выполняют по существу функции, аналогичные дисковому элементу, такие как другие геометрические формы (например, эллиптические или полусферические формы) или другие профили в зависимости от конкретной конфигурации. Каждый из клапанов может быть расположен по существу внутри головки адсорбера. Для головок большого диаметра можно использовать несколько клапанов с коллектором снаружи клапанов для подачи сырья и продуктов к клапанам и от них.

Адсорберы с обратным потоком и даже регенеративные теплообменники обычно выполняют некоторую очистку проходящих через них газов. Когда поток реверсируется, области вблизи входа становятся областями рядом с выходом, и составы газа или условия, которые типичны для условий на входе для одной ступени, внезапно становятся близкими к выходу следующей ступени и даже перетекают в него. Для асимметричных адсорберов с обратным потоком газы на чередующихся ступенях могут сильно различаться. Примеси на одном этапе могут быть неприемлемыми для следующего. Например, при паровом риформинге поток регенерации может состоять в основном из азота, в то время как потоки риформинга могут состоять в основном из водорода, и остаточный кислород после регенерации может быть проблематичным, так как загрязняет водород продукта риформинга. Масштабы этой проблемы загрязнения сведены к минимуму в настоящих технологиях за счет использования адсорбера, который сводит к минимуму объем газов, остающихся в адсорбере в конце стадии. Могут быть предприняты дополнительные шаги для смягчения степени или воздействия уноса газа. Адсорбер может быть промыт в конце одного этапа для устранения проблемных компонентов. В вышеупомянутом примере реформинга с водяным паром в адсорбер может быть введен инертный газ для удаления остаточного кислорода перед началом производства водорода. Продувочные газы могут быть введены с использованием дополнительных наборов тарельчатых клапанов, описанных в этой заявке, или могут быть введены с помощью более традиционных средств, таких как трубопроводы, проходящие через головки с более традиционными технологическими клапанами и коллекторами, расположенными снаружи головки. Достижение высокой однородности скорости слоя, как описано в данном документе, может быть менее важным для продувочных потоков, чем для адсорбционных потоков, поскольку снижается вероятность обработки этих продувочных потоков. В качестве альтернативы, при обработке после адсорбера могут быть предусмотрены приспособления для загрязняющих веществ, возникающих в результате циклирования. Например, с углеводородом, который остается в адсорбере после стадии парового риформинга, можно обращаться как с загрязнителем продуктов сгорания с помощью каталитического нейтрализатора в дымовых газах для сжигания оставшегося топлива. Объем обработок после адсорбера и/или объем требований к очистке сводится к минимуму за счет использования адсорбера, как описано в настоящем документе, который минимизирует ненужные объемы газа, остающиеся в адсорбере.

В одном или нескольких вариантах осуществления адсорбер включает: а) корпус адсорбера; b) первую головку, сцепленную с указанным корпусом адсорбера; c) первый трубопровод, проходящий снаружи указанной головки по меньшей мере частично через указанную головку; и d) первый клапан, сообщающийся по потоку с указанным первым трубопроводом, управляющим потоком жидкости вдоль пути потока, проходящего от первого клапана и через корпус адсорбера. В некоторых вариантах осуществления термин «трубопровод» описывает те части адсорбера, которые могут обеспечить путь для потока жидкости из места за пределами корпуса адсорбера и по меньшей мере через часть головки или седло клапана, связанное с головкой, к корпус адсорбера. В некоторых вариантах осуществления трубопровод полностью проходит через головку в корпус адсорбера. В некоторых вариантах осуществления трубопровод может включать в себя коллекторы или другие части адсорбера, которые направляют поток жидкости снаружи корпуса адсорбера к корпусу адсорбера. Для настоящих целей «проток» можно охарактеризовать как пространство внутри адсорбера, через которое проходят сырьевые газы и/или продукты. Объем пути потока обычно состоит из i) уплотненного объема пути потока (дополнительно охарактеризованного ниже) в части, контактирующей с твердой и жидкой фазой слоя адсорбера, и ii) открытого объема пути потока (дополнительно охарактеризованного ниже) между клапаном (клапанами). ) и слой адсорбера, а также любую часть с открытым потоком внутри слоя адсорбера. Обычно жидкий продукт поступает в адсорбер через регулирующий впускной клапан и выходит из адсорбера через регулирующий выпускной клапан. По мере того, как жидкость проходит между впускным и выпускным клапанами, она проходит через области, в которых имеется существенный контакт с содержимым адсорбера (называемые объемами уплотненного пути потока), и области, где контакт с содержимым слоя адсорбера незначителен (называемые объемами открытых путей потока). Сумма путей внутри объема адсорбера, которые доступны для протекающей жидкости при ее прохождении от впускного клапана к выпускному клапану, рассматривается здесь как «путь потока» жидкости и включает как заполненный, так и открытый объемы адсорбера. Как правило, эти два объема в сумме составляют общий объем адсорбера, доступный для потока, который находится между клапанами, которые находятся на противоположных концах пути потока и контролируют поток жидкости вдоль пути потока. Удобно такие объемы измерять и рассчитывать при закрытых клапанах. Объемы изоляционных материалов по периметру емкости адсорбера обычно не считаются частью объема любого пути потока, поскольку не ожидается, что какой-либо существенный поток будет проходить через изоляцию. Объемы рассчитываются на объемной основе, чтобы включить твердые частицы и пустоты внутри компонентов адсорбера, при условии, что твердые частицы находятся достаточно близко к путям потока жидкости, предпочтительно на расстоянии менее 2 сантиметров (см) от пути потока жидкости.

В некоторых вариантах осуществления адсорбер дополнительно содержит по меньшей мере одно из следующего: e) вторую головку, сцепленную с указанным корпусом адсорбера; f) второй трубопровод, проходящий снаружи первой головки или второй головки по меньшей мере частично через указанную соответствующую головку; и g) второй клапан, сообщающийся по потоку с упомянутым вторым трубопроводом, управляющим потоком текучей среды вдоль пути потока, включая часть, проходящую от корпуса адсорбера ко второму клапану.

В некоторых вариантах осуществления первый клапан находится в по существу открытом положении, когда поток флюида в пути потока проходит в первом направлении потока, и в основном закрытом положении, когда поток флюида в пути потока идет во втором, противоположном направлении потока. Адсорбер может иметь первую пару клапанов на противоположных сторонах, по меньшей мере, части пути потока, при этом каждый из упомянутых первого клапана и второго клапана находится в по существу открытом положении, когда поток жидкости в пути потока движется в первом направлении потока и по существу закрытое положение, когда поток текучей среды в канале потока имеет второе, противоположное направление потока.

В некоторых вариантах осуществления адсорбер дополнительно содержит: h) третий трубопровод, проходящий снаружи первой головки или второй головки по меньшей мере частично через указанную соответствующую головку; i) третий клапан, сообщающийся по потоку с указанным третьим трубопроводом, управляющим потоком текучей среды вдоль пути потока, включая участок, проходящий от корпуса адсорбера к третьему клапану; j) четвертый трубопровод, проходящий снаружи первой головки или второй головки по меньшей мере частично через указанную соответствующую головку; и k) четвертый клапан, сообщающийся по потоку с упомянутым вторым трубопроводом, управляющим потоком текучей среды вдоль пути потока, включая участок, проходящий от корпуса адсорбера к четвертому клапану. Адсорбер может иметь вторую пару клапанов, содержащую указанный третий клапан и указанный четвертый клапан на противоположных сторонах по меньшей мере части пути потока, регулируя поток во втором, противоположном направлении потока, при этом третий клапан и четвертый клапан находятся каждый в одном положении. по существу в закрытом положении, когда поток текучей среды в канале потока проходит в первом направлении потока, и в по существу открытом положении, когда поток текучей среды в канале потока проходит во втором, противоположном направлении потока.

В некоторых вариантах осуществления адсорбер представляет собой регенеративный адсорбер, способный работать с циклами регенеративного адсорбера, которые являются симметричными, то есть с одинаковой кинетикой адсорбции в обоих направлениях.

В других вариантах осуществления адсорбер представляет собой регенеративный адсорбер, способный работать с регенеративными циклами, которые являются асимметричными, то есть асимметричный адсорбер с обратным потоком, в котором кинетика адсорбции изменяется в соответствии с каждой стадией цикла, или с направленным потоком. В любом случае, асимметричный адсорбер с обратным потоком требует, чтобы комбинированный прямой поток и комбинированный обратный поток отличались по составу.

В других вариантах осуществления адсорбер содержит один или несколько дополнительных клапанов, каждый из которых находится в проточном сообщении с одним из указанных первого, второго, третьего или четвертого трубопроводов через дополнительный трубопровод, проходящий по меньшей мере частично через соответствующую головку указанного дополнительного трубопровода, работающий в фазе с любыми другими клапанами, сообщающимися по текучей среде с указанным дополнительным трубопроводом и регулирующим поток текучей среды вдоль пути потока, включая участок, проходящий от корпуса адсорбера к соответствующему клапану. В этих вариантах осуществления термин «сообщается по потоку с» или «сообщается по текучей среде с» означает прямое сообщение по потоку, т. е. без промежуточных клапанов или других запорных средств для препятствования потоку, а также означает сообщение по потоку внутри головки или присоединенных коллекторов, т. е. не сообщаются по текучей среде посредством проточного тракта адсорбера. К таким вариантам относятся те, в которых дополнительный трубопровод, по которому течет жидкость к связанным с ним клапанам, расположен полностью внутри его головки. Например, трубопровод входит в головку снаружи головки (как первичный трубопровод) и разветвляется на один или несколько «дополнительных трубопроводов» (или вторичных трубопроводов), идущих к различным клапанам, которые регулируют поток из трубопроводов через клапаны в поток. путь, направленный через корпус адсорбера. Один и тот же путь потока может использоваться потоками как в прямом, так и в обратном направлении, причем направление зависит от того, какие клапаны в адсорбере открыты, а какие закрыты. Для настоящих целей «дополнительный трубопровод» может быть первичным трубопроводом или вторичным трубопроводом, в зависимости от конкретной конструкции адсорбера. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления два соседних клапана (обычно в пределах одной головки) пропускают один и тот же газовый поток и работают синхронно.

Термин «работают в фазе», используемый здесь и в других местах настоящего описания, относится к двум или более впускным клапанам или двум или более выпускным клапанам, открывающимся и закрывающимся практически одновременно, скажем, с перекрытием не менее 80%, скажем, не менее 90°. % перекрытия (при 100% перекрытии, идентичном или полностью совпадающем по фазе). Например, учитывая интервал времени, в течение которого клапан находится в определенном состоянии, то есть открыт или закрыт, по крайней мере, 80%, скажем, по крайней мере, 90% этого интервала времени являются общими для всех клапанов, находящихся «в фазе». В других вариантах осуществления допуски на фазировку клапанов являются более жесткими, что позволяет сократить время между заменами клапанов. В таких вариантах осуществления, учитывая интервал времени, в течение которого клапан меняет состояние, т. е. открывается или закрывается, не менее 80%, предпочтительно не менее 90% этого временного интервала является общим для всех клапанов, находящихся «в фазе». В некоторых вариантах осуществления настоящих технологий клапаны, которые находятся в фазе, могут иметь диапазон времени, чтобы начать движение от открытия до закрытия. Например, первый клапан может начать открываться в момент времени 0, а последний клапан в той же фазе может начать открываться в какой-то момент в будущем t ₀ (обычно небольшая часть времени открытия клапана или в некоторых вариантах реализации время открытия клапана) и по-прежнему имеет тот же состав и направление потока жидкости. Клапаны, находящиеся в фазе, могут открываться или не открываться на одинаковую высоту подъема. Для клапанов, которые находятся в фазе, высота от клапана с наибольшей высотой подъема до клапана с наименьшей высотой подъема, наименьшая высота подъема может быть уменьшена до 20% или даже 50% высоты подъема клапана с наибольшим подъемом. высота.

Первый трубопровод может проходить через верхнюю внешнюю поверхность головки, в то время как «дополнительный трубопровод» может полностью находиться внутри головки, хотя исполнительный механизм клапана, связанного с дополнительным трубопроводом, в некоторых вариантах осуществления может проходить через головку, в которой он проживает. В качестве альтернативы, этот связанный клапан может приводиться в действие тем же механизмом, который приводит в действие связанный клапан основного трубопровода. Во время работы эти варианты осуществления адсорбера обычно содержат четыре основных основных канала для: входа (или входа) прямого потока, выхода (или выпуска) прямого потока, входа (или входа) обратного потока и выхода обратного потока (или выхода), с по меньшей мере, один клапан связан с каждым. В некоторых вариантах осуществления более чем один клапан может быть связан по меньшей мере с одним из основных трубопроводов. Дополнительный клапан увеличивает пропускную способность трубопровода, с которым он связан. Как правило, клапаны, связанные с конкретным первичным трубопроводом или связанным с ним вторичным трубопроводом, работают вместе, по существу, синхронно, чтобы обеспечить поток в одном направлении вдоль определенного пути потока. В некоторых вариантах осуществления адсорбера используются только первичные трубопроводы, выходящие за пределы головки, а вторичные трубопроводы отсутствуют. Это облегчает обслуживание соответствующих клапанов, доступ к которым осуществляется снаружи адсорбера.

В некоторых вариантах реализации адсорбера корпус адсорбера содержит слой адсорбера, а объем пути потока состоит из i) объема пути потока с уплотнением в части контакта твердой и жидкой фаз слоя адсорбера и ii) открытого потока объем пути между клапаном(ами) и слоем адсорбера, а также любой открытой частью потока внутри слоя адсорбера. Как правило, уплотненный объем проточного тракта включает объем в слое адсорбера, который находится на расстоянии менее 2 см от поверхности контакта твердое вещество-жидкость, предпочтительно менее 1 см от поверхности контакта твердое вещество-жидкость. Определяемый как таковой, уплотненный объем пути потока включает как твердый, так и жидкий объем вдоль пути потока. Как правило, он представляет собой общий объем области слоя адсорбера, содержащей насадку слоя и через которую протекают жидкости.

Участок, контактирующий с твердыми частицами и жидкостями, в слое адсорбера обычно имеет смоченную площадь более 0,5 см ² /см ³ во всех областях указанного участка слоя адсорбера. Используемый здесь термин «смоченная площадь» представляет собой площадь границ жидкости/твердых тел в пределах единицы объема, деленную на эту единицу объема. Используемый в настоящем описании термин «смоченный» просто означает границу между жидкостью и твердым телом и не подразумевает контакт с конкретной жидкостью, такой как вода. Смачиваемая площадь также известна в данной области техники как площадь поверхности уплотнения, а иногда и как геометрическая площадь поверхности, и в данной области техники понимается, что она включает границы жидкости/твердой фазы в каналах, которые имеют отношение к объемному потоку через слой. Как таковая, смачиваемая область обычно не включает площадь внутри каких-либо микропор, которые могут находиться внутри набивки или стенок канала. В некоторых вариантах осуществления отношение объема открытого пути потока к объему упакованного пути потока составляет менее 1, предпочтительно менее 0,5. Объем уплотненного проточного тракта обычно измеряют путем расчета объема проточного тракта, в котором происходит контакт твердой фазы с жидкостью при прохождении жидкости через корпус адсорбера. Объем открытого пути потока представляет собой оставшуюся часть объема пути потока корпуса адсорбера и может включать не только те пространства в корпусе адсорбера выше и ниже слоя адсорбера, но также области внутри слоя адсорбера, в которых не происходит контакта твердой фазы с жидкостью. , например, зоны смешения или любые другие зоны внутри слоя адсорбера, в которых отсутствуют поверхности, обеспечивающие плотный контакт твердых частиц с текучими средами, протекающими вдоль пути потока. Для удобства объем открытого канала обычно рассчитывается, когда все клапаны находятся в закрытом положении.

В некоторых вариантах осуществления слой адсорбера содержит сердцевину неподвижного слоя, состоящую из твердого материала, способного к теплообмену. Такие твердые материалы выбирают так, чтобы они были стойкими к физическим и химическим условиям внутри адсорбера, и могут включать металлические, керамические или другие материалы, в зависимости от предполагаемого процесса адсорбции. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере один из клапанов представляет собой тарельчатый клапан, содержащий дисковый элемент, соединенный с элементом штока клапана. Дисковый элемент тарельчатого клапана обычно имеет поверхность, обращенную к проксимальной поверхности слоя адсорбера, аналогичную той, что встречается в двигателях внутреннего сгорания. Поверхность дискового элемента может быть по существу круглой для размещения в по существу круглом отверстии. Для настоящих целей термин «по существу круглый» может включать в себя эллипсоидальные формы, такие как те, которые встречаются в некоторых высокопроизводительных двигателях. Эта поверхность также может быть плоской или профилированной. В некоторых вариантах осуществления дисковый элемент тарельчатого клапана может иметь поверхность, профилированную внутрь или наружу относительно отверстия, на которое он воздействует.

В некоторых вариантах осуществления поверхность тарельчатого клапана по существу параллельна проксимальной поверхности адсорбера. Другие подходящие клапаны для настоящих технологий известны специалистам в данной области техники и могут включать поворотные клапаны, золотниковые клапаны, золотниковые клапаны, плунжерные клапаны и дроссельные клапаны. Клапаны изготовлены из подходящего материала, способного выдерживать такие условия, как температура, давление, графики технического обслуживания адсорбера и т. д., характерные для определенного положения клапана в адсорбере. Для экстремально высоких температур можно использовать керамические клапаны, в то время как металлические клапаны подходят для большинства применений при более низких температурах. В зависимости от конструкции адсорбера тарельчатый клапан открывается в направлении слоя адсорбера или открывается в сторону от слоя адсорбера. Определенные варианты осуществления, в которых тарельчатый клапан открывается в направлении слоя адсорбера, могут быть предпочтительными из-за простоты управления потоком и перепадом давления в конструкции трубопровода и/или головки. Определенные варианты осуществления, в которых тарельчатый клапан открывается в сторону от слоя адсорбера, могут быть предпочтительными по двум причинам. Во-первых, для сброса давления в адсорбере с избыточным давлением, например, когда давление достаточно для преодоления силы, создаваемой смещающей запорной пружиной. Это может устранить необходимость в отдельных предохранительных клапанах и может быть полезно, когда адсорбер чувствителен к быстрому нарастанию давления. Кроме того, такие варианты осуществления обеспечивают меньше мертвого пространства в адсорбере, чем те, в которых тарельчатый клапан открывается в направлении слоя адсорбера. Распределитель потока полезен в таких вариантах осуществления для управления результирующими различными схемами потока и заполнения дополнительного мертвого пространства в адсорбере.

