АДСОРБЦИОННАЯ УСТАНОВКА РЕКУПЕРАЦИИ РАСТВОРИТЕЛЕЙ Российский патент 1997 года по МПК B01D53/04 

Изобретение относится к адсорбционной технике, может найти применение в химической и смежных с ней отраслях промышленности для очистки газовых выбросов предприятий путем улавливания паров растворителей активированным углем и преимущественно предназначено для рекуперации паров бензина в производстве автомобильных шин.

Известна адсорбционная установка непрерывного действия с механическим перемещением электропроводного поглотителя, включающая непрерывную цепь, состоящую из связанных друг с другом гибкой связью камер, две противоположные стенки которых перфорированы. Камеры установлены на колеса, снабжены приводом и перемещены в герметичный кожух, разделенный перегородками на зоны адсорбции, десорбции и охлаждения. Установка снабжена источником тока и системой вакуумирования, в качестве поглотителя применен электропроводный материал (авт. св. СССР N 1690825, кл.⁵ B 01 D 53/06, 1991).

Недостатком известного технического решения является конструктивная громоздкость установки, сложность ее изготовления и эксплуатации. Наличие движущихся частей обуславливает трудность создания надежной герметизации, что создает возможность образования взрывоопасных концентраций паровоздушной смеси.

Известна также установка адсорбции паров, включающая колонну с верхним бункером, камеры охлаждения, адсорбции, бункер-накопитель, камеру десорбции, соединенную с конденсатором и выполненную в виде короба, две противоположные стенки которого изготовлены из токопроводящего материала, а противоположные перфорированные стенки снабжены теплоизолированными рубашками, одна из которых сообщается с конденсатором (авт.св. СССР N 1484362, кл.⁴ B 01 D 53/06, 1989).

Недостатками данного технического решения являются громоздкость, сложность в изготовлении, эксплуатации и управлении, сложность обеспечения надежной герметизации, а также высокая вероятность возникновения искровых и дуговых разрядов в слое регенерируемого адсорбента, что делает невозможным размещение установки вблизи от источника газовых выделений.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка десорбции растворителя из токопроводящего адсорбента, состоящая из двух вертикальных кольцевых адсорберов, работающих попеременно на насыщение и регенерацию. Активированный уголь помещается в сегментные кассеты, расположенные в кольцевом пространстве адсорбера между контактными электродами, расположенными в верхней и нижней частях аппарата (заявка N 93003848, решение ВНИИГПЭ о выдаче патента от 30.03.93, кл.⁶ B 01 D 53/06, B 01 D 53/02).

Недостатком этого решения является невозможность мобильной ликвидации паровых выбросов растворителей в условиях малотоннажных производств. Указанный недостаток обусловлен хаотичным размещением источников выделений паров в окружающую среду низкой интенсивности по ходу технологического цикла.

К другим недостаткам установки относятся высокая пожаро-взрывоопасность, неравномерность нагрева слоя, высокая вероятность отказа, обусловленная нарушением контакта между верхним электродом и слоем угля.

Целью изобретения является осуществление мобильной ликвидации локальных паровых выбросов растворителей на фазах малотоннажных производств, а также повышение безопасности десорбции электроконтактным способом.

Цель достигается тем, что адсорбционная установка рекуперации растворителей, включающая камеры адсорбции и десорбции, системы вентиляции, вакуумирования и конденсации, кассеты с активированный углем, состоящие из корпуса, образованного попарно противоположными стенками, выполненными из токопроводящего и диэлектрического материала, и боковых перфорированных поверхностей, установленные в камеры и подключенные к источнику переменного тока, в который согласно изобретению камеры адсорбции и десорбции выполнены раздельно, причем камера десорбции выполнена с охлаждающимися стенками и сообщена с системами вакуумирования, конденсации и источником переменного тока, а камера адсорбции образована собранными в пакет кассетами, сообщенными между собой и вентиляционной системой через перфорированные перегородки, снабжена механизмом перемещения кассет и установлена на подвижном шасси.

