АДСОРБЕР Российский патент 2007 года по МПК B01D53/04 

Адсорбер может быть использован в химической и смежных с ней областях народного хозяйства в блоках комплексной очистки воздухоразделительных установок и блоках осушки гелиевых криогенных систем.

Известна конструкция адсорбера, состоящего из корпуса, цилиндрической и конической решеток, патрубка для засыпки и подпитки сорбента, трубопроводов входа и выхода очищаемого газа [А.М. Архаров и др. "Криогенные системы", Москва, Машиностроение, 1987 г., стр.160, рис.2.42].

Недостаток данной конструкции заключается в том, что она не обеспечивает оптимального поджатия сорбента, осуществляемого только под действием столба того же сорбента, кроме того, в ней отсутствует контроль за усадкой сорбента в процессе его износа.

Известен адсорбер, включающий корпус, заполненный сорбентом, патрубки входа и выхода газа, подпружиненные конические обечайки с механическим приводом для засыпки и выгрузки сорбента [RU 2014876 Адсорбер, патент приор. 04.03.92, бюл. №12, опубл. 30.06.94 г.].

Основным недостатком указанной конструкции является ее сложность и невозможность использования привода конструкции для адсорберов средней и большой производительности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является адсорбер, включающий корпус, патрубок входа и патрубок выхода очищаемого газа, емкость с сорбентом, нажимное устройство в виде опорного кольца с пружинами и решетки с сеткой [И.И. Орехов и др. "Холод в процессах химической технологии", Ленинград, издательство Ленинградского университета, 1980 г., стр.180, рис.69].

Недостатками указанной конструкции являются:

- уменьшение усилия поджатия сорбента в процессе его износа, необходимость прекращения работы и разборки адсорбера для досыпки сорбента.

Решаемая задача - повышение качества очистки и рабочей кампании адсорбера за счет уменьшения износа сорбента, обеспечения оптимальной досыпки и усадки сорбента в процессе работы адсорбера.

Для решения поставленной задачи в предлагаемом адсорбере, содержащем корпус с патрубками входа и выхода очищаемого газа, емкость с сорбентом, нажимное приспособление в виде опорного кольца с пружинами и решетки с сеткой, он снабжен воздухораспылителем сорбента, выполненным в виде цилиндра с форсунками и смонтированным на решетке, пневмоцилиндрами двойного действия, каждый из которых установлен на опорном кольце, и их поршни соединены с решеткой, коллекторами подвода и отвода воздуха, патрубками для засыпки сорбента и приборами контроля, установленными на них, трубопроводами с арматурой, через которые патрубок входа очищаемого газа подсоединен к воздухораспылителю сорбента и коллекторам подвода и отвода воздуха, а последние подключены к пневмоцилиндрам двойного действия.

Конструкция предлагаемого адсорбера представлена на чертеже.

Адсорбер состоит из корпуса 1, патрубка 2 подачи газа для очистки, патрубка 3 выхода чистого газа, емкости 4 с сорбентом 5, нажимного устройства в виде решетки 6, опорного кольца 7, на котором установлены пневмоцилиндры 8 двойного действия, поршни 9 которых соединены с решеткой 6 и подключены с помощью коллекторов 10, 11, трехходовых вентилей 12 и 13 и трубопровода 14 к патрубку 2 входа газа. На решетке 6 смонтирован цилиндр 15 с форсунками 16, которые также подключены с помощью трубопровода 17 и арматуры 18 к трубопроводу 14. Адсорбер снабжен патрубками 19 для засыпки сорбента, на которых установлены приборы 20 для контроля за усадкой сорбента.

Работа адсорбера происходит следующим образом.

"Грязный" газ из патрубка 2 подачи газа на очистку, поступает в адсорбер, где проходит слой сорбента 5, засыпанного в емкость 4, которая соединена с корпусом 1. Очищенный газ из патрубка 3 отводится из адсорбера. В процессе очистки и регенерации сорбента происходит разрушение сорбента, сопровождающееся образованием пыли и снижением адсорбционной емкости сорбента. Для уменьшения износа сорбента и организации досыпки его без разборки адсорбера адсорбер снабжен нажимным устройством, обеспечивающим оптимальное усилие прижатия решетки с сеткой 6 к слою сорбента 5, это достигается за счет подачи газа, поступающего из патрубка 2 по трубопроводу 14 через трехходовой клапан 12 в коллектор 10 и далее в пневмоцилиндры 8. За счет давления газа, поступающего в пневмоцилиндры, через поршни 9, связанные с решеткой 6, создают необходимое нажимное усилие решетки 6 на слой сорбента, обеспечивая условия работы адсорбера, близкие к работе с псевдоожиженным слоем сорбента. При этом усадка сорбента в процессе эксплуатации адсорбера фиксируется (визуально или другим способом) с помощью контрольного прибора 20 за счет убывания уровня сорбента в патрубке 19. При снижении уровня сорбента до определенного значения производят подсыпку заранее подготовленного сорбента. Для подсыпки сорбента необходимо - перекрыть входной и выходной вентили на адсорбере (на чертеже вентили не показаны), сбросить давление в адсорбере до атмосферного, трехходовой вентиль 12 перевести в положение, соединяющее объемы над поршнями 9 в пневмоцилиндрах 8 с атмосферой, а трехходовой вентиль 13 - в положение подачи газа из трубопровода 14 под поршни 9 пневмоцилиндров 8, что обеспечит подъем решетки 6.

