Адсорбер Советский патент 1984 года по МПК B01D53/04 

Изобретение относится к адсорбц газов и паров при их очистке, осуш ке и разделении, а именно к регене рации адсорбента, например активированного угля, силикагеля и молекулярных сит, и может быть использовано при проектировании адсорберов. Известен адсорбер, содержащий ко пус, заполненный адсорбентом, и ра положенный в нем нагреватель. Нагреватель в известном адсорбер выполнен в виде электрода контактирующего со слоем адсорбента. Для ре генерации к слою адсорбента через электрод подводят электрический ток ij . Недостатком данной конструкции является неравномерность прогрева слоя адсорбента. Это объясняется тем, что размеры электрода незначительны по сравнению с размерами кор пуса, который также является электродом . Количество адсорбента, которое может быть прогрето в известном уст ройстве, учитывая высокое термическое сопротивление адсорбента, невелико. Для прогрева большого количес ва адсорбента необходимое количеств электродов значительно увеличивается растут габариты аппарата, ухудшаетс экономичность и Надежность работы аппарата. Кроме того, аппарат находится под напряжением и это усложняет экс плуатацию аппарата с точки зрения соблюдения правил техники безопасности. Известен также адсорбер, содержа щий корпус со слоем адсорбента и вертикально установленный в нем теп лопередающей элемент, патрубки ввода и вывода фаз 2J . В таком аппарате неравномерность прогрева адсорбента при регенерации обусловлена, в частности, возникновением пристенного эффекта и проско ка газа в зоне размещения плоских теплопередающих поверхностей элемента . Цель изобретения - повышение эффективности регенерации адсорбента за счет- обеспечения равномерности прогрева слоя адсорбента и -исключения проскока газа. Поставленная цель достигается тем, что в адсорбере, содержащем корпус со слоем адсорбента и вертикально установленный в нем теплопередающий элемент, патрубки ввода и вывода фаз теплопередающий элемент выполнен в виде цилиндрической спирали или концентрических цилиндров с отверстиями, диаметр которых в 2раза больше диаметра зерен адсорбента. Целесообразно,чтобы теплопередающий элемент был снабжен нагревателем, равномерно закрепленным на его поверхности и выполненным в виде труб, соединенных с коллектором. Целесообразно, чтобы нагреватель был выполнен из электрического провода в металлической оболочке. На фиг. 1 изображен адсорбер, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 теплопередающий элемент в виде цилиндрической спирали,; на фиг. 3 - то же, из концентрических цилиндров. Адсорбер содержит корпус 1, адсорбент 2, например активированный уголь, теплопередающий элемент 3 и нагреватель 4, закрепленный на поверхности элемента 3, коллектор 5 входа и коллектор б выхода регенерирующего потока. Теплопередающий элемент делит адсорбент на слои равной толщины, так что на единицу поверхности приходится один и тот же объем адсорбента в каждом из сечений слоя. Толщина слоя, например, 50-100 мм обеспечивает равномерный прогрев адсорбента до заданной температуры, например , за заданный промежуток времени, например 8-12 ч. Размеры отверстий, расположенных на теплопередающей поверхности (не показаны), равные 2-4 размерам зерен адсорбента, выполнены из условия, что зерна засыпаются в отверстия, исключая пристенный эффект, т.е. проскок рабочего потока между теплопередающей поверхностью и слоем адсорбента. При указанных размерах отверстий часть зерен (1-2 полностью входит в отверстия, а часть входит в отверстия частично, увеличивая поверхность контакта, сокращая время прогрева адсорбента. . Выполнение отверстий диаметром больше предлагаемого существенно уменьшает теплопередающую поверхность . Адсорбент работает следующим образом. Очищаемый рабочий поток, например водород, гелий, в количестве 2400-9600 подают в корпус 1 адсорбера, заполненного адсорбентом 2, например активированным угеем. При насыщении адсорбента примесями приводят регенерацию последнего. Регенерирующий газ, например азот, нагретый до заданной температуры, например 200с, подают через коллектор 5 в трубы нагревателя 4. За счет плотного контакта труб с теплопередающей поверхностью она нагревается до температуры регенерирующего газа.

образуя развернутую поверхность нагрева .

Тепло от теплопередающей поверхности передается слою адсорбента 2, равномерно нагревая его до заданной температуры, например . При нагреве активированного угля до происходит десорбция адсорбированных ранее примесей, которое удаляются, например, вакуумированием

При выполнении нагревателя из электрического провода с металлической оболочкой (не показан) нагрев телопередающего элемента производят

подводя электрический ток к электроизолированному проводу.

Использование предлагаемого устройства позволяет создавать аппараты практически неограниченной производительности, в которых рабочий поток не загрязняется регенерирующим газом, Захолаживание адсорбента осуществляют через трубы нагревателя.

За счет развитой теплопередаюией поверхности и ограниченной толщины нагреваемого слоя, улучшается процес регенерации адсорбента, сокращается время его нагрева при минимальных затратах тепла.

1. АДСОРБЕР, содержащий корпус со слоем адсорбента и.вертикально установленный в нем теплопередающий элемент, патрубки ввода и вывода фаз, о тлич ающий- . с я тем, что, с целью повышения эффективности регенерации адсорбента за счет обеспечения равномерности лрогрева смол адсорбента и ьскяючения проскока газа, теплопередгиоадий элемент выполнен в виде цилиндрической спирали или концентрических цилиндров, с отверстияки, диаметр которых в 2-4 раза больше диаметра зерен адсорбента. 2.Адсорбер по п. 1, о т л и ч а ю 14 и и с я тем, что теплопередающий элемент снабжен равномерно закрепленным на его поверхности нагревателем, выполненным в виде труб, соединенных с коллектором. 3.Адсорбер по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что нагреватель выполнен в виде электрического провода в металлический оболочке.

L