Адсорбер Советский патент 1981 года по МПК B01D53/06 C01C1/12 

(54) АДСОРБЕР

Изобретение относится к конструкциям адсор беров для очистки и разделения газовых смесе и может быть использовано в процессах синтеза аммиака для его выделения из газовых смесей. Известно устройство для синтеза аммиака нод повышенным давлением (150-320 ат), в котором выделение аммиака осуществляют в водяных адсорберах с последующей тонкой очисткой смеси от паров воды и аммиака в адсорберах периодического действия с неподвижным слоем адсорбента 1. Известно также устройство, в котором амм ак извлекают в две ступени в водяных конден саторах (первичная конденсация) и в адсорберах периодического действия 2. Свежая азотноводородная смесь поступает в реактор синтеза аммиака, где она смеишвается с циркуляционной смесью, при этом реактор связан трубопроводом с водяным конденсатором, оснащенным сепаратором, где за счет холода воды конденсируется и отделяется часть аммиака, и адсорберами, где отделяется оставшийся в циркуляционном газе аммиак (стадия адсорбции). Кроме того, реактор сиптеза трубопроводом связан с адсорберами, по которому подается горячий газ на десорбцию. Водяной конденсатор трубопроводом связан с циркуляционным компрессором и реактором синтеза. Недостаток устройств - большое гидравлическое сопротивление адсорберов с неподвижным слоем адсорбента, кроме того, неподвижный слой предполагает наличие двух нли более аппаратов, что в условиях высокого давления (150-320 ат) ведет к необходимости изготовить несколько сосудов высокого давления - операции технологически трудоемкой. Отсутствие высокоэффективных систем для автоматического переключения адсорберов в режимы адсорбция - десорбция ведет к снижению надежности устройства в целом. : Известен также адсорбер, содержащий вертикальный 1Щ1лшадрический корпус, ценгральную подъемную трубу, размещенную по оси корпуса, перегородки, выполненные в виде усеченных опрокинутых конусов, закрепленных меньцшм основанием на трубе, а больщим - на корпусе 38 и делящих корпус на контактные камеры, перфорированные цилиндры, установленные коаксиально корпусу в контактных камерах и отделяющие их от корпуса, и штуцера для ввода и вывода реагентов 3. Недостаток адсорбера - низкая эффективность и малая надежность вследствие необходимости переключения аппаратов из режима в режим, а также больщая металлоемкость, так как периодический процесс предполагает наличие не менее двух адсорберов. Цель изобретения - интенсификация процес са. Поставленная цель достигается тем, что адсорбер снабжен инжектором, установленным на верхнем торце подъемной трубы, двумя трубопроводами, соединяющими с верхней контактной камерой, соплом, установленным под подъемной трубой в нижней части корпуса, и перфорированными стаканами с крыщками и трубками, размещенными снаружи подъемной трубы в контактных камерах и соединенных трубами со штуцерами вывода реагентов. На чертеже изображен продольный разрез адсорбера, общий вид. Адсорбер содержит вертикальныи цилиндриче кий корпус 1, центральную подъемную трубу 2, размещенную по оси корпуса, перегородки 3, выполненные в виде усеченных опрокинутых конусов, закрепленных меньшим основанием на трубе 2, а большим - на корпусе и делящих корпус на контактные камеры 4, перфорирова ные цилиндры 5, установленные коаксиально корпусу в контактных камерах 4 и отделяюшл их от корпуса, и штуцера 6-10 ввода и вы вода реагентов. Кроме того, адсорбер снабжен инжектором 11, установленным на верхнем то це подъемной трубы 2, двумя трубопроводами 12, соединяющими инжектор 11 с верхней . контактной камерой 4, соплом 13, установлен ным под подъемной трубой в нижней части корпуса и перфорированными стаканами 14 с крыщками 15 и трубами 16, размещенными снаружи подъемной трубы в контактных каме и соединенных трубами со штуцерами вывода еагентоь. Адсорбер работает следующим образом. Свежш синтез газа через штуцер 6 поступа в трубу 2 и подхватывает частицы адсорбента. В инжекторе 11 свежий газ смешивается с газом, прошедшим очистку, и выводится через штуцер 10. Газ, идущий на очистку, поступае В штуцер 9 и, пройдя слой адсорбента через трубопроводы 12, поступает в инжектор 11. Десорбирующий газ поступает через штуцер 7 и, пройдя радиально через слой адсорбента, выводится через штуцер 8. Адсорбент, поступивший из нижней части адсорбера по центральной трубе 2, под действием силы тяжести последова тельно проходит зону адсорбции и десорбции. Применение адсорбционного выделения аммиака в адсорбере непрерывного действия снижает концентрацию аммиака на входе в ре- актор синтеза до 1,5%, повышая его производительность на 10%, снижает металлоемкость устройства, повышает надежность. Наличие инжектора в аппарате, несущем двоякую фуик цию, позволяет снизить энергозатраты. Кроме зтого, продукционный аммиак получают в жидком состоянии, что облегчает его транспортировку и хранение. Формула изобретения Адсорбер, содержащий вертикальный цилиндрический корпус, центральную подъемную трубу, размещенную по оси корпуса, перегородки, выполненные в виде усеченных опрокинутых конусов, закрепленных меньшим основанием на трубе, а большим - на корпусе и делящих Koprfyc на :контактные камеры, перфорированные цилиндры, установленные коаксиально корпусу в контактных камерах и отделяющие их от корпуса, и щтуцеры для ввода и вывода реагентов, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса, он снабжен инжектором, установленным на верхнем торце подъемной трубы, двумя трубопроводами, соединяющими инжектор с верхней контактной камерой, соплом, установленным под подъемной трубой в нижней части корпуса, и перфорированными стаканами с крышками и трубами, размещенными снаружи подъемной трубы в контактных камерах и соединенных трубами со штуцерами вывода реагентов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3343916, кл. 23-199. 2.Тишин Ю. Г. Канд. дис., 1973. 3.Сернионова . И. Промышленная адсорб ция газов и паров. М., 1969 (прототип).

12

15

lit

/3