В некоторых других вариантах осуществления газораспределительный механизм может быть расположен между клапанами и поверхностью кровати. Пример газораспределительного механизма описан в публикации заявки на патент США № 2007/0144940. Механизм газораспределения может функционировать для направления газа по выбранным каналам внутри слоя. В предпочтительном варианте осуществления расстояние между полностью открытыми клапанами и поверхностью основания, например, от 5 до 200% диаметра дискового элемента, обеспечивает достаточно места для таких распределителей. Однако наличие таких механизмов, а также других характеристик адсорбера, таких как опорные конструкции слоя, может привести к изменению расстояния между слоями и/или выбору расстояния между клапанами слоя в верхней части предпочтительного диапазона.

Обычно расстояние во время работы между плоской или профилированной поверхностью элемента диска тарельчатого клапана в полностью открытом положении и поверхностью слоя адсорбера составляет от 5% до 200% диаметра элемента диска, предпочтительно от 20% до 80% диаметр дискового элемента. Тарельчатый клапан обычно содержит элемент штока тарельчатого клапана или стержень, выходящий за пределы его головки. Стержень клапана может быть окружен втулкой и/или направляющей клапана, которая обеспечивает опору клапана, позволяя при этом двигаться по линейной траектории для направления и, в некоторых случаях, герметизирует клапан во время работы. В некоторых вариантах осуществления уплотнение штока клапана связано со штоком клапана, например, с уплотнением штока, как это обычно бывает в поршневых компрессорах. Для настоящих целей в некоторых случаях уплотнение штока клапана может быть таким же, как втулка или направляющая клапана, хотя отдельное уплотнение клапана менее подвержено износу при использовании.

В некоторых вариантах реализации адсорбера каждый клапан связан с доступным извне седлом клапана, которое соответствует входному отверстию корпуса адсорбера и/или выходному отверстию корпуса адсорбера и герметизировано на головке любым подходящим уплотнительным средством, например , прокладка, которая удерживается на месте фланцем, соединяющим узел клапана с соответствующим впускным отверстием. В качестве альтернативы узел клапана может быть присоединен к соответствующему входному отверстию с помощью вращающегося стопорного механизма, например, поворотно-запорный или байонетный механизм. В других вариантах осуществления седло клапана может быть установлено в головке отдельно от узла клапана с помощью резьбовых или запрессованных седел или путем механической обработки седла клапана в самой головке 9. 0003

В некоторых вариантах осуществления тарельчатый клапан содержит шток клапана с линейным приводом, взаимодействующий с исполнительным механизмом для открытия и закрытия клапана путем придания ему линейного движения. Привод является по меньшей мере одним из пневматического, гидравлического и электромагнитного привода по меньшей мере в одном направлении. В других вариантах осуществления исполнительный механизм может приводиться в действие распределительным валом, по меньшей мере, в одном направлении. Можно использовать альтернативный возвратный механизм, например, пружину, в некоторых вариантах осуществления, например, с закрывающим смещением клапана. Альтернативный подход к приведению в действие использует общий привод на множестве линейно выровненных клапанов, общих для конкретного потока текучей среды.

Тарельчатые клапаны в некоторых вариантах осуществления могут содержать круглый дисковый элемент, соединенный со сплошным цилиндрическим штоковым элементом. Диаметр тарелки (D _P ) (нижний индекс «P» для тарельчатого клапана) можно измерить поперек элемента диска. Подъем (L _P ) может быть измерен как расстояние, на которое перемещается тарельчатый клапан для создания открытой площади для потока. Узел тарельчатых клапанов также можно охарактеризовать с точки зрения расстояния между клапанами. Расстояние (S _P ) описывает расстояние между центрами. Таким образом, если два одинаковых диаметра (D _P ) клапаны имеют расстояние, точно равное D _P (т. е. 100% от D _P ), два элемента тарельчатого диска могут только касаться друг друга по окружности. Расстояние между клапанами или расстояние между клапанами можно охарактеризовать как расстояние между центрами клапанов в процентах от диаметра клапана (D _P ). По мере того, как клапаны сближаются, они, как правило, создают ограничение потока внутри адсорбера, а также проблемы с конструкцией снаружи. Кроме того, большие расстояния между клапанами создают проблемы с достаточностью проходного сечения и распределением потока в пласте. Соответственно, подходящее расстояние между клапанами должно уравновешивать эти противоположные факторы. Расстояние между клапанами обычно составляет от 120% до 400% диаметра клапана, предпочтительно от 140% до 200%. Для расстояния между клапанами разного диаметра в качестве делителя можно использовать средний диаметр. Это предпочтительное расстояние применяется к каждому из соседних клапанов на данном напоре, независимо от того, пропускают ли эти клапаны один и тот же поток. Не ожидается, что каждый из соседних клапанов будет иметь одинаковое расстояние, но предпочтительно, чтобы каждый из соседних клапанов имел расстояние в пределах предусмотренных диапазонов.

В некоторых вариантах осуществления круглые тарельчатые клапаны, связанные с конкретной головкой, имеют по существу круглую форму, одинаковый диаметр и расстояние между центрами составляет от 120% до 400% среднего диаметра элемента диска тарельчатого клапана, предпочтительно, расстояние между центрами -центр на 140–200 % среднего диаметра элемента диска тарельчатого клапана.

В некоторых вариантах осуществления адсорбер обеспечивает по меньшей мере одно из следующего: i) перепад давления на клапане при протекании жидкости через клапан от 1% до 100% внутреннего перепада давления в адсорбере; ii) отношение общей площади проходного сечения тарельчатого клапана для одного из потоков на входе и выходе из потока к площади проходного сечения адсорбера в диапазоне от 1% до 30%; iii) диаметр тарельчатого клапана между минимальным значением D _PMIN , который определяется в уравнении 1 ниже:

( D _PMIN ) [дюймов] = 0,1484+0,4876 *D ​​ _B [FEET], 1

2

28 _B [FEET], 1

2928 _B [FEET]. _PMIN )[см]=0,3769+0,0406 *D ​​ _B [см] 1a

где D _B — диаметр проходного сечения в единицах, указанных в квадратных скобках, и максимальное значение D _PMAX , который определяется в уравнении 2 ниже:

( D _PMAX ) [дюймов] = 1,6113+1,8657 *D ​​ _B [FEET], 2

( D _PMAX ) [CM] = 4.0957+ _PMAX ). [см] 2a

где D _B – диаметр проходного сечения в единицах, указанных в квадратных скобках; iv) L _P /D _P (отношение высоты подъема клапана к диаметру тарелки) находится в диапазоне от 3% до 25%; и v) время подъема клапана не менее 50 миллисекунд. Как можно понять, проходное сечение тарельчатого клапана A _PFI относится к диаметру, подъему и количеству клапанов и определяется уравнением 3 ниже: *L _PFI 3

где FI — «прямоточный вход», A — площадь, N — количество клапанов, D — диаметр, а L — высота подъема.

Как правило, адсорбер обеспечивает по крайней мере одно из следующего: i) перепад давления на клапане при протекании жидкости через клапан в размере от 5% до 20% внутреннего перепада давления в адсорбере; ii) отношение общей площади проходного сечения тарельчатого клапана для одного из потоков на входе и выходе из потока к площади проходного сечения адсорбера в диапазоне от 2% до 20%; iii) диаметр тарельчатого клапана между минимальным значением (D _PMIN )[дюймы]=0,1484+0,4876*D _B [футы], где D _B — диаметр проходного сечения в футах, а максимальное значение (D _PMAX )[дюймы]=1,6113+1,8657*D _B [футов], где D _B — диаметр проходного сечения в футах; iv) L _P /D _P (отношение высоты подъема клапана к диаметру тарелки) находится в диапазоне от 5% до 20%; и v) время подъема клапана от 100 до 500 миллисекунд. Кроме того, отношение общей площади проходного сечения тарельчатого клапана для конкретного входящего потока или выходного потока к площади проходного сечения адсорбера составляет от 1% до 30%, предпочтительно от 2% до 20%.

Адсорбер в некоторых вариантах осуществления также может быть охарактеризован с точки зрения расстояния или зазора, который создается между тарелкой и набивкой слоя. Например, открытый зазор (G _O ) представляет собой расстояние между поверхностью слоя адсорбера и плоская или профилированная поверхность тарелки, которая обращена к проксимальной поверхности слоя адсорбера, когда клапан открыт, и определяют закрытый зазор (G _C ) как расстояние, когда клапан закрыт. Во многих вариантах осуществления (например, как показано на фиг. 3) разница между этими значениями (G _C −G _O ) равен подъемной силе, L _P .

Использование тарельчатых клапанов обеспечивает высокую скорость потока за счет больших проходных площадей, возникающих при открытии клапанов. Площадь потока обычно известна как произведение длины окружности клапана (π*D _P ) и подъема клапана (L _P ). В тарельчатых клапанах, как и в других клапанах, происходит некоторое снижение давления (так называемое падение давления), которое происходит при протекании жидкости через клапан. Точно так же имеет место перепад давления, возникающий при протекании жидкости по пути потока, содержащему внутреннее содержимое адсорбера между клапанами. Подходящий диапазон отношения перепада давления на клапане к общему падению давления на адсорбере позволяет сбалансировать противоположные факторы, при этом низкий перепад давления на клапане предпочтителен для распределения потока внутри слоя, а высокий перепад давления на клапане предпочтителен для высоких скоростей потока и меньшего/меньшего количества клапанов. . Таким образом, перепад давления на клапане обычно составляет от 1% до 100% внутреннего перепада давления в адсорбере, предпочтительно от 5% до 20% внутреннего перепада давления в адсорбере.

Многие области применения адсорберов обратного потока с тарельчатым клапаном преимущественно определяются с точки зрения площади проходного сечения тарельчатого клапана для каждого потока в процентах от площади проходного сечения адсорбера, при этом площадь проходного сечения тарельчатого клапана каждого потока рассчитывается на основе количества и характера тарельчатого клапана. клапаны на этом потоке, а проходное сечение адсорбера рассчитывается как площадь поперечного сечения слоя адсорбера, принимающего или выпускающего поток. Например, при рассмотрении набора тарельчатых клапанов N _FI (где FI = прямое впускное отверстие), которые обслуживают поток, являющийся впускным отверстием для прямого направления потока, общий расход тарельчатого клапана (A _PFI ) область N _FI *π*D _PFI *L _PFI . Для типичного цилиндрического адсорбера с потоком вдоль оси цилиндра D _B представляет собой диаметр слоя и, следовательно, ¼πD _B ² представляет собой проходное сечение адсорбера. Типичный подходящий диапазон отношения общей площади проходного сечения тарельчатого клапана к площади проходного сечения адсорбера уравновешивает противоположные факторы, как и перепад давления. Количество и размер клапанов для каждого конкретного входящего или выходящего потока можно выбирать таким образом, чтобы обеспечить отношение площади проходного сечения тарельчатого клапана для конкретного входящего или выходящего потока к площади проходного сечения адсорбера от 1 до 30 %, предпочтительно от 2 до 20 %. %. Другими словами, расход через проходное сечение тарельчатого клапана для входа прямого потока или выхода обратного потока может составлять от 1% до 30%, предпочтительно от 2% до 20%, в процентах от проходного сечения адсорбера. Многие варианты применения адсорбера с обратным потоком в некоторых вариантах осуществления предпочтительно определяются с точки зрения конкретного диаметра тарельчатого клапана и высоты подъема. Диаметр тарельчатого клапана (D _P ) предпочтительно указывается пропорционально диаметру (D _B ) проходного сечения адсорбера. Для нецилиндрического проходного сечения адсорбера эквивалентный диаметр можно рассчитать как (4 A/π) ^1/2 . Подходящий диапазон диаметров удовлетворительно уравновешивает противоположные потребности в высокой скорости потока, равномерном распределении потока и минимальной сложности. Предпочтительный диаметр тарелки не является простой долей диаметра, а обычно постоянно изменяется по мере изменения диаметра основания. Диапазон диаметров тарельчатых клапанов может быть между минимальным значением (D _PMIN ) и максимальное значение (D _PMAX ), где эти минимальное и максимальное значения выражаются как функция диаметра слоя в следующих уравнениях: D _PMIN [дюйм]=0,1484+0,4876*D _B [фут] и D _PMAX [дюйм] = 1,6113+1,8657*D _B [фут].

Подходящий диапазон отношения подъема клапана (L _P ) к диаметру тарелки (D _P ) уравновешивает факторы перепада давления на клапане, эффективность клапана, однородность потока слоя и улучшенную механическую сложность. Коэффициент подъема клапана (L _P /D _P ) обычно составляет от 3% до 25%, предпочтительно от 5% до 20%.

В дополнение к описанным выше размерам проходного сечения, диаметра и подъема тарельчатого клапана, проходное сечение тарельчатого клапана может быть связано с диаметром, подъемом и количеством клапанов с помощью следующего геометрического уравнения: A _PFI =N _FI * π*D _PFI L _PFI (пример для одного потока; нижний индекс FI обозначает прямой вход). Количество клапанов, подходящих к адсорберу, является результатом проектирования адсорбера в соответствии со спецификациями, составленными для других параметров. Конструкция в соответствии со спецификацией, представленной в данном документе, приводит к количеству клапанов, которые уравновешивают несколько противоположных целей. Использование меньшего количества клапанов приводит к тому, что эти клапаны становятся больше, чтобы удовлетворить требования к проходному сечению. Клапаны большего размера требуют больших подъемов и больших зазоров в ложе клапана (G _O ), таким образом увеличивая расстояние между головкой адсорбера и слоем адсорбера, что приводит к более открытому объему пути потока. Слишком большое количество клапанов само по себе увеличивает стоимость адсорбера, а также требует более сложных коллекторов. Типовые конструкции, включающие эти признаки, можно найти в примерах 1 и 2, а также на фиг. 1 и 2.

Адсорберы в одном или нескольких вариантах осуществления настоящего изобретения допускают неожиданно малый зазор между узлом клапана и входом в слой адсорбера. Сведение к минимуму этого зазора позволяет свести к минимуму объем открытого пути потока адсорбера, что вредно для эффективности адсорбера с обратным потоком. Объем открытого пути потока связан с пространством между слоями адсорбера и клапанами. В открытом объеме пути потока отсутствует какое-либо существенное количество наполнителя или твердых теплоносителей, и, таким образом, он практически не вносит вклада в очистку газового потока, которая происходит внутри адсорбера. Однако текучие среды в пределах открытого объема пути потока все еще находятся в пределах пути потока и, таким образом, могут быть перенесены с одной ступени на следующую, когда направление потока изменяется на противоположное, или же может потребоваться извлечение промывочной жидкости до того, как направление потока будет изменено на обратное. Один или несколько вариантов осуществления настоящего изобретения уменьшают объем открытого пути потока, что приводит к снижению требований к очистке и/или снижению потерь продукта при переходе от одной стадии к другой. Критические свойства теплопередачи используемой набивки хорошо известны в технике риформинга с переменным давлением и приводят к неожиданным свойствам распределения потока при использовании и расположении тарельчатых клапанов, как указано в настоящем изобретении. Распределительное пространство, характеризуемое как высота между открытым тарельчатым клапаном и поверхностью слоя адсорбера, может быть сведено к минимуму в адсорбере. Высота от основания до тарельчатого клапана (G _O ) для впускных клапанов обычно составляет от 20% до 80% диаметра тарелки. Поскольку хорошее распределение потока не так важно для выпускных или выпускных клапанов, минимальная высота от седла до тарелки может быть меньше, чем для впускных или впускных клапанов. Как правило, высота от основания до тарелки (G _O ) для выпускных клапанов составляет от 5% до 80% диаметра тарелки. Эти значения представляют привлекательные минимальные размеры зазора. Большие зазоры могут быть использованы для размещения других внутренних элементов адсорбера, таких как опоры слоя или системы распределения топлива.

Время подъема клапана в типичном примере промышленного дизельного двигателя составляет примерно 0,004 секунды (4 миллисекунды). Обычно эти клапаны открываются с помощью кулачкового вала, и клапан открывается на определенный угол поворота коленчатого вала, обычно переходя от полностью закрытого к полностью открытому примерно за 25 градусов вращения коленчатого вала. Клапаны, используемые в адсорбере, могут открываться с помощью пневматического привода и могут удерживаться в полностью открытом положении в течение некоторого времени перед закрытием. Время открытия и закрытия клапанов зависит от общего времени цикла адсорбера. Тарельчатые клапаны, используемые в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, имеют времена подъема, непредвиденные для двигателей с тарельчатыми клапанами. Время открытия клапана различается, потому что скорость открытия клапана контролирует изменения скорости в системе слоя с обратным потоком, и эти изменения влияют на производительность и долговечность слоя. Слишком быстрое время подъема клапана, такое как используемое в двигателях, нежелательно в настоящих технологиях, потому что такое время приводит к слишком быстрым изменениям скорости слоя. Обычно время подъема клапанов может превышать 50 мс, например, от 50 до 1000 мс, предпочтительно от 100 до 500 мс. Продолжительность полного цикла определяется как τ, а общий подъем клапана определяется как λ. Как правило, в процессе с использованием адсорберов используется набор из двух или более адсорберов, так что один или несколько адсорберов работают в прямом направлении, а один или несколько других адсорберов работают в обратном направлении. Один адсорбер может оставаться на стадии прямого или обратного потока в течение примерно от 15% до примерно 80% общего времени цикла (τ), в зависимости от количества адсорберов и конструкции цикла. Время подъема клапанов может варьироваться от 0,01τ до 0,05τ.

Как отмечалось ранее, во втором аспекте настоящее изобретение относится к адсорберу, содержащему: а) корпус адсорбера, частично охватывающий зону адсорбции и/или теплообмена, включающую два по существу противоположных открытых конца; b) первую головку, закрывающую один конец корпуса адсорбера; c) вторую головку, закрывающую противоположный конец корпуса адсорбера; d) неподвижный слой, содержащий область вблизи первой головки, участок вблизи второй головки и центральную область, расположенную между ними, при этом неподвижный слой расположен внутри корпуса адсорбера и содержит твердый материал, способный способствовать адсорбции и/или теплообмену с газовым потоком; e) по меньшей мере одно впускное отверстие для газового потока, связанное с первой головкой, открывающее путь через первую головку в корпус адсорбера, и по меньшей мере одно выходное отверстие для газового потока, связанное со второй головкой, открывающее путь от корпуса адсорбера и через вторую головку; f) по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан, управляющий впуском газового потока и объединенный с головкой, связанной с впуском, при этом впускной тарельчатый клапан содержит шток клапана с линейным приводом; g) по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан, управляющий выпускным отверстием газового потока и объединенный с головкой, связанной с выпускным отверстием, при этом выпускной тарельчатый клапан содержит шток клапана с линейным приводом; и h) по меньшей мере один исполнительный механизм, взаимодействующий со штоком клапана с линейным приводом f) и/или g), обеспечивающий открытие и закрытие клапана путем придания прямолинейного движения тарельчатому клапану для обеспечения прохождения газов снаружи адсорбера внутрь корпуса адсорбера, и изнутри корпуса адсорбера наружу адсорбера, чтобы обеспечить работу с переменным потоком.

