Адсорбер Советский патент 1992 года по МПК B01D53/04 

Изобретение относится к технике адсорбционной очистки парогазовых смесей и может применяться в установках для рекуперации органических растворителей.

Целью изобретения является интенсификация адсоэбции и увеличение производительности адсорбируемым компонентам при повышенной температуре исходной парогазовой смеси, а также интенсификация паровой десорбции адсорбированных компонентов.

На фиг. 1 приведена схема адсорбера; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Адсорбер состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 и опорной плиты 2. На опорной плите 2 по оси корпуса 1 расположен кольцевой слой 3 адсорбента, ограниченный внутренним 4 и наружным 5 перфорированными цилиндрами (стальными сетками). В качестве адсорбента применяют, например, активированный уголь марки АР-3. В полое кольцевое пространство между корпусом 1 и наружным перфорированным ципиндром 5 тангенциально к поверхности зтого цилиндра подведен штуцер 6 подвода счищаемой парогазовой смеси. В полом цилиндрическом пространстве, ограниченном внутренним перфорированным цилиндром 4, тангенциально поверхности этого цилиндра установлен штуцер 7 подвода десорбирующей среды. Штуцера 6 и 7 установлены в корпусе 1 соответственно снизу и сверху на высоте адсорбера. Из цилиндрического полого пространства, ограниченного внутренним перфорированным цилиндром 4, по оси корпуса 1 выведен штуцер 8 отвода очищенного газового потока, а из полого кольцевого пространства, ограниченного корпусом 1 и внешним перфорированным цилиндром 5 - штуцер 9 отвода продуктов десорбции с опорной плиты 2.

На опорной плите 2 коаксиально корпусу 1 расположена цилиндрическая стенка 10, образуя кольцевую емкость, которая заполняется охлаждающей средой, например, водой, подводимой по штуцеру 11 и отводимой по штуцеру 12. Для регулирования режимов работы адсорбера установлены вентили 13-18.

Адсорбер работает следующим образом.

Открывают вентили 17, 18 и через штуцеры 11,12в кольцевую емкость, ограниченную корпусом 1 и стенкой 10, организуют циркуляцию охлаждающей среды, например, воды с начальной температурой 10°С.

VI

00

о

00

ел

Парогазовую смесь, например, воздух, содержащий пары ксилола с концентрацией 2,8 г/м3, при температуре 60°С с напором 150-200 кг/м по штуцеру 6 при открытом положении вентиля 13 направляют тангенциально в нижнюю часть кольцевого полого пространства адсорбера.

При перемещении в закрученном состоянии под воздействием центробежной силы парогазовая смесь, контактируя с поверхностью корпуса 1, охлаждается до 26°С и при избыточном давлении поступает на наружный перфорированный цилиндр 5, а затем радиально перемешивается через кольцевой слой 3 адсорбента к внутреннему перфорированному цилиндру 4. При перемещении через слой 3 сорбируемый компонент (ксилом) адсорбируется и остается в слое, а несорбируемый очищенный газовый поток из полого цилиндрического пространства адсорбера по штуцеру 8 при открытом положении вентиля 14 выводят, например, в атмосферу.

После насыщения слоя 3 адсорбента сорбируемым компонентом подвод и отвод газового потока через штуцера 6, 8 прекращают, вентили 13, 14 закрывают и производят десорбцию адсорбированного компонента (ксилола). Для этого через штуцер 7 при открытом положении вентиля 15 в полое цилиндрическое пространство адсорбера под избыточным давлением тангенциально по отношению к внутреннему перфорированному цилиндру 4 подают де- сорбирующую среду, например, водяной пар при д авлении 0,5 эти и температуре 120-180°С. При прохождении водяного пара через насыщенный слой 3 адсбрбента в направлении от внутреннего перфорированного цилиндра 4 к наружному 5 под тепловым и вытеснительным воздействием адсорбируемый компонент десорбируется и его вместе с десорбирующей средой выводят в полое кольцевое пространство адсорбера, где при контакте с поверхностью охлажденной стенки 10 пары воды и десор- бированного компонента конденсируются, в результате чего давление среды и парциальное давление десорбируемого компонента в полом кольцевом пространстве снижается, увеличивается концентрационный градиент сорбируемого компонента в процессе десорбции и градиент давления (напора) десорбирующего пара, что в целом интенсифицирует десорбцию и сокращает время ее проведения. Продукты десорбции в сконденсированном и парообразном состоянии при открытом положении вентиля 16 через штуцер 9 выводят на последующую обработку (ректификация, сжигание)

После окончания десорбции вентили 15, 16 закрывают и при необходимости слой 3 адсорбента сушат и охлаждают воздухом при открытом положении вентилей 13, 14 и при закрытом положении вентилей 17, 18, после чего адсорбер переводят на повторную стадию адсорбции.

Таким образом адсорбер позволяет: -сконденсировать в исходной парогазо- вой смеси высококипящие компоненты до поступления их в слой адсорбента, увеличивая производительность адсорбера;

-охладить исходную парогазовую смесь и, повышая динамическую активность слоя

адсорбента по адсорбируемым компонентам, также увеличить производительность адсорбера;

-при десорбции адсорбированных компонентов водяным паром конденсировать

парообразные продукты десорбции после слоя адсорбента до выхода их из адсорбера, снижая давление продуктов десорбции после слоя адсорбента, увеличивая концентра- ционный градиент десорбированных

целевых компонентов и скоростной градиент десорбцией среды, что обеспечивает снижение продолжительности десорбции;

-кроме того, снижение расхода парообразных продуктов десорбции снижает металлоемкость коммуникаций и аппаратов, а также эксплуатационные расходы на скон- денсирование целевых компонентов от десорбирующей среды.

35

Формула изобретения

Адсорбер, включающий цилиндрический корпус с размещенным в нем на опорной плите кольцевым слоем адсорбента, ограниченным внутренним и наружным перфорированными цилиндрами, тангенциально размещенный по отношению к наоуж- ному перфорированному цилиндру штуцер

подвода парогазовой смеси и тангенциально расположенный по отношению к внутреннему перфорированному цилиндру штуцер подвода десорбирующей среды, о т- личающийся тем, что, с целью интенсификации адсорбции и увеличения производительности по адсорбируемым компонентам при повышенной температуре исходной парогазовой смеси, а также интенсификации паровой десорбции адсорби- рованных компонентов, наружный перфорированный цилиндр установлен с зазором относительно цилиндрического корпуса, снабженного расположенной коаксиально вокруг него кольцевой емкостью с патрубком подачи охлаждающей среды.

Очищении so- ,

Jofat/Я0Л7ОХ I

Используется в адсорбционной очистке парогазовых смесей. Сущность изобретения: наружный перфорированный цилиндр установлен с зазором относительно цилиндрического корпуса, снабженного расположенной коаксиально вокруг него кольцевой емкостью с патрубком подачи охлаждающей среды, 2 ил.

4

J- 5

h

Охлаждающая среда

fff

ПГ8

6 16

Десорощ ющая Cjffe- tfa

(

;; W среда

Ю

:J

J

Ра/югазо- ffaff смесь

/J

/г.2