RU2354440C1

RU2354440C1 - Ring adsorber

Info

Publication number: RU2354440C1
Application number: RU2007144012/15A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Кочетова (RU); Мария Олеговна Кочетова
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2007-11-29
Filing date: 2007-11-29
Publication date: 2009-05-10

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: invention can be used in chemical industry. A ring adsorber contains a cylindrical body 4 with an elliptic cover 7 and bottom 15. In the cover 7 there are mounted charging hole 9 and inspection window 8. The charging hole 9 is connected to a compensating hopper 10, and a union nipple 2 is attached in the bottom of the case 4 with fixed base 13 support 3 for external 5 and internal 6 perforated cylinders. Used adsorbent 12 is unloaded through an unloading gate 14. A union nipple 17 for desorption vapour and condensate discharge and for water delivery is located in the bottom 15. A bubbler flask is toroid-shaped along the full height of the perforated cylinders 5 and 6. A union nipple 11 for a safety valve is mounted in the top of the case 4. Adsorbent 12 is shaped as hollow spheres with a spiral groove by the spherical surface; as cylindrical rings with a spiral groove on the lateral surface; or as toroid rings.

EFFECT: higher gas flow purification efficiency from the end component due to higher contact area of adsorbent and the end component.

4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к оборудованию для проведения адсорбционных процессов в системе газ (пар) - адсорбент.The invention relates to equipment for carrying out adsorption processes in a gas (steam) - adsorbent system.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является адсорбер, содержащий корпус с крышкой и днищем и расположенный между ними слой адсорбента по а.с. СССР №516415, B01D 53/02 от 23.01.74.The closest technical solution to the claimed object is an adsorber containing a housing with a lid and a bottom and an adsorbent layer located between them by a.s. USSR No. 5164415, B01D 53/02 of 01/23/74.

Недостатком известного адсорбера является то, что он не обеспечивает высокой степени очистки газового потока от целевого компонента и пыли.A disadvantage of the known adsorber is that it does not provide a high degree of purification of the gas stream from the target component and dust.

Технический результат - повышение степени очистки газового потока от целевого компонента за счет увеличения площади контакта адсорбента с целевым компонентом.The technical result is an increase in the degree of purification of the gas stream from the target component by increasing the contact area of the adsorbent with the target component.

