RU155376U1 - Наполнитель адсорбера - Google Patents

Abstract

1. Наполнитель адсорбера, отличающийся тем, что он выполнен шарообразной формы, причем в сферической поверхности образованы углубления, разделенные стенками, при этом шарообразный элемент разделен на две половины сплошной круглой перегородкой с проходным отверстием, расположенным в центре перегородки, на продольной оси проходного отверстия перпендикулярно перегородке выполнена перемычка, разделяющая проходное отверстие по его продольной оси пополам, на перемычке на равном расстоянии друг от друга закреплены штыри, к которым прикреплены тонкие стенки, выполненные волнообразной формы, прикрепление стенок к штырям выполнено в месте образования центрального гребня, при этом тонкие стенки расположены симметрично относительно сплошной круглой перегородки, а плотность расположения тонких стенок возрастает в радиальном направлении от центра.2. Наполнитель адсорбера по п. 1, отличающийся тем, что геометрический центр элемента практически совпадает с его центром тяжести.3. Наполнитель адсорбера по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен из полимера путем литья в форму.

Description

Техническое решение относится к насадкам для биореакторов, химических реакторов, массо- и теплообменных аппаратов и может быть использовано в биотехнологии, химической технологии и смежных областях техники для иммобилизации микроорганизмов, ферментов и некоторых других веществ на поверхности носителя и интенсификации массо- и теплообменных процессов в жидкой и газообразной среде при ферментации, биосинтезе, при разделении и выделении твердой, жидкой и газообразной фаз в процессах фильтрации, экстракции, эвапорации, дегазации, коалесценции, ректификации, катализа, конденсации и испарения.

Известен (RU, патент 2241803, опубл. 10.12.2004) наполнитель из полиуретановых полужестких мелкопористых пенопластов с низкой кажущейся плотностью 8-12 кг/м³ и размерами пор 0,3-1,2 мм, предварительно разрезанных на пластины любых размеров или в виде крошки.

Недостатком известного наполнителя можно признать низкую механическую прочность, низкую сорбционную способность, а также узкую область применения - только сбор нефтепродуктов с поверхности.

Известен также (RU, патент 1836418, опубл. 23.08.1993) наполнитель адсорбера, представляющий собой ерши, волокна которых состоят из нескольких или, по меньшей мере, двух элементарных профилированных нитей, скрученных в одну комплексную нить, имеющую в поперечном сечении произвольный геометрический профиль, в частности, в виде многоугольника, круглой формы или в виде кольца.

Недостатком известного наполнителя следует признать сложность производства, а также узкую область применения - носитель микроорганизмов.

Известен также (SU, авторское свидетельство 1643062, опубл. 23.04.1991) наполнитель адсорбера в виде кистей из волокон.

Недостатком известного наполнителя адсорбера следует признать его механическую непрочность.

Известен (SU, авторское свидетельство 1540078, опубл. 30.04.1991) наполнитель адсорбера, представляющего собой волокнистые элементы, упорядочено расположенные на каркасе. Волокнистые элементы состоят из гибкого сердечника с расходящимися от него в радиальном направлении множеством отрезков волокон. Гибкий сердечник состоит из центрального шнура и периферийных шнуров. Шнуры состоят из нескольких нитей, скрученных между собой с образованием у шнуров профилированной поверхности. Середина каждого из отрезков волокон защемлена между центральным шнуром и периферийными шнурами. В поперечном сечении волокнистых элементов образуется два ряда отрезков, разделенных по середине центральным шнуром. Середина каждого из отрезков волокон прижата периферийными шнурами к центральному шнуру и к отрезкам волокон другого ряда. Свободные концы отрезков волокон выходят за пределы гибкого сердечника и располагаются вокруг него по винтовым поверхностям, придавая волокнистым элементам цилиндрическую форму.

Недостатком известного наполнителя адсорбера следует признать сложность производства.

Наиболее близким аналогом разработанного устройства можно признать (FR, заявка 0511051, опубл. 28.10.2005) наполнитель адсорбера, представляющий собой объем, заполненный пучками трубок, причем каждый пучок содержит четыре трубки, которые соответственно ориентированы в четырех направлениях под углом к оси конструкции, при этом трубки образуют каналы, выходящие на внешнюю поверхность конструкции. Трубки скреплены между собой в местах их соприкосновения. Носитель содержит поры, расположенные между трубками, определяющие дополнительные каналы для протекания жидкой фазы и газообразной фазы через конструкцию.

