Адсорбер Советский патент 1992 года по МПК B01D53/04 

(Л

С

Изобретение может быть использовано при разделении газов, их очистке и осушке в химической, пищевой и других отраслях народного хозяйства. Адсорбер для создания циклического изменения давления при десорбции снабжен камерой, верхняя часть которой выполнена с тороидальной полостью, а на боковой поверхности имеется патрубок, и полой цилиндрической вставкой .установленной соосно в камере с возможностью вертикального перемещения, при этом камера и вставка размещены между центральной трубой и входным патрубком. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам для адсорбции газов и паров и может быть использовано при разделении газов, их очистке и осушке.

Для адсорбции и разделения газов широко применяются вертикальные адсорберы с неподвижным слоем адсорбента.

Однако в такого типа адсорберах не обеспечивается полнота адсорбционного процесса при больших скоростях подаваемого газового потока.

Известна конструкция адсорбера, включающего корпус, внутри которого с зазором заключена заполненная адсорбентом емкость с отверстиями на боковой поверхности и центральная труба с прорезями, сообщенная с патрубком ввода очищаемого газа. В такой конструкции адсорбера осуществляется максимальная

подача очищаемого газа при больших его скоростях.

Стадия регенерации адсорбента (десорбция) происходит при подаче через тот же патрубок десорбирующего газа при его постоянном давлении, что отрицательно сказывается на скорости выноса молекул адсорбата из пор адсорбента. Значительно интенсифицировать этот процесс можно при создании циклического изменения давления десорбирующего газа.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения газа путем создания циклического изменения давления при десорбции.

Указанная цель достигается тем, что адсорбер включает корпус, внутри которого с зазором заключена заполненная адсорбентом емкость с отверстиями на боковой поX00 00

со

««а

ю

верхности и центральная труба с прорезями, сообщенная с патрубком ввода очищаемого газа. Адсорбер снабжен камерой, верхняя часть которой выполнена с тороидальной полостью, а на боковой поверхности имеется патрубок, и полой цилиндрической вставкой, установленной соосно в камере с возможностью вертикального перемещения, при этом камера и вставка размещены между центральной трубой и входным патрубком.

Нэфиг.1 изображен адсорбер, продольный разрез; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - схема циркуляции потока десорби- рующего газа в тороидальной полости и на выходе из нее.

Адсорбер включает корпус 1, внутри которого с зазором заключена заполненная адсорбентом емкость 2 с отверстиями на боковой поверхности. Емкость внутри армирована металлической сеткой 3. Внутри корпуса заключена центральная труба 4 с прорезями 5 для прохода газа. Адсорбер снабжен патрубками 6 и 7 ввода очищаемого и десорбирующего газа и патрубком 8 для отвода газа. Между входным патрубком 6 и центральной трубой 4 размещена камера 9, верхняя часть которой выполнена с тороидальной полостью 10. Внутри камеры 9 соосно установлена с возможностью вертикального перемещения полая цилиндрическая вставка 11, образующая кольцевую полость между своей наружной поверхностью и стенкой камеры 9, сообщенную с тороидальной полостью 10 и с патрубком 7 ввода десорбирующего газа. Вертикальное перемещение цилиндрической вставки 11 вдоль своей оси может осуществляться, например, вращением регулировочной гайки 12 либо каким-нибудь другим способом.

Адсорбер работает следующим образом.

В режиме адсорбции очищаемый газ подается в адсорбер по патрубку 6 и, пройдя полую цилиндрическую вставку 11 и центральную трубу 4, через прорези 5 поступает в емкость 2, заполненную адсорбентом, при смывании которого происходит насыщение пор адсорбента молекулами адсорбата. Далее через отверстия в металлической сетке 3 и в боковой поверхности емкости 2 очищенный газ попадает в зазор между ней и корпусом 1 и удаляется из адсорбера через патрубок 8.

В режиме десорбции очищаемый газ в адсорбер не подается, а десорбирующий газ под давлением 50-70 кПа через патрубок 7 поступает в кольцевую полость между наружной поверхностью цилиндрической

вставки 11 и камерой 9 (поток а). Далее струя газа, ударяясь об острый край тороидальной полости 10, отклоняется по круговой траектории внутри полости (поток Ь). Как только

давление газа в потоке b превысит давление в потоке а, последний прерывается, часть газа потока b поступает в центральную трубу 4 адсорбера. Так как в это время поток а застопорен, то подпитка потока b не осуще0 ствляется, давление в нем быстро падает, вследствие чего уже этот поток перекрывается потоком а, и газ вновь поступает в тороидальную полость. Далее процесс повторяется. Таким образом, оба потока, поо5 чередно перекрывая друг друга, обеспечивают подачу десорбирующего газа в адсорбер отдельными порциями, т.е. пуль- сационно. Молекулы адсорбата под действием циклического пульсационного

0 изменения давления десорбирующего газа выделяются из адсорбента и удаляются вместе с этим газом.

Частота пульсаций десорбирующего газа зависит от длины пути потока Ь, т.е. от

5 диаметра тороидальной полости, и площади выходного сечения потока b в центральную трубу 4 между острой кромкой тороида и верхней наружной кромкой полой цилиндрической вставки 11. Вертикальным пере0 мещением этой вставки, осуществляемым вращением регулировочной гайки 12, это выходное сечение изменяется (при перемещении вставки вверх уменьшается вплоть до полного перекрытия, при перемещении

5 вниз увеличивается). Этим регулируется частота и амплитуда пульсаций десорбирующего газа.

Таким образом, предлагаемый адсорбер обеспечивает значительное повышение

0 эффективности разделения газа путем создания циклического изменения давления при десорбции. Время проведения десорбции сокращается в несколько раз, этим увеличивается производительность адсорбера.

5 Кроме того, пульсации газа в адсорбере создаются без применения каких-либо вращающихся частей, что значительно увеличивает надежность работы предлагаемого устройства.

0 Формула изобретения

Адсорбер, включающий корпус, внутри которого с зазором заключена заполненная адсорбентом емкость с отверстиями на боковой поверхности и центральная труба с

5 прорезями, сообщенная с патрубком ввода очищаемого газа, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения газа путем создания циклического изменения давления при десорбции, он снабжен камерой, верхняя часть которой

выполнена с тороидальной полостью, а на боковой поверхности имеется патрубок, и полой цилиндрической вставкой, установленной соосно в камере с возФиг.1

можностью вертикального перемещения, при этом камера и вставка размещены между центральной трубой и входным патрубком.

Очищаемый

газ

a

Десор$ирцющии зоз

фиа.З

Фиг.