Аппарат для разделения газов Советский патент 1985 года по МПК B01D53/06 

р1

td

4 Изобретение относится к конструк ции аппаратов для проведения адсорбционных процессов и может быть использовано во всех отраслях, где необходимо осуществлять очистку газов, разделение трехкомпонентных газовьк смесей или селективное выделенйе двух компонентов из многокомпо нентной газовой смеси в системе газ (дар) - адсорбент. Известны адсорбенты с кольцевым слоем адсорбента, содержавще корпус, перфорированные цилиндры для создания кольцевого слоя поглотителя, загрузочный и разгрузочный люки и патрубки для ввода и вывода газовой фазы tl 1. Ведостатками этих адсорберов являются большие габаркиты, слипание адсорбента периодичность работы. известен аппарат для очистки га-: зов, содержащий фильтрующий элемент, выполненный в виде коаксиально расяоложейных перфорированньв : цилиндров с радиальньми перегородками и продувочными соплами, слои зернистого материала и регенерирующий экран из газонепроайцаемого материала, патрубки для ввода и вывода газа и зерйистого материала l2,l. Однако известная конструкция характеризуется высоким гидравлическим сопротивлением, неполным использованием объема аппарата, отсутствие условий для создания плотных движущихся слоев поглотителя я недоста.- точной эффективностью работы. Разделение кольцевых фильтрующих слоев с помощью радиальных газонепро ницаемых перегородок и установка между слоями трубопроводов с продувочяши соплами значительно усложняе Конструкцию и обуславливает-высокое гидравлическое сопротивление аппарата. Значительная часть внутреннег объема аппарата (цилиндрический объ внутри второго фильтрующего слоя) н работает, так как не заполнена фильт рующие материалом. Кроме того, в конструкции отсутствуют необходимые условия для создания плотных движущихся слоев поглотителя. Загрузочны патрубки для первого и второго слое по своей конфигурации и расположени не в состоянии обеспечить равномерное заполнение кольцевых слоев поглотителем, исключить образование пустот и зависание сьтучего материала. Все это приводит к низкой эффективности процесса разделения трехкомпонентной газовой смеси или селективного вьщеления двух компонентов из многокомпонентной газовой смеси, так как газовая смесь, поступая в аппарат, может проходить через секцию с наименьшим сопротивлением, минуя все остальные. Возможно неравномерное распределение газового потока во втором фильтрующем слое ввиду наличия незаполненного пространства между первьм и вторым фильтрующими слоями. Цель изобретения - повьшение эффективности оазпеления газов путем повышения степени использования рабочего объема аппарата. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее коаксиально расположенные перфорироваиные цилиндры, слои зернистого материала газонепроницаемые перегородки и патрубки для ввода и вывода газа и зернистого материала, снабжено соединенг ными с внутренним и перфорированным цилиндрами двумя перфорированными перего1юдкамй, установленными на расстоянии одна от другой перпендикулярно к направлению движения газового потока. При эток газонепроницаемые перегородки размещены радиально во внешнем слое зернистого материала перпен -. дикулярно к направленшо движения газового потока. На фиг. 1 изображен аппарат для разделения трехкомпо ентной газовой смеси; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (газовые патрубки имеют форму полутора); на фиг. 3 - разрез В-Б на фиг. 1 (газовые патрубки прямоугольного сечения). Предлагаемое устройство имеет корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 коническими днищами. В корпусе 1 расположены коаксиально периферийн 4 и внутренний 5 перфорированные цилиндры, причем внутренний цилиндр 5 разделен продольно на два полуцилиндра перфорированными перегородками 6 и 7 с целью образования зазора 8 для перемещения в нем некоторого количества второго селективного поглотителя. Сверху и снизу внутреннего пеофорированного цилиндра 5 установлены конические распределители 9 и 10, рассеченные параллельными плоскостями 11 и 12, причем зазор между частями распределителей равен величине зазора- между полуцилиндрами . Между корпусом 1 адсорбера и периферийным перфорированным цилиндром 4 расположен первый сорбирующий элемент 13, представляющий собой движущийся коль цевой слой зернистого материала первого селективного поглотителя. Между периферийньм 4 и внутренним 5 перфорированными цилиндрами, а