АДСОРБЦИОННЫЙ АППАРАТ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1995 года по МПК B01D15/00 B01J47/02 

Изобретение относится к способам и системам для разделения химических соединений, в частности к системам для адсоpбционной очистки жидкостных потоков.

Наиболее близким к предлагаемому является аппарат для очистки воды, содержащий корпус, разделенный по высоте на секции, заполненные сорбционным материалом и разделенные между собой перфорированными диафрагмами или распределительными дисками, заборным устройством в виде мундштука и крышки. Аппарат предназначен для индивидуального пользования путем погружения нижней части корпуса с крышкой в водоем и просасывания ртом воды через слои сорбционного материала.

Основным недостатком этого устройства является невозможность использования его в стационарных условиях, так как в нем отсутствуют элементы, необходимые для закрепления корпуса и перекрытия потоков. Кроме того, аппарат является непригодным для подачи жидкости при повышенном давлении. Секции аппарата образованы слоями засыпаемых в единый корпус сорбентов, на каждый из которых укладывается сверху перфорированная диафрагма или распределительный диск, поэтому при выработке сорбентов и опорожнении корпуса эти сорбенты полностью или частично перемешиваются, что приводит к их потери, так как используемые способы термической или химической регенерации сорбентов различных слоев недопустимы для других.

Задача изобретения расширение функциональных возможностей и сокращение расхода адсорбционных материалов.

В первом варианте технического решения это достигается тем, что адсоpбционный аппарат, содержащий корпус, разделенный внутри по высоте на цилиндрические секции, заполненные адсорбентом крышки и штуцера для подачи и отвода очищаемой среды, снабжен направляющими штангами, верхним и нижнем кольцевыми фланцами, а секции включают установленную с зазором относительно корпуса обечайку, присоединенное к ней перфорированное днище с пористым фильтрующим материалом, перекрывающим перфорационные отверстия днища. Днище нижней секции расположено с зазором относительно нижней крышки, на которой зафиксирован нижней кольцевой фланец, а верхний кольцевой фланец зафиксирован на крышке и корпусе, при этом на верхнем торце обечайки имеется уплотнительно-фиксирующий элемент, сопряженный с частью днища вышерасположенной секции или крышки. Штуцер отвода очищаемой среды размещен на крышке и имеет фильтр и запорный элемент. Штуцер подвода очищаемой среды размещен в верхнем кольцевом фланце и имеет фильтр и запорный элемент.

Во втором варианте технического решения это достигается тем, что известный аппарат, содержащий корпус, разделенный внутри по высоте на цилиндрические секции, заполненные адсорбентом, крышки и штуцера для подвода и отвода очищаемой среды, снабжен направляющими штангами с опорами, верхним и нижнем кольцевыми фланцами, размещенными по периметру крышек и соединенных между собой штангами, фильтрами и запорными элементами, размещенными в штуцерах для подвода и отвода очищаемой среды. При этом каждая секция включает обечайку, присоединенную к ней, жестко перфорированное днище с пористым фильтрующим материалом, перекрывающим перфорационные отверстия днища. На верхнем торце обечайки каждой секции и в верхней части нижней крышки выполнены уплотнительно-фиксирующие элементы, сопряженные с частью днища вышерасположенных секции или верхней крышки.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает расширение функциональных возможностей и сокращение расхода адсоpбционных материалов, так как:
при сборке (разборке) аппарата адсоpбенты соседних секций не могут смешиваться, так как они размещены в конструк- тивно разделенных между собой обечайках с днищами;
стягивание секций в единый пакет и надежная герметизация их за счет четкой фиксации уплотняемых поверхностей и равномерного их обжатия позволяет использовать аппарат в стационарных установках при повышенном давлении с обеспечением заданного расхода при частичном загрязнении фильтров и адсорбентов и отсутствием утечек очищаемой среды;
наличие фильтров в штуцерах для подачи и отвода очищаемой среды предохраняет адсорбент от загрязнения (от уноса частиц адсорбента) при минимальных габаритах и удобстве их замены;
размещение адсорбентов в отдельных секциях позволяет производить при выполнении их из соответствующих материалов их термическую или химическую регенерацию без высыпания адсорбента, что также увеличивает срок службы этих материалов.

Первый вариант технического решения позволяет устанавливать аппарат на корпус, т.е. отсутствует потребность установки специальных опор, но требует большого расхода материалов (на изготовление корпуса), во втором варианте аппарат имеет опоры, обеспечивающие установку аппарата, но у него отсутствует корпус, охватывающий секции.

На фиг. 1 представлен сборочный чертеж первого варианта аппарата; на фиг. 2 сборочный чертеж второго варианта.

