ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ АДСОРБЕР Российский патент 2017 года по МПК B01D53/02 B01J19/30 

Изобретение откосится к оборудованию для проведения адсорбционных процессов в системе газ (пар) - адсорбент.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является адсорбер, содержащий корпус с крышками и слой адсорбента по а.с. СССР №516415, B01D 53/02 от 23.01.74.

Недостатком известного адсорбера является то, что он не обеспечивает высокой степени очистки газового потока от целевого компонента и пыли.

Технический результат - повышение степени очистки газового потока от целевого компонента за счет увеличения площади контакта адсорбента с целевым компонентом.

Это достигается тем, что в горизонтальном адсорбере периодического действия, содержащем цилиндрический корпус с крышками и днищем, крышки выполнены сферическими и смонтированы слева и справа от горизонтально расположенного цилиндрического корпуса, в верхней части которого расположены загрузочные люки с предохранительными мембранами, штуцер для отвода паров при десорбции и штуцер для предохранительного клапана, а в левой крышке расположен штуцер с распределительной сеткой для подачи паровоздушной смеси при адсорбции и воздуха при сушке и охлаждении, в средней части корпуса на балках с опорами, поддерживающими колосниковую разборную решетку, на которой уложен слой сетки, размещен слой адсорбента, причем на верхнюю сетку, прикрывающую слой адсорбента, положены грузы для предотвращения уноса адсорбента при десорбции, а выгрузка отработанного адсорбента осуществляется через, по меньшей мере, два разгрузочных люка, расположенных симметрично относительно вертикальной оси корпуса, в днище которого смонтирован смотровой люк со штуцером для отвода конденсата и подачи воды, а также барботер со штуцером для подачи водяного пара, барботер выполнен по всей длине корпуса в виде, по меньшей мере, одной перфорированной цилиндрической трубы и закреплен на поверхности днища посредством распорок, а коэффициент перфорации цилиндрической поверхности барботера лежит в оптимальном интервале величин: К=0,5…0,9, а отношение длины L цилиндрической части корпуса к его диаметру D находится в оптимальном соотношении величин: L/D=1,5…5,0; отношение длины L цилиндрической части корпуса к толщине S его стенки находится в оптимальном соотношении величин: L/S=300…1125; отношение высоты слоя адсорбента H₁ к длине L цилиндрической части корпуса находится в оптимальном соотношении величин: Н₁/L=0,05…0,27, адсорбент выполнен в виде, по крайней мере, трех коаксиально расположенных полусферических поверхностей, соединенных между собой с зазором посредством крепежного элемента через осесимметрично расположенные простановочные элементы в виде колец, а между полусферическими поверхностями закреплены на простановочных элементах гофрированные элементы, имеющие форму образующей поверхности, эквидистантную полусферическим поверхностям, или простановочные элементы в адсорбенте выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин.

На фиг. 1 изображен горизонтальный адсорбер, фронтальный разрез, на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1, на фиг. 3 - форма адсорбента.

Горизонтальный адсорбер содержит цилиндрический корпус 1 со сферическими левой и правой крышками 18 и 19. В верхней части корпуса 1 смонтированы загрузочные люки 4 с предохранительными мембранами, штуцер 8 для отвода паров при десорбции и штуцер 7 для предохранительного клапана. В левой крышке 18 расположен штуцер 2 с распределительной сеткой 3 для подачи паровоздушной смеси при адсорбции и воздуха при сушке и охлаждении. В средней части корпуса 1 на балках 15 с опорами 14, поддерживающими колосниковую разборную решетку 16, на которой уложен слой сетки 6, размещен слой адсорбента 9. На верхнюю сетку 6, прикрывающую слой адсорбента 9, положены грузы 5 для предотвращения уноса адсорбента при десорбции. Выгрузка отработанного адсорбента 9 осуществляется через, по меньшей мере, два разгрузочных люка 10, расположенных симметрично относительно вертикальной оси корпуса (фиг. 2). В днище корпуса смонтирован смотровой люк 12 со штуцером 13 для отвода конденсата и подачи воды, а также барботер 17 со штуцером для подачи водяного пара. Барботер 17 выполнен по всей длине корпуса в виде, по меньшей мере, одной перфорированной цилиндрической трубы и закреплен на поверхности днища посредством распорок. Коэффициент перфорации цилиндрической поверхности барботера лежит в оптимальном интервале величин: К=0,5…0,9. Штуцер 11 для отвода очищенного газа расположен на правой сферической крышке 19.

