RU197485U1

RU197485U1 - MASS TRANSFER

Info

Publication number: RU197485U1
Application number: RU2019111983U
Authority: RU
Inventors: Антон Иванович Ковалев; Ольга Ивановна Пырьева
Original assignee: Антон Иванович Ковалев; Ольга Ивановна Пырьева
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2020-04-30

Abstract

Полезная модель относится к массообменным аппаратам, играющим роль фильтров-осушителей газа, предназначенных для разделения многофазных сред в процессах адсорбции, ректификации, и может быть использована в системах управления газопроводов. Предложен массообменный аппарат, включающий цилиндрический корпус 1 с горизонтальной крышкой 2, сепаратор 4, пористые фильтро-элементы 3, 4. На линии подачи газа установлен эжектор 6, а корпус 1 в нижней части заполнен жидким сорбентом. Использование аппарата позволяет предельно интенсифицировать процесс поглощения паров воды в газе.The utility model relates to mass transfer devices, which play the role of gas filter driers, designed to separate multiphase media in the processes of adsorption, rectification, and can be used in gas pipeline control systems. A mass transfer apparatus is proposed, including a cylindrical body 1 with a horizontal cover 2, a separator 4, porous filter elements 3, 4. An ejector 6 is installed on the gas supply line, and the housing 1 is filled with a liquid sorbent in the lower part. Using the apparatus allows you to intensify the process of absorption of water vapor in the gas.

Description

Полезная модель относится к массообменным аппаратам, играющим роль фильтров-осушителей газа, предназначенных для разделения многофазных сред в процессах адсорбции, ректификации, и может быть использовано в системах управления газопроводов.The utility model relates to mass transfer apparatus, which play the role of gas filter driers, designed to separate multiphase media in the processes of adsorption, rectification, and can be used in gas pipeline control systems.

Известны фильтры-осушители газа (N 1487950, B01D 46/02; N 2016629 B01D 45/06), содержащие цилиндрический корпус, патрубки ввода и вывода жидкости и газа, фильтрующие элементы, сепарационные пакеты.Known gas filter driers (N 1487950, B01D 46/02; N 2016629 B01D 45/06) containing a cylindrical body, nozzles for the input and output of liquid and gas, filter elements, separation bags.

Известные устройства не применяются для осушки природного газа, используемого для управления автоматикой в системах на перекачивающих станциях, т.к. они; нестабильно работают в импульсном режиме.Known devices are not used for drying natural gas used to control automation in systems at pumping stations, because they are; unstable in pulsed mode.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является техническое решение, защищенное патентом РФ N 218349, B01D 53/18, 2001 г.Closest to the proposed invention is a technical solution protected by RF patent N 218349, B01D 53/18, 2001

Известный массообменный аппарат, включающий цилиндрический корпус с горизонтальной крышкой, сепаратор, пористые элементы, барботажную ванну, погруженную в дополнительную ванну.Known mass transfer apparatus, comprising a cylindrical body with a horizontal cover, a separator, porous elements, a bubble bath immersed in an additional bath.

Недостатком известно устройства является недостаточная интенсификация процесса абсорбции.A disadvantage of the known device is the lack of intensification of the absorption process.

Техническая проблема, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение - интенсификация процесса абсорбции в массообменных аппаратах.The technical problem that the proposed technical solution is aimed at is the intensification of the absorption process in mass transfer apparatuses.

Проблема решается тем, что в массообменном аппарате, включающем цилиндрический корпус с горизонтальной крышкой, сепаратор, фильтроэлементы грубой и тонкой очистки, согласно полезной модели на линии подачи газа установлен эжектор, а корпус в нижней части заполнен жидким сорбентом.The problem is solved by the fact that in the mass transfer apparatus, which includes a cylindrical body with a horizontal cover, a separator, coarse and fine filter elements, according to a utility model, an ejector is installed on the gas supply line, and the body in the lower part is filled with a liquid sorbent.

Отличием предлагаемой конструкции является ввод в массообменный аппарат газа через эжектор, расположенный внутри корпуса, заполненного сорбентом.The difference of the proposed design is the introduction of gas into the mass transfer apparatus through an ejector located inside the housing filled with sorbent.

В отличие от известных устройств происходит замена процессов барботирования газа через слой жидкости или душирования восходящего потока газа капельным сорбентом процессом создания газожидкостной аэрозоли путем подсоса жидкого сорбента при прохождении газа через эжектор.In contrast to the known devices, the processes of gas sparging through the liquid layer or choking of the ascending gas flow are replaced by a drip sorbent by the process of creating a gas-liquid aerosol by suction of a liquid sorbent when the gas passes through the ejector.

Посредством эжектора производится подсос жидкого сорбента, а газ на выходе из эжектора представляет собой мелкодисперсную аэрозоль (туман).By means of an ejector, a liquid sorbent is suctioned, and the gas at the outlet of the ejector is a finely divided aerosol (fog).

Особенностями аэрозолей являются малая вязкость газовой дисперсной среды и большой свободный пробег молекул газа по сравнению с размером частиц сорбента поэтому, несмотря на сравнительно большой размер частиц, в аэрозолях происходит интенсивное броуновское движение. Данный эффект позволяет произвести полную осушку газа до влажности, остающейся при сушке газа данным видом сорбента.The aerosol features are the low viscosity of the dispersed gas and the large free path of gas molecules compared to the particle size of the sorbent; therefore, despite the relatively large particle size, intense Brownian motion occurs in the aerosols. This effect allows the gas to be completely dried to the moisture remaining during gas drying with this type of sorbent.