В некоторых вариантах осуществления этого аспекта адсорбер дополнительно содержит i) по меньшей мере одно впускное отверстие для газового потока, связанное со второй головкой, открывающей путь через вторую головку и корпус адсорбера, и по меньшей мере одно выпускное отверстие для газового потока, связанное с первым отверстием в головке канал через корпус адсорбера и первую головку с соответствующим впускным тарельчатым клапаном (клапанами) или другим средством управления входным потоком, выпускным тарельчатым клапаном (клапанами) и приводом (приводами), аналогичными f), g) и h).

Третий аспект, отмеченный ранее, относится к процессу быстрого переключения по меньшей мере двух потоков в адсорбере с обратным потоком, включающем корпус адсорбера, частично охватывающий зону адсорбции и/или теплообмена, состоящую из двух по существу противоположных открытых концов с первую головку, закрывающую один конец корпуса адсорбера, вторую головку, закрывающую противоположный конец корпуса адсорбера, неподвижный слой, расположенный внутри корпуса адсорбера, содержащий твердый материал, способный способствовать адсорбции и/или теплообмену с газовым потоком. Способ включает: i) подачу из одного или нескольких источников впускного газа по меньшей мере одного первого газового потока в по меньшей мере один входной поток газового потока, связанный с первой головкой, через первую головку и в корпус адсорбера и отвод обработанного первого газового потока из корпус адсорбера и через вторую головку к по меньшей мере одному выпускному отверстию газового потока, связанному со второй головкой; при этом указанные ввод и вывод управляются соответственно по меньшей мере одним впускным тарельчатым клапаном, расположенным в первой головке, и по меньшей мере одним выпускным тарельчатым клапаном, расположенным во второй головке; и ii) введение из одного или нескольких источников впуска газа по меньшей мере одного второго газового потока в по меньшей мере одно впускное отверстие газового потока, связанного со второй головкой, через вторую головку в корпус адсорбера и отвод обработанного второго газового потока из корпуса адсорбера, и через первую головку по меньшей мере к одному выпускному отверстию газового потока, связанному с первой головкой, при этом указанный ввод и вывод управляются соответственно по меньшей мере одним впускным тарельчатым клапаном или другим средством управления впускным потоком, расположенным во второй головке, и по меньшей мере одним выпускным тарельчатым клапаном находится в первой голове.

В одном или нескольких вариантах осуществления устройство работает со скоростью от 0,1 до 20 циклов в минуту, предпочтительно от 1 до 15 циклов в минуту, а общее давление колеблется в пределах от 0 до 5000 кПа. Адсорбер по настоящему изобретению способен надежно работать в этих средах.

Пример варианта осуществления показан на фиг. 1 ниже. ИНЖИР. 1 показан асимметричный адсорбер обратного потока с одной головкой и соответствующим клапанным узлом согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Адсорбер 101 содержит корпус адсорбера 102 со слоем адсорбера 103 , имеющим по существу газонепроницаемую перегородку 104 , разделяющую слой адсорбера на левый слой адсорбера 105 и правый слой адсорбера 19067 5 9047. Верхняя часть слоя адсорбера закрыта одной головкой 107 , до которой доходит перегородка 104 . Впускное отверстие 108 в головке 107 расположено над левым боковым слоем адсорбера 105 и питается от первого трубопровода 109 . Трубопровод, такой как трубопровод , 109, и 115, , может представлять собой трубу или другое средство для транспортировки текучей среды, предусмотренное как часть или продолжение коллектора (не показано). Трубопровод, такой как трубопровод 109 и 115 , может проходить от внешней головки 107 по меньшей мере частично через указанную головку. Первый трубопровод , 109, может проходить снаружи корпуса адсорбера , 102, и через отверстие в головке 9.0475 107 к левой стороне адсорбера 105 . Впускной тарельчатый клапан прямого потока 110 устанавливается внутри головки, контактируя с отдельным седлом клапана, вставленным в головку (не показано), или с самой головкой, когда она установлена, и регулирует поток жидкости снаружи головки в левое верхнее открытое пространство 111 над левым боковым слоем адсорбера 105 . Впускной тарельчатый клапан 110 выдвинут вверх в закрытом втянутом положении и открыт в выдвинутом вниз положении. Когда впускной тарельчатый клапан 110 открыт, жидкость вытекает вперед из первого трубопровода 109 через входной тарельчатый клапан 110 в проток через открытое пространство 111 через левый боковой слой адсорбера 105 в нижнее общее открытое пространство 112 ниже слоя адсорбера 103 и затем в правый боковой слой адсорбера 106 и правое верхнее открытое пространство 113 , от которого путь потока проходит к выпускному тарельчатому клапану прямого потока 114 устанавливается в головку 107 и контактирует с отдельным седлом клапана (не показано) или с самой головкой при посадке. Выпускной тарельчатый клапан 114 , расположенный внутри головки 107 , регулирует поток из правого верхнего открытого пространства 113 во второй трубопровод 115 , проходящий от выпускного тарельчатого клапана 114 через головку к месту снаружи. голова. Как и впускной тарельчатый клапан 110 , выпускной тарельчатый клапан 114 выдвигается вверх в закрытом втянутом положении и открывается в выдвинутом вниз. (Можно выполнить альтернативную компоновку, в которой впускной тарельчатый клапан , 110 и выпускной тарельчатый клапан , 114 проходят вниз в закрытом положении и проходят вверх от адсорбционного слоя в открытом положении.) Второй трубопровод 115 может быть трубой или другим средством транспортировки жидкости, выполненным в виде части или продолжения коллектора (не показан)). Второй канал 115 может выходить за пределы корпуса адсорбера 102 и проходить через отверстие в головке 107 в сторону правого бокового слоя адсорбера 106 и может использоваться для подачи продуктов из слоя адсорбера 103 наружу адсорбер 101 .

Во время работы впускной тарельчатый клапан 110 и выпускной тарельчатый клапан 114 находятся по существу в фазе, т. е. они открываются и закрываются практически одновременно. Таким образом, когда они открыты, они пропускают поток жидкости из первого канала 9.0475 109 на второй водовод 115 . Соответствующий набор клапанов и трубопроводов (не показаны) может обеспечить обратный поток вдоль пути потока через слой адсорбера в обратном направлении, с впускным клапаном обратного потока над правым боковым слоем адсорбера 106 и выпускным клапаном обратного потока. над левой станиной адсорбера 105 . Второй набор клапанов также обычно работает по существу в фазе друг с другом, при этом работая по существу в противофазе с первым набором клапанов. Таким образом, первый и второй клапаны (первая пара клапанов) одновременно открыты, а третий впускной тарельчатый клапан и четвертый выпускной тарельчатый клапан (вторая пара клапанов) закрыты при прямом направлении потока (с левой стороны адсорбера). Направо). Затем первый и второй клапаны первой пары клапанов закрываются, в то время как вторая пара клапанов открыта для пропуска потока в обратном направлении.

В альтернативном варианте преимущества использования особенно симметричного рисунка клапана могут диктовать диаметр клапана, который больше, чем DPMAX, который был бы выбран без учета симметрии. Например, можно использовать шестигранную схему из шести или семи клапанов, связанную с круглым концом конструкции цилиндрического слоя адсорбера. Если расстояние между центрами клапанов составляет ≥120% диаметра клапана, тогда размеры клапанов могут достигать 27,8% диаметра реактора. Кроме того, когда расстояние между центрами клапанов составляет ≥140% диаметра клапана, тогда размеры клапанов могут достигать 23,8% диаметра адсорбера. Например, слой адсорбера на 9Для клапанов диаметром 6 дюймов (2,44 метра) может быть полезен клапан диаметром 22,85 или 26,7 дюймов (58 или 67,8 см). Для таких вариантов осуществления DPMAX может быть большей долей диаметра адсорбера, как указано в уравнении (DPMAX) [дюйм]=1,6113+2,858*DB [фут] или (DPMAX) [см]=4,0927+0,238*DB [см ]. Понятно, что в рамках настоящих технологий также могут быть предусмотрены другие варианты.

Работа с асимметричным обратным потоком обычно требует, чтобы состав газа, протекающего в прямом направлении, отличался от состава газа, протекающего в обратном направлении. Например, газ, протекающий через впускной клапан в прямом направлении, отличается от состава газа, протекающего через впускной клапан в обратном направлении. 9На фиг. 2 ниже. ИНЖИР. 2 представляет собой иллюстрацию асимметричного адсорбера с обратным потоком с двумя противоположными головками и соответствующими узлами клапанов согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Адсорбер 200 содержит цилиндрическую стенку и цилиндрический изоляционный слой, изображенный на фиг. как левая боковая стенка 202 , левый изоляционный слой 204 , правая боковая стенка 206 и правый изоляционный слой 208 . Слой адсорбера 210 включает верхнюю часть слоя адсорбера 212 , нижнюю часть слоя адсорбера 214 с зоной смешения 216 , которая может содержать смесительную структуру. Адсорбер закрывается верхней крышкой 218 и нижней крышкой 220 , в результате чего образуется верхняя открытая зона 222 и нижняя открытая зона 224 , причем открытые зоны состоят по существу из открытого объема пути потока. Такой открытый объем пути потока в адсорберах с обратным потоком содержит газ, который может переходить со стадии прямого потока цикла на стадию обратного потока и наоборот, если не осуществляется надлежащее управление, например, путем промывки между этими стадиями цикла. Это сведение к минимуму объема открытого пути потока выгодно снижает объемы, которыми необходимо управлять во время цикла, сокращая время цикла и повышая эффективность. Верхняя голова 218 и нижняя головка 220 содержат отверстия, в которые можно вставлять конструкции клапанов. Верхний или нижний открытый объем пути потока между головкой и слоем адсорбера может также содержать распределительные линии (не показаны), которые непосредственно подают топливо для сжигания в адсорбер 200 .

В верхней головке 218 имеются различные отверстия, такие как примерные отверстия 226 и 228 (последнее отверстие показано занятым тарельчатым клапаном) для впускного коллектора прямого потока 230 и выпускной коллектор обратного потока 232 . Через коллекторы и управляющие отверстия расположены впускной клапан прямого потока 234 и выпускной клапан обратного потока 236 . Впускной клапан прямого потока 234 и выпускной клапан обратного потока 236 представляют собой тарельчатые клапаны, содержащие (как показано в случае 236 ) дисковый элемент 238 , соединенный со штоковым элементом 240 , который может быть расположен внутри втулка или направляющая клапана 241 . Элемент штока , 240, соединен с исполнительным средством , 242, , которое сообщает клапану линейное движение. Понятно, что отверстия , 226, и , 228, и соответствующие коллекторы , 230, и , 232, могут образовывать каналы, проходящие снаружи верхней головки , 218, , по меньшей мере, частично через верхнюю головку , 218, , для потока жидкости на 90°. . Этот примерный вариант осуществления предпочтительно имеет независимое исполнительное средство, связанное с каждым клапаном, что сводит к минимуму отказ исполнительного средства для одного клапана. В качестве альтернативы может быть предусмотрено одно исполнительное средство, которое управляет несколькими клапанами. Как правило, отверстия и впускные клапаны для впускных коллекторов имеют меньший диаметр, чем для выпускных коллекторов, учитывая, что объемы газа, проходящие через впускные отверстия, как правило, меньше, чем объемы продукта, проходящие через выпускные отверстия. На фиг. 2, передние впускные клапаны изображены в открытом положении, а обратные выпускные клапаны изображены в закрытом положении.

Аналогичная конструкция коллектора и клапана связана с нижней головкой 220 . Нижняя головка 220 содержит различные отверстия, например отверстия 244 и 246 для выпускного коллектора прямого потока 248 и впускного коллектора обратного потока 250 . (Отверстие 246 частично затемнено, поскольку впускной клапан обратного потока 254 изображен в закрытом положении.) Метка к 246 — стрелка, указывающая через впускной клапан обратного потока 254 в отверстие 246 . Отверстия , 244, и , 246, и соответствующие коллекторы , 248, и 250, могут образовывать каналы, проходящие снаружи нижней головки , 220, , по меньшей мере частично через нижнюю крышку , 220, для потока жидкости. Через коллекторы и управляющие отверстия расположены выпускной клапан прямого потока 252 и впускной клапан обратного потока 9.0475 254 . Опять же, выпускной клапан прямого потока , 252, и впускной клапан обратного потока , 254 являются тарельчатыми клапанами, содержащими дисковый элемент, соединенный со штоковым элементом, который может быть расположен внутри втулки или направляющей клапана. Как показано для прямоточного выпускного клапана , 252, , элемент штока соединен с исполнительным средством , 256, , которое сообщает клапану линейное движение, подобное описанному выше. Предпочтительно вариант осуществления имеет независимое исполнительное средство, связанное с каждым клапаном, что сводит к минимуму отказ исполнительного средства для одного клапана. В качестве альтернативы может быть предусмотрено одно исполнительное средство, которое управляет несколькими клапанами, работающими в фазе, предпочтительно группой из нескольких впускных клапанов обратного потока. Часть конструкции клапана адсорбера включает герметизацию адсорбера, особенно вокруг клапанов, для предотвращения выброса продуктовых газов. Подходящие уплотнения включают набивку штока, например, уплотнения типа поршневого компрессора для штоковых элементов или валов клапанов. Привод клапана обеспечивает адекватное усилие и время подъема, а также соответствует расчетному сроку службы адсорбера. Как правило, приводные средства представляют собой приводы с пневматическим управлением, которые возвращаются пружиной и закрываются в случае отказа привода.

На фиг. 2, выпускные клапаны обратного потока , 236, изображены в закрытом положении, тогда как впускные клапаны прямого потока , 234 показаны в открытом положении. Таким образом, фиг. 2 показан газ в прямом потоке из впускного коллектора прямого потока 230 верхней головки 218 , через слой адсорбера 210 и в выпускной патрубок прямого потока 244 нижней головки 220 . Оба клапана обратного потока (выпускной клапан обратного потока 236 и впускной клапан обратного потока 254 в это время закрыты. На следующей фазе цикла впускные клапаны прямого потока ( 234 и 252 ) закрываются, а впускной клапан обратного потока 254 нижней головки открывается вместе с выпускным клапаном обратного потока 236 верхней головки. 218 , способствуя реверсу газа из нижней головки 220 через слой адсорбера 210 и из верхней головки 218 .

Как правило, пары клапанов прямого потока, каждая пара клапанов которых состоит из впускного клапана прямого потока и выпускного клапана прямого потока, работают синхронно с каждым элементом пары. Пара прямоточных клапанов может быть расположена на соответствующих головках прямо напротив друг друга, при этом штоки параллельны сторонам адсорбера и приводятся в действие общим приводным средством. Точно так же пары клапанов обратного потока, причем каждая пара клапанов состоит из впускного клапана обратного потока и выпускного клапана обратного потока, работают синхронно друг с другом и могут, при желании, располагаться в своих соответствующих головках прямо напротив друг друга своими штоками. параллельны сторонам адсорбера и приводятся в действие общим исполнительным механизмом. Как правило, пары клапанов прямого потока работают прямо противоположно парам клапанов обратного потока, так что, когда пара клапанов прямого потока открыта, пара клапанов обратного потока закрыта, и наоборот. Когда каждый клапан на адсорбере имеет свое собственное исполнительное устройство, адсорбер может продолжать работать, если только один клапан выходит из строя, и позволяет снимать и заменять один клапан без необходимости разборки всего адсорбера. В качестве альтернативы, несколько клапанов, которые управляют одним и тем же потоком сырья/продукта, могут приводиться в действие общим исполнительным механизмом.

Слой адсорбера 210 включает верхнюю часть слоя адсорбера 212 , нижнюю часть слоя адсорбера 214 с зоной смешения 216 , которая может содержать смесительную структуру. Нижний слой адсорбера может также включать конструкции, поддерживающие вес слоя (не показаны). Типичные материалы слоя адсорбера включают сотовые монолиты с прямыми каналами для минимизации перепада давления и обеспечения большей длины адсорбера. Сотовые монолиты, используемые в адсорбере, обычно имеют плотность каналов в диапазоне от примерно 16 каналов на дюйм ² (каналов/дюйм ² ) до около 3200 каналов/дюйм ² (2,5-500 каналов/см ² ). В качестве альтернативы, упаковка для одной или нескольких частей слоев 212 и 214 может быть более сложной, например, монолиты из пенопласта и набивные слои. Типичные пенопластовые монолиты для настоящих технологий имеют плотность пор в диапазоне от примерно 5 ppi (пор на дюйм) до примерно 100 ppi (т.е. 2-40 пор/см). Типичные уплотненные слои для настоящих технологий имеют набивку с площадью смоченной поверхности, которая колеблется от примерно 60 на фут (фут ^-1 ) до примерно 3000 футов ^-1 (т.е. 2-100 см ^-1 ). Общий путь потока на фиг. 2 представлена ​​объемами в открытых зонах 222 и 224 , а также объемами в пластах 212 и 214 и в смесителе 216 . Объем открытого проточного тракта состоит в основном из открытых зон 222 и 224 , а объем упакованного проточного тракта состоит в основном из зон слоя и смесителя 212 , 214 и 216 .