Это достигается тем, что в кольцевом адсорбере, содержащем цилиндрический корпус с крышкой и днищем, выполненными эллиптической формы, причем в крышке смонтированы загрузочный и смотровой люки, причем загрузочный люк соединен с бункером-компенсатором, расположенным в крышке, а штуцер для подачи исходной смеси, сушильного и охлаждающего воздуха расположен в нижней части корпуса, в которой закреплены опоры для базы под внешний и внутренний перфорированные цилиндры, причем выгрузка отработанного адсорбента осуществляется через разгрузочный люк, установленный в нижней части корпуса, который закреплен в, по меньшей мере, трех установочных лапах, а штуцер для отвода паров и конденсата при десорбции и для подачи воды расположен в днище, в котором закреплен штуцер для отвода очищенного газа и отработанного воздуха и для подачи водяного пара, причем он закреплен через коллектор, имеющий два канала, причем в одном из которых расположена заслонка для процесса десорбции, с барботером, барботер выполнен тороидальной формы по всей высоте перфорированных цилиндров, а штуцер для предохранительного клапана установлен в верхней части корпуса, а процесс адсорбции и десорбции протекает при следующих оптимальных соотношениях составляющих аппарат элементов: коэффициент перфорации тороидальной поверхности барботера лежит в оптимальном интервале величин К=0,5…0,9; отношение высоты Н цилиндрической части корпуса к его диаметру D находится в оптимальном соотношении величин H/D=2,0…2,5; отношение высоты Н цилиндрической части корпуса к толщине S его стенки находится в оптимальном соотношении величин H/S=580…875, при этом адсорбент выполнен по форме в виде шариков, а также сплошных или полых цилиндров, зерен произвольной поверхности, получающейся в процессе его изготовления, а также в виде коротких отрезков тонкостенных трубок или колец равного размера по высоте и диаметру: 8, 12, 25 мм.This is achieved by the fact that in the annular adsorber containing a cylindrical body with a lid and a bottom made of elliptical shape, moreover, the loading and inspection hatches are mounted in the cover, the loading hatch being connected to the compensating hopper located in the cover, and the fitting for supplying the initial mixture drying and cooling air is located in the lower part of the housing, in which the supports for the base are fixed under the external and internal perforated cylinders, and the spent adsorbent is unloaded through the unloading a hatch mounted in the lower part of the housing, which is fixed in at least three mounting legs, and a fitting for venting vapors and condensate during desorption and for supplying water is located in the bottom, in which a fitting for securing the purified gas and exhaust air is fixed, and for supplying water vapor, moreover, it is fixed through a manifold having two channels, moreover, in one of which there is a shutter for the desorption process, with a bubbler, the bubbler is made toroidal in shape over the entire height of the perforated cylinders, and the nozzle for a storage valve is installed in the upper part of the body, and the adsorption and desorption process proceeds at the following optimal ratios of the components making up the apparatus: the perforation coefficient of the toroidal surface of the bubbler lies in the optimal range of values K = 0.5 ... 0.9; the ratio of the height H of the cylindrical part of the body to its diameter D is in the optimal ratio of values H / D = 2.0 ... 2.5; the ratio of the height H of the cylindrical part of the body to the thickness S of its wall is in the optimal ratio of values H / S = 580 ... 875, while the adsorbent is made in the form of balls, as well as solid or hollow cylinders, grains of an arbitrary surface obtained during its manufacture , as well as in the form of short segments of thin-walled tubes or rings of equal size in height and diameter: 8, 12, 25 mm.

На фиг.1 изображен адсорбер, фронтальный разрез, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1, на фиг.3 - адсорбент, выполненный в форме полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг.4 - адсорбент, выполненный в форме цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, на фиг.5 - разрез Б-Б фиг.4, где прорезана винтовая канавка, имеющая в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа «седла Берля» или седла «Инталлокс».Figure 1 shows the adsorber, a frontal section, figure 2 - section aa of figure 1, figure 3 - adsorbent made in the form of hollow balls, on the spherical surface of which a helical groove is cut, figure 4 - adsorbent made in the form of cylindrical rings, on the side surface of which a helical groove is cut, in FIG. 5 is a section BB-4 of FIG. 4, where a helical groove is cut, having in cross section perpendicular to the helical line a profile of the “Berl saddle” or saddle type Intallox. "

Кольцевой адсорбер содержит цилиндрический корпус 4 с крышкой 7 и днищем 15 эллиптической формы. В крышке 7 смонтированы загрузочный люк 9, смотровой люк 8. Загрузочный люк 9 соединен с бункером-компенсатором 10, расположенным в крышке 7. Штуцер 2 для подачи исходной смеси, сушильного и охлаждающего воздуха расположен в нижней части корпуса 4, в которой закреплены опоры 3 для базы 13 под внешний 5 и внутренний 6 перфорированные цилиндры. Выгрузка отработанного адсорбента 12 осуществляется через разгрузочный люк 14, установленный в нижней части корпуса 4, который закреплен в, по меньшей мере, трех установочных лапах 1. Штуцер 17 для отвода паров и конденсата при десорбции и для подачи воды расположен в днище 15, в котором закреплен штуцер 16 для отвода очищенного газа и отработанного воздуха и для подачи водяного пара. Штуцер 16 закреплен через коллектор, имеющий два канала, причем в одном из которых расположена заслонка для процесса десорбции, с барботером (не показано), выполненным тороидальной формы по всей высоте перфорированных цилиндров 5 и 6. Штуцер 11 для предохранительного клапана установлен в верхней части корпуса 4.The annular adsorber comprises a cylindrical body 4 with a cover 7 and an elliptical bottom 15. In the lid 7, a loading hatch 9, an inspection hatch 8. are mounted. The loading hatch 9 is connected to a compensating hopper 10 located in the cover 7. A fitting 2 for supplying the initial mixture, drying and cooling air is located in the lower part of the housing 4, in which the supports 3 are fixed for base 13 under outer 5 and inner 6 perforated cylinders. The spent adsorbent 12 is discharged through an unloading hatch 14 installed in the lower part of the housing 4, which is fixed in at least three mounting legs 1. A fitting 17 for removing vapors and condensate during desorption and for supplying water is located in the bottom 15, in which the fitting 16 is fixed for the removal of purified gas and exhaust air and for supplying water vapor. The fitting 16 is fixed through a manifold having two channels, one of which has a shutter for the desorption process, with a bubbler (not shown) made in a toroidal shape over the entire height of the perforated cylinders 5 and 6. The fitting 11 for the safety valve is installed in the upper part of the housing four.

