RU2440177C1

RU2440177C1 - Method of adsorption

Info

Publication number: RU2440177C1
Application number: RU2010129597/05A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева (RU); Мария Олеговна Стареева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов; Мария Олеговна Стареева
Priority date: 2010-07-19
Filing date: 2010-07-19
Publication date: 2012-01-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention may be used in chemical industry. Proposed method comprises feeding gas flow for cleaning in apparatus bottom section via distribution grid and forcing it through outer and inner perforated cylinders with adsorbent arranged there between. Adsorbent is loaded via loading hatch made in cover while waste gas is discharged via discharge hatch. Cleaned gas flow is discharged from adsorber via union. Desorption is carried out in feeding water steam via union into bubbler with perforated toroidal surface. Ball-shaped adsorber has radial blind recesses. The latter feature cylindrical, taper, spherical or any other surface, or any surface of a body of revolution, for example, paraboloid, ellipsoid.

EFFECT: efficient cleaning of target component due to enlarged contact area.

2 dwg, 1 ex

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 способ адсорбции по патенту РФ №2350377, В01D 53/02, заключающийся в том, что газовый поток на очистку подают в нижнюю часть аппарата через распределительную сетку, который пропускают затем через внешний и внутренний перфорированные цилиндры, между которыми размещают адсорбент, очищенный газовый поток выводят из адсорбера через штуцер, а адсорбент загружают через загрузочный люк, расположенный в крышке, а отработанный адсорбент удаляют через разгрузочный люк (прототип).The closest technical solution to the claimed object is the adsorption method according to the patent of the Russian Federation No. 2350377, B01D 53/02, which consists in the fact that the gas stream for cleaning is fed to the lower part of the apparatus through a distribution grid, which is then passed through the external and internal perforated cylinders, between by which the adsorbent is placed, the cleaned gas stream is removed from the adsorber through a fitting, and the adsorbent is loaded through the loading hatch located in the lid, and the spent adsorbent is removed through the discharge hatch (prototype).

Недостатком известного способа адсорбции является то, что он не обеспечивает высокой степени очистки газового потока от целевого компонента.A disadvantage of the known adsorption method is that it does not provide a high degree of purification of the gas stream from the target component.

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 способе адсорбции, заключающемся в том, что газовый поток на очистку подают в нижнюю часть аппарата через распределительную сетку, который пропускают затем через внешний и внутренний перфорированные цилиндры, между которыми размещают адсорбент, очищенный газовый поток выводят из адсорбера через штуцер, а адсорбент загружают через загрузочный люк, расположенный в крышке, а отработанный адсорбент удаляют через разгрузочный люк, при этом десорбцию осуществляют путем подачи через штуцер водяного пара к барботеру, имеющему перфорированную тороидальную поверхность для более равномерного протекания процесса десорбции по всей высоте перфорированных цилиндров, причем процесс адсорбции и десорбции осуществляют при следующих оптимальных соотношениях составляющих аппарат элементов: коэффициент перфорации тороидальной поверхности барботера лежит в оптимальном интервале величин: K=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, адсорбент выполняют шарообразной формы, в котором выполнены несквозные радиальные выемки, причем выемки имеют форму цилиндрической, конической, сферической поверхностей или любой поверхности тел вращения, например параболоид, эллипсоид.This is achieved by the fact that in the adsorption method, namely, the gas stream for cleaning is supplied to the lower part of the apparatus through a distribution grid, which is then passed through the external and internal perforated cylinders between which the adsorbent is placed, the purified gas stream is removed from the adsorber through a nozzle and the adsorbent is loaded through the loading hatch located in the lid, and the spent adsorbent is removed through the discharge hatch, while desorption is carried out by supplying water vapor through the nozzle to the bubbler, having a perforated toroidal surface for a more uniform desorption process along the entire height of the perforated cylinders, the adsorption and desorption process being carried out at the following optimal ratios of the components 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 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 casing to the thickness S of its wall is in the optimal ratio of values: H / S = 580 ... 875, the adsorbent is spherical in which non-through radial recesses are made, the recesses being in the form of a cylindrical, conical, spherical surface or any surface bodies of revolution, for example a paraboloid, an ellipsoid.

На фиг.1 изображена схема адсорбции и устройство для реализации предлагаемого способа, на фиг.2 - адсорбент, выполненный шарообразной формы с выемками.Figure 1 shows the adsorption scheme and a device for implementing the proposed method, figure 2 - adsorbent made spherical with recesses.