Интеграция больших тарельчатых клапанов в головки адсорбера значительно уменьшает по сравнению с обычными клапанами количество непроизводительного объема между слоем адсорбера и клапаном. Кроме того, этот вариант осуществления легко сконструировать и эксплуатировать с достаточным количеством клапанов, расположенных на головке адсорбера, чтобы обеспечить достаточную проходную площадь, позволяющую работать при требуемом перепаде давления, обычно перепаде давления на клапане от 1% до 100% от внутреннего давления адсорбера. падение, предпочтительно, между 5% и 20% внутреннего падения давления в адсорбере. Падение внутреннего давления в адсорбере в контексте фиг. 2, может включать разницу давлений между верхней открытой зоной 222 и нижняя открытая зона 224 . Падение давления на клапане в контексте фиг. 2, включают разность давлений между коллектором (например, 230 ) и открытой зоной (например, 222 ) сразу за открытым клапаном (например, 234 ). Как указывалось ранее, перепад давления на клапане обычно составляет от 1% до 100% внутреннего перепада давления в адсорбере, предпочтительно от 5% до 20% внутреннего перепада давления в адсорбере. Более того, поток, выходящий из клапанов, может адекватно распределяться по всей ширине слоя. Этот вариант осуществления можно использовать со слоем адсорбера, в основном содержащим параллельные каналы в направлении потока, как указано в предыдущем абзаце, например, сотовые монолиты, которые могут устранить любое радиальное рассеивание потоков. Усовершенствованная технология адсорбера с обратным потоком обеспечивает высокую однородность скорости по поперечному сечению слоя, например, определяемую количественно через стандартное отклонение скорости, так что время пребывания на осевых путях через слой может быть одинаковым. В частности, технология адсорбции с обратным потоком, используемая для риформинга с переменным давлением, требует высокой степени распределения потока в открытом объеме за пределами насадки слоя адсорбера, поскольку элементы параллельных каналов, например, в сотовых структурах, ограничивают дальнейшее перераспределение потока внутри. кровать. Настоящие методы особенно полезны при создании адсорбера с интегрированным в головку тарельчатым клапаном, который распределяет поток от встроенных тарельчатых клапанов в насадку с сотовым слоем с параллельными каналами 9.0003

РИС. 3 показан подробный вертикальный разрез верхней головки адсорбера , 300, , показывающий соответствующие встроенные клапанные узлы, установленные внутри коллекторов, над поверхностью слоя адсорбера , 301, . Узел впускного клапана прямого потока 302 содержит средство для посадки клапана 304 , которое сопрягается между головкой и узлом клапана и прикрепляется к отверстию в головке, образуя переднее впускное отверстие в головке. Узел впускного клапана прямого потока 302 дополнительно содержит тарельчатый клапан 306 , имеющий дисковый элемент 308 , соединенный со штоком 310 , который частично окружен полым цилиндрическим направляющим элементом клапана 312 , из которого выходят опорные рычаги 314 подсоедините средство седла клапана к средству направляющей клапана. Узел впускного клапана прямого потока 302 проходит через вертикальную трубку коллектора 315 , выступающую в качестве нагнетательной трубы к отверстию клапана. Трубка вертикального коллектора 315 пересекается с горизонтальной трубой коллектора 316 , через которую входящий газ направляется к клапану и через него в конечном итоге поступает в слой адсорбера 301 . Жидкость течет из горизонтальной трубы 316 коллектора и вертикальной трубы 315 коллектора, по крайней мере, частично через отверстие в головке 300 , которое обеспечивает канал для потока жидкости от внешней головки 300 по крайней мере частично через указанную головку, с потоком, продолжающимся мимо средства седла клапана 304 , когда тарельчатый клапан 306 находится в открытом положении. Трубопровод может включать в себя средство , 304, седла клапана, полый цилиндрический направляющий элемент клапана , 312, , вертикальную трубку коллектора , 315 , горизонтальную трубку коллектора , 316 , исполнительный элемент клапана , 320, и/или муфту 76, узла 418475. впускной клапан в сборе 302 . Трубка вертикального коллектора 315 закрыта манжетой клапана 318 , через который проходит направляющий элемент клапана 312 и элемент штока клапана 310 . Поверх манжеты 318 находится исполнительный элемент клапана 320 , который пневматически управляет линейным перемещением элемента штока клапана и, таким образом, прохождением жидкости через впускное отверстие прямого потока, окруженное средством 304 седла клапана. Узел выпускного клапана обратного потока большего диаметра 322 прикреплен к выпускному отверстию обратного потока в верхней головке. Клапанные узлы 324 , 326 и 328 представляют собой дополнительные узлы клапанов, а именно, узел впускного клапана прямого потока 324 , узел выпускного клапана обратного потока 326 и еще один узел впускного клапана прямого потока 6 4 соответственно. Каждый дополнительный узел клапана аналогичен узлу переднего впускного клапана, описанному выше. Узлы впускных клапанов прямого потока 320 , 324 и 328 показаны с их клапанами в закрытом положении, в то время как узлы выпускных клапанов обратного потока 322 и 326 показаны с клапаном в открытом положении, L _P или подъем, G _O или открытый зазор и G _C или закрытый зазор.

Каждый клапан в сборе включает седло клапана, диск, который сопрягается с седлом клапана, шток, прикрепленный к диску, направляющую для штока, конструкцию крепления седла клапана к направляющей, линейные подшипники, системы уплотнений и исполнительный механизм. Седло клапана может быть прикреплено к направляющей и собрано перед установкой в ​​головку, может быть запрессовано или ввинчено в головку или может быть врезано в головку, как в случае, когда цельная головка, включающая в себя коллектор и клапаны, может использоваться. Диск может иметь круглую, эллиптическую, полусферическую форму или любую желаемую форму, которая позволяет прикрепить шток для приведения в действие диска. Круглый или эллиптический диск может быть наиболее эффективной формой. Направляющая штока клапана включает в себя линейные подшипники и уплотнения штока клапана. Привод может быть электромагнитным приводом, пневматическим приводом, гидравлическим приводом или кулачковым валом, который вращается со скоростью, необходимой для процесса, который зависит от времени цикла. Привод может сообщать движение нескольким клапанам одновременно или может сообщать движение каждому клапану в отдельности. В случае, когда седло клапана прикреплено к направляющей, узел клапана, который может включать перечисленные выше компоненты, может быть легко снят с головки адсорбера в качестве узла, облегчающего ремонт адсорбера в случае необходимости замены узла клапана. Узел можно прикрепить к головке адсорбера с помощью болта на фланце в верхней части коллектора. В качестве альтернативы можно использовать систему типа «поворот к замку» (или байонетную систему), в которой узел клапана вставляется и поворачивается до тех пор, пока он не зафиксируется на месте. Это, однако, менее предпочтительно для больших клапанов и потоков с более высокой температурой.

В альтернативных вариантах осуществления каждый составной узел клапана содержит средство седла клапана, крепящееся к отверстию в головке, опорные рычаги, крепящие средство седла клапана к полой направляющей клапана, элемент штока клапана внутри направляющей клапана, прикрепленный к тарельчатому элементу чья линейная регулировка изменяет поток в адсорбер, кольцо, окружающее направляющую клапана, которое крепится к верхнему отверстию вертикальной трубы коллектора, наверху которого расположен исполнительный элемент, который сообщает линейное движение элементу штока клапана, с которым он может соприкасаться . Каждый составной узел клапана можно легко снять с головки адсорбера как единое целое, что облегчает ремонт адсорбера в случае необходимости замены узла клапана. Узлы седла клапана обычно прикрепляются к головке через фланец в верхней части коллектора, при этом цельный узел опускается на место через коллектор. Такая компоновка требует, чтобы узел клапана был герметизирован в трех местах. Фланец уплотнен прокладкой, шток клапана уплотнен уплотнением поршневого компрессора, а седло клапана к головке адсорбера уплотнено манжетным уплотнением. Альтернативным средством для прикрепления и герметизации узла клапана в адсорбере может быть система типа поворот-замок (или байонет), в которой узел вставляется, и весь узел поворачивается до тех пор, пока он не зафиксируется на месте. Это, однако, менее предпочтительно для больших клапанов и потоков с более высокой температурой. В некоторых вариантах осуществления изобретения, в частности, когда клапан открывается в коллектор, а не в адсорбер, или когда головка является съемной для установки и снятия клапана, седло клапана устанавливается в головке отдельно от узла клапана путем использование врезных или запрессованных седел или путем механической обработки седла клапана в самой головке. Также могут использоваться неинтегральные клапанные узлы, такие как в двигателе автомобильного типа.

РИС. 4 изображен подробный вертикальный разрез выпуклой, по существу, эллиптической верхней головки , 400, вместе с соответствующими встроенными клапанными узлами, установленными внутри соответствующего коллектора. Внешний вид головки определяется по существу эллиптической внешней стенкой 401 , которая имеет достаточную толщину, чтобы выдерживать рабочие давления, возникающие во время использования. Узел впускного клапана прямого потока , 402 содержит средство для посадки клапана , 404 , которое прикреплено к переднему впускному отверстию в плоском полу 9.0475 405 головки, которая примыкает к зоне адсорбции адсорбера и обеспечивает барьер. Этот плоский пол 405 обеспечивает поверхность, на которой можно прикрепить средство 404 седла клапана, но не действует как граница давления. Узел впускного клапана прямого потока , 402, дополнительно содержит тарельчатый клапан , 406, , имеющий дисковый элемент , 408, , соединенный со штоковым элементом , 410, , который частично окружен полым цилиндрическим направляющим элементом 9 клапана. 0475 412 , из которых выдвигаются опорные рычаги 414 , которые соединяют средства седла клапана с направляющим элементом клапана 412 . Узел впускного клапана прямого потока 402 проходит через вертикальную трубку коллектора 415 , действующую как напорная труба, к отверстию клапана в полу 405 . Вертикальный коллектор , 415 пересекается с горизонтальным коллектором , 416 , через который входящий газ направляется к клапанам и через них в конечном итоге поступает в слой адсорбера (не показан). Жидкость вытекает из горизонтальной трубы коллектора 416 и вертикальную трубку коллектора 415 , по крайней мере, частично через отверстие в плоском полу 405 , которое обеспечивает канал для потока жидкости мимо средства седла клапана 404 , когда тарельчатый клапан 406 находится в открытом положении . Этот трубопровод проходит от внешней головки 400 до, по крайней мере, частично через указанную головку и может включать в себя все или части средства 404 седла клапана, направляющий элемент 412 клапана, вертикальную коллекторную трубу 9. 0475 415 , трубка горизонтального коллектора 416 , исполнительный элемент клапана 420 и/или манжета узла 418 для узла впускного клапана 402 . Трубка вертикального коллектора 415 может быть прикреплена к эллиптической внешней стенке 401 с помощью сварных швов 417 и закрывается манжетой узла клапана 418 , через которую проходят направляющий элемент клапана 412 и элемент штока клапана . . На воротнике 418 представляет собой исполнительный элемент клапана 420 , который пневматически управляет линейным перемещением элемента штока клапана 410 и, таким образом, прохождением жидкости через переднее впускное отверстие, окруженное средством 404 седла клапана. Узел выпускного клапана обратного потока большего диаметра 422 прикреплен к выпускному отверстию обратного потока в верхней головке. Узлы клапанов 424 , 426 и 428 представляют собой дополнительные узлы клапанов, а именно узел впускного клапана прямого потока 424 , узел выпускного клапана обратного потока 426 и другой узел впускного клапана прямого потока 428 . Каждый узел клапана аналогичен узлу клапана переднего впуска, подробно описанному выше. Открытое пространство между внешней эллиптической стеной 401 и плоским дном головки 405 , а также между вертикальными коллекторными трубами может быть заполнено подходящим твердым материалом для заполнения пространства, например, материалом с низкой пористостью и достаточной термостойкостью, предпочтительно керамический материал с низкой пористостью, чтобы избежать нежелательного скопления газов внутри самой головки, как показано на 430 и 432 .

В других вариантах осуществления адсорбер может иметь другие конфигурации в дополнение к головке и корпусу или оболочке адсорбера, указанным выше. Например, корпус адсорбера может состоять из одного блока или различных компонентов, которые образуют зону адсорбции внутри корпуса адсорбера. Кроме того, один или несколько узлов тарельчатых клапанов могут быть соединены непосредственно с корпусом адсорбера или могут быть соединены с другими трубопроводами, которые соединены непосредственно с корпусом адсорбера или головкой. Соответственно, в одном варианте осуществления адсорбер может включать в себя корпус адсорбера, при этом корпус адсорбера образует зону адсорбции внутри корпуса адсорбера; набивочный материал, расположенный в зоне адсорбции; и один или несколько узлов тарельчатых клапанов, соединенных с корпусом адсорбера и сообщающихся по потоку с зоной адсорбции и регулирующих поток текучей среды между местом снаружи корпуса адсорбера и внутри зоны адсорбции. Корпус адсорбера может быть единым блоком, разными компонентами или может иметь конфигурацию головки и оболочки. Работа адсорбера и узлов тарельчатого клапана может осуществляться так, как описано выше.

Упаковочный материал может включать различные типы упаковочного материала, такие как галька или специальный упаковочный материал, как указано выше. Если упаковочный материал представляет собой инженерный упаковочный материал, он может включать материал, имеющий определенную конфигурацию, такую ​​как соты, пенокерамика и т.п. Эти специально разработанные упаковочные материалы имеют большую геометрическую площадь поверхности (a _против ) по сравнению с другими структурами слоев. Использование этого типа насадки обеспечивает более высокую часовую объемную скорость газа, более высокую объемную производительность адсорбера, более высокий тепловой КПД, а также более компактные и экономичные адсорберы.

Предлагаемые адсорберы используются в процессах адсорбционной кинетической сепарации, устройствах и системах для разработки и добычи углеводородов, таких как переработка газа и нефти. В частности, предлагаемые процессы, устройства и системы полезны для быстрого, крупномасштабного и эффективного выделения различных целевых газов из газовых смесей.

Описанные выше адсорберы используются в процессах циклической адсорбции. Неограничивающие процессы короткоцикловой адсорбции включают адсорбцию с переменным давлением (PSA), адсорбцию с переменным давлением в вакууме (VPSA), адсорбцию с переменным температурным режимом (TSA), адсорбцию с переменным парциальным давлением (PPSA), адсорбцию с переменным давлением в быстром цикле (RCPSA), короткоцикловую короткоцикловую термоциклическую адсорбцию. адсорбция (RCTSA), адсорбция при переменном парциальном давлении с быстрым циклом (RCPPSA), а также комбинации этих процессов, такие как адсорбция при переменном давлении/температуре.

Процессы PSA основаны на явлении того, что газы легче адсорбируются в пористой структуре или в свободном объеме адсорбирующего материала, когда газ находится под давлением, т. е. чем выше давление газа, тем большее количество легко адсорбируемого газа адсорбируется. При снижении давления адсорбированный компонент высвобождается или десорбируется.

Процессы PSA могут использоваться для разделения газов газовой смеси, поскольку различные газы имеют тенденцию заполнять микропоры адсорбента в разной степени. Если газовую смесь, такую ​​как природный газ, пропустить под давлением через сосуд, содержащий полимерный или микропористый адсорбент, более селективный по отношению к диоксиду углерода, чем к метану, по крайней мере часть диоксида углерода будет селективно адсорбирована адсорбент, а газ, выходящий из сосуда, будет обогащен метаном. Когда адсорбент достигает предела своей способности адсорбировать диоксид углерода, он регенерируется путем снижения давления, тем самым высвобождая адсорбированный диоксид углерода. Затем адсорбент, как правило, продувают и снова подвергают давлению, после чего он готов к следующему циклу адсорбции.

Процессы TSA основаны на том явлении, что газы при более низких температурах легче адсорбируются в пористой структуре или в свободном объеме адсорбирующего материала по сравнению с более высокими температурами, т. е. когда температура адсорбента повышается, адсорбированный газ высвобождается, или десорбируется. За счет циклического изменения температуры слоя адсорбента процессы TSA можно использовать для разделения газов в смеси при использовании адсорбента, селективного в отношении одного или нескольких компонентов газовой смеси.

Предоставленные процессы, аппараты и системы могут быть использованы для получения продуктов из природного газа путем удаления загрязняющих примесей и тяжелых углеводородов, то есть углеводородов, содержащих по меньшей мере два атома углерода. Предоставленные процессы, устройства и системы полезны для подготовки газообразных сырьевых потоков для использования в коммунальных службах, включая приложения для разделения, такие как контроль точки росы, обессеривание/детоксикация, защита/контроль коррозии, дегидратация, теплотворная способность, кондиционирование и очистка. Примеры коммунальных услуг, которые используют одно или несколько применений сепарации, включают производство топливного газа, уплотняющего газа, непитьевой воды, защитного газа, приборного и регулирующего газа, хладагента, инертного газа и извлечение углеводородов. Примерные спецификации «не превышать» продукт (или «целевой») газа включают: (a) 2 vol. % СО ₂ , 4 чнм H ₂ S, (b) 50 чнм CO ₂ , 4 чнм H ₂ S, или (c) 1,5 об. % CO ₂ , 2 ppm H ₂ S.

Предоставленные процессы, устройства и системы могут быть использованы для удаления кислых газов из углеводородных потоков. Технология удаления кислых газов становится все более важной, поскольку в оставшихся запасах газа обнаруживаются более высокие концентрации кислого газа, т. е. запасы высокосернистого газа. Потоки исходного углеводородного сырья сильно различаются по количеству кислого газа, например, от нескольких частей на миллион кислого газа до 90 об. % кислого газа. Неограничивающие примеры концентраций кислого газа из типовых запасов газа включают концентрации по меньшей мере: (а) 1 об. % H ₂ S, 5 об. % CO ₂ , (б) 1 об. % H ₂ S, 15 об. % CO ₂ , (c) 1 об. % H ₂ S, 60 об. % CO ₂ , (d) 15 об. % H ₂ S, 15 об. % CO ₂ и (e) 15 об. % H ₂ S, 30 об. % CO ₂ .

