АДСОРБЕР Российский патент 1995 года по МПК B01D53/04 

Изобретение относится к аппаратам криогенной техники и может быть использовано в воздухоразделительных установках.

Известен адсорбер, включающий корпус с перфорированными решетками, ограничивающими адсорбент [1] Решетки выполнены в виде сферы и усеченного конуса. В указанном адсорбере высота слоя адсорбента увеличивается от периферии к центру.

В адсорбере не обеспечивается равномерного распределения потока по сечению адсорбента, рабочий поток очищаемого газа проходит вдоль стенки адсорбера, где высота слоя меньше и ниже гидравлическое сопротивление. Это приводит к тому, что слой адсорбента работает неэффективно и адсорбционная емкость значительной массы адсорбента не используется. Кроме того, наблюдается пристенный эффект, т. е. преждевременный проскок очищаемой примеси вдоль стенки корпуса, который также обусловлен тем, что основная масса потока проходит вдоль стенки и зоне наименьшего сопротивления слоя.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является адсорбер, содержащий корпус с патрубками и расположенными в нем коллекторами входа и выхода потока в виде тора с перфорированной поверхностью [2]
В указанном адсорбере равномерное распределение потока формируется на некотором расстоянии от коллектора, это объясняется тем, что не обеспечивается рациональный ввод потока в слой адсорбента и адсорбент, расположенный за пределами коллекторов, т.е. ниже нижнего и выше верхнего, практически не участвует в очистке потока и имеется зона неэффективного использования адсорбента.

Технической задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности очистки за счет равномерного распределения потока по сечению адсорбента и рационального использования адсорбента.

Указанные преимущества обеспечиваются тем, что в адсорбере, содержащем корпус с днищами и патрубками, заполненный адсорбентом, и расположенные в нем кольцевые типа тора коллекторы входа и выхода потока с перфорированной поверхностью, каждый коллектор снабжен перфорированной поперечной трубой, расположенной по диаметру коллектора и сообщающейся с ним, а патрубки входа и выхода подключены к поперечным трубам при помощи труб, пропущенных через днища и выполненных перфорированными до уровня днищ, при этом поперечная труба одного коллектора смещена относительно трубы другого на 90^о, а перфорация торов и поперечных труб выполнена со стороны, обращенной к днищу корпуса, а коллекторы выполнены с соотношением размеров D₁/D 0,6-0,7 и d/D₁ 0,2-0,3, где D внутренний диаметр корпуса, D₁ диаметр тора коллектора, d диаметр трубы коллектора.

На фиг. 1 изображен адсорбер, общий вид; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение нижнего коллектора.

Адсорбер состоит из корпуса 1 с верхним днищем 2 и нижнем днищем 3, патрубками входа 4 и выхода 5 потока, в корпусе расположены верхний 6 и нижний 7 коллекторы.

В коллекторе 6 установлена по диаметру поперечная труба 8, а в коллекторе 7 поперечная труба 9, трубы 8 и 9 смещены между собой на 90^о. К центру трубы 8 подсоединена труба 10, соединенная с патрубком 4, а к трубе 9 труба 11, соединенная с патрубком 5.

Коллекторы и трубы выполнены с перфорацией 12. На коллекторе 6 и поперечной трубе 8 перфорация выполнена со стороны днища 2, а на коллекторе 7 и трубе 9 со стороны днища 3. Трубы 10 и 11 выполнены с перфорацией до уровня днищ. Корпус 1 адсорбера заполнен адсорбентом.

Соотношение размеров диаметров труб коллектора, тора и корпуса адсорбера выбирают из условия оптимального обеспечения равномерного распределения потока по сечению адсорбера. Коллекторы выполнены с отношением размеров D₁/D 0,6-0,7, а d/D₁ 0,2-0,3, где D внутренний диаметр корпуса, D₁ диаметр тора, а d диаметр трубы коллектора.

Адсорбер работает следующим образом.

Поток газа (жидкости) с примесями через входной патрубок 4 адсорбера поступает в перфорированную трубу 10 коллектора 6, при этом часть потока вводится в слой адсорбента в центральной части адсорбера у верхнего днища. Основной поток поступает в поперечную перфорированную трубу 8 коллектора 6, разделяется на две половины и частично поступает в слой через перфорацию. Далее основная масса потока поступает в тор коллектора 6, распределяется по его периметру и вводится в слой адсорбента со стороны верхнего днища. Таким образом поток вступает в контакт с адсорбентом в зоне между коллектором и днищем, и начинается его очистка от примесей. Кроме того, одновременно достигается равномерное распределение потока по сечению адсорбера, и фронт адсорбции формируется на уровне коллектора. Далее поток проходит по слою адсорбента и поступает в нижний коллектор 7. При этом поток огибает коллектор 7, поступает в пространство между днищем и коллектором и распределяется по перфорированной поверхности тора, поперечной трубы 9 и трубы 11, соединенными с патрубком выхода потока. Это способствует использованию адсорбционной емкости адсорбента, размещенного между нижним коллектором и днищем, что способствует рациональному использованию адсорбента и увеличению времени защитного действия адсорбера и обеспечивает повышение эффективности очистки.

Очищенный таким образом поток отводится из адсорбера через патрубок выхода 5.

Использование: в химической промышленности, в частности, в воздухоразделительных установках. Сущность изобретения: адсорбер состоит из корпуса с патрубками и коллекторами. Поток газа (жидкости) с примесями через входной патрубок поступает в перфорированную трубу коллектора. Основной поток поступает в трубу коллектора и разделяется на две половины и частично поступает в слой адсорбента через перфорацию. Основная масса потока поступает в слой адсорбента со стороны верхнего днища. 3 ил.

АДСОРБЕР, содержащий корпус с днищами и патрубками, заполненный адсорбентом, и расположенные в нем кольцевые типа тора перфорированные коллекторы входа и выхода потока, отличающийся тем, что каждый коллектор снабжен по крайней мере одной поперечной перфорированной трубой, подсоединенной к патрубкам при помощи труб, пропущенных через днища и выполненных перфорированными до уровня днищ, при этом поперечная труба одного коллектора повернута относительно поперечной трубы другого на угол 90^o, а перфорация торов и поперечных труб выполнена со сторон, обращенных к днищам корпуса, причем коллекторы выполнены с соотношением размеров D₁/D 0,6 0,7; d/D₁ 0,2 0,3, где D₁ внутренний диаметр корпуса, D - диаметр тора коллектора, d диаметр трубы коллектора.