Отличительными признаками предлагаемой адсорбционной установки рекуперации растворителей являются выполнение камеры адсорбции и десорбции раздельно, причем камера десорбции выполнена с охлаждающимися стенками и сообщена с системами вакуумирования, конденсации и источником переменного тока, образование камеры адсорбции собранными в пакет кассетами, сообщенными между собой и вентиляционной системой через перфорированные перегородки, снабжение ее механизмом перемещения кассет и установка на подвижное шасси.

Благодаря этому обеспечивается локализация и улавливание паровых выделений низкой интенсивности на разных стадиях производств и регенерация угля, обеспечивающие их непрерывную адсорбцию.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами. На фиг. 1 представлена схема камеры адсорбции; на фиг. 2 схема камеры десорбции; на фиг. 3 схема угольной кассеты.

Камера адсорбции (фиг. 1) включает раму 1, роликовые опоры 2, угольные кассеты 3, выдвижное устройство 4, патрубок 5, вытяжной вентилятор 6, патрубок подачи смеси на адсорбцию 7, патрубок выхода очищенного воздуха 8, эксцентриковый механизм 9, стол 10, рычажной механизм 11.

Рама 1 установлена на роликовых опорах 2, позволяющих произвольно перемещать камеру адсорбции; угольные кассеты 3 расположены на столе 10; выдвижное устройство 4 позволяет варьировать число одновременно загруженных кассет от четырех до восьми. На раме 1 расположен патрубок 5, служащий средством соединения с зонтом местного отсоса, а также вытяжной вентилятор 6. Патрубки подачи смеси на адсорбцию 7 и выхода очищенного воздуха 8 имеют возможность горизонтального перемещения. Эксцентриковый механизм 9 служит для плотного прижатия патрубков 7 и 8 к угольным кассетам, а также плотного прижатия кассет друг к другу. Рычажной механизм 11 дает возможность передвигать кассеты в сторону штуцера подачи смеси 7.

Камера десорбции 12 (фиг. 2), снабжена охладительной рубашкой 13, карманами для сбора конденсата 14, роликами 15, контактными пластинами 16, направляющими 17, крышкой 18 со смотровым стеклом 19, штуцером удаления паровоздушной смеси 20, кожухотрубчатым конденсатором 21, вакуумным насосом 22 электроконтактными термометрами 23, электронным вакуумметром 24, предохранительной мембраной 25, грузовой емкостью 26, с краном для выгрузки растворителя 27, клеммной коробкой 28.

Камера десорбции 12 через кожухотрубчатый конденсатор 21 сообщена с вакуумным насосом 22. Для управления процессом нагревания адсорбента в камеру введены термобаллоны электроконтактных термометров 23 типа ЭКТ. Средством управления работы вакуумного насоса и поддержания заданного разрежения в камере 12 служит электроконтактный вакуумметр 24 типа ЭКВ. Предохранительная мембрана 25 предохраняет от взрыва в случае аварии. Грузовая емкость 26, снабжена краном 27. Выводы контактных пластин 16 расположены в клеммной коробке 28, к которой также подключен внешний источник питания 40 ^oC 60 В переменного тока.

Угольная кассета (фиг. 3) состоит из двух электродов 29 с контактными площадками 30, боковых перфорированных стенок 31, крышек 32, скоб 33, уплотнений 34, гранулированного активированного угля 35, направляющей 36, прокладок 37 и 38.

Электроды 29, служат основанием на которое крепятся боковые перфорированные стенки 31 и крышки 32, выполненные из диэлектрического материала. Скобы 33 расположены внутри кассеты и служат для увеличения ее жесткости. Уплотнения 34 расположены на боковых стенках 31 и служат для исключения утечки воздуха между кассетами в процессе адсорбции. Активированный уголь 35 помещен во внутреннюю полость, образованную стенками кассеты. Направляющая 36 прикреплена к одной из крышек 32 и служит для удобства установки кассеты в камеры адсорбции и десорбции. Контактные площадки 30 расположены в углублениях электродов 29 и служат для подведения электропитания в период регенерации, а также выполняют роль рукояток для загрузки и выгрузки кассет в камеры. Прокладки 37, 38 расположены в местах соединений элементов кассеты и служат для предотвращения утечки газа.