Одна или несколько из следующих Концепций A-O могут быть использованы с процессами, аппаратами и системами, представленными выше, для получения желаемого потока продукта при сохранении высокого извлечения углеводородов:

Концепция A: использование одного или нескольких процессов кинетической короткоцикловой адсорбции, таких как короткоцикловая адсорбция (PSA), тепловая короткоцикловая адсорбция (TSA), прокаливание и адсорбция парциального давления или вытесняющая продувочная адсорбция (PPSA), включая комбинации этих процессов; каждый процесс короткоцикловой адсорбции можно использовать с быстрыми циклами, такими как использование одной или нескольких установок короткоцикловой адсорбции при переменном давлении (RC-PDS), с одной или несколькими установками короткоцикловой короткоцикловой адсорбции температуры (RC-TSA) или с одним или несколькими быстрыми циклами установки циклической адсорбции при переменном парциальном давлении (RC-PPSA); примерные процессы кинетической короткоцикловой адсорбции описаны в публикации патентной заявки США № 2008/028289. 2, 2008/0282887, 2008/0282886, 2008/0282885 и 2008/0282884, каждый из которых полностью включен в настоящий документ посредством ссылки;

Концепция B: удаление кислого газа с помощью RC-TSA с использованием усовершенствованных циклов и продувок, как описано в заявке на патент США № 61/447,848, поданной 1 марта 2011 г., с регистрационным номером 2011EM060, которая полностью включена в настоящее описание посредством ссылки;

Концепция C: использование мезопористого наполнителя для уменьшения количества захваченного метана в адсорбенте и увеличения общего извлечения углеводородов, как описано в публикации патентной заявки США № 2008/028289.2, 2008/0282885, 2008/028286, каждый из которых полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. Непроходимое пустое пространство, присутствующее между кристаллами или порами в стенке адсорбирующего канала, уменьшается за счет заполнения мезофазных пор между частицами, чтобы уменьшить открытый объем, обеспечивая при этом быстрый перенос газа через слой адсорбента. Это заполнение несъемного пустотного пространства необходимо для снижения до приемлемого уровня количества целевого продукта, теряемого во время стадии быстрой десорбции, а также для обеспечения высокой степени чистоты слоя адсорбера после термической десорбции. Такое заполнение пор в мезофазе может быть осуществлено различными способами. Например, можно использовать полимерный наполнитель с быстрой диффузией Н ₂ S и CO ₂ , такие как силиконовый каучук или полимер с собственной пористостью. Другим способом может быть заполнение пустот пиролитическим углеродом, имеющим мезопористость и/или микропористость. Еще одним способом может быть заполнение пустого пространства инертными твердыми телами все меньшего и меньшего размера или заполнение пустого пространства пополняемой жидкостью, через которую быстро диффундируют нужные газы (например, вода, растворители или масло). Предпочтительно свободное пространство внутри адсорбирующей стенки будет уменьшено до менее чем 60 об. %, предпочтительно менее 70% и более предпочтительно менее 80%;

Концепция D: Выбор подходящих адсорбирующих материалов для обеспечения высокой селективности и минимизации адсорбции (и потерь) метана и других углеводородов, таких как один или несколько цеолитов, описанных в публикациях патентных заявок США №№ 2008/0282887 и 2009/0211441. , каждый из которых полностью включен в настоящий документ посредством ссылки.

Предпочтительные адсорбенты для удаления кислых газов выбирают из группы, состоящей из мезопористых или микропористых материалов, с функциональностью или без нее для химических реакций с кислыми газами. Примеры материалов без функциональных возможностей включают катионные цеолиты и станносиликаты. Функционализированные материалы, которые химически реагируют с H ₂ S и CO ₂ проявляют значительно повышенную селективность в отношении H ₂ S и CO ₂ по сравнению с углеводородами. Кроме того, они не катализируют нежелательные реакции с углеводородами, которые происходят на кислых цеолитах. Также предпочтительны функционализированные мезопористые адсорбенты, у которых их сродство к углеводородам дополнительно снижено по сравнению с нефункционализированными материалами с меньшими порами, такими как цеолиты.

В качестве альтернативы адсорбция тяжелых углеводородов может быть кинетически подавлена ​​с помощью функционализированных материалов с малыми порами, в которых диффузия тяжелых углеводородов медленнее по сравнению с H ₂ S и CO ₂ . Следует также соблюдать осторожность, чтобы уменьшить конденсацию углеводородов с содержанием углерода, равным или превышающим примерно 4 (т. е. C ₄ + углеводороды) на внешних поверхностях селективных адсорбентов H ₂ S и CO ₂ .

Неограничивающие примеры функциональных групп, подходящих для использования в данном документе, включают первичные, вторичные, третичные и другие непротогенные основные группы, такие как амидины, гуанидины и бигуаниды. Кроме того, эти материалы могут быть функционализированы двумя или более типами функциональных групп. Для получения практически полного удаления H ₂ S и CO ₂ из потоков природного газа, адсорбирующий материал предпочтительно селективен в отношении H ₂ S и CO ₂ , но имеет низкую емкость как для метана, так и для более тяжелых углеводородов (C ₂ +). В одном или нескольких вариантах осуществления предпочтительно использовать амины, нанесенные на носитель на основе диоксида кремния или другие носители, поскольку они имеют сильные изотермы адсорбции кислых газов. Они также обладают высокой емкостью для таких частиц и, как следствие высокой теплоты адсорбции, имеют относительно сильную температурную реакцию (т. е. при достаточном нагревании они легко десорбируют H ₂ S и CO ₂ , поэтому их можно использовать без чрезмерных перепадов температуры). Предпочтительными являются адсорбенты, которые адсорбируют в диапазоне от 25°С до 70°С и десорбируют в диапазоне от 90°С до 140°С. В системах, требующих различных адсорбентов для удаления CO ₂ и H ₂ S, может быть желателен слоистый слой, содержащий подходящий адсорбент для целевых видов

. Для удаления CO ₂ из природного газа предпочтительно составить формулу адсорбент с особым классом цеолитных материалов с 8 кольцами, обладающий кинетической селективностью. Кинетическая селективность этого класса цеолитных материалов с 8 кольцами позволяет CO ₂ , чтобы быстро переходить в кристаллы цеолита, препятствуя переносу метана, чтобы можно было селективно отделить СО ₂ от смеси СО ₂ и метана. Для удаления CO ₂ из природного газа этот конкретный класс цеолитных материалов с 8 кольцами предпочтительно имеет соотношение Si/Al от примерно 1 до примерно 25. В других предпочтительных вариантах соотношение Si/Al цеолитного материала составляет от 2 до примерно 1000, предпочтительно от примерно 10 до примерно 500 и более предпочтительно от примерно 50 до примерно 300. Следует отметить, что используемый здесь термин Si/Al определяется как молярное отношение кремнезема к оксиду алюминия в цеолитная структура. Этот предпочтительный класс цеолитов с 8 кольцами, которые подходят для использования здесь, позволяет CO ₂ для доступа к внутренней структуре пор через 8-кольцевые окна таким образом, чтобы отношение однокомпонентных коэффициентов диффузии для CO ₂ по сравнению с метаном (т. , предпочтительно более примерно 50 и более предпочтительно более примерно 100 и еще более предпочтительно более 200. очищенный метановый продукт из азотсодержащего газа. Существует очень мало сорбентов на основе молекулярных сит со значительной равновесной или кинетической селективностью для отделения азота от метана. Для № ₂ отделение от природного газа также предпочтительно составлять адсорбент с классом цеолитных материалов с 8 кольцами, которые обладают кинетической селективностью. Кинетическая селективность этого класса 8-кольцевых материалов позволяет N ₂ быстро переходить в кристаллы цеолита, одновременно препятствуя переносу метана, так что можно селективно отделить N ₂ от смеси N ₂ и метан. Для удаления N ₂ из природного газа этот конкретный класс 8-кольцевых цеолитных материалов также имеет отношение Si/Al от примерно 2 до примерно 1000, предпочтительно от примерно 10 до примерно 500 и более от примерно 50 до около 300. Этот предпочтительный класс цеолитов с 8 кольцами, которые подходят для использования здесь, позволяет N ₂ для доступа к внутренней структуре пор через 8-кольцевые окна таким образом, чтобы отношение коэффициентов диффузии отдельных компонентов для N ₂ по сравнению с метаном (т. е. DN ₂ /DCH ₄ ) было больше 5 , предпочтительно более примерно 20 и более предпочтительно более примерно 50 и еще более предпочтительно более 100. Стойкость к загрязнению в процессах циклической адсорбции во время удаления N ₂ из природного газа является еще одним преимуществом, предлагаемым этим классом 8-кольцевых цеолитовые материалы.

В других случаях также желательно удалять H ₂ S из природного газа, который может содержать от примерно 0,001% H ₂ S до примерно 70% H ₂ S. В этом случае может быть выгодно для создания адсорбента со станносиликатами, а также с вышеупомянутым классом цеолитов с кольцом В, обладающим кинетической селективностью. Кинетическая селективность этого класса материалов с 8 кольцами позволяет H ₂ S быстро переходить в кристаллы цеолита, одновременно препятствуя переносу метана, так что становится возможным селективно отделить H ₂ S из смеси H ₂ S и метана. Для удаления H ₂ S из природного газа этот конкретный класс 8-кольцевых цеолитных материалов имеет отношение Si/Al от примерно 2 до примерно 1000, предпочтительно от примерно 10 до примерно 500 и более от примерно 50 до около 300. Этот предпочтительный класс 8-кольцевых цеолитов, которые подходят для использования здесь, позволяет H ₂ S получать доступ к внутренней структуре пор через 8-кольцевые окна таким образом, что соотношение коэффициентов диффузии отдельных компонентов для H ₂ S по метану (т.е. DH ₂ S/DCH ₄ ) больше 5, предпочтительно больше примерно 20, более предпочтительно больше примерно 50 и еще более предпочтительно больше 100. DDR, Sigma- 1 и ZSM-58 также подходят для удаления H ₂ S из природного газа. В некоторых приложениях H ₂ S необходимо удалить до уровней ppm или sub ppm.

Другие неограничивающие примеры предпочтительных селективных адсорбирующих материалов для использования в вариантах осуществления настоящего изобретения включают микропористые материалы, такие как цеолиты, AlPO, SAPO, MOF (металлоорганические каркасы), ZIF (цеолитовые имидазолатные каркасы, такие как ZIF-7, ZIF-8 , ZIF-22 и т.д.) и углероды, а также мезопористые материалы, такие как МСМ-материалы, функционализированные амином. Для кислых газов, таких как сероводород и диоксид углерода, которые обычно присутствуют в потоках природного газа, также предпочтительны адсорбенты, такие как катионные цеолиты, мезопористые материалы, функционализированные амином, станносиликаты, углерод;

Концепция E: сброс давления в одной или нескольких установках RC-PSA в несколько этапов до промежуточных давлений, чтобы отработанные кислые газы можно было улавливать при более высоком среднем давлении, тем самым уменьшая степень сжатия, необходимую для закачки кислых газов; уровни давления для промежуточных стадий сброса давления могут быть согласованы с межступенчатыми давлениями компрессора кислого газа для оптимизации всей системы сжатия;

Концепция F: использование выхлопных или рециркулирующих потоков для сведения к минимуму переработки и потерь углеводородов, например, использование выхлопных потоков из одной или нескольких установок RC-PSA в качестве топливного газа вместо повторной закачки или выпуска;

Концепция G: использование нескольких адсорбирующих материалов в одном слое для удаления следовых количеств первых загрязнителей, таких как H ₂ S, перед удалением вторых загрязнителей, таких как CO ₂ ; такие сегментированные слои могут обеспечить тщательное удаление кислых газов до уровней ppm с установками RC-PSA с минимальным расходом продувки;

Концепция H: использование сжатия сырья перед одной или несколькими установками RC-PSA для достижения желаемой чистоты продукта;

Концепция I: одновременное удаление некислых газовых примесей, таких как меркаптаны, COS и БТЭК; процессы выбора и материалы для достижения того же;

Концепция J: использование структурированных адсорбентов для газо-твердых контакторов для минимизации перепада давления по сравнению с обычными слоями насадки;

Концепция K: выбор времени цикла и шагов цикла на основе кинетики адсорбирующего материала; и

Концепция L: использование процесса и устройства, в которых используются, среди прочего, две установки RC-PSA последовательно, где первая установка RC-PSA очищает сырьевой поток до желаемой чистоты продукта, а вторая установка RC-PSA очищает выхлоп первого блока для улавливания метана и поддержания высокого извлечения углеводородов; использование дизайна этой серии может снизить потребность в мезопористом наполнителе;

Концепция M: использование контакторов с параллельными каналами, в которых контактирование газа/твердых веществ происходит в каналах относительно небольшого диаметра, покрытых адсорбентом. Эта конструкция контактора обеспечит преимущества быстрой кинетики адсорбции за счет минимизации сопротивления газовой пленки и высокой связи между газом и твердой фазой. Предпочтительная конструкция адсорбера будет генерировать резкий фронт адсорбции.

Предпочтительно иметь очень быструю кинетику газ-адсорбент, т. е. длина, через которую целевые вещества должны диффундировать, чтобы вступить в контакт со стенкой адсорбента, должна быть небольшой, предпочтительно менее 1000 микрон, более предпочтительно менее 200 микрон, и наиболее предпочтительно менее 100 мкм. Благоприятная кинетика адсорбента может быть реализована путем ограничения перепада давления в слое до приемлемых значений путем использования контакторов с параллельными каналами, в которых сырьевой и продувочный газы ограничены множеством очень узких (диаметром от 1000 до 30 микрон) открытых каналов, которые выровнены с Эффективная толщина адсорбирующего материала.

Под «эффективной толщиной» мы подразумеваем диапазон от 500 микрон до 30 микрон для большинства применений. В наиболее ограниченном случае ламинарного потока газа очень узкие каналы будут ограничивать максимальное расстояние диффузии для следовых частиц не более чем ½ диаметра канала. Даже при адсорбции желаемых частиц на переднем фронте адсорбционного фронта, где их концентрации будут приближаться к нулю в газовой фазе, острый фронт адсорбции может поддерживаться за счет использования таких конфигураций адсорбционного слоя с параллельными каналами малого диаметра. Такая конфигурация может иметь форму множества независимых параллельных каналов или форму очень широких и очень коротких каналов, что может быть достигнуто за счет использования конструкции со спиральной намоткой.

Концепция N: средство для быстрого нагрева и охлаждения структуры слоя адсорбента, так что адсорбция может происходить при более низкой температуре, а десорбция — при более высокой температуре. Стадия адсорбции затем будет происходить при высоком давлении, а стадия десорбции при более высокой температуре может, необязательно, происходить при пониженном давлении, чтобы увеличить колебательную способность адсорбента. В зависимости от свойств адсорбента может быть желательно использовать архитектуру слоя, подходящую либо для схемы с контролируемой температурой снаружи, либо для схемы с контролируемой внутренней температурой.

Под «внутренним регулированием температуры» мы подразумеваем использование нагревающей и охлаждающей текучей среды, либо газообразной, либо жидкой, предпочтительно жидкой, которая может циркулировать по тем же каналам, покрытым адсорбентом, которые используются для потока газообразного сырья. Внутренний контроль температуры требует, чтобы жидкость для контроля температуры не оказывала неблагоприятного воздействия на адсорбирующий материал и чтобы жидкость для контроля температуры легко отделялась от ранее адсорбированных частиц (H ₂ S и CO ₂ ) после этапа нагрева. Кроме того, для контроля внутренней температуры перепад давления в каждом из параллельных каналов в структурированном слое во время стадии адсорбции газообразного сырья предпочтительно должен быть достаточно высоким, чтобы очистить каждый канал (или единственный канал в случае конструкций со спиральной намоткой) от температуры. управляющая жидкость. Кроме того, в конструкциях с температурой внутреннего потока жидкости предпочтительно используется адсорбент, который не сильно адсорбирует жидкость для регулирования температуры, так что H ₂ S и CO ₂ могут эффективно адсорбироваться даже в присутствии жидкости для контроля температуры.

Неограничивающие примеры таких адсорбентов включают микропористые и мезопористые адсорбенты, функционализированные амином. Неограничивающим примером такой системы может быть использование нанесенных аминов на водостойкий носитель с использованием горячей и холодной воды (жидкости под давлением или используемой в качестве пара для нагревания) для нагревания и охлаждения. В то время как жидкая вода будет оставаться внутри стенки адсорбента во время стадии адсорбции, если толщина стенки адсорбента остается небольшой (менее 1000 микрон, предпочтительно менее 200 микрон и наиболее предпочтительно менее 100 микрон), будет возможно Н ₂ S и CO ₂ диффундируют через жидкую воду за время менее 1 минуты, более предпочтительно менее 10 секунд, чтобы стать адсорбированными амином на носителе. После стадии десорбции H ₂ S и CO ₂ можно легко разделить с помощью фракционирования или других методов, известных специалистам в данной области.

Под «внешним регулированием температуры» мы подразумеваем структуру слоя адсорбента, в которой нагревающая и охлаждающая жидкость защищена от контакта с газонесущими каналами адсорбента. Такая конструкция может напоминать кожухотрубный теплообменник, пластинчатый и каркасный теплообменник или полые волокна с непроницаемым для жидкости барьерным слоем на внешнем диаметре или на внутреннем диаметре или любые другие подходящие конструкции. Для обеспечения быстрого нагрева и охлаждения расстояние, на которое должно диффундировать тепло от жидкости, регулирующей температуру, до слоя адсорбента, должно быть минимальным, в идеале менее 10000 микрон, более предпочтительно менее 1000 микрон, наиболее предпочтительно менее 200 микрон.

Неограничивающим примером такой конструкции внешнего слоя для регулирования температуры может быть использование полых волокон с непроницаемым для жидкости барьерным слоем на внешнем диаметре, при этом полые волокна состоят из смешанной матричной системы полимерных и нанесенных на аминовых адсорбентов. Исходный газ будет проходить через внутренний диаметр пористого волокна для адсорбции адсорбентом при более низких температурах, в то время как холодная жидкость для регулирования температуры течет по внешнему диаметру волокна. Десорбцию можно осуществить, пропуская горячую жидкость для регулирования температуры, предпочтительно в противоточном направлении, по внешнему диаметру волокон, нагревая таким образом адсорбент. Цикл завершается заменой горячей жидкости для регулирования температуры холодной жидкостью, чтобы вернуть волокно, содержащее адсорбент, к желаемой температуре адсорбции.

В предпочтительном варианте осуществления скорость теплового потока в системе должна быть такой, чтобы во время нагрева и охлаждения возникал резкий температурный градиент в жидкости для регулирования температуры, так что физическое тепло системы могло рекуперироваться в слое адсорбента. структура. Для такого неограничивающего примера полого волокна размеры полезного внешнего диаметра волокна составляют менее 20000 микрон, предпочтительно менее 2000 микрон и наиболее предпочтительно менее 1000 микрон. Полезные внутренние диаметры полых волокон (каналы исходного газа) составляют менее 10 000 микрон, предпочтительно менее 1000 микрон и наиболее предпочтительно менее 500 микрон, в зависимости от желаемого времени цикла адсорбции и десорбции, концентраций адсорбированных веществ в сырье и адсорбента. емкость качания слоя для этих видов.

В одном или нескольких вариантах осуществления предпочтительно поддерживать как можно более низкое отношение неадсорбирующей тепловой массы в слое адсорбента к адсорбенту. Это отношение предпочтительно будет меньше 20, более предпочтительно меньше 10 и наиболее предпочтительно меньше 5. Таким образом, ощутимое тепло системы, которое должно вращаться в каждом цикле, может быть сведено к минимуму.

Концепция O: Относительно низкий расход примерно от 0,01 до 5% от общего количества поступающего чистого газа, практически не содержащего H ₂ S или CO ₂ используется в качестве продувочного газа. Неограничивающие примеры таких газов (т. е. «чистый газ») включают метан и азот, которые продолжают течь через параллельные каналы в направлении, противоточном направлению подачи, по меньшей мере, на части стадий десорбции в процессе. Предпочтительно, чтобы скорость потока этого чистого газа была достаточной для преодоления естественной диффузии десорбирующих H ₂ S и CO ₂ , чтобы поддерживать конец продукта адсорбирующего канала в по существу чистом состоянии. Именно этот противоточный продувочный поток во время десорбции гарантирует, что в каждом последующем цикле адсорбции не будет просачивания целевых частиц, таких как H ₂ S или CO ₂ в поток продукта.

