RU2676635C1 - Device for adsorption - Google Patents
Device for adsorption Download PDFInfo
- Publication number
- RU2676635C1 RU2676635C1 RU2017125695A RU2017125695A RU2676635C1 RU 2676635 C1 RU2676635 C1 RU 2676635C1 RU 2017125695 A RU2017125695 A RU 2017125695A RU 2017125695 A RU2017125695 A RU 2017125695A RU 2676635 C1 RU2676635 C1 RU 2676635C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- regeneration
- cooling
- stream
- inlet
- Prior art date
Links
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 2
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Drying Of Gases (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области очистки газов адсорбентами, регенерация которых осуществляется горячим газом, проходящим через адсорбент, и может быть использовано, например, в газовой, нефтяной, нефтеперабатывающей и нефтехимической промышленности.The invention relates to the field of gas purification by adsorbents, the regeneration of which is carried out by hot gas passing through the adsorbent, and can be used, for example, in the gas, oil, oil refining and petrochemical industries.
Известно устройство для проведения процессов адсорбции, включающее статор и установленный внутри него ротор, где с целью увеличения времени контакта жидкого и твердого реагентов, повышения эффективности процесса за счет использования мелкой фракции сорбента и предотвращения ее уноса, боковая стенка ротора выполнена сплошной, а верхняя торцевая часть с отверстиями, причем ротор снабжен ножом, установленным внутри него [1] (А.с. №780877, опубликовано 25.11.1980 г.).A device for carrying out adsorption processes is known, including a stator and a rotor installed inside it, where, in order to increase the contact time of liquid and solid reagents, increase the efficiency of the process by using a fine fraction of the sorbent and prevent its entrainment, the side wall of the rotor is solid and the upper end part with holes, and the rotor is equipped with a knife installed inside it [1] (A.S. No. 780877, published November 25, 1980).
Общими признаками известного способа с предлагаемым является возможность использования устройства для осушки жидких фаз и наличие перфорации на торцевой части для увеличения времени контакта между жидким и твердым реагентами.Common features of the known method with the proposed one is the possibility of using a device for drying liquid phases and the presence of perforation on the end part to increase the contact time between liquid and solid reagents.
Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:
- использование ротора, что снижает срок службы хрупких кристаллических адсорбентов;- the use of a rotor, which reduces the service life of brittle crystalline adsorbents;
- использование устройства только на стадии адсорбции.- use of the device only at the adsorption stage.
Известно устройство для адсорбции компонентов, содержащее установленный на оси ротор с прикрепленными к нему рядами лопаток, размещенными радиально с зазором друг относительно друга и наклоном по отношению к плоскости, перпендикулярной оси корпуса, и слоями адсорбента, расположенными на лопатках, отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса адсорбции, внутренняя поверхность корпуса снабжена рядами неподвижных лопаток, со слоями адсорбента, наклоненных в противоположном направлении по отношению к лопаткам ротора и размещенных между рядами лопаток ротора. [2] (А.с. №1692623, опубликовано 23.11.1991 г.)A device for adsorption of components is known, comprising a rotor mounted on an axis with rows of blades attached to it, arranged radially with a gap relative to each other and inclined with respect to a plane perpendicular to the housing axis, and adsorbent layers located on the blades, characterized in that, with In order to intensify the adsorption process, the inner surface of the casing is equipped with rows of fixed blades, with adsorbent layers inclined in the opposite direction with respect to the rotor blades and placed x between the rows of rotor blades. [2] (A.S. No. 1692623, published 11/23/1991)
Общими признаками известного устройства с предлагаемым является разделение адсорбента, что способствует интенсификации процесса адсорбции.Common features of the known device with the proposed is the separation of the adsorbent, which contributes to the intensification of the adsorption process.
Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:
- сложность конструкции;- design complexity;
- небольшой объем лопаток с адсорбентом, ограничивающий возможность осушки больших или сильно обводненных потоков газа.- a small volume of blades with adsorbent, limiting the possibility of drying large or heavily flooded gas flows.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для осушки газа, содержащее аппарат осушки, включающий в себя корпус с установленным в нем с возможностью вращения ротором, внутри которого находится сушильный агент, а также привод вращения указанного ротора для обеспечения возможности последовательного перемещения сушильного агента через зону осушки, зону регенерации и зону охлаждения, при этом корпус у первого в осевом направлении ротора разделен на, по меньшей мере, три секции для направления по меньшей мере трех потоков газа: основного потока, охлаждающего потока, и регенерационного потока, причем первая секция образует основной выход для основного потока, вторая секция образует вход для охлаждающего потока, а третья секция образует вход для регенерационного потока, а у второго в осевом направлении торца ротора корпус содержит по меньшей мере две секции: первую секцию, которая образует вход для основного потока, и вторую секцию, которая образует общий вход для охлаждающего и регенерационного потоков, отличающееся тем, что вторая секция, расположенная у первого торца ротора, содержит дополнительный выход для основного потока и состоит из двух частей, а именно первой части, образующей указанный вход для охлаждающего потока, и второй части, образующей дополнительный выход для охлаждающего потока, при этом две части соединены между собой посредством имеющихся для этого средств соединения. [3] (Патент РФ №2516636, опубл. 20.05.2014).The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a device for drying gas, containing a drying apparatus, including a housing with a rotor installed in it with the possibility of rotation, inside which there is a drying agent, as well as a rotation drive of the specified rotor to enable sequential movement the drying agent through the drying zone, the regeneration zone and the cooling zone, while the housing at the first rotor in the axial direction is divided into at least three sections for I direct at least three gas flows: the main stream, the cooling stream, and the regeneration stream, the first section forming the main outlet for the main stream, the second section forming the inlet for the cooling stream, and the third section forming the inlet for the regenerative stream, and the second in the axial direction of the end face of the rotor, the housing contains at least two sections: the first section, which forms the inlet for the main stream, and the second section, which forms the common entrance for cooling and regeneration flows, distinguishing the fact that the second section, located at the first end of the rotor, contains an additional outlet for the main stream and consists of two parts, namely the first part, forming the specified inlet for the cooling stream, and the second part, forming an additional outlet for the cooling stream, the two parts are interconnected by means of connection means available for this. [3] (RF Patent No. 2516636, publ. 05.20.2014).
Общими признаками известного способа с предлагаемым, является сегментирование устройства для осушки газа с разделением основного, регенерационного и охлаждающего потоков.Common features of the known method with the proposed one is the segmentation of a device for drying gas with the separation of the main, regeneration and cooling flows.
Недостатками известного способа являются:The disadvantages of this method are:
- вращающийся сегментированный ротор, благодаря чему происходит быстрый механический износ адсорбента;- a rotating segmented rotor, due to which there is a quick mechanical wear of the adsorbent;
- не высокая эффективность теплообмена при больших габаритах аппарата.- not high heat transfer efficiency with large dimensions of the apparatus.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение конструкции устройства и увеличение объемов, занимаемых адсорбентом, при использовании сегментированного аппарата, дополнительно разделенного по горизонтали на независимые отсеки, обеспечивающие эффективный тепло- и массообмен.The objective of the present invention is to remedy these disadvantages, namely, simplifying the design of the device and increasing the volume occupied by the adsorbent when using a segmented apparatus, additionally horizontally divided into independent compartments, providing effective heat and mass transfer.
Сущность настоящего изобретения заключается в том, что заявляемое устройство для адсорбции представляет собой корпус разделенный на, по меньшей мере, три секции для направления по меньшей мере трех потоков газа: основного потока, охлаждающего потока, и регенерационного потока, причем первая секция образует основной выход для основного потока, вторая секция образует вход для охлаждающего потока, а третья секция образует вход для регенерационного потока, а у второго в осевом направлении торца ротора корпус содержит по меньшей мере две секции: первую секцию, которая образует вход для основного потока, и вторую секцию, которая образует общий вход для охлаждающего и регенерационного потоков, вторая секция, расположенная у первого торца ротора, содержит дополнительный выход для основного потока и состоит из двух частей, а именно первой части, образующей указанный вход для охлаждающего потока, и второй части, образующей дополнительный выход для охлаждающего потока, при этом две части соединены между собой посредством имеющихся для этого средств соединения, и, согласно изобретения, цилиндрический корпус радиально разделен металлическими перегородками на четыре сегмента (количество сегментов соответствует количеству стадий процесса), заполненных адсорбентом (например, цеолитом или силикагелем), а по горизонтали устройство разделено на независимые отсеки (по меньшей мере, два), образуемые проницаемыми для адсорбтива перегородками.The essence of the present invention lies in the fact that the inventive adsorption device is a housing divided into at least three sections for directing at least three gas streams: the main stream, the cooling stream, and the regeneration stream, the first section forming the main outlet for of the main stream, the second section forms the inlet for the cooling stream, and the third section forms the inlet for the regenerative stream, and at the second in the axial direction of the end face of the rotor the housing contains at least two seconds tion: the first section, which forms the input for the main stream, and the second section, which forms the common entrance for the cooling and regeneration flows, the second section, located at the first end of the rotor, contains an additional output for the main stream and consists of two parts, namely the first the part forming the specified input for the cooling stream, and the second part forming the additional output for the cooling stream, the two parts are interconnected by means of connection means available for this, and, according to the invention The cylindrical body is radially divided by metal partitions into four segments (the number of segments corresponds to the number of process steps) filled with adsorbent (for example, zeolite or silica gel), and the device is horizontally divided into independent compartments (at least two) formed by permeable to adsorbent partitions.
