УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДСОРБЦИИ Российский патент 2019 года по МПК B01D53/18 B01D53/26 

Описание патента на изобретение RU2676635C1

Изобретение относится к области очистки газов адсорбентами, регенерация которых осуществляется горячим газом, проходящим через адсорбент, и может быть использовано, например, в газовой, нефтяной, нефтеперабатывающей и нефтехимической промышленности.

Известно устройство для проведения процессов адсорбции, включающее статор и установленный внутри него ротор, где с целью увеличения времени контакта жидкого и твердого реагентов, повышения эффективности процесса за счет использования мелкой фракции сорбента и предотвращения ее уноса, боковая стенка ротора выполнена сплошной, а верхняя торцевая часть с отверстиями, причем ротор снабжен ножом, установленным внутри него [1] (А.с. №780877, опубликовано 25.11.1980 г.).

Общими признаками известного способа с предлагаемым является возможность использования устройства для осушки жидких фаз и наличие перфорации на торцевой части для увеличения времени контакта между жидким и твердым реагентами.

Недостатками известного устройства являются:

- использование ротора, что снижает срок службы хрупких кристаллических адсорбентов;

- использование устройства только на стадии адсорбции.

Известно устройство для адсорбции компонентов, содержащее установленный на оси ротор с прикрепленными к нему рядами лопаток, размещенными радиально с зазором друг относительно друга и наклоном по отношению к плоскости, перпендикулярной оси корпуса, и слоями адсорбента, расположенными на лопатках, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса адсорбции, внутренняя поверхность корпуса снабжена рядами неподвижных лопаток, со слоями адсорбента, наклоненных в противоположном направлении по отношению к лопаткам ротора и размещенных между рядами лопаток ротора. [2] (А.с. №1692623, опубликовано 23.11.1991 г.)

Общими признаками известного устройства с предлагаемым является разделение адсорбента, что способствует интенсификации процесса адсорбции.

Недостатками известного устройства являются:

- сложность конструкции;

- небольшой объем лопаток с адсорбентом, ограничивающий возможность осушки больших или сильно обводненных потоков газа.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для осушки газа, содержащее аппарат осушки, включающий в себя корпус с установленным в нем с возможностью вращения ротором, внутри которого находится сушильный агент, а также привод вращения указанного ротора для обеспечения возможности последовательного перемещения сушильного агента через зону осушки, зону регенерации и зону охлаждения, при этом корпус у первого в осевом направлении ротора разделен на, по меньшей мере, три секции для направления по меньшей мере трех потоков газа: основного потока, охлаждающего потока, и регенерационного потока, причем первая секция образует основной выход для основного потока, вторая секция образует вход для охлаждающего потока, а третья секция образует вход для регенерационного потока, а у второго в осевом направлении торца ротора корпус содержит по меньшей мере две секции: первую секцию, которая образует вход для основного потока, и вторую секцию, которая образует общий вход для охлаждающего и регенерационного потоков, отличающееся тем, что вторая секция, расположенная у первого торца ротора, содержит дополнительный выход для основного потока и состоит из двух частей, а именно первой части, образующей указанный вход для охлаждающего потока, и второй части, образующей дополнительный выход для охлаждающего потока, при этом две части соединены между собой посредством имеющихся для этого средств соединения. [3] (Патент РФ №2516636, опубл. 20.05.2014).

Общими признаками известного способа с предлагаемым, является сегментирование устройства для осушки газа с разделением основного, регенерационного и охлаждающего потоков.

Недостатками известного способа являются:

- вращающийся сегментированный ротор, благодаря чему происходит быстрый механический износ адсорбента;

- не высокая эффективность теплообмена при больших габаритах аппарата.

Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение конструкции устройства и увеличение объемов, занимаемых адсорбентом, при использовании сегментированного аппарата, дополнительно разделенного по горизонтали на независимые отсеки, обеспечивающие эффективный тепло- и массообмен.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что заявляемое устройство для адсорбции представляет собой корпус разделенный на, по меньшей мере, три секции для направления по меньшей мере трех потоков газа: основного потока, охлаждающего потока, и регенерационного потока, причем первая секция образует основной выход для основного потока, вторая секция образует вход для охлаждающего потока, а третья секция образует вход для регенерационного потока, а у второго в осевом направлении торца ротора корпус содержит по меньшей мере две секции: первую секцию, которая образует вход для основного потока, и вторую секцию, которая образует общий вход для охлаждающего и регенерационного потоков, вторая секция, расположенная у первого торца ротора, содержит дополнительный выход для основного потока и состоит из двух частей, а именно первой части, образующей указанный вход для охлаждающего потока, и второй части, образующей дополнительный выход для охлаждающего потока, при этом две части соединены между собой посредством имеющихся для этого средств соединения, и, согласно изобретения, цилиндрический корпус радиально разделен металлическими перегородками на четыре сегмента (количество сегментов соответствует количеству стадий процесса), заполненных адсорбентом (например, цеолитом или силикагелем), а по горизонтали устройство разделено на независимые отсеки (по меньшей мере, два), образуемые проницаемыми для адсорбтива перегородками.

На фиг. 1 изображено устройство для адсорбции, разрез;

Устройство для адсорбции содержит цилиндрический корпус 1 со съемными эллиптическими крышкой и днищем (на чертеже не показаны), разделенный по вертикали непроницаемыми пластинами 2 на четыре больших отсека. По горизонтали устройство для адсорбции разделено на пять частей. Внутри больших отсеков внутри сегментов, изготовленных из перфорированных металлических пластин 3, на специальных устройствах для крепления размещен адсорбент 4. Перфорированные металлические пластины 3 проницаемы для адсорбтива и непроницаемы для гранул адсорбента 4. Полости 5 образуют пространство между непроницаемой 2 и перфорированной пластинами, свободное от адсорбента, по вертикали. Полости 6 образуют пространство между слоями адсорбента по горизонтали.

На фиг. 2 показаны виды А-Е, обозначенные на фиг. 1;

Виды А, В и С показывают полости, свободны от адсорбента, виды D и Е - полости с адсорбентом.

На фиг. 3 отображено направление потоков внутри устройства.

Если в полости I в единицу времени (устанавливают экспериментальным или расчетным методом в зависимости от объема устройства и влажности потока) протекает процесс адсорбции; в полости II - первичная регенерация адсорбента; в полости III - вторичная регенерация адсорбента; в полости IV - охлаждение адсорбента после регенерации перед адсорбцией, то потоки направляются следующим образом.

Пример 1. В полости I - сверху вниз - поток газа на осушку. Проходя через слой адсорбента, данный поток нагревается за счет тепла адсорбции (в частности, при обезвоживании на цеолите КА температура составляет 100-140°С) [3]. В полость II на стадию первичной регенерации снизу вверх подается часть потока из полости I, где газ отдает тепло адсорбенту, находящемуся на стадии первичной регенерации. В полость III сверху вниз подается поток газа регенерации, нагретый до температуры десорбции (от 200 до 400°C в зависимости от свойств используемого адсорбента). В полость I сверху вниз подается поток охлаждающего газа.

Пример 2. В полости I - снизу вверх - поток газа на осушку или водной смеси на обезвоживание. Проходя через слой адсорбента, данный поток нагревается за счет тепла адсорбции (в частности, при обезвоживании на цеолите КА температура составляет 100-140°С) [3]. В полость II на стадию первичной регенерации избыточное тепло передается через стенку, смежную с полостью I адсорбенту, находящемуся на стадии первичной регенерации. В полость III сверху вниз подается поток газа регенерации, нагретый до температуры десорбции (от 200 до 400°C в зависимости от свойств используемого адсорбента). В полость I сверху вниз подается поток охлаждающего газа.