Предпочтительная конструкция цикла и слоя для практического применения настоящего изобретения заключается в том, что конец каналов адсорбента, т. е. конец, противоположный концу, куда поступают исходные газы) имеет низкую или в идеале по существу нулевую концентрацию адсорбированного H ₂ S и CO ₂ . Таким образом и с подходящими структурированными каналами, как описано выше, H ₂ S и CO ₂ будут тщательно удаляться из потока сырьевого газа. Нижний конец слоя можно поддерживать в чистоте, как описано, поддерживая низкий поток чистой жидкости, практически не содержащей H 9 .0214 2 S и CO ₂ в направлении противотока относительно направления подачи во время стадии(ий) десорбции или, более предпочтительно, во время всех стадий нагревания и охлаждения в цикле. Кроме того, предпочтительно, чтобы во время стадии адсорбции адсорбционная часть цикла была ограничена таким временем, чтобы продвигающийся фронт адсорбции загруженного H ₂ S и CO ₂ адсорбента не достигал конца каналов, т.е. быть остановленным до H ₂ S и/или CO ₂ прорыв, так что практически чистая часть канала адсорбента остается практически свободной от целевых частиц. При достаточно резких фронтах адсорбции это позволит более 50 об. % используемого адсорбента, более предпочтительно более 75 об. %, и наиболее предпочтительно более 85 об. %.

Процессы, устройства и системы, представленные в настоящем документе, могут быть использованы на крупных установках по очистке газа, таких как установки, которые обрабатывают более пяти миллионов стандартных кубических футов природного газа в день (MSCFD) или более 15 MSCFD природного газа, или более 25 млн. куб. футов природного газа в сутки, или более 50 млн. куб. футов природного газа в сутки, или более 100 млн. куб. футов природного газа в сутки, или более 500 млн. куб. футов природного газа в сутки, или более одного миллиарда стандартных кубических футов природного газа в сутки (BSCFD) газа или более двух миллиардов кубических футов природного газа в сутки.

По сравнению с обычными технологиями предлагаемые процессы, устройства и системы требуют меньших капитальных вложений, более низких эксплуатационных расходов и меньшего физического пространства, что позволяет внедрять их на шельфе и в удаленных местах, например, в арктических условиях. Обеспеченные процессы, устройства и системы обеспечивают вышеуказанные преимущества, обеспечивая при этом высокую степень извлечения углеводородов по сравнению с традиционной технологией.

Другие варианты реализации включают:

1. Адсорбер, содержащий:

а) корпус адсорбера;

b) первую головку, соединенную с указанным корпусом адсорбера;

c) первый трубопровод, проходящий снаружи указанной головки по меньшей мере частично через указанную головку; и

d) первый клапан, сообщающийся по потоку с указанным первым трубопроводом, управляющим потоком жидкости вдоль пути потока, идущего от первого клапана и проходящего через корпус адсорбера.

2. Адсорбер по п. 1, дополнительно содержащий по меньшей мере одно из:

e) вторую головку, соединенную с указанным корпусом адсорбера;

f) второй трубопровод, проходящий снаружи первой головки или второй головки по меньшей мере частично через указанную соответствующую головку; и

g) второй клапан, сообщающийся по потоку с упомянутым вторым каналом, управляющим потоком текучей среды вдоль пути потока, включая участок, проходящий от корпуса адсорбера ко второму клапану.

3. Адсорбер по п. 2, в котором указанный первый клапан имеет по существу открытое положение, когда поток жидкости в канале потока находится в первом направлении потока, и практически закрытое положение, когда поток жидкости в канале потока находится во втором, противоположном направление потока.
4. Адсорбер по п. 3, имеющий первую пару клапанов на противоположных сторонах, по меньшей мере, части пути потока, причем каждый из указанных первого клапана и второго клапана находится в основном в открытом положении, когда поток жидкости в канале потока находится в первое направление потока и по существу закрытое положение, когда поток жидкости в пути потока находится во втором, противоположном направлении потока.
5. Адсорбер по пункту 4 , дополнительно содержащий:

h) третий трубопровод, проходящий снаружи первой головки или второй головки по меньшей мере частично через указанную соответствующую головку;

i) третий клапан, сообщающийся по потоку с указанным третьим трубопроводом, управляющим потоком жидкости вдоль пути потока, включая участок, проходящий от корпуса адсорбера к третьему клапану;

j) четвертый трубопровод, проходящий снаружи первой головки или второй головки, по меньшей мере, частично через указанную соответствующую головку; и

k) четвертый клапан, сообщающийся по потоку с упомянутым вторым трубопроводом, управляющим потоком текучей среды вдоль пути потока, включая участок, проходящий от корпуса адсорбера к четвертому клапану.

6. Адсорбер по п. 5, имеющий вторую пару клапанов, включающую указанный третий клапан и указанный четвертый клапан на противоположных сторонах по меньшей мере части пути потока, регулирующий поток во втором, противоположном направлении потока, где третий клапан и каждый из четвертых клапанов находится в по существу закрытом положении, когда поток текучей среды в канале потока проходит в первом направлении потока, и в основном открытом положении, когда поток жидкости в канале потока проходит во втором, противоположном направлении потока.
7. Адсорбер по п.6, отличающийся тем, что адсорбер представляет собой асимметричный адсорбер с обратным потоком.
8. Адсорбер по п. 6, дополнительно содержащий один или несколько дополнительных клапанов, каждый из которых находится в проточном сообщении с одним из указанных первого, второго, третьего или четвертого трубопроводов через дополнительный трубопровод, проходящий по меньшей мере частично через соответствующую головку указанного дополнительного трубопровода, работающий в фазы с любыми другими клапанами, сообщающимися по текучей среде с указанным дополнительным трубопроводом и регулирующим поток текучей среды вдоль пути потока, включающего участок, проходящий от корпуса адсорбера к соответствующему клапану.
9. Адсорбер по п. 2, отличающийся тем, что корпус адсорбера содержит слой адсорбера, а объем пути потока состоит из i) уплотненного объема пути потока в части контакта твердой и жидкой фаз слоя адсорбера и ii) открытого объем пути потока между клапаном(ами) и слоем адсорбера, а также любая открытая часть потока внутри слоя адсорбера.
10. Адсорбер по п.9, отличающийся тем, что указанный объем упакованного потока включает весь объем в слое адсорбера, который находится на расстоянии менее 2 см от поверхности контакта твердой фазы с жидкостью.
11. Адсорбер по п.9, в котором указанная часть слоя адсорбера, контактирующая с твердыми частицами, имеет площадь увлажнения более 0,5 см ² /см ³ во всех областях указанной части слоя адсорбера.
12. Адсорбер по п.9, отличающийся тем, что отношение объема открытого тракта к объему насадочного тракта меньше 1.
13. Адсорбер по п.9, отличающийся тем, что отношение объема открытого тракта к объему насадочного тракта объем меньше 0,5.
14. Адсорбер по п.9, при этом слой адсорбера содержит сердцевину неподвижного слоя, содержащую твердый материал, способный к теплообмену.
15. Адсорбер по п.9, отличающийся тем, что по меньшей мере один из указанных клапанов представляет собой тарельчатый клапан, содержащий дисковый элемент, соединенный с элементом штока клапана.
16. Адсорбер по п. 15, в котором дисковый элемент тарельчатого клапана имеет поверхность, по существу параллельную и обращенную к проксимальной поверхности слоя адсорбера.
17. Адсорбер по п.16, в котором тарельчатый клапан открывается в сторону слоя адсорбера.
18. Адсорбер по п.16, в котором тарельчатый клапан открывается в сторону от слоя адсорбера.
19. Адсорбер по п.16, отличающийся тем, что расстояние при работе между плоской поверхностью элемента диска тарельчатого клапана в полностью открытом положении и поверхностью слоя адсорбера составляет от 5% до 200% диаметра элемента диска.
20. Адсорбер по п.16, отличающийся тем, что расстояние во время работы между плоской поверхностью элемента диска тарельчатого клапана в полностью открытом положении и поверхностью слоя адсорбера составляет от 20% до 80% диаметра элемента диска. 921. Адсорбер по п. 15, в котором указанный элемент штока тарельчатого клапана выходит за пределы указанной головки.
22. Адсорбер по п. 2, в котором каждый клапан связан с доступным извне седлом клапана, которое соответствует его соответствующему входу в корпус адсорбера и/или выходу из корпуса адсорбера и герметизировано к головке.
23. Адсорбер по п. 22, отличающийся тем, что седло клапана прикреплено к головке с помощью одного из вращающихся стопорных механизмов, резьбовых седел и запрессованных седел.
24. Адсорбер по п. 21, который дополнительно содержит уплотнение штока клапана, связанное со штоком клапана.
25. Адсорбер по п. 24, в котором уплотнение штока клапана представляет собой уплотнение штока
26. Адсорбер по п. 15, в котором тарельчатый клапан содержит шток клапана с линейным приводом, взаимодействующий с исполнительным механизмом для открытия и закрытия клапана путем придания линейного движение.
27. Адсорбер по п. 26, отличающийся тем, что исполнительный механизм представляет собой по меньшей мере один из приводов с пневматическим приводом, приводом с гидравлическим приводом и электромагнитным приводом.
28. Адсорбер по п.26, отличающийся тем, что привод приводится в действие распределительным валом.
29. Адсорбер по п.26, отличающийся тем, что общий исполнительный механизм управляет несколькими линейно расположенными клапанами, общими для конкретного потока жидкости.
30. Адсорбер по п. 15, отличающийся тем, что круглые тарельчатые клапаны, связанные с конкретной головкой, имеют по существу круглую форму, одинаковый диаметр и расстояние между центрами составляет от 120% до 400% среднего диаметра элемента тарельчатого диска.
31. Адсорбер по п. 15, отличающийся тем, что круглые тарельчатые клапаны, связанные с конкретной головкой, имеют по существу круглую форму, одинаковый диаметр и расстояние между центрами составляет от 140% до 200% среднего диаметра элемента тарельчатого диска.
32. Адсорбер по п. 15, который обеспечивает по меньшей мере одно из: i) перепада давления на клапане при протекании жидкости через клапан от 1% до 100% внутреннего перепада давления в адсорбере; ii) отношение общей площади проходного сечения тарельчатого клапана для одного из потоков на входе и выходе из потока к площади проходного сечения адсорбера в диапазоне от 1% до 30%; iii) диаметр тарельчатого клапана между минимальным значением (D _PMIN ) [дюймы] = 0,1484+0,4876*D _B [футы], где D _B — диаметр проходного сечения в футах, и максимальным значением (D _PMAX )[дюймы]=1,6113+1,8657*D _B [футы], где D _B — диаметр проходного сечения в футах; iv) L _P /D _P (отношение высоты подъема клапана к диаметру тарелки) находится в диапазоне от 3% до 25%; и v) время подъема клапана не менее 50 миллисекунд.
33. Адсорбер по п. 15, который обеспечивает, по крайней мере, одно из: i) перепада давления на клапане при протекании жидкости через клапан от 5% до 20% внутреннего перепада давления в адсорбере; ii) отношение общей площади проходного сечения тарельчатого клапана для одного из потоков на входе и выходе из потока к площади проходного сечения адсорбера в диапазоне от 2% до 20%; iii) диаметр тарельчатого клапана между минимальным значением (D _PMIN )[дюймы]=0,1484+0,4876*D _B [футы], где D _B — диаметр проходного сечения в футах, а максимальное значение (D _PMAX )[дюймы]=1,6113+1,8657*D _B [футов], где D _B — диаметр проходного сечения в футах; iv) L _P /D _P (отношение высоты подъема клапана к диаметру тарелки) находится в диапазоне от 5% до 20%; и v) время подъема клапана от 100 до 500 миллисекунд.
34 . Адсорбер, содержащий:

а) корпус адсорбера, частично закрывающий зону адсорбции и/или теплообмена, включающую два по существу противоположных открытых конца;

b) первую головку, закрывающую один конец корпуса адсорбера;

c) вторую головку, закрывающую противоположный конец корпуса адсорбера;

d) неподвижный слой, включающий область вблизи первой головки, участок вблизи второй головки и центральную область, расположенную между ними, при этом неподвижный слой расположен внутри корпуса адсорбера и содержит твердый материал, способный способствовать адсорбции и/или теплообмен с газовым потоком;

д) по меньшей мере одно впускное отверстие для газового потока, связанное с первой головкой, открывающее путь через первую головку в корпус адсорбера, и по меньшей мере одно выходное отверстие для газового потока, связанное со второй головкой, открывающее путь из корпуса адсорбера и через второе глава;

f) по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан, управляющий впуском газового потока и объединенный с головкой, связанной с впуском, при этом впускной тарельчатый клапан содержит шток клапана с линейным приводом;

g) по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан, регулирующий выпуск газового потока и интегрированный с головкой, связанной с выпуском, при этом выпускной тарельчатый клапан содержит шток клапана с линейным приводом; и

h) по меньшей мере один исполнительный механизм, взаимодействующий со штоком клапана с линейным приводом в соответствии с f) и/или g), обеспечивающий открытие и закрытие клапана путем придания прямолинейного движения тарельчатому клапану для обеспечения прохождения газов снаружи адсорбера внутрь адсорбера корпуса и изнутри корпуса адсорбера наружу адсорбера, чтобы обеспечить работу с переменным потоком.

35. Адсорбер по п. 34, который дополнительно содержит i) по меньшей мере одно впускное отверстие для газового потока, связанное со второй головкой, открывающей путь через вторую головку и корпус адсорбера, и по меньшей мере одно выходное отверстие для газового потока, связанное с первым отверстием головки канал через корпус адсорбера и первую головку с соответствующим впускным тарельчатым клапаном (клапанами) или другим средством управления входным потоком, выпускным тарельчатым клапаном (клапанами) и приводом (приводами), аналогичными f), g) и h).
36. Способ быстрого переключения по меньшей мере двух потоков в адсорбере с обратным потоком, включающем корпус адсорбера, частично закрывающий область адсорбции и/или теплообмена, состоящую из двух по существу противоположных открытых концов с первой головкой, закрывающей один конец корпус адсорбера, вторую головку, закрывающую противоположный конец корпуса адсорбера, неподвижный слой, расположенный внутри корпуса адсорбера, содержащий твердый материал, способный способствовать адсорбции и/или теплообмену с газовым потоком, который содержит:

i) подача из одного или нескольких источников впускного газа по меньшей мере одного первого потока газа в по меньшей мере один вход потока газа, связанного с первой головкой, через первую головку и в корпус адсорбера и вывод обработанного первого потока газа из корпуса адсорбера и через вторую головку по меньшей мере к одному выпускному отверстию газового потока, связанному со второй головкой; при этом указанные ввод и вывод управляются соответственно по меньшей мере одним впускным тарельчатым клапаном, расположенным в первой головке, и по меньшей мере одним выпускным тарельчатым клапаном, расположенным во второй головке; и

ii) подача из одного или нескольких источников впуска газа по меньшей мере одного второго газового потока в по меньшей мере один вход потока газа, связанного со второй головкой, через вторую головку и в корпус адсорбера и вывод обработанного второго потока газа из корпуса адсорбера и через первую головку по меньшей мере к одному выпускному отверстию газового потока, связанному с первой головкой, при этом указанный ввод и вывод управляются, соответственно, по меньшей мере одним впускным тарельчатым клапаном или другим средством управления впускным потоком, расположенным во второй головке, и по меньшей мере одним выпускным тарельчатым клапаном. клапан, расположенный в первой головке.

37. Адсорбер, содержащий:

а) корпус адсорбера, при этом корпус адсорбера образует зону адсорбции внутри корпуса адсорбера;

б) упаковочный материал, расположенный в зоне адсорбции;

c) один или несколько тарельчатых клапанов в сборе, соединенных с корпусом адсорбера и сообщающихся по потоку с зоной адсорбции и регулирующих поток жидкости между местом, расположенным снаружи корпуса адсорбера, и внутри зоны адсорбции.

38. Адсорбер по п.37, в котором корпус адсорбера содержит головку и кожух, соединенные вместе для образования зоны адсорбции; и при этом один или более тарельчатых клапанов в сборе соединены с головкой.
39. Адсорбер по п. 38, в котором один или более узлов тарельчатых клапанов содержат:

i) первый трубопровод, проходящий снаружи головки по меньшей мере частично через головку; и

ii) первый клапан, сообщающийся по потоку с первым трубопроводом, управляющим потоком жидкости вдоль пути потока, идущего от первого клапана и через корпус адсорбера.

40. Адсорбер по п. 39, в котором первый клапан имеет по существу открытое положение, когда поток жидкости в пути потока находится в первом направлении потока, и по существу закрытое положение, когда поток жидкости в пути потока находится во втором, противоположном направление потока.
41. Вычислительное устройство, содержащее:

процессор;

память, связанная с процессором; и

инструкций, хранящихся в памяти, при этом инструкции выполняются процессором для:

• • генерирования результатов моделирования на основе одного или нескольких узлов тарельчатых клапанов, соединенных с корпусом адсорбера и сообщающихся потоком с зоной адсорбции, при этом один или более узлов тарельчатых клапанов регулируют поток жидкости между местом, внешним по отношению к корпусу адсорбера, и внутри зоны адсорбции;
  • сохранить результаты модели.
    42. Вычислительное устройство по п. 41, в котором результаты моделирования основаны на расстоянии между одним или несколькими узлами тарельчатого клапана, соединенными с корпусом адсорбера.
    43. Адсорбер по п. 37, отличающийся тем, что адсорбер представляет собой асимметричный адсорбер с обратным потоком.
    44. Адсорбер по п.37, отличающийся тем, что упаковочный материал представляет собой сотовый упаковочный материал.
    45 Адсорбер по любому из предыдущих пунктов 1-44, отличающийся тем, что адсорбер имеет одну или несколько функций, как показано на прилагаемых рисунках.

Другие варианты могут включать:

1A. Адсорбер, содержащий:

а) корпус адсорбера;

b) первую головку, соединенную с указанным корпусом адсорбера;

c) первый трубопровод, проходящий снаружи указанной головки по меньшей мере частично через указанную головку; и

d) первый клапан, сообщающийся по потоку с указанным первым трубопроводом, управляющим потоком жидкости вдоль пути потока, идущего от первого клапана и проходящего через корпус адсорбера.