Процесс адсорбции и десорбции протекает при следующих оптимальных соотношениях составляющих аппарат элементов: отношение длины L цилиндрической части корпуса к его диаметру D находится в оптимальном соотношении величин: L/D=1,5…5,0; отношение длины L цилиндрической части корпуса к толщине S его стенки находится в оптимальном соотношении величин: L/S=300…1125; отношение высоты слоя адсорбента H₁ к длине L цилиндрической части корпуса находится в оптимальном соотношении величин: H₁/L=0,05…0,27.

Чтобы повысить степень очистки газового потока от целевого компонента за счет увеличения площади контакта адсорбента с целевым компонентом, адсорбент 9 (фиг. 3) выполнен в виде, по крайней мере, трех коаксиально расположенных полусферических поверхностей 21, 22, 23, соединенных между собой с зазором посредством крепежного элемента, например, в виде болта 24 с гайкой 25 через осесимметрично расположенные простановочные элементы в виде колец 26, 27, а между полусферическими поверхностями закреплены на простановочных элементах гофрированные элементы 28, 29, имеющие форму образующей поверхности, эквидистантную полусферическим поверхностям, или простановочные элементы в адсорбенте выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин (на чертеже не показано).

Полусферические поверхности 21, 22, 23 в адсорбенте выполнены перфорированными.

Гофрированные элементы 28, 29 в адсорбенте выполнены перфорированными.

Адсорбент 9 может быть выполнен из пористых полимерных материалов, стекла, пористой резины, композиционных материалов, древесины, нержавеющей стали, титановых сплавов, благородных металлов.

Горизонтальный адсорбер работает следующим образом.

Газовый (паровой) поток на очистку подается в верхнюю часть аппарата через штуцер 2 для подачи исходной смеси через распределительную сетку 3. Очищенный газовый поток выводится из адсорбера через штуцер 11. Адсорбент 9 загружается через загрузочные люки 4, а отработанный адсорбент удаляется через разгрузочные люки 10. Десорбция осуществляется путем подачи через штуцер 20 водяного пара к барботеру 17, имеющему перфорированную цилиндрическую поверхность для более равномерного протекания процесса десорбции. Штуцер 8 предусмотрен для отвода паров при десорбции, а в штуцер 7 устанавливается предохранительный клапан для безаварийного протекания процесса.

Предлагаемое устройство позволяет существенно повысить степень очистки газового потока от целевого компонента и может применяться также в рекуперационных установках производительностью свыше 30000 м³/час.

