РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗА Российский патент 2015 года по МПК B01D53/00 

Изобретение относится к оборудованию для проведения адсорбционных процессов в системе газ-адсорбент и может быть использовано в энергетической, химической и других отраслях промышленности.

Из существующего уровня техники известен фильтр предварительной очистки газогенераторного газа, состоящий из цилиндрического корпуса, в котором с необходимым зазором располагается цилиндрическая фильтрующая секция, к нижней части корпуса крепятся газоподводящий патрубок к цилиндрической поверхности и газоотводящий патрубок к торцевой поверхности по центру, при этом фильтрующая секция представляет собой крышку фильтра, к которой крепится по центру газозаборная труба, а по периметру - металлическая клетка, которая изнутри обтянута металлической сеткой и является разгрузочной крышкой фильтрующей секции. В полости, ограниченной клеткой и газозаборной трубой, размещается фильтрующий элемент различного вида, размера и состава, который загружается в фильтрующую секцию через загрузочные лючки, выполненные на крышке фильтра, при этом газозаборная труба в нижней части фильтра с помощью уплотнения соединяется с газоотводящим патрубком. Отработавший фильтрующий элемент вместе с основным количеством отфильтровавшихся твердых частиц и жидких фракций транспортируется в бункер газогенератора, где применяется в качестве топлива для газогенераторной станции (Патент на полезную модель РФ №112066, МПК B01D 24/04, заявл. 07.07.2011, опубл. 10.01.2012).

Однако данный фильтр недостаточно эффективен, так как в процессе работы требуется загрузка фильтрующего элемента в корпус фильтра, для чего необходимо прерывать процесс фильтрации и останавливать газогенераторную установку.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является адсорбер непрерывного действия, включающий корпус, ситчатые тарелки со взвешенными слоями адсорбента и переточные устройства. Верхняя часть корпуса выполнена в виде коническо-цилиндрической камеры, в которой смонтирован бункер в виде опрокинутого вершиной вниз конуса с перфорированной боковой поверхностью (Авт. св. СССР №516415, МПК B01J 1/22, B01D 53/02, заявл. 23.01.74, опубл. 05.06.1976, бюл. №21).

Адсорбер работает следующим образом. Газовый (паровой) поток на очистку подается в нижнюю часть аппарата через штуцер и проходит через все тарелки, расположенные по его высоте, на которых контактирует с адсорбентом, приводя его во взвешенное состояние. С верхней тарелке газовый поток направляется в коническо-цилиндрическую камеру корпуса и через перфорированную боковую поверхность бункера поступает в него, в зону движущегося плотного адсорбента. Здесь происходит доочистка газового потока от целевого компонента и одновременно очистка его от мелких частиц (пыли), образовавшихся в результате истирания адсорбента в условиях работы аппарата. Очищенный газовый поток выводится из адсорбента через штуцер. Адсорбент из штуцера поступает в бункер, в котором создается движущийся плотный слой адсорбента. Движение газового потока и адсорбента здесь противоточное. Через цилиндрический переток бункера адсорбент попадает на верхнюю тарелку, где контактирует с газовым потоком, а затем по переточным устройствам перемещается на нижележащие тарелки. Отработанный адсорбент выводится из нижней части колонны через штуцер.

Недостатками данного технического решения являются отсутствие регенерации насыпного слоя фильтра, необходимость в постоянной загрузке адсорбента, сложная конструкция, недостаточная степень очистки газа, проблема утилизации отработавшего адсорбента.

Задачей, на решение которой направленно заявляемое изобретение, является повышение эффективности процесса очистки генераторного газа, а так же увеличение продолжительности работы фильтра.

Техническое решение заключается в том, что эффективность процесса очистки генераторного газа выполнена путем регенерации пористого насыпного слоя фильтра.

Техническое решение достигается тем, что регенеративный фильтр с трубопроводом для очистки газа, включающий корпус, заполненный насыпным пористым материалом, а внутри корпуса фильтра установлен кожух, прикрепленный к корпусу металлической пластиной, внутри кожуха расположен шнек, выполненный с возможностью вращения приводным валом, установленным внутри станины, расположенной в трубопроводе, а в нижней части корпуса установлена разделительная сетка.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что регенеративный фильтр с трубопроводом для очистки газа соответствует критерию «новизна», так как имеет существенные отличия.

1. Внутри корпуса фильтра установлен кожух.

2. Кожух прикреплен к корпусу металлической пластиной.

3. Внутри кожуха расположен шнек.

4. Шнек выполнен с возможностью вращения приводным валом.

5. Вал установлен внутри станины.

6. Станина расположена внутри трубопровода.

7. В нижней части корпуса установлена разделительная сетка.

Для осуществления процесса регенерации пористого насыпного слоя в регенеративном фильтре с трубопроводом для очистки газа установлен кожух. Кожух крепится к корпусу металлической пластиной. Внутри кожуха расположен шнек. С его помощью нижние слои пористого насыпного материала, активно участвующие в фильтрации, попадают, перемещаясь внутри кожуха, в верхнюю часть корпуса фильтра, где под воздействием высокой температуры подвергаются прожигу. Смолы и мелкодисперсная пыль, оседающая на поверхности пористого насыпного слоя, прожигается. Таким образом, загрязненный пористый насыпной слой очищается, и поступает в нижнюю часть корпуса фильтра, где снова используется для очистки газа.