Пример 3. Данный пример иллюстрирует реализацию работы устройства по примеру 1 и 2, отличающийся тем, что теплообменные вертикальные полости устройства дополнены внутренними трубчатыми устройствами для теплообмена, что актуально при больших диаметрах устройства для адсорбции.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:

1. А.С. №780877, опубликовано 25.11.1980 г.

2. А.С. №1692623, опубликовано 23.11.1991 г.

3. Патент РФ №2516636, опубл. 20.05.2014

Похожие патенты RU2676635C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУШКИ ГАЗА 2010
  • Вандерстратен Барт Этьен, Анес
RU2516636C2
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2003
  • Кузьменко И.Ф.
  • Передельский В.А.
  • Дарбинян Р.В.
RU2241524C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ И ОСУШКИ ГАЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1997
  • Бармин Н.В.
  • Дарбинян Р.В.
  • Передельский В.А.
  • Казаченков В.З.
  • Глазунов В.Д.
  • Духанин Ю.И.
RU2157722C2
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ И ОСУШКИ ПРИРОДНОГО И ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗОВ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ СЕРОВОДОРОДА 2001
  • Дарбинян Р.В.
  • Обмелюхин Ю.А.
  • Передельский В.А.
  • Спиридович Е.А.
RU2197318C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ И ОСУШКИ ПРИРОДНОГО И ПОПУТНОГО НЕФТЯНОГО ГАЗОВ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ СЕРОВОДОРОДА 2000
  • Дарбинян Р.В.
  • Обмелюхин Ю.А.
  • Передельский В.А.
  • Спиридович Е.А.
RU2176266C1
СПОСОБ КОМПЛЕКСНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦЕННЫХ ПРИМЕСЕЙ ИЗ ПРИРОДНОГО ГЕЛИЙСОДЕРЖАЩЕГО УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ АЗОТА 2014
  • Мнушкин Игорь Анатольевич
RU2597081C2
СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ АДСОРБЕНТА ОСУШКИ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ 2017
  • Ткаченко Игорь Григорьевич
  • Шабля Сергей Геннадьевич
  • Твардиевич Сергей Вячеславович
  • Шатохин Александр Анатольевич
  • Гераськин Вадим Георгиевич
  • Малахова Ольга Валентиновна
  • Завалинская Илона Сергеевна
RU2669269C2
Установка для очистки попутного нефтяного и природного газа от серосодержащих соединений 2016
  • Михайлов Юрий Михайлович
  • Гатина Роза Фатыховна
  • Каракотов Салис Добаевич
  • Омаров Залимхан Курбанович
  • Астахов Сергей Васильевич
  • Колдин Эдуард Николаевич
  • Демин Владимир Вадимович
RU2618009C1
СПОСОБ ОСУШКИ ГАЗА И БЛОК ОСУШКИ ГАЗА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2013
  • Гриценко Владимир Дмитриевич
  • Шевцов Александр Петрович
  • Лачугин Иван Георгиевич
  • Чагин Сергей Борисович
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Лаунин Геннадий Львович
RU2534145C1
АДСОРБЕР ВЕРТИКАЛЬНЫЙ С НЕПОДВИЖНЫМ СЛОЕМ АДСОРБЕНТА 2012
  • Бессонный Евгений Анатольевич
  • Машковцев Павел Дмитриевич
  • Михайлов Александр Викторович
  • Сидоров Виктор Михайлович
RU2530112C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 676 635 C1

Реферат патента 2019 года УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДСОРБЦИИ

Изобретение относится к области очистки газов адсорбентами, регенерация которых осуществляется горячим газом, проходящим через адсорбент, и может быть использовано, например, в газовой, нефтяной, нефтеперабатывающей и нефтехимической промышленности. Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции устройства и увеличение объемов, занимаемых адсорбентом, при использовании сегментированного аппарата, дополнительно разделенного по горизонтали на независимые отсеки, обеспечивающие эффективный тепло- и массообмен. Устройство для адсорбции представляет собой корпус, разделенный на, по меньшей мере, три секции для направления, по меньшей мере, трех потоков газа: основного потока, охлаждающего потока и регенерационного потока. Первая секция образует основной выход для основного потока, вторая секция образует вход для охлаждающего потока, а третья секция образует вход для регенерационного потока, а у второго в осевом направлении торца ротора корпус содержит, по меньшей мере, две секции: первую секцию, которая образует вход для основного потока, и вторую секцию, которая образует общий вход для охлаждающего и регенерационного потоков. Вторая секция, расположенная у первого торца ротора, содержит дополнительный выход для основного потока и состоит из двух частей, а именно первой части, образующей указанный вход для охлаждающего потока, и второй части, образующей дополнительный выход для охлаждающего потока, при этом две части соединены между собой посредством имеющихся для этого средств соединения. Согласно изобретению цилиндрический корпус радиально разделен металлическими перегородками на четыре сегмента (количество сегментов соответствует количеству стадий процесса), заполненные адсорбентом (например, цеолитом или силикагелем), а по горизонтали устройство разделено на независимые отсеки (по меньшей мере, два), образуемые проницаемыми для адсорбтива перегородками. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 676 635 C1

Устройство для адсорбции, представляющее собой корпус, разделенный на, по меньшей мере, три секции для направления, по меньшей мере, трех потоков газа: основного потока, охлаждающего потока и регенерационного потока, причем первая секция образует основной выход для основного потока, вторая секция образует вход для охлаждающего потока, а третья секция образует вход для регенерационного потока, а у второго в осевом направлении торца корпус содержит, по меньшей мере, две секции: первую секцию, которая образует вход для основного потока, и вторую секцию, которая образует общий вход для охлаждающего и регенерационного потоков, вторая секция содержит дополнительный выход для основного потока и состоит из двух частей, а именно первой части, образующей указанный вход для охлаждающего потока, и второй части, образующей дополнительный выход для охлаждающего потока, при этом две части соединены между собой посредством имеющихся для этого средств соединения, отличающееся тем, что цилиндрический корпус радиально разделен металлическими перегородками на четыре сегмента, количество сегментов соответствует количеству стадий процесса, сегменты заполнены адсорбентом - цеолитом, силикагелем или др., а по горизонтали устройство разделено на, по меньшей мере, два независимых отсека, образуемых проницаемыми для адсорбтива перегородками.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2019 года RU2676635C1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУШКИ ГАЗА 2010
  • Вандерстратен Барт Этьен, Анес
RU2516636C2
Устройство для адсорбционной очистки газов 1972
  • Руланд Версльюис
  • Джэкоб Шинкельшук
  • Петер Якобус Шурман
SU747401A3
Устройство для очистки газовых выбросов от горючих компонентов 1990
  • Шелыгин Александр Леонидович
  • Кюшис Ансис Никлавович
  • Белова Нина Александровна
  • Клещар Александр Владимирович
SU1773456A1
ПОГЛОТИТЕЛЬ ВОДОРОДА 2015
  • Борисов Виктор Николаевич
  • Седов Евгений Владимирович
  • Матвеева Ольга Борисовна
  • Морозова Наталия Валерьевна
  • Кривоногов Вячеслав Иванович
  • Скрипова Наталья Николаевна
  • Дровосеков Сергей Петрович
RU2596258C1

RU 2 676 635 C1

Авторы

Ткаченко Игорь Григорьевич

Шабля Сергей Геннадьевич

Твардиевич Сергей Вячеславович

Шатохин Александр Анатольевич

Петрук Вячеслав Петрович

Гераськин Вадим Георгиевич

Кислун Алексей Андреевич

Малахова Ольга Валентиновна

Завалинская Илона Сергеевна

Даты

2019-01-09Публикация

2017-07-17Подача