Изобретение относится к оборудованию для проведения адсорбционных процессов в системе газ (пар) - адсорбент. Технический результат - повышение степени очистки газового потока от целевого компонента и пыли. В горизонтальном адсорбере периодического действия содержится цилиндрический корпус с крышками и днищем. Крышки выполнены сферическими и смонтированы слева и справа от горизонтально расположенного цилиндрического корпуса. В верхней части цилиндрического корпуса расположены загрузочные люки с предохранительными мембранами, штуцер для отвода паров при десорбции и штуцер для предохранительного клапана. В левой крышке расположен штуцер с распределительной сеткой для подачи паровоздушной смеси при адсорбции и воздуха при сушке и охлаждении. В средней части корпуса на балках с опорами, поддерживающими колосниковую разборную решетку, на которой уложен слой сетки, размещен слой адсорбента. На верхней сетке, прикрывающей слой адсорбента, положены грузы для предотвращения уноса адсорбента при десорбции. Выгрузка отработанного адсорбента осуществляется через, по меньшей мере, два разгрузочных люка, расположенных симметрично относительно вертикальной оси корпуса. В днище корпуса смонтирован смотровой люк со штуцером для отвода конденсата и подачи воды, а также барботер со штуцером для подачи водяного пара. Барботер выполнен по всей длине корпуса в виде, по меньшей мере, одной перфорированной цилиндрической трубы и закреплен на поверхности днища посредством распорок. Коэффициент перфорации цилиндрической поверхности барботера лежит в оптимальном интервале величин: К=0,5…0,9, а отношение длины L цилиндрической части корпуса к его диаметру D находится в оптимальном соотношении величин: L/D=1,5…5,0; отношение длины L цилиндрической части корпуса к толщине S его стенки находится в оптимальном соотношении величин: L/S=300…1125; отношение высоты слоя адсорбента H₁ к длине L цилиндрической части корпуса находится в оптимальном соотношении величин: Н₁/L=0,05…0,27. Адсорбент выполнен в виде, по крайней мере, трех коаксиально расположенных полусферических поверхностей, соединенных между собой с зазором посредством крепежного элемента через осесимметрично расположенные простановочные элементы в виде колец. Между полусферическими поверхностями закреплены на простановочных элементах гофрированные элементы, имеющие форму образующей поверхности, эквидистантную полусферическим поверхностям, или простановочные элементы в адсорбенте выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Горизонтальный адсорбер, содержащий цилиндрический корпус с крышками и днищем, крышки выполнены сферическими и смонтированы слева и справа от горизонтально расположенного цилиндрического корпуса, в верхней части которого расположены загрузочные люки с предохранительными мембранами, штуцер для отвода паров при десорбции и штуцер для предохранительного клапана, а в левой крышке расположен штуцер с распределительной сеткой для подачи паровоздушной смеси при адсорбции и воздуха при сушке и охлаждении, в средней части корпуса на балках с опорами, поддерживающими колосниковую разборную решетку, на которой уложен слой сетки, размещен слой адсорбента, причем на верхнюю сетку, прикрывающую слой адсорбента, положены грузы для предотвращения уноса адсорбента при десорбции, а выгрузка отработанного адсорбента осуществляется через, по меньшей мере, два разгрузочных люка, расположенных симметрично относительно вертикальной оси корпуса, в днище которого смонтирован смотровой люк со штуцером для отвода конденсата и подачи воды, а также барботер со штуцером для подачи водяного пара, при этом барботер выполнен по всей длине корпуса в виде, по меньшей мере, одной перфорированной цилиндрической трубы и закреплен на поверхности днища посредством распорок, а коэффициент перфорации цилиндрической поверхности барботера лежит в оптимальном интервале величин: К=0,5…0,9, а отношение длины L цилиндрической части корпуса к его диаметру D находится в оптимальном соотношении величин: L/D=1,5…5,0; отношение длины L цилиндрической части корпуса к толщине S его стенки находится в оптимальном соотношении величин: L/S=300…1125; отношение высоты слоя адсорбента H₁ к длине L цилиндрической части корпуса находится в оптимальном соотношении величин: H₁/L=0,05…0,27, отличающийся тем, что адсорбент выполнен в виде, по крайней мере, трех коаксиально расположенных полусферических поверхностей, соединенных между собой с зазором посредством крепежного элемента через осесимметрично расположенные простановочные элементы в виде колец, а между полусферическими поверхностями закреплены на простановочных элементах гофрированные элементы, имеющие форму образующей поверхности, эквидистантную полусферическим поверхностям, или простановочные элементы в адсорбенте выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин.

2. Горизонтальный адсорбер по п. 1, отличающийся тем, что полусферические поверхности в адсорбенте выполнены перфорированными.

3. Горизонтальный адсорбер по п. 1, отличающийся тем, что гофрированные элементы в адсорбенте выполнены перфорированными.