АДСОРБЦИОННЫЙ АППАРАТ Российский патент 1995 года по МПК B01D53/04 

Изобретение относится к технике разделения химических соединений адсорбцией, может быть использовано в конструктивном оформлении процесса адсорбции в химической, газовой, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

Известно адсорбционное устройство для очистки газов, содержащее резервуар, заполненный множеством слоев адсорбента, отделенных один от другого волокнистым материалом [1] Очищаемый поток последовательно проходит через все слои адсорбента и волокнистого материала.

Это устройство характеризуется значительным гидравлическим сопротивлением по очищаемому потоку.

Известен адсорбер, в котором через слой сорбента, находящийся в цилиндрическом корпусе и удерживаемый снизу перфорированной горизонтальной перегородкой, пропущены на всю высоту слоя перфорированные трубы с установленными в них поршнями [2] Очищаемый поток в основном проходит по перфорированным трубам до поршней, обходит поршни через сорбент и вновь поступает в трубы. По мере выработки сорбента поршни перемещаются по трубам.

Адсорбер позволяет обеспечить небольшое гидравлическое сопротивление, однако имеет следующие недостатки: во-первых, чрезвычайно сложна и ненадежна конструкция с подвижными элементами поршнями и механизмами их привода; во-вторых, большая вероятность проскока поглощаемых компонентов, так как определение времени перемещения поршней (определение времени насыщения сорбента в районе поршней) особенно в условиях изменения концентраций поглощаемых компонентов в потоке вращается в неоднозначную задачу.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является аппарат для очистки газов, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода очищаемого потока, размещенные в корпусе адсорбционные элементы в виде трубок, расположенных перпендикулярно направлению очищаемого потока, и средства их крепления [3]
Известный аппарат обеспечивает небольшое гидравлическое сопротивление очищаемому потоку, но недостаточно надежен, сложен в сборке и эксплуатации.

Цель изобретения повышение надежности, упрощение сборки и эксплуатации аппарата.

Для этого в адсорбционном аппарате, в корпусе которого размещены перпендикулярно очищаемому потоку трубчатые адсорбционные элементы со средствами их крепления, последние выполнены в виде планок, установленных одна на другой с возможностью их прилегания к противоположным стенкам корпуса, при этом в каждой планке установлены штыри для фиксации на них адсорбционных элементов, расположенных в аппарате шахматными рядами, каждая пара планок, соединенная с адсорбционными элементами рядов с большим числом элементов, скреплена между собой двумя металлическими стержнями, пропущенными через каналы крайних адсорбционных элементов, а каждая пара планок, соединенная с адсорбционными элементами рядов с меньшим числом элементов, скреплена между собой двумя металлическими стержнями, имеющими форму срезанного в продольном направлении цилиндра, прилегающего срезами к стенкам корпуса.

На фиг.1 изображен адсорбционный аппарат, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Адсорбционный аппарат имеет корпус 1 с патрубками ввода 2 и вывода 3 очищаемого потока. В корпусе 1 размещены адсорбционные элементы 4 в виде трубок, расположенных перпендикулярно направлению очищаемого потока. В корпусе 1 параллельно потоку установлены планки 5, концы которых контактируют с противоположными стенками корпуса 1 и предназначены для размещения на них адсорбционных элементов 4. Последние размещены рядами, число которых равно 1/2 n, где n количество планок 5. Каждый адсорбционный элемент 4 установлен по отношению к соседним в шахматном порядке и зафиксирован посредством двух штырей 6, жестко связанных с соответствующей парой планок 5. Центральные каналы адсорбционных элементов 4 заполнены поглотителем 7. Ширина планок 5 равна расстоянию между центральными осями адсорбционных элементов 4 двух соседних рядов. Каждая пара планок 5, установленных в рядах с большим числом адсорбционных элементов 4, скреплена между собой двумя металлическими стержнями 8, пропущенными через каналы адсорбционных элементов 4. Каждая пара планок 5, установленных в рядах с меньшим числом адсорбционных элементов 4, скреплена между собой металлическими стержнями 8, имеющими форму срезанного в продольном направлении цилиндра, прилегающего срезами к стенкам корпуса 1.

Адсорбционный аппарат работает следующим образом.

Вначале осуществляют сборку аппарата. Собирают адсорбционные элементы 4 в ряды путем установки на одну из планок 5 двух металлических стержней 8. Затем вводят эту сборку в приспособление (на чертеже не показано), имеющее прорези для фиксации адсорбционных элементов 4. Устанавливают последние с взаимной фиксацией их и планок 5. Затем засыпают адсорбционные элементы 4 поглотителем 7 и устанавливают вторую планку 5 с закреплением ее на стержнях 8. Подготовленные таким образом ряды адсорбционных элементов 4, зафиксированных на штырях 6, прокаливают при заданной температуре и затем устанавливают в корпус 1 через его открывающуюся стенку. Стенку закрывают, после чего аппарат готов к использованию.

Очищаемый поток через патрубок ввода 2 подается к адсорбционным элементам 4, установленным в корпусе 1. Проходя между адсорбционными элементами 4, поток плавно обтекает поверхность каждого из них. В результате диффузии поглощаемых компонентов из потока к поверхности адсорбента и сорбции их на этой поверхности происходит очистка потока. За счет диффузии поглощаемых компонентов в объеме между зернами адсорбента и в его порах осуществляется распределение этих веществ во всем объеме адсорбционных элементов 4 и в поглотителе 7. После насыщения адсорбционных элементов 4 и поглотителя 7 отключают очищаемый поток, открывают снимаемую стенку корпуса 1 и удаляют все ряды адсорбционных элементов 4. Их заменяют на новые, а отработанные отправляют на центральную регенерационную станцию. Очищенный поток удаляют через патрубок вывода 3.

Использование: в технике адсорбционного разделения газов. Сущность изобретения: в адсорбционном аппарате, содержащем в корпусе цилиндрические адсорбционные элементы, средства крепления которых выполнены в виде планок,установленных одна на другой и прилегающих к противоположным стенкам корпуса, в каждой планке установлены штыри для фиксации на них адсорбционных элементов, расположенных в аппарате шахматными рядами, при этом пара планок в рядах с большим числом адсорбционных элементов скреплена между собой двумя металлическими стержнями, пропущенными через каналы крайних адсорбционных элементов, а пара планок в остальных рядах скреплена металлическими стержнями, имеющими форму срезанного в продольном направлении цилиндра, прилегающего срезами к стенкам корпуса. 2 ил.

АДСОРБЦИОННЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус с патрубками ввода и вывода очищаемого потока и размещенные в корпусе перпендикулярно потоку трубчатые адсорбционные элементы и средства их крепления, отличающийся тем, что средства крепления адсорбционных элементов выполнены в виде планок, установленных одна на другой и прилегающих к двум противоположным стенкам корпуса, в каждой планке установлены штыри для фиксации на них адсорбционных элементов, расположенных в аппарате шахматными рядами, планки каждой пары, соединенной с адсорбционными элементами рядов с большим числом элементов, скреплены между собой двумя металлическими стержнями, пропущенными через центральные каналы крайних адсорбционных элементов, а планки каждой пары, соединенной с адсорбционными элементами рядов с меньшим числом элементов, скреплены между собой двумя металлическими стержнями, имеющими форму срезанного в продольном направлении цилиндра, прилегающего срезами к стенкам корпуса.