Адсорбер Советский патент 1984 года по МПК B01D53/04 

11 Изобретение относится к устройствам для адсорбционной осушки и очист ки газов, а именно к конструкции адсорберов, и может быть использован в газовой, химической и других отраслях промышленности. Известна конструкция адсорбционных аппаратов периодического действия с неподвижным слоем адсорбента, заключенного между перфорированными устройствами для ввода и вывода газа Г1. Недостатками известного адсорбента являются низкая производительност за счет неэффективного контактироваНИН газа с адсорбентом, вследствие неравномерного распределения газа в объеме адсорбента. Известен адсорбер, включающий цилиндрический корпус, перфорированные горизонтальные перегородки, между которыми размещен слой адсорбента центральную трубу и патрубки ввода и вывода газа СЗД. Однако для этого адсорбера характерна пониженная производительность аппарата, так как нижние слои адсорбента практически не взаимодействуют с газом. Как известно, газ, проходя через слой сыпучего . материала, имеет большую скорость у стенок корпуса и меньшую скорость в центральной части слоя. Пристенные слои адсорбента, находящиеся под большей нагрузкой, раньше достигают насьпцения, чем адсорбент центральной части, в результате чего згхудшается качество очистки газа После достижения насыщения пристенного слоя требуется остановка аппарата для десорбции, хотя центральная часть адсорбента еще далека от насьш5ения5 т.е. десорбция осуществляется чаще, чем это требуется в пересчете на возможности всего объема поглотителя. Это снижает эффективность использования дорогостоя щего адсорбента, и, как следствие, эффективность работы аппарата в целом. Цель изобретения - повьш1ение эффективности процесса путем равномер ного и полного использования слоя адсорбента. Поставленная цель достигается тем, что в адсорбере, включающем ци линдрический корпус, перфорированны горизонтальные перегородки, между 1 которыми размещен слой адсорбента, центральную трубу и патрубки ввода и вывода газа, центральная труба снабжена поршнем, установленным с возможностью перемещения вдоль нее и выполнена перфорированной на участке между перегородками. В предлагаемом техническом решении газовый поток разделяют на два потока: одна часть .потока газа поступает вдоль стенки корпуса, вторая часть газового потока попадает в центральную трубу и через ее перфорацию над поршнем поступает в слой адсорбента, проходит слой адсорбента на длину поршня, откуда через перфорацию центральной трубы направляется под поршень в центральную трубу, на выходе которой смешивается с первым потоком газа и выходит из адсорбера. Насьш1ение слоя адсорбента контролируют известным прибором (газоанализатором) на выходе газового потока из адсорбера. При достижении насыщения слоя адсорбента перемещают порщень механизмом возвратно-поступательного движения на величину длины поршня. Таким образом, поток газа принудительно перераспределяется по сечению аппарата, чем достигается повышение равномерности,распределения газа в объеме адсорбента. Величину длины поршня определяют по формуле: .с; поршня длина поршня,м ; поршня нас высота работающего слоя в момент время работы слоя в динамических условиях от начала процесса адсорбции до момента проскока, т.е. до момента, когда за слоем адсорбента появится улавливаемое вещество, с время формирования фронта равных концентраций, с ; высота слоя адсорбента, MJ коэффициент поглотительного действия слоя, который определяется из уравнения материального баланса для каждого адсорбент аппарата и концентрации адсорбируемых веществ в отдельности с /м. Выполнение центральной трубы пер форированной и помещение в нее поршня приводит к тому, что очищаемы или осушаемый газ проходит не весь слой адсорбента, а лишь часть его, определяемую высотой поршня, благодаря чему уменьшается гидродинамическое сопротивление адсорбера. При поступательном движении поршня постепенно отключаются слои .адсорбента, насыщенные отделяемыми компо нентами исходного газа и включаются ненасьш енные слои адсорбента. На фиг.1 схематически изображен адсорбер, продольный разрез} на фиг.2 - то же, вариант выполнения} на фиг.З - разрез А-А на фиг.2. Адсорбер состоит из корпуса 1, адсорбента или насадки 2, помещенного между нижней 3 и верхней А пер форированными перегородками, закреп ленной -в них центральной перфорированной трубой 5. Размещенньй в трубе поршень 6 со штоком 7, связан с механизмом 8 для осуществления возвратно-поступательного перемещения. Предусмотрены люки для загру ки 9 и выгрузки 10 адсорбента 2, вх ной 11 и выходной 12 штуцеры газа. Адсорбер по второму варианту исп нения дополнительно снабжен трубами 13, расположенными симметрично отно сительно центральной трубы 5 по пер ферии адсорбера, причем периферийны трубы 13 также перфорированы и в ни размещены поршни 6 со штоками 7, связанными с единым механиз-мом -8 возвратно-поступательного движения. Адсорбер работает следукнцим образом. В момент начала работы поршень 6 поднимают с помощью механизма 8 возвратно-поступательного перемещения так, что верхняя образующая поршня находится на одном уровне с верхней перфорированной перегородкой 4. Неочищенный газ входит через штуцер 11 и поступает через перфорированную перегородку .4 в слой адсорбента 2, проходит его на длину Поршня 6, а.затем, вследствие меньшего гидродинамического сопротивления поступает через перфорацию в трубу 5 и далее выходит через штуцер 12. При этом происходит насыщение адсорбента или насадки на величину длины поршня. По мере насьш(ения адсорбента поршень 6 перемещают вниз механизмом 8. При этом неочищенный газ поступает в трубу 5, проходит через ее перфорацию в слой адсорбента 2, обтекает поршень 6 по всей ширине корпуса 1 и выходит через перфорацию в трубу 5 и далее через штуцер 12. Адсорбционный цикл заканчивается при достижении нижней образующей поршня 6 горизонтальной перфорированной перегородки 3. При этом неочищенный газ поступает в трубу 5, проходит через ее перфорацию в слой адсорбента 2 и выходит через горизонтальную перфорированную перегородку 3. Адсорбер по второму варианту исполнения работает аналогичным образом, причем осуществляется синхронное перемещение поршней 6 в трубах 5 и 13. Пример 1. В вертикальный цилиндрический адсорбер 1 диаметром D,,2,0 м высотой слоя адсорбента-цеолита 2-5,0 м, заключенного между перфорированными горизонтальными перегородками 3 и 4 с коэффициентом свободного сечения 0,5-0,7, с центральной перфорированной трубой 5 диаметром d 300 мм и коэффициентом свободного сечения 0,7-0,9 цилиндрическим поршнем 6 с уплотнительными кольцами диаметромdf, 300 мм и длиной 2р, 800 мм, связанным посредством штока 7 с механизмом 8, например, реечным для перемещения поршня в трубе, подается для осушки природный газ с точкой росы Т р -5°С и давлением 5,0 МПа с объемным расходом 100000 . В начальный момент работы адсорбера шток 7 поднят так, что верхняя образующая поршня 6 находится на одном уровне с верхней горизонтальной перфорированной перегородой 4 и полностью перекрывает доступ газа в перфорированную трубу 5. Газ поступает через перфорирован

АДСОРБЕР, включающей цилиндрический корпус, перфорированные горизонтальные перегородки, между которыми размещен слой адсорбента, центральную трубу и патрубки ввода и вывода газа, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности процесса путем равномерного и полного использования слоя адсорбента, центральная труба снабжена поршнем, установленным с возможностью перемещения вдоль нее и выполнена перфорированной на участке между перегородками. (Л 00 4 О СЛ