Недостатком известного наполнителя следует признать сложность его изготовления, а также невысокие сорбционные характеристики.

Техническая задача, решаемая с использованием разработанного устройства, состоит в разработке наполнителя адсорбции нового типа.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного наполнителя адсорбера, состоит в упрощении технологии его изготовления.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать наполнитель адсорбера, выполненный шарообразной формы, причем в сферической поверхности образованы углубления, разделенные тонкими стенками, при этом шарообразный элемент разделен на две половины сплошной круглой перегородкой с проходным отверстием, расположенным в центре перегородки, на продольной оси проходного отверстия перпендикулярно перегородке выполнена перемычка, разделяющая проходное отверстие по его продольной оси пополам, на перемычке на равном расстоянии друг от друга закреплены штыри, к которым прикреплены тонкие стенки, выполненные волнообразной формы, прикрепление стенок к штырям выполнено в месте образования центрального гребня, при этом тонкие стенки расположены симметрично относительно сплошной круглой перегородки, а плотность расположения тонких стенок возрастает в радиальном направлении от центра.

Для разработанного наполнителя адсорбера характерно, что его геометрический центр практически совпадает с его центром тяжести.

В предпочтительном варианте реализации наполнитель адсорбера выполнен из химически инертного полимера путем литья в форму. Он может быть выполнен из полипропилена, полистирола, полиэтилена и других термопластичных полимеров.

По отношению к ближайшему аналогу очевидно упрощение технологии изготовления наполнителя путем литья в форму, что гораздо проще изготовления отдельно трубок, затем пучков трубок и создание из пучков элемента адсорбера.

Кроме того, для разработанного наполнителя адсорбера характерен великолепный обмен веществ, низкий перепад давления, существенно более высокая несущая способность, более хороший коэффициент полезного действия при абсорбции, длительное время использования и высокие температуры, после применения наполнитель поддается восстановлению. Этот тип наполнителя можно применять при особенно высоком КПД абсорбции, которые в то же время при маленьком перепаде давления требуют небольшого расхода энергии. Наполнитель обладает по сравнению с обычными наполнителями еще и тем преимуществом, что проскальзывание одного шарика внутрь другого исключено, что позволяет избежать возникновения «мостов» и «мертвых зон». Это особенно большое преимущество для обменных колонн с маленьким диаметром.

При изготовлении разработанного наполниеля адсорбера первоначально изготавливают по стандартной технологии (http://www.poliolefins.ru/stat/tex/686-press-formy-dlya-litya-plastmass.html) разъемную форму для изготовления изделия методом литья. При этом предпочтительно используют многоместную разъемную форму, обеспечивающую изготовление одновременно 20 изделий. Затем форму заполняют расплавом полимера (в частности, полипропилена), выдерживают форму до остывания расплава и извлекают готовые наполнители адсорбера. Данный процесс намного проще по сравнению с процессом, включающим изготовления отдельно трубок, затем пучков трубок и создание из пучков элемента адсорбера.

Разработанный наполнитель адсорбера используют аналогично другим, ранее используемым наполнителям адсорбера.

Claims (3)

1. Наполнитель адсорбера, отличающийся тем, что он выполнен шарообразной формы, причем в сферической поверхности образованы углубления, разделенные стенками, при этом шарообразный элемент разделен на две половины сплошной круглой перегородкой с проходным отверстием, расположенным в центре перегородки, на продольной оси проходного отверстия перпендикулярно перегородке выполнена перемычка, разделяющая проходное отверстие по его продольной оси пополам, на перемычке на равном расстоянии друг от друга закреплены штыри, к которым прикреплены тонкие стенки, выполненные волнообразной формы, прикрепление стенок к штырям выполнено в месте образования центрального гребня, при этом тонкие стенки расположены симметрично относительно сплошной круглой перегородки, а плотность расположения тонких стенок возрастает в радиальном направлении от центра.

2. Наполнитель адсорбера по п. 1, отличающийся тем, что геометрический центр элемента практически совпадает с его центром тяжести.

3. Наполнитель адсорбера по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен из полимера путем литья в форму.