Заявляемое решение может быть промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности - «промышленная применимость».The claimed solution can be industrially applicable, because can be manufactured industrially, feasibly and reproducibly, therefore, it meets the condition of patentability - “industrial applicability”.

Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической литературе и патентным источникам показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна. Следовательно, оно соответствует условию патентоспособности - «новизна».Comparison of the claimed technical solution with the prior art in scientific and technical literature and patent sources shows that the set of essential features of the claimed solution was not known. Therefore, it meets the condition of patentability - “novelty”.

Анализ известных технических решений в данной области техники показывает, что предлагаемое устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.Analysis of known technical solutions in the art shows that the proposed device has features that are not in the known technical solutions, and their use in the claimed combination of features makes it possible to obtain a new technical effect, therefore, the proposed technical solution has an inventive step compared to the existing level technicians.

Полезная модель иллюстрируется чертежом, где схематично изображен массообменный аппарат.The utility model is illustrated in the drawing, which schematically shows a mass transfer apparatus.

Массообменный аппарат включает в себя цилиндрический корпус 1 с горизонтальной крышкой 2 в верхней части. В крышке 2 по ее оси установлен плоский фильтр тонкой очистки 3 (пористый нержавеющий материал). К нижней части крышки 2 коаксиально закреплен сепаратор 4, внутри которого по его оси крепится цилиндрический фильтр грубой очистки 5. Ниже сепаратора 4 внутри корпуса 1 радиально к нему установлен эжектор 6. Нижняя часть корпуса 1 заполняется жидким сорбентом.The mass transfer apparatus includes a cylindrical body 1 with a horizontal cover 2 in the upper part. In the cover 2, a flat fine filter 3 (porous stainless material) is installed along its axis. A separator 4 is coaxially fixed to the bottom of the lid 2, inside of which a coarse filter 5 is mounted along its axis. An ejector 6 is mounted radially to it below the separator 4 inside the housing 1. The lower part of the housing 1 is filled with a liquid sorbent.

Эжектор 6 - устройство, в котором происходит передача кинетической энергии от одной среды (газ), движущейся с большой скоростью, к другой. Эжектор, работая по закону Бернулли, создает в сужающем сечении пониженное давление (газа), что вызывает подсос в поток другой среды (сорбент), которая затем уносится и удаляется от места всасывания энергией первой среды.Ejector 6 is a device in which kinetic energy is transferred from one medium (gas) moving at high speed to another. The ejector, working according to the Bernoulli law, creates a reduced pressure (gas) in the narrowing section, which causes suction into the flow of another medium (sorbent), which is then carried away and removed from the point of absorption by the energy of the first medium.

Конструктивные элементы эжектора рассчитываются в каждом конкретном случае по требуемым параметрам работы. У предлагаемого эжектора коэффициент эжекции должен быть меньше 1.The structural elements of the ejector are calculated in each case according to the required operating parameters. The proposed ejector, the ejection coefficient should be less than 1.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Ввод газа осуществляется через эжектор 6, расположенный внутри корпуса 1. Посредством эжектора производится подсос жидкого сорбента (например, смеси 50% этиленгликоля и 50% диэтиленгликоля) и газ на выходе из эжектора представляет собой мелкодисперсную аэрозоль (туман).The gas is introduced through the ejector 6 located inside the housing 1. The ejector is used to suck in a liquid sorbent (for example, a mixture of 50% ethylene glycol and 50% diethylene glycol) and the gas at the outlet of the ejector is a finely divided aerosol (fog).

Особенностями аэрозолей являются малая вязкость газовой дисперсной среды и большой свободный пробег молекул газа по сравнению с размером частиц сорбента поэтому, несмотря на сравнительно большой размер частиц, в аэрозолях происходит интенсивное броуновское движение.The aerosol features are the low viscosity of the dispersed gas and the large free path of gas molecules compared to the particle size of the sorbent; therefore, despite the relatively large particle size, intense Brownian motion occurs in the aerosols.

Вследствие интенсивного броуновского движения и отсутствия факторов стабилизации, аэрозоли агрегатно неустойчивы. Частицы сорбента объединяются в крупные агрегаты, быстро оседающие в газовой среде.Due to the intense Brownian motion and the absence of stabilization factors, aerosols are aggregatively unstable. Sorbent particles are combined into large aggregates that quickly settle in a gaseous medium.

Затем газожидкостной поток направляется к сепаратору 4, где отделяется капельный сорбент и очищенный газ проходит последовательно через фильтр грубой очистки 5 и фильтр тонкой очистки 3.Then the gas-liquid flow is directed to the separator 4, where the drip sorbent is separated and the purified gas passes sequentially through the coarse filter 5 and the fine filter 3.

Использование аппарата позволяет предельно интенсифицировать процесс поглощения паров воды в газе.Using the apparatus allows you to intensify the process of absorption of water vapor in the gas.

Claims

Mass-transfer apparatus, including a cylindrical body with a horizontal cover, a separator, coarse and fine filter elements, characterized in that an ejector is installed on the gas supply line, and the body in the lower part is filled with a liquid sorbent in the form of a mixture of 50% ethylene glycol and 50% diethylene glycol.