также в зазоре 8 расположен второй сорбирукядий элемент 14 - движущийся слой второго селективного поглотителя. Первьй сорбирующий элемент снабжен двумя газонепроницаемыми перегородками 15, установленными радиально перпендикулярно направлению движения газов. Подача и выгрузка первого селективного поглотителя из адсорбера ос га1ествляется с помощью двух пар патрубков 16 и 17 соответственно расположенных под углом к вертикальной оси аппарата, превышакицим угол естественного откоса данного сорбента. Подача и выгрузка второго селективного поглотителя осуществляется с помощью патрубков 18 и t9 соответственно, выполненных в виде i лиядра, переходящего в коническую поверхность. Для ввода и вывода газовой фазы адсорбер снабжен патрубками 20 и 2t соответственно, причем патрубки могу иметь прямоугольное сечение, перехог дящее в цилиндр, либо в месте подсола, единения к корпусу 1 адсорбера форму полутора. В местах подсоединения газовых патрубков к корпусу 1, после ний снабжен перфорацией 22. Предлагаемый аппарат работает сД)еяумщим образом. Первьй селективный поглотитель через пару загрузочных патрубков 16 поступает в первьй кольцевой зазор между корпусом 1 и периферийным перфорированным цилиндром 4, где образуется первьй сорбирующий элемен 13 - движущийся слой первого селективного поглотителя, продвигакядийся вниз под действием силы тяжести. BTO рой селективньй поглотитель через загрузочный патрубок 18 поступает в аппарат, где с помощью верхнего кони ческого распределителя 9 равномерно распределяется в кольцевом простран- стве между периферийньм 4 и внутренним 5 перфорированными цилиндрами. И 44 в зазоры 8 и под действием силы тяжести продвигается вниз в виде плотного движущегося слоя. Отработанные первый и второй селективные поглотители выводятся через пару патрубков 17 и патрубок 19 соответственно. Газовый поток, представляющий трехили многокомпонентную смесь, которую необходимо разделить на три компонента или выделить два компонента из многокомпонентной смеси, через п трубок 20 проходит через перфорацию 22 и поступает в первый сорбирующий элемент t3, где происходит селективное поглощение первого газового компонента, а затем, благодаря установке двух газонепроницаемых перегородок 15, поступает во второй сортирующий элемент t4, где происходит селективное поглоадеиие второго газового компонента. После прохождения двух сорбирующих элементов газовьй поток, содержащий третий компонент в случае трехкомпонентной газовой смеси или газовую смесь оставшихся других компонентов, выводится из адсорбера через патрубок 21. Благодаря наличию во втором сорбирувэдем элементе зазора, образованного двумя перфорированными параллельными перегородками и расположенного перпендикулярно направлению движения газового потока, более рационально используется объем аппарата и одновременно подается равнозначное количество обоих селективных поглотителей, что увеличивает эффективность работы устройства. Наличие в первом сорбирующем элементе двух газонепроницаемых перегородок, установленных по осевой плоскости перпендикулярно к оси патрубка для подачи газовой смеси, устраняет возможность прохода газовой смеси в аппарате только через первый сорбирующий элемент, минуя второй слой другого поглотителя, и повышает эффект разделения газов. Образование плотных движущихся кольцевых слоев сорбентов без пустот и зависаний поглотителя в первом и втором сорбирукяцих элементах достигнуто благодаря наличию пары патрубков для подвода адсорбента, в первом случаепри установке цилиндрического патрубка, переходящего в коническую поверхность - во втором.

t

в

Фйг.З

1. АППАРАТ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВ, имеющий коаксиально установл ные перфорированные цилиндры, слои зернистого материала, газонепроницаемые перегородки и патрубки для ввода и вывода газа и зернистого материала, отличающи.йся тем, что, с целью повьпиения эффективности разделения газов путем повышения степени использования рабочего объема аппарата, он снабжен соединенньми с внутренним и перфорированным цилиндрами двумя перфорированными перегородками, установленными на расстоянии одна от другой перпенди- . кулярно к направлению движения газового потока. 2. Аппарат по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что газонепрони- i цаемые перегородки размещены ради(Я CZ апьно во внешнем слое зернистого материала перпендикулярно к направлению движения газового потока.