Вращение шнека осуществляется через приводной вал, находящийся внутри станины, расположенной в трубопроводе. Станина установлена для герметичности и устойчивости вала.

Разделительная сетка, сквозь которую проходит газ, установлена в нижней части корпуса, и служит для отделения пористого насыпного слоя от трубопровода для очищенного газа.

С целью очистки пористого насыпного слоя (от смол, частиц сажи и т.п.) пористый насыпной материал перемешивается шнеком, установленным в корпусе фильтра.

Выявленные признаки технического решения заявленного устройства позволяют сделать вывод о соответствии технического решения критерию «Существенные отличия».

Техническое решение поясняется чертежным материалом. На чертеже представлен общий вид регенеративного фильтра с трубопроводом для очистки газа.

Регенеративный фильтр с трубопроводом для очистки газа состоит из корпуса 1, заполненного насыпным пористым материалом 2, осуществляющим процесс фильтрации. Внутри корпуса 1 установлен кожух 3, прикрепленный к корпусу 1 металлической пластиной 4. Внутри кожуха 3 расположен шнек 5, выполненный с возможностью вращения приводным валом 6, установленным внутри станины 7, расположенной в трубопроводе 8 (на чертеже привод вращения не показан). В нижней части корпуса установлена разделительная сетка 9.

Для осуществления процесса регенерации к корпусу 1 прикреплен кожух 3, при помощи металлической пластины 4. Шнек 5 расположен внутри кожуха 3 и соединен при помощи приводного вала 6 с приводом вращения. Внутри кожуха 3, шнек 5 осуществляет перемещение насыпного пористого материла 2 внутри корпуса 1 вверх, тем самым нижний слой насыпного пористого материала 2, нуждающийся в регенерации, постоянно заменяет верхний слой. Верхний слой насыпного пористого материала 2 находится под воздействием высокой температуры, вследствие чего загрязненная часть насыпного пористого материала 2 выжигается и очищается от осевшей пыли и смол. Регенеративный фильтр с трубопроводом для очистки газа также содержит станину 7, расположенную в трубопроводе 8, для герметичности и устойчивости вала 6. Трубопровод 8 предназначен для выхода очищенного газа. В нижней части корпуса установлена разделительная сетка 9, которая отделяет насыпной пористый материал 2 от трубопровода 8.

Регенеративный фильтр с трубопроводом для очистки газа работает следующим образом. В корпус 1 подается загрязненный генераторный газ, имеющий высокую температуру. Газ распределяется по всему объему корпуса 1, проходя через слой насыпного пористого материала 2. В верхнем слое насыпного пористого материала 2 происходит регенерация загрязненного смолами и мелкодисперсной пылью насыпного пористого материала 2 прожитом. Нижний слой насыпного пористого материала 2 накапливает на своей поверхности и внутри пор смолы и мелкодисперсную пыль, тем самым очищая газ. Очищенный генераторный газ по трубопроводу 8 выходит из корпуса 1.

Регенерация пористого насыпного слоя 2 осуществляется следующим образом: генераторный газ, имеющий высокую температуру (до 800-900°C), поступает в корпус 1. Верхняя часть насыпного пористого слоя 2 подвергается воздействию высокой температуры и практически не участвует в фильтрации. Со снижением температуры, в нижнем слое насыпного пористого материала 2, свойства фильтра повышаются. На поверхностях и внутри гранул насыпного пористого насыпного материала 2 оседает мелкодисперсная пыль и часть смол.

Регенерация пористого насыпного слоя позволяет производить непрерывную очистку генераторного газа, вследствие чего повышается эффективность процесса очистки генераторного газа. Регенерация также позволяет увеличить продолжительность работы фильтра.

Изобретение относится к оборудованию для проведения адсорбционных процессов в системе газ-адсорбент и может быть использовано в энергетической, химической и других отраслях промышленности.

Регенеративный фильтр с трубопроводом для очистки газа, включающий корпус, заполненный насыпным пористым материалом, отличающийся тем, что внутри корпуса фильтра установлен кожух, прикрепленный к корпусу металлической пластиной, внутри кожуха расположен шнек, выполненный с возможностью вращения приводным валом, установленным внутри станины, расположенной в трубопроводе, а в нижней части корпуса установлена разделительная сетка.

Регенерация пористого насыпного слоя позволяет производить непрерывную очистку генераторного газа, вследствие чего повышается эффективность процесса очистки генераторного газа. Регенерация так же позволяет увеличить продолжительность работы фильтра. 1 ил.

Регенеративный фильтр с трубопроводом для очистки газа, включающий корпус, заполненный насыпным пористым материалом, отличающийся тем, что внутри корпуса фильтра установлен кожух, прикрепленный к корпусу металлической пластиной, внутри кожуха расположен шнек, выполненный с возможностью вращения приводным валом, установленным внутри станины, расположенной в трубопроводе, а в нижней части корпуса установлена разделительная сетка.