Процесс адсорбции и десорбции протекает при следующих оптимальных соотношениях составляющих аппарат элементов: коэффициент перфорации тороидальной поверхности барботера лежит в оптимальном интервале величин К=0,5…0,9; отношение высоты Н цилиндрической части корпуса к его диаметру D находится в оптимальном соотношении величин H/D=2,0…2,5; отношение высоты Н цилиндрической части корпуса к толщине S его стенки находится в оптимальном соотношении величин H/S=580…875.The process of adsorption and desorption occurs with the following optimal ratios of the constituent elements of the apparatus: the perforation coefficient of the toroidal surface of the bubbler lies in the optimal range of values K = 0.5 ... 0.9; the ratio of the height H of the cylindrical part of the body to its diameter D is in the optimal ratio of values H / D = 2.0 ... 2.5; the ratio of the height H of the cylindrical part of the body to the thickness S of its wall is in the optimal ratio of H / S = 580 ... 875.

Адсорбент 12 выполнен по форме в виде шариков, а также сплошных или полых цилиндров, зерен произвольной поверхности, получающейся в процессе его изготовления, а также в виде коротких отрезков тонкостенных трубок или колец равного размера по высоте и диаметру: 8, 12, 25 мм.The adsorbent 12 is made in the form of balls, as well as solid or hollow cylinders, grains of an arbitrary surface obtained during its manufacture, as well as short segments of thin-walled tubes or rings of equal size in height and diameter: 8, 12, 25 mm.

Чтобы повысить степень очистки газового потока от целевого компонента за счет увеличения площади контакта адсорбента с целевым компонентом, адсорбент по форме может быть выполнен в виде полых шаров 5, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка (фиг.3), или в виде полых шаров, на сферической поверхности которых прорезана винтовая канавка, имеющая в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа «седла Берля» или седла «Инталлокс» (фиг.5). Адсорбент 12 может быть выполнен в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка (фиг.4). Адсорбент 12 может быть выполнен в виде цилиндрических колец, на боковой поверхности которых прорезана винтовая канавка, имеющая в сечении, перпендикулярном винтовой линии, профиль типа «седла Берля» или седла «Инталлокс» (фиг.5). Адсорбент 12 может быть выполнен в виде тороидальных колец (не показано). Адсорбент 12 может быть выполнен в виде тороидальных колец, имеющих профиль типа «седла Берля» или седла «Инталлокс» (не показано).To increase the degree of purification of the gas stream from the target component by increasing the contact area of the adsorbent with the target component, the adsorbent can be made in the form of hollow balls 5, on the spherical surface of which a helical groove is cut (Fig. 3), or in the form of hollow balls, on a spherical surface of which a helical groove is cut, having in cross section perpendicular to the helical line a profile of the “Berl saddle” or “Intallox” saddle type (Fig. 5). The adsorbent 12 can be made in the form of cylindrical rings, on the side surface of which a helical groove is cut (Fig. 4). The adsorbent 12 can be made in the form of cylindrical rings, on the side surface of which a helical groove is cut, having in cross section perpendicular to the helical line a profile of the “Berl saddle” or “Intallox” saddle type (Fig. 5). The adsorbent 12 can be made in the form of toroidal rings (not shown). The adsorbent 12 can be made in the form of toroidal rings having a profile such as a “Berl saddle” or an “Intallox” saddle (not shown).