2А. Адсорбер по пункту 2А, дополнительно содержащий по меньшей мере одно из:

e) вторую головку, соединенную с указанным корпусом адсорбера;

f) второй трубопровод, проходящий снаружи первой головки или второй головки по меньшей мере частично через указанную соответствующую головку; и

g) второй клапан, сообщающийся по потоку с упомянутым вторым каналом, управляющим потоком текучей среды вдоль пути потока, включая участок, проходящий от корпуса адсорбера ко второму клапану.

3А. Адсорбер по любому из предыдущих абзацев, отличающийся тем, что указанный первый клапан находится в по существу открытом положении, когда поток жидкости в канале потока проходит в первом направлении потока, и в основном в закрытом положении, когда поток жидкости в канале потока находится во втором, противоположном направлении потока. направление.
4А. Адсорбер по любому из предшествующих пунктов 2A-3A, имеющий первую пару клапанов на противоположных сторонах по меньшей мере части пути потока, при этом указанный первый клапан и второй клапан находятся каждый по существу в открытом положении, когда текучая среда течет в потоке. канал находится в первом направлении потока и находится в по существу закрытом положении, когда поток текучей среды в канале потока находится во втором, противоположном направлении потока.
5А. Адсорбер по любому из предыдущих пунктов с 2А по 4А, дополнительно содержащий: h) третий трубопровод, проходящий снаружи первой головки или второй головки по меньшей мере частично через указанную соответствующую головку; i) третий клапан, сообщающийся по потоку с указанным третьим трубопроводом, управляющим потоком текучей среды вдоль пути потока, включая участок, проходящий от корпуса адсорбера к третьему клапану; j) четвертый трубопровод, проходящий снаружи первой головки или второй головки по меньшей мере частично через указанную соответствующую головку; и k) четвертый клапан, сообщающийся по потоку с упомянутым вторым трубопроводом, управляющим потоком текучей среды вдоль пути потока, включая участок, проходящий от корпуса адсорбера к четвертому клапану.
6А. Адсорбер по п. 5А, имеющий вторую пару клапанов, включающую указанный третий клапан и указанный четвертый клапан на противоположных сторонах по меньшей мере части пути потока, регулирующий поток во втором, противоположном направлении потока, при этом третий клапан и четвертый клапан каждый находится в по существу закрытом положении, когда поток текучей среды в канале потока проходит в первом направлении потока, и в по существу открытом положении, когда поток жидкости в канале потока проходит во втором, противоположном направлении потока.
7А. Адсорбер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что адсорбер представляет собой асимметричный адсорбер с обратным потоком.
8А. Адсорбер по любому из предыдущих пунктов 5А и 6А, дополнительно содержащий один или более дополнительных клапанов, каждый из которых сообщается по потоку с одним из указанных первого, второго, третьего или четвертого трубопроводов через дополнительный трубопровод, проходящий, по меньшей мере частично, через соответствующие дополнительные трубопроводы головка, работающая синхронно с любыми другими клапанами, сообщающимися по текучей среде с указанным дополнительным трубопроводом, и управляющая потоком текучей среды вдоль пути потока, включающего часть, простирающуюся от корпуса адсорбера до соответствующего клапана.
9А. Адсорбер по любому из предыдущих абзацев, отличающийся тем, что корпус адсорбера содержит слой адсорбера, а объем пути потока состоит из i) уплотненного объема пути потока в части контакта твердой и жидкой фаз слоя адсорбера и ii) открытого объем пути потока между клапаном(ами) и слоем адсорбера, а также любая открытая часть потока внутри слоя адсорбера.
10А. Адсорбер по п. 9А, в котором указанный объем упакованного потока включает весь объем в слое адсорбера, который находится на расстоянии менее 2 см от поверхности контакта твердой фазы с жидкостью.
11А. Адсорбер по п. 9А, отличающийся тем, что указанная часть слоя адсорбера, контактирующая с твердыми частицами и жидкостью, имеет смачиваемую площадь более 0,5 см ² /см ³ во всех областях указанной части слоя адсорбера.
12А. Адсорбер по п. 9А, отличающийся тем, что отношение объема открытого пути потока к объему упакованного пути потока составляет менее 1,
13А. Адсорбер по п. 9А, отличающийся тем, что отношение объема открытого пути потока к объему упакованного пути потока составляет менее 0,5.
14А. Адсорбер п.9А, в котором слой адсорбера содержит сердцевину неподвижного слоя, содержащую твердый материал, способный к теплообмену.
15А. Адсорбер по п. 9А, отличающийся тем, что по меньшей мере один из указанных клапанов представляет собой тарельчатый клапан, содержащий дисковый элемент, соединенный с элементом штока клапана.
16А. Адсорбер по п. 15А, в котором дисковый элемент тарельчатого клапана имеет поверхность, по существу параллельную и обращенную к проксимальной поверхности слоя адсорбера.
17А. Адсорбер по п. 15А или 16А, в котором тарельчатый клапан открывается в направлении слоя адсорбера.
18А. Адсорбер по п. 15А или 16А, в котором тарельчатый клапан открывается в сторону от слоя адсорбера.
19А. Адсорбер по пунктам 15А, 16А, 17А или 18А, в котором расстояние во время работы между плоской поверхностью элемента диска тарельчатого клапана в полностью открытом положении и поверхностью слоя адсорбера составляет от 5% до 200% диаметра элемента диска.
20А. Адсорбер по пунктам 15А, 16А, 17А или 18А, в котором расстояние во время работы между плоской поверхностью элемента диска тарельчатого клапана в полностью открытом положении и поверхностью слоя адсорбера составляет от 20% до 80% диаметра элемента диска.
21А. Адсорбер по пунктам 15А, 16А, 17А или 18А, в котором указанный элемент штока тарельчатого клапана выходит за пределы указанной головки.
22А. Адсорбер по любому из предыдущих пунктов, в котором каждый клапан связан с доступным извне седлом клапана, которое входит в соответствующий вход в корпус адсорбера и/или выход из корпуса адсорбера и герметизировано на головке.
23А. Адсорбер по п. 22А, отличающийся тем, что седло клапана прикреплено к головке с помощью одного из вращающегося стопорного механизма, резьбовых седел и запрессованных седел.
24А. Адсорбер по п. 21А, который дополнительно содержит уплотнение штока клапана, связанное со штоком клапана.
25А. Адсорбер по п. 24А, отличающийся тем, что уплотнение штока клапана представляет собой штоковую набивку
26А. Адсорбер по п. 15А, отличающийся тем, что тарельчатый клапан содержит шток клапана с линейным приводом, взаимодействующий с исполнительным механизмом для открытия и закрытия клапана путем придания ему линейного движения.
27А. Адсорбер по п. 26А, отличающийся тем, что исполнительным механизмом является по меньшей мере один из приводов с пневматическим приводом, приводом с гидравлическим приводом и приводом с электромагнитным приводом.
28А. Адсорбер по п. 26А, отличающийся тем, что исполнительный механизм приводится в действие распределительным валом.
29А. Адсорбер по п. 26А, отличающийся тем, что общий исполнительный механизм управляет множеством линейно выровненных клапанов, общих для конкретного потока текучей среды.
30А. Адсорбер по п. 15А, отличающийся тем, что круглые тарельчатые клапаны, связанные с конкретной головкой, имеют по существу круглую форму, одинаковый диаметр и расстояние между центрами составляет от 120% до 400% среднего диаметра элемента тарельчатого диска.
31А. Адсорбер по п. 15А, отличающийся тем, что круглые тарельчатые клапаны, связанные с конкретной головкой, имеют по существу круглую форму, одинаковый диаметр и расстояние между центрами составляет от 140% до 200% среднего диаметра элемента тарельчатого диска.
32А. Адсорбер по п. 15А, который обеспечивает по меньшей мере одно из следующего: i) перепад давления на клапане при протекании жидкости через клапан от 1% до 100% внутреннего перепада давления в адсорбере; ii) отношение общей площади проходного сечения тарельчатого клапана для одного из потоков на входе и выходе из потока к площади проходного сечения адсорбера в диапазоне от 1% до 30%; iii) диаметр тарельчатого клапана между минимальным значением (D _PMIN ) [дюймы] = 0,1484+0,4876*D _B [футы], где D _B — диаметр проходного сечения в футах, и максимальным значением (D _PMAX )[дюймы]=1,6113+1,8657*D _B [футы], где D _B — диаметр проходного сечения в футах; iv) L _P /D _P (отношение высоты подъема клапана к диаметру тарелки) находится в диапазоне от 3% до 25%; и v) время подъема клапана не менее 50 миллисекунд.
33А. Адсорбер по п. 15А, который обеспечивает по меньшей мере одно из следующего: i) перепад давления на клапане при протекании жидкости через клапан от 5% до 20% внутреннего перепада давления в адсорбере; ii) отношение общей площади проходного сечения тарельчатого клапана для одного из потоков на входе и выходе из потока к площади проходного сечения адсорбера в диапазоне от 2% до 20%; iii) диаметр тарельчатого клапана между минимальным значением (D _PMIN )[дюймы]=0,1484+0,4876*D _B [футы], где D _B — диаметр проходного сечения в футах, а максимальное значение (D _PMAX )[дюймы]=1,6113+1,8657*D _B [футов], где D _B — диаметр проходного сечения в футах; iv) L _P /D _P (отношение высоты подъема клапана к диаметру тарелки) находится в диапазоне от 5% до 20%; и v) время подъема клапана от 100 до 500 миллисекунд.
34А. Адсорбер по любому из предыдущих абзацев, который представляет собой адсорбер, используемый для адсорбции при переменном давлении (PSA), вакуумной адсорбции при переменном давлении (VPSA), адсорбции при переменном изменении температуры (TSA), адсорбции при переменном парциальном давлении (PPSA), короткоцикловой адсорбции при переменном давлении ( RCPSA), быстроцикловая адсорбция при переменном тепловом воздействии (RCTSA), быстрая циклическая адсорбция при переменном парциальном давлении (RCPPSA), а также комбинации этих процессов, такие как адсорбция при переменном давлении/температуре.
41А. Адсорбер, содержащий:

a) корпус адсорбера, при этом корпус адсорбера образует зону адсорбции внутри корпуса адсорбера;

б) упаковочный материал, расположенный в зоне адсорбции;

c) один или несколько тарельчатых клапанов в сборе, соединенных с корпусом адсорбера и сообщающихся по потоку с зоной адсорбции и регулирующих поток жидкости между местом, расположенным снаружи корпуса адсорбера, и внутри зоны адсорбции.

42А. Адсорбер по п. 41А, отличающийся тем, что корпус адсорбера содержит головку и кожух, соединенные вместе для образования зоны адсорбции; и при этом один или более тарельчатых клапанов в сборе соединены с головкой.
43А. Адсорбер по п. 42А, в котором один или более узлов тарельчатых клапанов содержат:

i) первый трубопровод, проходящий снаружи головки по меньшей мере частично через головку; и

ii) первый клапан, сообщающийся по потоку с первым трубопроводом, управляющим потоком жидкости вдоль пути потока, идущего от первого клапана и через корпус адсорбера.

44А. Адсорбер по п. 43А, в котором первый клапан находится в по существу открытом положении, когда поток жидкости в пути потока проходит в первом направлении потока, и в основном в закрытом положении, когда поток жидкости в пути потока идет во втором, противоположном направлении потока.
45А. Вычислительное устройство, содержащее:

процессор;

память, связанная с процессором; и

инструкции, хранящиеся в памяти, при этом инструкции выполняются процессором для:

генерирования результатов моделирования на основе, по меньшей мере, расстояния между одним или несколькими узлами тарельчатых клапанов, соединенных с корпусом адсорбера и сообщающихся потоком с зоной адсорбции, при этом один или более тарельчатых клапанов регулируют поток жидкости между местом, внешним по отношению к корпусу адсорбера, и внутри зоны адсорбции;

сохранить результаты модели.

46А. Вычислительное устройство по п. 45А, в котором результаты моделирования основаны на расстоянии между одним или несколькими узлами тарельчатых клапанов, соединенными с корпусом адсорбера.
47А. Адсорбер по п. 41А, отличающийся тем, что адсорбер представляет собой асимметричный адсорбер с обратным потоком.
48А. Адсорбер по п. 41А, отличающийся тем, что упаковочный материал представляет собой сотовый упаковочный материал.
49А. Адсорбер по п. 37А, в котором ацетилен превращается в этилен.
50А. Адсорбер по любому из предыдущих пунктов 1A-49A, отличающийся тем, что адсорбер имеет одну или несколько особенностей, как показано на прилагаемых к настоящему документу чертежах.

Как можно понять, в альтернативном варианте осуществления адсорбер по любому из параграфов 1-15 или 1А-15А может обеспечивать по меньшей мере одно из: i) перепада давления на клапане при протекании жидкости через клапан от 5% до 20 % внутреннего перепада давления в адсорбере; ii) отношение общей площади проходного сечения тарельчатого клапана для одного из потоков на входе и выходе из потока к площади проходного сечения адсорбера в диапазоне от 2% до 20%; iii) диаметр тарельчатого клапана между минимальным значением (DPMIN) [дюйм]=0,1484+0,4876*DB [фут], где DB — диаметр проходного сечения в футах, и максимальным значением (DPMAX) [дюйм]=1,6113+2,858*DB[ футов], где DB – диаметр проходного сечения в футах; iv) LP/DP (отношение подъема клапана к диаметру тарелки) находится в диапазоне от 5% до 20%; и v) время подъема клапана от 100 до 500 миллисекунд.

Несмотря на то, что изобретение подробно описано здесь, специалист-практик признает другие варианты осуществления изобретения, которые входят в объем формулы изобретения.

Emerson Exchange 365

Майк Стинн, менеджер по глобальной переработке продукции компании Emerson в Маршаллтауне, штат Айова, написал статью для журнала Petroleum Technology Quarterly за четвертый квартал 2018 года под названием «Выбор клапанов для адсорбции при переменном давлении». Вот краткое изложение, пожалуйста, нажмите на ссылку выше для полного текста.

 

Адсорбция при переменном давлении (PSA) — это процесс, который включает отделение примесей от

исходной газовой смеси с получением одного газообразного продукта, такого как водород, кислород или азот. Применения PSA предъявляют строгие требования к частоте хода и отключению.  

Процесс PSA выполняется при температуре окружающей среды на циклической основе. Процесс PSA представляет собой процесс полупериодического типа, в котором используется несколько адсорберов для обеспечения постоянных потоков сырья, продукта и отходящего газа. Для производства водорода высокой чистоты продукт покидает систему при давлении, близком к давлению исходного газа. Отходящие газы (примеси и потери водорода) доступны при низком давлении в качестве топлива.

  Блок PSA — сложный процесс для регулирующих клапанов. Постоянная схема производства и работы установки КЦА требует чрезвычайно большого количества циклов, что может привести к разрушительному воздействию на технологическое оборудование КЦА, в частности к проблемам производства и обслуживания механического оборудования.

  Отключение регулирующего клапана является серьезной проблемой, поскольку влияет на эффективность блока PSA. Если утечка клапана вызывает загрязнение от одного слоя PSA к другому, чистота газа может быть поставлена ​​под угрозу, и будет реализована неэффективность процесса.

 Эмерсон провел подробный анализ регулирующих клапанов на крупном нефтеперерабатывающем заводе в Оклахоме. Первоначальный производитель регулирующих клапанов на нефтеперерабатывающем заводе рекомендовал плановое техническое обслуживание регулирующих клапанов PSA каждые 100 000 циклов. Стоимость замены мягких деталей на 30 клапанах PSA на нефтеперерабатывающем заводе составила 100 000 долларов США, включая затраты на оплату труда. Таким образом, стоимость восстановления каждого OEM-клапана каждые 100 000 циклов составляла 3 333 доллара в год.

  На этом крупном нефтеперерабатывающем заводе, когда каждый слой вышел из строя из-за отказа клапана, вся установка PSA была вынуждена остановлена. Установку пришлось модифицировать, чтобы она работала на пяти кроватях вместо шести, чтобы подготовиться к отказам клапанов. Это снижение пропускной способности водорода привело к сокращению производства на нефтеперерабатывающих заводах, чтобы сохранить доступный водород в балансе.

 Низкая надежность и, как следствие, высокая стоимость обслуживания и снижение прибыльности заставили нефтеперерабатывающий завод искать лучшее решение. Компания Emerson проанализировала применение и порекомендовала шаровые клапаны Fisher GX для дросселирования и высокоэффективные дисковые затворы Fisher для изоляции на установках PSA.

 

Для устранения проблем с PSA на нефтеперерабатывающем заводе в Оклахоме были установлены запорные клапаны Fisher(TM)  GX и высокопроизводительные дисковые затворы.

  Во время 24-месячного испытания с 200 000 циклов обслуживания не было выявлено критических проблем с техническим обслуживанием и наблюдаемых утечек. Основываясь на этом опыте, все 30 существующих клапанов на установках PSA были заменены на клапаны и приводы Fisher.

  Модернизация нефтеперерабатывающего завода

На нефтеперерабатывающем заводе в Техасе блок PSA извлекал только около 65–70% водорода. Персонал по техническому обслуживанию завода работал с Emerson над определением требований к установке блока PSA. Они использовали диагностику для анализа работы клапанов блока PSA и для обоснования модернизации установки.

 

 

Эта установка PSA производила только 65-70% водорода. Замена клапанов повысила производительность на 20%.  

Первоначально было отремонтировано более двух десятков клапанов PSA, особенно с проблемами износа муфты. Другие были заменены на новые поворотные клапаны Fisher, предназначенные для работы с большим числом циклов, включая валы с покрытием из карбида хрома, подшипники из полиэфирэфиркетона и/или долговечные мягкие уплотнения. Узлы включали приводы с реечной передачей и цифровые контроллеры клапанов FIELDVUE.

 

После установки 40 новых клапанов на узле КЦА, установка КЦА извлекала H ₂ с увеличенной скоростью от 80 до 84%. Кроме того, компрессор хвостового газа работал на 26% водорода по сравнению с 45-50%, которые требовались до модернизации клапана. Повышенная плотность технологического потока также улучшила производительность компрессора.

  Повышение извлечения H ₂ на 20 % соответствует дополнительным 3,75 млн стандартных стандартных кубических футов в сутки. При стоимости 1500 долл. США/млн стандартных кубических футов в день этот проект клапана позволил сэкономить около 5600 долл. США в день или более 2 млн долл. США в год.

  Выбор регулирующих клапанов

Два типа регулирующих клапанов подходят для приложений PSA: шаровые и поворотные (дроссельные) клапаны. Каждый из них должен иметь функции, специально разработанные для строгих требований к утечке и быстрой цикличности.

