RU2582711C1 - Способ адсорбции кочетова - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к оборудованию для проведения адсорбционных процессов в системе газ/пар-адсорбент. Газовый поток подают в нижнюю часть аппарата через распределительную сетку. Затем пропускают через внешний и внутренний перфорированные цилиндры, между которыми размещают адсорбент. Очищенный газовый поток выводят из адсорбера через штуцер. Адсорбент загружают через загрузочный люк. Отработанный адсорбент удаляют через разгрузочный люк. Водяной пар подают через штуцер к барботеру, имеющему перфорированную тороидальную поверхность. Процесс осуществляют при следующих оптимальных соотношениях: коэффициент перфорации тороидальной поверхности барботера К=0,5÷0,9; отношение высоты H цилиндрической части корпуса к его диаметру D: H/D=2,0÷2,5; отношение высоты Н цилиндрической части корпуса к толщине S его стенки: H/S=580÷875. Адсорбент выполняют полой шарообразной формы, на внешней поверхности которой имеются дополнительные элементы в виде сферических, конических поверхностей, или любой поверхности тел вращения, например параболоид, эллипсоид. Внутренняя шарообразная поверхность насадки соединена с внешней посредством по крайней мере трех каналов. Технический результат: повышение степени очистки газового потока от целевого компонента за счет увеличения площади контакта адсорбента с целевым компонентом. 4 ил.

Description

Изобретение относится к оборудованию для проведения адсорбционных процессов в системе газ (пар) - адсорбент.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является способ адсорбции по патенту РФ №2411064, 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).

Недостатком известного способа адсорбции является то, что он не обеспечивает высокой степени очистки газового потока от целевого компонента.

Технический результат - повышение степени очистки газового потока от целевого компонента за счет увеличения площади контакта адсорбента с целевым компонентом.

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: 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, причем адсорбент выполняют в виде по крайней мере трех, коаксиально расположенных полусферических поверхностей, соединенных между собой с зазором посредством крепежного элемента через осесимметрично расположенные, простановочные элементы в виде колец.

На фиг.1 изображена схема адсорбции и устройство для реализации предлагаемого способа, на фиг.2 - схема выполнения адсорбента тороидальной формы, на фиг.3 - форма выполнения адсорбента в виде полусферических поверхностей, на фиг.4 - форма выполнения адсорбента в виде полой шарообразной формы, на внешней поверхности которой имеются дополнительные элементы.

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.

Способ адсорбции осуществляют 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.

Способ адсорбции осуществляют следующим образом.

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.

Адсорбент 4 выполняют 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. Чтобы повысить степень очистки газового потока от целевого компонента за счет увеличения площади контакта адсорбента с целевым компонентом, адсорбент выполняют тороидальной формы (фиг. 2), имеющей в сечении круг 7, в котором выполнены несквозные выемки с одной стороны 9, 11, 13, 15 и с другой стороны 10, 12, 14, 16 диаметра (ось 8), причем выемки имеют в сечении вытянутую форму по направлению, параллельному оси тора 17, а выемка с одной стороны расположена между двумя соседними выемками, выполненными с другой стороны.

Адсорбент 4 выполняют по форме в виде по крайней мере трех коаксиально расположенных полусферических поверхностей (фиг. 3) 18, 19, 20, соединенных между собой с зазором посредством крепежного элемента, например в виде болта 21 с гайкой 22, через осесимметрично расположенные, простановочные элементы 23 и 24, например в виде колец.

Простановочные элементы 23 и 24 могут быть выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин (на чертеже не показано).

Полусферические поверхности элемента насадки могут быть выполнены перфорированными.

Возможен вариант, когда адсорбент выполняют в виде полой шарообразной формы (фиг. 4), на внешней поверхности которой имеются дополнительные элементы в виде сферических, конических поверхностей, или любой поверхности тел вращения, например параболоид, эллипсоид, а внутренняя шарообразная поверхность насадки соединена с внешней посредством по крайней мере трех каналов.

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.

Claims (1)

1. Способ адсорбции, 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, 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: К=0,5÷0,9; отношение высоты H 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, отличающийся тем, что адсорбент выполняют в виде полой шарообразной формы, на внешней поверхности которой имеются дополнительные элементы в виде сферических, конических поверхностей, или любой поверхности тел вращения, например параболоид, эллипсоид, а внутренняя шарообразная поверхность насадки соединена с внешней посредством по крайней мере трех каналов.

Images