Адсорбер Советский патент 1980 года по МПК B01D53/47 

Изобретение относится к сжижению t и отверждению газов и может быть использовано в устройствах для криогенной очистки газов от примесей в качестве дополнительного блока воздухоразделительной установки для получения инертных, газов высокой чистоты.

Известен адсорбер, содержащий цилиндрический корпус, разделенный на радиальные секции, заполненные сорбентом, и распределительные камеры на торцах корпуса. В данной конструдции .центральная и периферийная части выполнены полышн и соединены соответственно с распределительными камерами ввода и вывода газа, снабженными головками подачи и вывода регенерирующего и сушильного агентов 1,

Известен также адсорбер, содержащий корпус, входную и выходную камеры и пучок теплообменных труб, заполненных гранулами адсорбента и присоединенных к входной и выходной камерам 2 .

В известном адсорбере поступающий газ. из-за притока тепла через стенки входной камеры имеет температуру выше необходимой для селективного

поглощения примесей.Это ведет к значительному уменьшению длины работающего слоя адсорбента и к снижению эффективности работы. Увеличение длины слоя адсорбента ведет к резкому ухудшению условий регенерации и охлаждению адсорбента, т.е. увеличивается время регенерации и сокращается рабочий цикл адсорбера.

10

При движении по трубе очищаемый газ испытывает значительно мейьшее сопротивление со стороны слоя адсорбента по линии контакта его зерен со стенкой, чем в остальном объеме. 15 Это ведет к преждевременному проскоку сорбируемой примеси вдоль стенки, в результате чего уменьшается время работы адсорбера в адсорбции и падает эффективность рабо20ты.

Цель, изобретения - повышение эффективности процесса очистки.

Указанная цель достигается тем, что адсорбер снабжен змеевиком раз25мещеннылг между пучком теплообменных труб и стенкой корпуса и соединенным с входной камерой.

Кроме того, входная камера распо:ЛОжена внутри корпуса, а внутренняя

30 поверхность труб выполнена с кольцеыми выступами, причем отношение шага ежду выступами к диаметру теплообенных труб равно 1,5-5, а отношение высот выступов и их оснований к среднему диаметру гранул равно соответственно 0,1-0,5 и 0,1-0,9.

На фиг.1 изображен адсорбер, разрез; на фиг.2 - узел 1 на фиг.1.

Адсорбер включает корпус 1, входную 2 и выходную 3 камерл, пучок теплообменных труб.4, заполненных гранулами адсорбента 5. Между стенкой корпуса 1 и пучком труб 4 расположен змеевик б, один конец которого соединен с камерой 2, а другой - с входным патрубком 7, Камера 3 соединена с выходным патрубком 8. В днищах корпуса укреплены также патрубки 9 и 10, сообщающиеся с внутренним пространством 11 корпуса. Внутренняя поверхность труб 4 выполнена с кольцевыми выступами 12, расположёнными с определенным шагом по высоте труб и имеющими определенную высоту и основание.

Адсорбер работает следующим образом.

В режиме адсорбции вначале подают хлсщоноситель через патрубок 8, в результате чего хладоноситель заполняет пространство 11 между стен- ками корпуса, змеевиком 6, пучком 4 и камерами 2 и 3. Затем через патрубок 7 подают очищаемый газ в змеевик 6, в котором указанный газ термостатируется и поступает в камеру 2. В камере 3 очищаемый газ также термостатируется и поступает в трубы 4. Проходя через слой гранул 5 адсорбента в трубах 4, газ очищается от примесей и направляется через камеру 3 и патрубок 9 к потребителю. Выступы 12 создают дополнительное гидравлическое сопротивление у стенок труб 4 и за счет выбора оптимального шага между выступами и их размеров создают равномерный поток очищаемого газа через слой адсорбента. Тепло, выделившееся в процессах очистки и термостатирования, идет на испарение хладоносителя в пространстве 11, пары которого отводятся через патрубок 10.

в режиме десорбции вначале отклю. чают поток очищаемого газа, затем удаляют хладоноситель из пространства,11, внутреннего пространства змеевика б, 2 и 3 и труб 4, подключают к вакуумной системе и начинают прокачку теплоносителя через пространство 11. При этом примеси десорбируются и отсасываются вакуумной системой. После десорбции адсорбер вновь готов к проведению процесса адсорбции..

Практически возможно применение вместо одного змеевика 6 нескольких змеевиков, соединенных с коллекторными переходами, которые соединены с входным патрубком и входной камерой.

Использование отличительных признаков предлагаемого адсорбера позволяет термостатировать поток очищаемого газа до процесса адсорбции из него примесей, создать равномерный поток очищаемого газа через слой адсорбента в процессе адсорбции. Применение предлагаемого адсорбера дает возможность сократить продолжительность цикла процесса адсорбции.

Формула изобретения

1.Адсорбер, содержащий корпус, входную и выходную камеры, пучок теплообменных труб, заполненных гранулами адсорбента, и присоединенных к входной и выходной камерам, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки, он снабжен змеевиком, размещенным между пучком теплообменных труб и стенкой корпуса и соединенным с входной к амерой.

2.Адсорбер по п.1, о т л и чающийс я тем, что входная каме)а расположена внутри корпуса, а внутренняя поверхность труб выполнена с кольцевыми выступами.

3.Адсорбер по п,1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что отношение шага между кольцевыми выступами к диа-. метру теплообменных труб равно 1,5-5

4.Адсорбер по пп.1-3, о т л и чающийс я тем, что отношение высот кольцевых выступов и их оснований к среднему диаметру гранул сщсорбента равно соответственно 0,1-0,5 и 0,1-0,9.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 405565, кл. В 01 D 5.3/04.

2.Головко Г.А. Установка для производства инертных газов. Л., Машиностроение, 1974, с. 250.

10

.й