На фиг. 1 изображено устройство для адсорбции, разрез;In FIG. 1 shows a device for adsorption, section;
Устройство для адсорбции содержит цилиндрический корпус 1 со съемными эллиптическими крышкой и днищем (на чертеже не показаны), разделенный по вертикали непроницаемыми пластинами 2 на четыре больших отсека. По горизонтали устройство для адсорбции разделено на пять частей. Внутри больших отсеков внутри сегментов, изготовленных из перфорированных металлических пластин 3, на специальных устройствах для крепления размещен адсорбент 4. Перфорированные металлические пластины 3 проницаемы для адсорбтива и непроницаемы для гранул адсорбента 4. Полости 5 образуют пространство между непроницаемой 2 и перфорированной пластинами, свободное от адсорбента, по вертикали. Полости 6 образуют пространство между слоями адсорбента по горизонтали.The adsorption device comprises a
На фиг. 2 показаны виды А-Е, обозначенные на фиг. 1;In FIG. 2 shows views AE indicated in FIG. one;
Виды А, В и С показывают полости, свободны от адсорбента, виды D и Е - полости с адсорбентом.Species A, B and C show cavities that are free of adsorbent; species D and E show cavities with adsorbent.
На фиг. 3 отображено направление потоков внутри устройства.In FIG. 3 shows the direction of flows within the device.
Если в полости I в единицу времени (устанавливают экспериментальным или расчетным методом в зависимости от объема устройства и влажности потока) протекает процесс адсорбции; в полости II - первичная регенерация адсорбента; в полости III - вторичная регенерация адсорбента; в полости IV - охлаждение адсорбента после регенерации перед адсорбцией, то потоки направляются следующим образом.If the cavity I per unit time (set experimentally or by calculation, depending on the volume of the device and the humidity of the flow), the adsorption process proceeds; in cavity II, the primary regeneration of the adsorbent; in cavity III - secondary regeneration of the adsorbent; in cavity IV - cooling of the adsorbent after regeneration before adsorption, the flows are directed as follows.
Пример 1. В полости I - сверху вниз - поток газа на осушку. Проходя через слой адсорбента, данный поток нагревается за счет тепла адсорбции (в частности, при обезвоживании на цеолите КА температура составляет 100-140°С) [3]. В полость II на стадию первичной регенерации снизу вверх подается часть потока из полости I, где газ отдает тепло адсорбенту, находящемуся на стадии первичной регенерации. В полость III сверху вниз подается поток газа регенерации, нагретый до температуры десорбции (от 200 до 400°C в зависимости от свойств используемого адсорбента). В полость I сверху вниз подается поток охлаждающего газа.Example 1. In the cavity I - from top to bottom - the flow of gas to dry. Passing through the adsorbent layer, this stream is heated due to adsorption heat (in particular, when dehydrated on a CA zeolite, the temperature is 100-140 ° C) [3]. A portion of the flow from cavity I is supplied to cavity II to the primary regeneration stage from the bottom up, where the gas transfers heat to the adsorbent in the primary regeneration stage. Regeneration gas flow heated to the desorption temperature (from 200 to 400 ° C depending on the properties of the adsorbent used) is supplied from top to bottom in cavity III. In the cavity I, a flow of cooling gas is supplied from top to bottom.
Пример 2. В полости I - снизу вверх - поток газа на осушку или водной смеси на обезвоживание. Проходя через слой адсорбента, данный поток нагревается за счет тепла адсорбции (в частности, при обезвоживании на цеолите КА температура составляет 100-140°С) [3]. В полость II на стадию первичной регенерации избыточное тепло передается через стенку, смежную с полостью I адсорбенту, находящемуся на стадии первичной регенерации. В полость III сверху вниз подается поток газа регенерации, нагретый до температуры десорбции (от 200 до 400°C в зависимости от свойств используемого адсорбента). В полость I сверху вниз подается поток охлаждающего газа.Example 2. In the cavity I - from the bottom up - the gas flow to dry or water mixture to dehydration. Passing through the adsorbent layer, this stream is heated due to adsorption heat (in particular, when dehydrated on a CA zeolite, the temperature is 100-140 ° C) [3]. In cavity II to the stage of primary regeneration, excess heat is transferred through the wall adjacent to cavity I to the adsorbent in the stage of primary regeneration. Regeneration gas flow heated to the desorption temperature (from 200 to 400 ° C depending on the properties of the adsorbent used) is supplied from top to bottom in cavity III. In the cavity I, a flow of cooling gas is supplied from top to bottom.
