Абсорбционное устройство для осушки газа Советский патент 1982 года по МПК B01D53/26 

(54) АБСОРБЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСУШЕНИЯ

1

Изобретение относится к осушению газовых смесей в системах кондиционирования воздуха, а именно к устройствам, в которых осушают газы путем их взаимодействия с жидкими сорбентами.

Известно устройство для осушения газа, включаюш.ее корпус, нижняя часть которого заполнена слоем абсорбента, вертикальную перегородку с соединительным отверстием ниже уровня абсорбента, разделяюш.ую корпус на осушительную и регенерационную камеру, сепаратор и компрессионную холодильную машину с компрессором, испарителем и конденсатором. Это двухкамерное устройство с регулируемым отверстием в низу перегородки при равенстве давлений в камерах позволяет за счет разности концентраций обеспечить поступление крепкого раствора в осушительную камеру, а разбавленного - в регенерационную 1.

Однако при высоком начальном влагосодержании газа, обработка его в данном устройстве не приводит к требуемой степени осушения ввиду того, что не обеспечивается достаточно интенсивная взаимная циркуляция обводненного и отрегенерированного растворов сорбента из осушительной камеры в

ГАЗА

регенерационную и наоборот в процессе работы устройства, а также из-за недостаточно интенсивного орошения теплообменных поверхностей испарителя и конденсатора вследствие их расположения в верхних час5 тях камер.

Цель изобретения - повышение эффективности циркуляции абсорбента.

Эта цель достигается тем, что в абсорбционном устройстве для осушения газа,

,Q включаюшем корпус со слоем абсорбента в нижней части, вертикальную перегородку с соединительным отверстием ниже уровня абсорбента, разделяющую корпус на осушительную и регенерационную камеры, сепаратор и компрессионную холодильную машину, вертикальная перегородка и примыкающие к ней стенки осушительной камеры снабжены коробами с наклонными днищами, при этом вертикальная перегородка выполнена с тремя переливными отверстиями в нижней части коробов выше уровня абсорбента.

Цереливные отверстия снабжены патрубками, два из которых размещены в регенррационной, а третий - в осушительной мерах.

Устройство снабжено насадкой из гидрофильного материала, размещенной в верхней части каждой камеры.

Кроме того, поверхности испарителя и конденсатора размеш,ены в центральных частях осушительной и регенерационных камер, с некоторым заглублением под уровень жидкости сорбента, что повышает интенсивность орошения указанных поверхностей.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема выполнения предлагаемого абсорбционного устройства, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1, выполненный в нижней части в виде поддона, вертикальную перегородку 2, делящую рабочий объем на осушительную 3 и регенерационную 4 рабочие камеры и имеющую в нижней части под уровнем жидкости соединительное отверстие 5 и три переливные отверстия 6 над уровнем жидкости, крайние из которых - для перелива обводненной части раствора сорбента, а центральное отверстие - для перелива отрегенерированной его части, с примкнутыми к ним отводящи.ми жидкость патрубками 7, испаритель 8 и конденсатор 9 компрессионной холодильной машины, полотна тканевой насадки 10 из тонкокапиллярного материала, например стекло, асботкани и др., установленные на натяжном каркасе с равномерными зазорами в верхних частях камер, патрубки для подвода 11 и отвода 12 газа и для подвода 13 и отвода 14 воздуха, короба 15 с наклонными днищами 16, примыкающими к стенкам камеры и вертикальной перегородки 2, сепаратор 17, а также компрессор 18 холодильной машины с регулирующими и другими элементами, обеспечивающими нормальную ее работу. (Дополнительная обшивка корпуса, создающая плавность обтекания его воздушным и жидкостным потоками, на чертеже не показана).

Абсорбционное устройство работает следующим образом.

Газ, содержащий влагу, подают, например, при помощи вентилятора со значительной скоростью через патрубок 11 подвода на поверхность жидкости сорбента, например хлористого лития, заранее залитой в нижнюю часть корпуса I. При этом газ вспенивает и вытесняет часть жидкости сорбента в рабочий объем осушительной камеры 3, образуя газожидкостную эмульсию (пену), с брызгами и каплями в верхней части, которая омывает поверхность испарителя 8, благодаря чему поддерживается низкая температура сорбента, а, следовательно, обеспечивается достаточно эффективное поглощение водяного пара из осушаемого газа.