Адсорбционная установка рекуперации работает следующим образом. Паровоздушная смесь, подлежащая очистке, вентилятором 6 через штуцер подачи смеси 7 подается в угольные кассеты 3, где пары растворителя адсорбируются активированным углем. Очищенный воздух через штуцер 8 выходит в атмосферу здания. По мере насыщения активированного угля первые по ходу смеси кассеты изымаются из камеры адсорбции, а все остальные при помощи рычажного механизма 11 сдвигаются в сторону подачи смеси 7. В освободившееся место вставляются кассеты с прорегенерированным углем и сжимаются в пакет эксцентриковым механизмом 8. Изъятые кассеты транспортируются на регенерацию.

В камеру десорбции угольные кассеты вставляются с помощью роликов 15 и направляющих 17 и 36 с определенным зазором так, что контактными площадками 30 электродов 29, кассеты прижимаются к контактным пластинам 16. Клеммная коробка 28 позволяет устанавливать вид электрического соединения кассет (параллельный, последовательный или смешанный).

При десорбции паров растворителя включают вакуумный насос 22 и система сообщенных аппаратов 12, 21 и 26 вакуумируются до остаточного давления, соответствующего оптимальному рабочему интервалу, этот интервал задается контактами вакуумметра 24, который управляет дальнейшей работой насоса и включает электропитание установки для нагрева активированного угля. Этот же прибор аварийно отключает электропитание в случае случайной разгерметизации системы с целью предотвращения возгорания или взрыва. Интервал рабочих температур устанавливается контактами термометров 23 и поддерживается в течение периода десорбции. Термобаллоны этих термометров находятся в контакте с электродами 29 угольных кассет 3. По окончании процесса адсорбции отключается электропитание камеры, затем вакуумный насос, после чего система разгерметизируется и кассеты со свежим углем после охлаждения до 25^oC транспортируются на адсорбцию. В процессе десорбции пары растворителя конденсируются на стенках камеры 12, стекая в карманы для сбора конденсата 14 и в конденсаторе 21, откуда конденсат перетекает в грузовую емкость 26. Грузовая емкость 26 с установленной периодичностью опорожняется через кран 27.

Основные технические характеристики установки:
Масса, с установленными кассетами, кг:
Камеры адсорбции Не более 300
Камеры десорбции Не более 250
Количество устанавливаемых кассет, шт.

В камере адсорбции 4 8
В камере десорбции 1 5
Масса угля в кассете, кг 15 ± 1
Характеристики источника питания45 В, 50 Гц
Рабочее давление в камере регенерации, кПа 10 30
Температура нагрева угля, ^oC 80 110
Производительность по бензину, кг/ч Не менее 8
потребляемая мощность, кВт/ч Не более 10
расход охлаждающей воды, т/ч Не более 0,7
Таким образом, предлагаемая установка обеспечивает локализацию и улавливание паровых выделений низкой интенсивности на различных стадиях производств и регенерацию угля обеспечивающие их непрерывную адсорбцию.

Использование: в адсорбционных установках для рекуперации растворителей, например паров бензина в производстве автомобильных шин. Сущность изобретения: адсорбционная установка содержит камеры адсорбции и десорбции, которые выполнены раздельно, причем камера адсорбции снабжена механизмом перемещения кассет и установлена на передвижном шасси, а камера десорбции выполнена с охлаждающимися стенками, системы вентиляции, вакуумирования и конденсации, кассеты с активированным углем, установленные в камеры и подключенные к источнику переменного тока. 3 ил.

Адсорбционная установка рекуперации растворителей, включающая камеры адсорбции и десорбции, системы вентиляции, вакуумирования и конденсации, кассеты с активированным углем, установленные в камеры и подключенные к источнику переменного тока, отличающаяся тем, что камеры адсорбции и десорбции выполнены раздельно, причем камера адсорбции снабжена механизмом перемещения кассет и установлена на передвижном шасси, а камера десорбции выполнена с охлаждающимися стенками.