Пример 3. Данный пример иллюстрирует реализацию работы устройства по примеру 1 и 2, отличающийся тем, что теплообменные вертикальные полости устройства дополнены внутренними трубчатыми устройствами для теплообмена, что актуально при больших диаметрах устройства для адсорбции.Example 3. This example illustrates the implementation of the device according to examples 1 and 2, characterized in that the vertical heat exchange cavity of the device is supplemented by internal tubular devices for heat exchange, which is important for large diameters of the adsorption device.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:INFORMATION SOURCES:
1. А.С. №780877, опубликовано 25.11.1980 г.1. A.S. No. 780877, published November 25, 1980
2. А.С. №1692623, опубликовано 23.11.1991 г.2. A.S. No. 1692623, published November 23, 1991
3. Патент РФ №2516636, опубл. 20.05.20143. RF patent No. 2516636, publ. 05/20/2014
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125695A RU2676635C1 (en) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | Device for adsorption |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017125695A RU2676635C1 (en) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | Device for adsorption |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2676635C1 true RU2676635C1 (en) | 2019-01-09 |
Family
ID=64958605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017125695A RU2676635C1 (en) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | Device for adsorption |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2676635C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU747401A3 (en) * | 1971-02-03 | 1980-07-23 | Шелл Интэрнэшнл Рисерч Маатсхаппий Н.В. (Фирма) | Device for adsorption purification of gases |
| SU1773456A1 (en) * | 1990-07-10 | 1992-11-07 | Pribaltijskij Sektor Ts Pk B R | Device for cleaning waste gases from combustible components |
| RU2516636C2 (en) * | 2009-08-11 | 2014-05-20 | Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап | Gas drier |
| RU2596258C1 (en) * | 2015-06-19 | 2016-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Hydrogen absorber |
-
2017
- 2017-07-17 RU RU2017125695A patent/RU2676635C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU747401A3 (en) * | 1971-02-03 | 1980-07-23 | Шелл Интэрнэшнл Рисерч Маатсхаппий Н.В. (Фирма) | Device for adsorption purification of gases |
| SU1773456A1 (en) * | 1990-07-10 | 1992-11-07 | Pribaltijskij Sektor Ts Pk B R | Device for cleaning waste gases from combustible components |
| RU2516636C2 (en) * | 2009-08-11 | 2014-05-20 | Атлас Копко Эрпауэр, Намлозе Веннотсхап | Gas drier |
| RU2596258C1 (en) * | 2015-06-19 | 2016-09-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Hydrogen absorber |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101536391B1 (en) | Device for compressing and drying gas | |
| EP3269442B1 (en) | Ion mobility spectrometer comprising a continuously operable gas purification device | |
| BR112016015436B1 (en) | MULTIMONOLITE BEDS ROTARY MOVEMENT SYSTEM FOR THE REMOVAL OF CO2 FROM THE ATMOSPHERE | |
| RU2676635C1 (en) | Device for adsorption | |
| JP4990063B2 (en) | Separation membrane module | |
| US3432995A (en) | Adsorption tower | |
| US2765868A (en) | Methods of and apparatus for removing liquid | |
| CN108159850B (en) | Water mist fluid cold stripper, dehumidification and demisting device and dehumidification and demisting method thereof | |
| RU195503U1 (en) | Continuous mass transfer apparatus | |
| RU164124U1 (en) | GAS DRYING DEVICE | |
| RU195502U1 (en) | Heat and mass transfer apparatus | |
| US10365020B2 (en) | Heat pump | |
| KR101118103B1 (en) | Refrigerated apparatus and method for air dehumidifying Using Heat Recovery Water | |
| RU2410145C2 (en) | Horizontal disc heat- and weight exchanging device | |
| KR102068183B1 (en) | System for removing volatility organic compound | |
| RU2554588C2 (en) | Adsorber | |
| RU48809U1 (en) | CLEAN AIR DRYING UNIT | |
| RU2768952C1 (en) | Heat exchanger | |
| RU2321444C2 (en) | Heat and mass exchange apparatus | |
| KR20160066471A (en) | Dehumidifier of compressedair | |
| RU2750492C1 (en) | Horizontal nozzle heat and mass exchanger | |
| JP2005279486A (en) | Cooling type dehumidification apparatus of compressed air | |
| CN217526457U (en) | Filter material emulsified oil purifier with internal temperature control display | |
| RU2385757C1 (en) | Separator | |
| RU2365844C1 (en) | Heat-exchange apparatus |