Кольцевой адсорбер работает следующим образом.Ring adsorber works as follows.

Газовый (паровой) поток на очистку подается в нижнюю часть аппарата через штуцер 2 для подачи исходной смеси через распределительную сетку (не показано). Очищенный газовый поток выводится из адсорбера через штуцер 16. Адсорбент 12 загружается через загрузочный люк 9, а отработанный адсорбент 12 удаляется через разгрузочный люк 14. Десорбция осуществляется путем подачи через штуцер 16 водяного пара к барботеру, имеющему перфорированную тороидальную поверхность для более равномерного протекания процесса десорбции по всей высоте перфорированных цилиндров 5 и 6. Штуцер 17 предусмотрен для отвода паров при десорбции, а в штуцер 11 устанавливается предохранительный клапан для безаварийного протекания процесса. В качестве адсорбента могут применяться активные угли марок БАУ, АР-А, СКТ-3 и др.The gas (steam) stream for cleaning is supplied to the lower part of the apparatus through the nozzle 2 for supplying the initial mixture through a distribution grid (not shown). The purified gas stream is discharged from the adsorber through the nozzle 16. The adsorbent 12 is loaded through the loading hatch 9, and the spent adsorbent 12 is removed through the discharge hatch 14. Desorption is carried out by supplying water vapor through the nozzle 16 to a bubbler having a perforated toroidal surface for a more uniform desorption process over the entire height of the perforated cylinders 5 and 6. The fitting 17 is provided for venting during desorption, and a safety valve for trouble-free leakage is installed in the fitting 11 ia process. As an adsorbent, activated carbons of the BAU, AR-A, SKT-3 and other brands can be used.

Предлагаемое устройство позволяет существенно повысить степень очистки газового потока от целевого компонента и может применяться также в рекуперационных установках производительностью более 30000 м³/час.The proposed device can significantly increase the degree of purification of the gas stream from the target component and can also be used in recovery plants with a capacity of more than 30,000 m ³ / h.

Claims

1. An annular adsorber comprising a cylindrical body, which is fixed in at least three mounting legs, with a lid and a bottom made of elliptical shape, and in the lid mounted loading and inspection hatches, and the loading hatch is connected to the hopper-compensator located in the lid, and the fitting for supplying the initial mixture, drying and cooling air is located in the lower part of the housing, in which the supports for the base are fixed under the external and internal perforated cylinders and a discharge hatch is installed for profit waste adsorbent, and the fitting for removing vapors and condensate during desorption and for supplying water is located in the bottom, in which the fitting for securing purified gas and exhaust air and for supplying water vapor is fixed, and the fitting for the safety valve is installed in the upper part of the housing the fact that the bubbler is made of a toroidal shape over the entire height of the perforated cylinders, and the adsorbent is made in the form of hollow balls, on the spherical surface of which a helical groove is cut, or cylindrical y on the side surface of which is cut a helical groove or as toroidal rings.

2. The annular adsorber according to claim 1, characterized in that the perforation coefficient of the toroidal surface of the bubbler lies in the optimal range of values: K = 0.5 ... 0.9, while the adsorption and desorption process proceeds at the following optimal ratios of the constituent elements of the apparatus: ratio height H of the cylindrical part of the housing to its diameter D is in the optimal ratio of values: H / D = 2.0 ... 2.5; the ratio of the height H of the cylindrical part of the body to the thickness S of its wall is in the optimal ratio of values: H / S = 580 ... 875.

3. The annular adsorber according to claim 1, characterized in that the helical groove has in cross section perpendicular to the helix a profile such as a “Berl saddle” or an “Intallox” saddle.

4. The annular adsorber according to claim 1, characterized in that the toroidal rings have a profile of the type of "Berl saddle" or saddle "Intallox".