Образовавшиеся при этом брызги и капли жидкого сорбента омывают установленные на натяжном каркасе в верхней части камеры полотна тканевой насадки 10, смачивают их, увеличивая тем самым время контакта фаз и способствуя задержанию части капель, перемещаемым газом, облегчая его сепарацию от капель. Осушенный газ полностью освобождается от взвешенных капель

раствора сорбента в сепараторе 17 и поступает через патрубок 12 отвода газа к потребителю.

Жидкий сорбент разбавляется за счет поглощения влаги из осушаемого газа в основном при образовании подвижного слоя

пены в рабочем объеме камеры. Эта наиболее разбавленная часть раствора сорбента переливается через верхний обрез образующей стенки короба 15 и по наклонным днищим 16 короба направляется к переливному

отверстию (направление стока жидкости сорбента в коробе к переливным отверстиям 6 на фиг. 2 показано стрелками), откуда по отводящим жидкость патрубкам 7 поступает под верхний слой жидкости сорбента в регенерационной камере 4. Сюда же через

патрубок 13 подвода, например, с по.мощью другого вентилятора, подается воздух, который, ударяясь о поверхность жидкости сорбента, вытесняет часть его в рабочий объе.м камеры 4 и образует при этом воздушножидкостпую пену, брызги и капли, которые смывают поверхность конденсатора 9 и полотна тканевой насадки 10, установленные также как и в камере 3.

Наиболее концентрированная часть отрегенерированиого жидкого сорбента переливается через верхний обрез короба 15 - отделителя жидкости, устаиоблеиного на вертикальной перегородке 2 и по наклонным днищам 16 направляется к переливному отверстию 6 и далее по отводящему жидкость патрубку 7 поступает под верхний

5 слой жидкости сорбента осушительной камеры 3, откуда может быть сразу же поднята газом в ее рабочий объем. Благодаря то.му, что поступление наиболее разбавленной части раствора сорбента из осушительной камеры в регенерационную осуществляется по коробам, установленным на двух стенках и перегородке через два переливных отверстия 6, количество ее значительно больше по объему (весу), чем поступающей части отрегенерированного сорбента, которая

5 собирается лишь одним коробом - отделителем отработанной жидкости, установленным на перегородке 2, и поступает через одно переливное отверстие 6. В это.м случае по закону сообщающихся сосудов, при равенстве давлений в камерах, усиливается

0 перемещение жидкости сорбента из регенерационной камеры в осушитатьную через соединительное отверстие 5.

Таким образом, предлагаемое устройство работает на растворе сорбента, близком

, к первоначальной его концентрации и позволяет осуществлять высокоэффективные процессы осушения газа без дополнительной затраты электроэнергии. Установлено, что в зависи.мости от начальных параметров

газа, температуры испарения и конденсации хладагента, концентрации раствора и затрачиваемого давления на создание газовоздушной пены и перемещени-е потока, степень осушения меняется в довольно широких пределах - 3-12 г/кг.

Предлагаемое устройство компактно, надежно в работе и может быть использовано как основной элемент в системах кондиционирования воздуха убежиш гражданской обороны, а также при хранении и технологической сушке кинопленки и подобных ей материалов в процессе гфоизводства.

Формула изобретения

1. Абсорбционное устройство для осушения газа, включающее корпус со слоем абсорбента в нижней части патрубки для подвода и отвода газа и воздуха, вертикальную перегородку с соединительным отверстием ниже уровня абсорбента, разделяющую корпус на осушительную и регенерационную камеры, сепаратор и компрессионную холодильную машину с компрессором, испарителем и конденсатором, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности осушения газа путем повышения интенсивности циркуляции абсорбента, вертикальная перегородка и примыкающие к ней стенки осушительной камеры снабжены Kopo6aMii с наклонными днишами, при этом вертикальная перегородка выполнена с тремя переливными отверстиями в нижней части коробов выше уровня абсорбента.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что аереливные отверстия снабжены патрубками, два из которых размещены в регенерационной, а третий - в осушительной камере.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что оно снабжено насадкой з гидрофильного материала, размещенной в верхней части каждой камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 370965, кл. В 01 D 53/26, 1970.

/7

/ / / / /J- 16 J6 6

фиг. 2

Ю715ff

V

ае.:)