 Запорные клапаны отвечают требованиям герметичности благодаря использованию прочных мягких седел, обеспечивающих длительную отсечку класса VI в соответствии с ANSI/FCI 70-2. Для обеспечения герметичности контуры неуравновешенной конструкции плунжера должны контактировать с мягким седлом из ПТФЭ только тогда, когда требуется отсечение. Кольцо седла центрирует плунжер, когда он входит в седло, поэтому клапан создает концентрическое уплотнение, гарантируя продолжительный трим клапана в течение всего срока службы клапана.

 Поворотные регулирующие клапаны отвечают критическим требованиям к отсечке за счет использования уплотнительных колец с уплотняющим действием под давлением и с подпружиненными валами, которые центрируют диск в уплотнении.

 Вращающиеся регулирующие клапаны в сборе также могут выполнять 1 000 000 циклов в условиях нагрузки с пружинно-мембранным приводом, подобным приводу с пружиной и мембраной со скользящим штоком. К преимуществам этих конструкций приводов относятся отсутствие износа уплотнительных колец, определенное положение при отсутствии воздуха, низкое рабочее давление привода и двухсторонние диафрагмы.

  Хотя поворотные и запорные клапаны могут использоваться для различных применений PSA, запорные клапаны лучше подходят для установок, требующих работы на промежуточных ходах.

  Регулирующие клапаны имеют решающее значение для работы и эффективности системы PSA. Неправильно выбранные клапаны могут вызвать дорогостоящие проблемы с техническим обслуживанием, а неэффективные клапаны могут отрицательно сказаться на эффективности процесса, ежегодно обходясь нефтеперерабатывающему заводу в миллионы долларов.

Emerson Exchange 365

Тема: Статья посвящена проблемам выбора правильных клапанов для процессов адсорбции с высокой цикличностью.

Кит Неринг, Emerson Automation Solutions

Кит Неринг, менеджер химической промышленности по продуктам управления потоком Emerson Automation Solutions, недавно опубликовал статью в мартовском номере журнала Chemical Processing за 2020 г., в которой описываются проблемы при выборе клапанов для высоких циклические адсорбционные процессы. Его статья называется Выберите подходящие клапаны для процессов адсорбции и приводится ниже.

Что такое адсорбция?

Адсорбция – это прилипание атомов, ионов или молекул к стенкам пористого материала. Компонент, удерживаемый в порах, затем удаляется из слоя адсорбента в процессе регенерации.

 Для удаления воды из инструментального воздуха используется очень распространенный процесс адсорбции. Воздух, содержащий влагу, нагнетается в цилиндр, заполненный гранулами адсорбента под давлением. После адсорбции влаги из сосуда выходит сухой воздух. Как только шарики пропитаются влагой, кровать отключается для регенерации. Здесь нагретый продувочный газ повышает температуру загруженного слоя, отгоняя адсорбированную влагу.

Кровати постоянно переключаются из одного режима в другой. В зависимости от типа слоя и процесса цикличность может происходить от одного раза в минуту до одного раза каждые восемь часов.

  Задача адсорбционных клапанов

Выбор правильных клапанов для высокоцикличных процессов адсорбции в критически важных условиях — непростая задача. Кит описывает проблемы:

  Многие установки полагаются на адсорбцию для удаления или разделения определенных компонентов жидкой или газообразной смеси. В этом процессе массообмена обычно задействовано несколько клапанов (рис. 1). Частота ходов этих клапанов может превышать 60 000 циклов в год, а поддержание чистоты и эффективности промышленного газа требует герметичности по классу VI.

 

Рис. 1. Для надежной работы требуется несколько специальных клапанов, рассчитанных на большое количество рабочих циклов.

  Многие проблемы возникают из-за использования неправильных клапанов. Плохо работающие клапаны могут привести к увеличению объема технического обслуживания, отключению оборудования и снижению эффективности. Например, при опросе производителей этанола по всему миру некоторые из наиболее часто упоминаемых проблем технического обслуживания, связанных с адсорбцией, включают:  

• плохое управление и сокращение срока службы из-за увеличенных поворотных затворов;
• ускоренный износ подшипников, часто наблюдаемый уже через несколько месяцев;
• множественные механические неисправности из-за неполноценных соединений клапан-привод-позиционер; и
• недостаточная производительность низкокачественных позиционеров клапана как в циклах адсорбции, так и в циклах регенерации.  

Неправильный выбор узлов регулирующих клапанов для процессов адсорбции может привести к незапланированному простою. Во время этого простоя типичное предприятие по производству этанола мощностью 50 миллионов галлонов в год может потерять более 10 000 долларов в час упущенной выгоды.

  Основные проектные решения

Выбор правильных клапанов для процесса адсорбции имеет решающее значение для долгосрочной службы и эффективности оборудования. Кит объясняет: 

Правильный выбор всех адсорбционных клапанов требует надлежащего внимания к двум основным аспектам: герметичность и надежность конструкции.  

Герметичная отсечка:

Если клапаны не закрываются плотно, слои будут протекать, что приведет к снижению эффективности процесса и увеличению затрат. Рекомендуемой практикой является определение отсечки класса VI для всех клапанов в процессе адсорбции, чтобы обеспечить максимальную эффективность процесса.

 

 

Рисунок 2 (Рисунок 5 в статье). Уплотнение из ПТФЭ подходит для большинства применений и может обеспечить герметичное отсечение .

  Типичные рабочие температуры позволяют использовать мягкие уплотнения. Выбор формы политетрафторэтилена (ПТФЭ) для мягких уплотнений (рис. 2) обеспечит долговечность, необходимую для множества циклов, а также обеспечит герметичное уплотнение и отсечку по классу VI. ПТФЭ представляет собой материал с довольно низким коэффициентом трения, что снижает усилие, необходимое для посадки и снятия клапана. Тем не менее, PTFE ограничен 450°F. Таким образом, если адсорбционные блоки работают при температуре выше этой, лучшим вариантом является выбор металлического уплотнения, несмотря на его недостатки, такие как более высокая скорость утечки, крутящий момент и износ. Крайне важно выбрать клапан с отсечкой по крайней мере класса IV, чтобы обеспечить наименьшую возможную утечку, а также материал седла с твердым покрытием для продления срока службы седла.

  Прочная конструкция:

Это очень важно, поскольку клапаны должны выдерживать большое количество циклов. Невыбор достаточно надежной конструкции может привести к преждевременному выходу из строя, что повлечет за собой увеличение затрат из-за простоя процесса и дополнительных расходов на оборудование. Выберите клапан, который был испытан на один миллион или более циклов, чтобы гарантировать надежность. Убедитесь, что испытания проводились при давлениях, равных или превышающих ожидаемые в вашем процессе.

  Также при выборе клапанов учитывайте подшипники. Подшипники из полиэфирэфиркетона (PEEK) с футеровкой из ПТФЭ являются отличным выбором для высокоцикловых поворотных затворов в адсорбционных установках. Однако подшипники из PEEK с тефлоновым покрытием также имеют предельную температуру 450°F. Поэтому в некоторых высокотемпературных агрегатах вам может потребоваться использовать металлические подшипники. Настаивайте на металлических подшипниках, в которых используется твердый материал или которые были закалены. Две возможности: твердые подшипники R30006 или азотирование более мягкого материала, такого как клапан S31600A с металлическими подшипниками, требует повышенного крутящего момента для работы, поэтому вы должны выбрать привод с соответствующим более высоким выходным крутящим моментом.

  При использовании клапанов со скользящим штоком выбирайте трим из нержавеющей стали с твердосплавным покрытием. Твердосплавные важные компоненты трима, такие как плунжер клапана, сведут износ к минимуму. Использование плунжера с твердым покрытием также минимизирует заедание и увеличивает срок службы клапана.

  Последнее, на что следует обратить внимание при выборе дроссельных и шаровых клапанов, — это система уплотнения. Он помогает выровнять шток шарового клапана и вал поворотного клапана для правильной работы и закрытия, а также, конечно же, служит для предотвращения утечек. Многие системы уплотнения со временем изнашиваются, что может привести к увеличению атмосферных утечек. Использование набивки из ПТФЭ с динамической нагрузкой обеспечивает ограничение выбросов.

 

Резюме

Кит резюмировал тему следующим образом:

Адсорбция — это многоцикловый процесс, вызывающий износ клапанов. Правильный выбор набивки и уплотнений, а также обеспечение достаточной прочности конструкции клапана, способной выдерживать многократные циклы, обеспечивают более длительный срок службы и бесперебойную работу.

Адсорбер цельной крови во время искусственного кровообращения и необходимость вазоактивного лечения после операции на клапане при остром эндокардите: рандомизированное контролируемое исследование

Сохранить цитату в файл

Формат: Резюме (текст) PubMedPMIDAbstract (текст) CSV

Добавить в коллекции

• Создать новую коллекцию
• Добавить в существующую коллекцию

Назовите свою коллекцию:

Имя должно содержать менее 100 символов

Выберите коллекцию:

Не удалось загрузить вашу коллекцию из-за ошибки
Повторите попытку

Добавить в мою библиографию

• Моя библиография

Не удалось загрузить делегатов из-за ошибки
Повторите попытку

Ваш сохраненный поиск

Название сохраненного поиска:

Условия поиска:

Тестовые условия поиска

Эл. адрес: (изменить)

Который день? Первое воскресеньеПервый понедельникПервый вторникПервая средаПервый четвергПервая пятницаПервая субботаПервый деньПервый рабочий день

Который день? воскресеньепонедельниквторниксредачетвергпятницасуббота

Формат отчета: РезюмеРезюме (текст)АбстрактАбстракт (текст)PubMed

Отправить максимум: 1 шт. 5 шт. 10 шт. 20 шт. 50 шт. 100 шт. 200 шт.

Отправить, даже если нет новых результатов

Необязательный текст в электронном письме:

Создайте файл для внешнего программного обеспечения для управления цитированием

Полнотекстовые ссылки

Эльзевир Наука

Полнотекстовые ссылки

Рандомизированное контролируемое исследование

. 2022 авг; 36 (8 пт B): 3015-3020.

doi: 10.1053/j.jvca.2022.02.028. Epub 2022 26 февраля.

Анна Холмен ¹ , Анна Кордерфельдт ¹ , Лукас Ланнемир ² , Йоран Деллгрен ³ , Эмма С. Ханссон ⁴

Принадлежности

• ¹ Отделение кардиоторакальной хирургии, Сальгренская университетская клиника, Сальгренская университетская клиника, Гетеборг, Швеция.
• ² Отделение кардиоторакальной хирургии, Сальгренская университетская клиника, Сальгренская университетская клиника, Гетеборг, Швеция; Отделение анестезии и интенсивной терапии, Институт клинических наук, Сальгренская академия, Гетеборгский университет, Гетеборг, Швеция.
• ³ Институт трансплантации, Сальгренская академия, Гетеборгский университет, Гетеборг, Швеция; Кафедра молекулярной и клинической медицины, Медицинский институт, Сальгренская академия, Гетеборгский университет, Гётеборг, Швеция.
• ⁴ Отделение кардиоторакальной хирургии, Сальгренская университетская клиника, Сальгренская университетская клиника, Гетеборг, Швеция; Кафедра молекулярной и клинической медицины, Медицинский институт, Сальгренская академия, Гетеборгский университет, Гётеборг, Швеция. Электронный адрес: [email protected].

• PMID: 35341666
• DOI: 10.1053/j.jvca.2022.02.028

Рандомизированное контролируемое исследование

Анна Холмен и соавт. J Cardiothorac Vasc Anesth. 2022 авг.

. 2022 авг; 36 (8 пт B): 3015-3020.

doi: 10.1053/j.jvca.2022.02.028. Epub 2022 26 февраля.

Авторы

Анна Холмен ¹ , Анна Кордерфельдт ¹ , Лукас Ланнемир ² , Йоран Деллгрен ³ , Эмма С. Ханссон ⁴

Принадлежности

• ¹ Отделение кардиоторакальной хирургии, Сальгренская университетская клиника, Сальгренская университетская клиника, Гетеборг, Швеция.
• ² Отделение кардиоторакальной хирургии, Сальгренская университетская клиника, Сальгренская университетская клиника, Гетеборг, Швеция; Отделение анестезии и интенсивной терапии, Институт клинических наук, Сальгренская академия, Гетеборгский университет, Гетеборг, Швеция.
• ³ Институт трансплантации, Сальгренская академия, Гетеборгский университет, Гетеборг, Швеция; Кафедра молекулярной и клинической медицины, Медицинский институт, Сальгренская академия, Гетеборгский университет, Гётеборг, Швеция.
• ⁴ Отделение кардиоторакальной хирургии, Сальгренская университетская клиника, Сальгренская университетская клиника, Гетеборг, Швеция; Кафедра молекулярной и клинической медицины, Медицинский институт, Сальгренская академия, Гетеборгский университет, Гётеборг, Швеция. Электронный адрес: [email protected].

• PMID: 35341666
• DOI: 10.1053/j.jvca.2022.02.028

Абстрактный

Цели: Пациенты с эндокардитом, нуждающиеся в неотложной операции на клапанах сердца в условиях искусственного кровообращения, имеют высокий риск развития синдрома системной воспалительной реакции и септического шока, что обуславливает необходимость интенсивного применения вазопрессоров после операции. Было предложено использовать гемоадсорбер цитокинов (CytoSorb, CytoSorbents Europe GmbH, Германия) во время кардиохирургических операций для снижения риска активации воспаления. Авторы исследования предположили, что добавление адсорбера цитокинов уменьшит нагрузку цитокинов, что приведет к улучшению гемодинамической стабильности.

Дизайн: Рандомизированное, контролируемое, неслепое клиническое исследование.

Параметр: В университетской больнице, третичном справочном центре.

Участники: Девятнадцать пациентов с эндокардитом перенесли операцию на клапане.

Вмешательство: Гемоадсорбер цитокинов, интегрированный в контур искусственного кровообращения.

Измерения и основные результаты: Накопленная доза норадреналина в группе вмешательства была наполовину или меньше во все послеоперационные моменты времени по сравнению с контрольной группой, хотя и не достигала статистической значимости; через 24 и 48 часов (медиана 36 [25-75 перцентилей; 12-57] мкг против 114 [25-559] мкг, p = 0,11 и 36 [12-99] мкг v 261 [25-689] мкг, p = 0,09). Не было существенной разницы в объеме плевральной дренажной трубки, но потребность в переливании эритроцитов была значительно ниже (285 [0-657] мл против 1940 [883-2148] мл, p = 0,03).

Выводы: Статистически значимой разницы между группами в отношении применения вазопрессоров после операции по поводу эндокардита с применением гемоадсорбера цитокинов в условиях искусственного кровообращения не было. Необходимы дополнительные, более крупные рандомизированные контролируемые испытания, чтобы точно оценить потенциальный эффект.

Ключевые слова: переливание крови; операция на сердце; адсорбер цитокинов; гемосорбция; инфекционный эндокардит; синдром системной воспалительной реакции.

Copyright © 2022 Elsevier Inc. Все права защищены.

Похожие статьи

• Гемосорбционное лечение больных острым инфекционным эндокардитом во время операции в условиях искусственного кровообращения — серия случаев.

  Трегер К., Скрабал К., Фишер Г., Дацманн Т., Шредер Дж., Фрицлер Д., Хартманн Дж., Либолд А., Райнелт Х. Трегер К. и др. Int J Artif Organs. 2017 29 мая;40(5):240-249. дои: 10.5301/ijao.5000583. Эпаб 2017 19 мая. Int J Artif Organs. 2017. PMID: 28525670 Бесплатная статья ЧВК.

• Гемоадсорбция цитокинов во время кардиохирургии по сравнению со стандартной хирургической помощью при инфекционном эндокардите (REMOVE): результаты многоцентрового рандомизированного контролируемого исследования.

  Диаб М., Леманн Т., Боте В., Ахьяри П., Платцер С., Вендт Д., Деппе А.С., Штраух Дж., Хагель С., Гюнтер А., Фаербер Г., Спонхольц К., Франц М., Шераг А., Величков И., Силаски М., Фассл Дж., Хофманн Б., Леманн С., Шрамм Р., Фриц Г., Сабо Г., Валерс Т., Мачке К., Лихтенберг А., Плетц М.В., Гуммерт Дж.Ф., Бейерсдорф Ф., Хагл С., Боргер М. А., Бауэр М., Брунхорст Ф.М., Доэнст Т. ; УДАЛИТЬ следователей*. Диаб М. и др. Тираж. 2022 29 марта; 145 (13): 959-968. doi: 10.1161/РАСПИСАНИЕAHA.121.056940. Epub 2022 25 февраля. Тираж. 2022. PMID: 35213213 Клиническое испытание.

• Клиренс цитокинов с помощью CytoSorb® во время операции на сердце: пилотное рандомизированное контролируемое исследование.

  Поли Э.К., Альберио Л., Бауэр-Доррис А., Маркуччи С., Руми А., Кирш М., Де Стефано Э., Лиаудет Л., Шнайдер АГ. Поли ЕС и др. Критический уход. 2019 3 апреля; 23 (1): 108. doi: 10.1186/s13054-019-2399-4. Критический уход. 2019. PMID: 30944029 Бесплатная статья ЧВК.

• Оценка эффективности гемоадсорбера CytoSorb для профилактики органной дисфункции у кардиохирургических больных с инфекционным эндокардитом: протокол REMOVE для рандомизированного контролируемого исследования.

  Диаб М., Платцер С., Гюнтер А., Спонхольц С., Шераг А., Леманн Т., Величков И., Хагель С., Бауэр М., Брунхорст Ф.М., Доэнст Т. Диаб М. и др. Открытый БМЖ. 2020 30 марта; 10 (3): e031912. doi: 10.1136/bmjopen-2019-031912. Открытый БМЖ. 2020. PMID: 32234739 Бесплатная статья ЧВК.

• CytoResc — «CytoSorb» Спасение тяжелобольных пациентов, перенесших цитокиновый шторм COVID-19: структурированное резюме протокола исследования для рандомизированного контролируемого исследования.

  Стокманн Х., Келлер Т., Бюттнер С., Йоррес А., Киндген-Миллес Д., Кунц Дж.В., Либманн Дж., Спайс С., Трегер К., Трескач С., Уриг А., Уиллам С., Энгхард П., Словински Т.; Исследователи испытаний CytoResc. Стокманн Х. и др. Испытания. 2020 26 июня; 21 (1): 577. doi: 10.1186/s13063-020-04501-0. Испытания. 2020. PMID: 32586396 Бесплатная статья ЧВК.