После подъема решетки 6 производят засыпку сорбента через патрубки 19, предварительно открыв вентиль 18 подачи газа в цилиндр 16 и форсунки 15, обеспечивающие равномерный рассев гранул сорбента по поверхностному слою емкости 4. Засыпку сорбента прекращают при достижении максимального уровня в приборе контроля 20. После засыпки закрывают вентиль 18 и прекращают подачу воздуха на форсунки 15, переключают трехходовую арматуру 12 и 13 в положение, обеспечивающее прижатие решетки 6 к слою сорбента 5 в емкости 4 и осуществляют либо режим регенерации, либо дальнейшую работу адсорбера в режиме очистки.

Сравнение существенных признаков предложенного и известных решений дает основание считать, что техническое решение отвечает критериям "изобретательский уровень" и "промышленная применимость".

Таким образом, предложенная конструкция адсорбера позволяет поджимать решетку с сеткой к слою сорбента с усилием, приводящим к уменьшению истирания сорбента, проводить контроль за усадкой сорбента и его досыпку без демонтажа крышки адсорбера и нажимного устройства, что позволяет повысить качество очистки и время рабочей кампании.

Изобретение может быть применено в блоках комплексной очистки воздухоразделительных установок и блоках осушки гелиевых криогенных систем. Адсорбер состоит из корпуса (1), патрубка (2) подачи газа для очистки, патрубка (3) выхода чистого газа, емкости (4) с сорбентом (5), нажимного устройства в виде решетки (6), опорного кольца (7) с пневмоцилиндрами (8) двойного действия, поршни (9) которых соединены с решеткой (6) и подключены с помощью коллекторов (10), (11), трехходовых вентилей (12) и (13) и трубопровода (14) к патрубку (2) входа газа. На решетке (6) смонтирован цилиндр (15) с форсунками (16), которые трубопроводом (17) и арматурой (18) подключены к трубопроводу (14). На патрубках (19) для засыпки сорбента установлены приборы (20) для контроля за усадкой сорбента. Очищаемый газ через патрубок (2), трубопровод (14), клапан (12), коллектор (10), пневмоцилиндры (8) поступает в емкость (4), проходит слой сорбента (5) и отводится через патрубок (3). За счет давления газа, поступающего в пневмоцилиндры (8), через поршни (9), связанные с решеткой (6), создают нажимное усилие на слой сорбента (5). Усадку сорбента фиксируют прибором (20). Для подсыпки сорбента перекрывают входной и выходной вентили, сбрасывают давление в адсорбере до атмосферного, поднимают решетку (6). Сорбент засыпают через патрубки (19) и форсунки (15), обеспечивающие равномерный рассев гранул сорбента. Изобретение позволяет повысить качество очистки за счет уменьшения износа сорбента, оптимальной досыпки и усадки сорбента. 1 ил.

Адсорбер, содержащий корпус с патрубками входа и выхода очищаемого газа, емкость с сорбентом и нажимное приспособление, отличающийся тем, что он снабжен воздухораспылителем для равномерного распределения гранул сорбента в емкости с сорбентом, пневмоцилиндрами, коллекторами подвода и отвода воздуха, патрубками для засыпки сорбента, приборами контроля и трубопроводами с арматурой, нажимное приспособление выполнено в виде опорного кольца и решетки с сеткой, воздухораспылитель выполнен в виде цилиндра с форсунками и смонтирован на решетке, пневмоцилиндры установлены на опорном кольце, поршни пневмоцилиндров соединены с решеткой, приборы контроля установлены на патрубках для засыпки сорбента, при этом коллекторы подвода и отвода воздуха подключены к пневмоцилиндрам, а патрубок входа очищаемого газа подсоединен через трубопроводы с арматурой к воздухораспылителю и коллекторам подвода и отвода воздуха.