Каждый из аппаратов состоит из двух секций 1 и 2, верхних крышек 3, штанг 4 с навинченными на них гайками 5, двух кольцевых фланцев 6 и 7, двух штуцеров 8 и 9 для подачи и отвода очищаемой среды, двух фильтров 10 и 11, зафиксированных в штуцерах 8 и 9, и двух запорных элементов 12 и 13, закрепленных гайками 14 на штуцерах 8 и 9. Каждая секция (1 или2) включает цилиндрическую обечайку 15, перфорированное днище 16, пористый фильтрующий материал 17 и слой адсоpбционного материала 18. Для уплотнения фильтров 10 и 11 служат резиновые кольца 19. Каждый из запорных элементов 12 или 13 состоит из корпуса 20, поворотной пробки 21, патрубка 22 и ввинченного в корпус 20 ниппеля 23. В первом варианте аппарата (фиг. 1) секции 1 и 2 заключены в коpпус 24 таким образом, что между его стенками и секциями 1 и 2 образована кольцевая полость 25, а между нижней крышкой 26 корпуса 24 и днищем 16 секции 2 зазор 27. Для уплотнения корпуса 24 служат прокладка 28 и уплотнительные кольца 29, одеваемые на штанги 4. Во втором варианте аппарата (фиг. 2) на кольцевом фланце 7 установлена нижняя крышка 24, а на концы штанг, выступающие из нижнего фланца 7, навинчены опоры 25.

Аппарат (по первому варианту) работает следующим образом.

Очищаемая среда, например вода, подается через запорный элемент 12 к фильтру 10, в котором вода очищается от взвешенных частиц. Через стенки фильтра 10 вода поступает в канал штуцера 8, а из него в полость 25, опускается по этой полости и попадает в зазор 27. Через перфорационные отверстия днища 16 секции 2 вода поднимается, проходит через слой пористого фильтрующего материала 17 секции 2 и, просачиваясь между зернами адсорбента 18, очищается от примесей. Далее через перфорационные отверстия днища 16 секции 1 очищаемая вода поступает к пористому фильтрующему материалу 17 и слою адсорбента 18 секции 1, на котором сорбируются примеси, не поглощаемые адсорбентом в секции 2. Затем вода пропускается через фильтр 11 и запорный элемент 13 и поступает по назначению.

Аппарат (по второму варианту) работает следующим образом.

Вода через запорный элемент 12 и фильтр 10 подается в зазор между крышкой 24 и днищем 16 секции 2 и через перфорационные отверстия днища 16 поднимается. Далее вода проходит снизу вверх через фильтрующие материалы 17 и адсорбенты 18 секций 2 и 1 и через фильтр 11 и запорный элемент 13 поступает по назначению.

Использование: в адсорбционной технике очистки газов. Сущность изобретения: аппарат содержит цилиндрические секции, установленные одна на другой с образованием вертикального пакета, два кольцевых фланца, направляющие штанги, через фланцы скрепляющие секции, фильтры, запорные элементы и штуцеры для подачи и отвода очищаемой среды. В первом варианте выполнения аппарата пакет секций установлен в корпусе аппарата, а подача жидкости осуществляется через верхний фланец по кольцевой полости между стенками секций и стенкой корпуса к перфорированному днищу нижней секции. Во втором варианте выполнения аппарата поток жидкости к перфорированному днищу нижней секции подается через крышку. В аппарате обеспечивается упрощенная сборка, надежная герметизация секций. Кроме того упрощена замена адсорбента или реагента. 2 с. п. ф-лы, 2 ил.

1. Адсорбционный аппарат, содержащий корпус, разделенный внутри по высоте на цилиндрические секции, заполненные адсорбентом, крышки и штуцера для подачи и отвода очищаемой среды, отличающийся тем, что он снабжен направляющими штангами, верхним и нижним кольцевыми фланцами, а секции включают установленную с зазором относительно корпуса обечайку, присоединенное жестко к ней перфорированное днище с пористым фильтрующим материалом, перекрывающим отверстия днища, причем днище нижней секции расположено с зазором относительно нижней крышки и на нем зафиксирован нижний кольцевой фланец, а верхний кольцевой фланец зафиксирован на крышке и корпусе, причем на верхнем торце обечайки имеется уплотнительно-фиксирующий элемент, сопряженный с частью днища вышерасположенной секции или крышки, штуцер отвода очищаемой среды размещен на крышке и имеет фильтр и запорный элемент, а штуцер подвода очищаемой среды размещен в верхнем кольцевом фланце и имеет также фильтр и запорный элемент. 2. Адсорбционный аппарат, содержащий корпус, разделенный внутри по высоте на цилиндрические секции, заполненные адсорбентом, крышки и штуцера для подвода и отвода очищаемой среды, отличающийся тем, что он снабжен направляющими штангами с опорами, верхним и нижним кольцевыми фланцами, размещенными по периметру крышек и соединенными между собой штангами, фильтрами и запорными элементами, размещенными в штуцерах для подвода и отвода очищаемой среды, при этом каждая секция включает обечайку, присоединенное к ней жестко перфорированное днище с пористым фильтрующим материалом, перекрывающим отверстия днища, на верхнем торце обечайки каждой секции и в верхней части нижней крышки выполнены уплотнительно-фиксирующие элементы, сопряженные с частью днища вышерасположенных секций или верхней крышки.