Адсорбер для реализации предлагаемого способа (фиг.1) содержит цилиндрический корпус 1 с крышкой и днищем эллиптической формы (на чертеже не показано), в которых смонтированы загрузочный и смотровой люки, штуцер для подачи исходной смеси, сушильного и охлаждающего воздуха. В нижней части корпуса закреплены опоры для базы под внешний 2 и внутренний 3 перфорированные цилиндры. Выгрузка отработанного адсорбента 4 осуществляется через разгрузочный люк, установленный в нижней части корпуса 1. Штуцер для отвода паров и конденсата при десорбции и для подачи воды (на чертеже не показано) расположен в днище, в котором закреплен штуцер 6 для отвода очищенного газа и отработанного воздуха и для подачи водяного пара. Штуцер 6 закреплен через коллектор, имеющий два канала, причем в одном из которых расположена заслонка для соединения с барботером, выполненным тороидальной формы по всей высоте перфорированных цилиндров 2 и 3. Штуцер для предохранительного клапана для безаварийного протекания процесса установлен в верхней части корпуса 1.The adsorber for implementing the proposed method (Fig. 1) contains a cylindrical body 1 with a lid and an elliptical bottom (not shown in the drawing), in which loading and inspection hatches, a fitting for supplying the initial mixture, drying and cooling air are mounted. In the lower part of the body, supports for the base are fixed under the outer 2 and inner 3 perforated cylinders. The discharge of the adsorbent 4 is carried out through the discharge hatch installed in the lower part of the housing 1. The fitting for the removal of vapors and condensate during desorption and for supplying water (not shown in the drawing) is located in the bottom, in which the fitting 6 is mounted for the removal of purified gas and exhaust air and for supplying water vapor. The fitting 6 is fixed through a manifold having two channels, and in one of which there is a damper for connection with a bubbler made of a toroidal shape over the entire height of the perforated cylinders 2 and 3. The fitting for the safety valve for trouble-free process flow is installed in the upper part of the housing 1.

Способ адсорбции осуществляют при следующих оптимальных соотношениях составляющих аппарат элементов: коэффициент перфорации тороидальной поверхности барботера лежит в оптимальном интервале величин: K=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 H цилиндрической части корпуса к толщине S его стенки находится в оптимальном соотношении величин: H/S=580…875.The adsorption method is carried out at 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 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.

Способ адсорбции осуществляют следующим образом.The adsorption method is as follows.

Газовый (паровой) поток на очистку подают в нижнюю часть аппарата через штуцер 5 для подачи исходной смеси через распределительную сетку (на чертеже не показано), который пропускают затем через внешний 2 и внутренний 3 перфорированные цилиндры, между которыми размещают адсорбент 4. Очищенный газовый поток выводят из адсорбера через штуцер 6. Адсорбент 4 загружается через загрузочный люк, расположенный в крышке, а отработанный адсорбент удаляется через разгрузочный люк (на чертеже не показано). Десорбцию осуществляют путем подачи через штуцер 6 водяного пара к барботеру, имеющему перфорированную тороидальную поверхность для более равномерного протекания процесса десорбции по всей высоте перфорированных цилиндров 2 и 3. В качестве адсорбента применяют активные угли марок БАУ, АР-А, СКТ-3 и др.A gas (steam) stream for cleaning is fed to the lower part of the apparatus through a nozzle 5 for supplying the initial mixture through a distribution grid (not shown in the drawing), which is then passed through an external 2 and an internal 3 perforated cylinders between which adsorbent 4 is placed. The purified gas stream removed from the adsorber through the nozzle 6. Adsorbent 4 is loaded through the loading hatch located in the lid, and the spent adsorbent is removed through the discharge hatch (not shown). Desorption is carried out by supplying water vapor through the nozzle 6 to a bubbler having a perforated toroidal surface for a more uniform desorption process along the entire height of the perforated cylinders 2 and 3. Active charcoal grades BAU, AR-A, SKT-3, etc. are used as adsorbent.

Чтобы повысить степень очистки газового потока от целевого компонента за счет увеличения площади контакта адсорбента с целевым компонентом, адсорбент выполняют шарообразной формы 7, в котором выполнены несквозные радиальные выемки, причем выемки имеют форму цилиндрической 9, конической 8, сферической 10 поверхностей или любой поверхности тел вращения, например параболоид, эллипсоид.In order 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 has a spherical shape 7, in which non-through radial recesses are made, the recesses being in the form of a cylindrical 9, conical 8, spherical 10 surfaces or any surface of bodies of revolution e.g. paraboloid, ellipsoid.

Предлагаемый способ адсорбции позволяет существенно повысить степень очистки газового потока от целевого компонента и может применяться также в рекуперационных установках производительностью более 30000 м³/ч.The proposed adsorption method 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

The adsorption method is that the gas stream for cleaning is fed to the lower part of the apparatus through a distribution grid, which is then passed through the external and internal perforated cylinders between which the adsorbent is placed, the purified gas stream is removed from the adsorber through a nozzle, and the adsorbent is charged through the loading the hatch located in the lid, and the spent adsorbent is removed through the discharge hatch, while desorption is carried out by supplying water vapor through the nozzle to a bubbler having a perforated oroidalnuyu surface, characterized in that the adsorbent operate spherical shape, wherein the groove formed non-through recess, wherein the recesses have the shape of cylindrical, conical, spherical surfaces or any surface of bodies of revolution, such a paraboloid, an ellipsoid.