SE438266B - Anordning for adsorptiv rening av gaser - Google Patents

Description

7810871-9 n ¿ det sig därvid om en löst lindad eller löst packad isolering kan inte undvika deformationer hcs den tunnväggiga zinnerbehållaren. Vid en annan genom den anxeriikarxska patentskriften 2 083 732 känd anordning har detta problem redan uppmärksammats. För att avhjälpa detta problan har ett gasinlopps- och -utloppsrör mellan inner- och ytterbelxållaren försett-s med en liten öppning, vilket åstadkommer en utjämning mellan trycket inuti innerbehållaren och trycket inuti, isoleringen, så att eventuellt uppträdande övertryck gradvis kan reduceras. Då detta emellertid, i synnerhet vid noderna tryckväxlingsförfaraxxden vid vilka trycket snabbt måste kunna byggas upp och reduceras, är helt otill- räckligt kan den kända konstruktionen inte längre notsvara dagens krav.

Uppfinningen syftar sålunda till att åstadkomma en adsorptions- anordning med eninnerbehållare som även kan motstå höga termiska belastningar under långa tidsperioder och som dessutom inte heller utsättes för någon tryckbelastning vid under tryck drivna adsorp- tionsförfaranden. ' ' Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att inner- behållaren är utformad utan botten och att det .första utloppe- /ixmloppsröret och/eller ixgnerbehållareris övre område utformats rörligt.

Innerbelxållaren i adsorptiorøsanordningen enligt uppfinningen är följaktligen så utformad att den utan svårighet kan uppfånga värmerörelser i vertikal riktning. Detta uppnås därigenom att inlopps- /utloppsrörem som går genom ytterbehållaren och in till inner- behållaren, vid höga och smala innerbehållare är utrustade med en korrpensator, exempelvis med två in i varandra glidande rörstycken eller med en veckad bälg, medan det vid relativt breda, men inte särskilt höga innerbehållare, nämligen vid så kallade liggande adsorptions- anordningar, är lärrpligt att förutom det första utlopps-/inloppsröret även utforma innerbehållarens övre vägg eller-rnöjligtvis också endast ínnerbehållarens övre vägg elastisk.

Då i synnerhet det för den veckade bälgen användbara mate- rialet är föreslås enligt uppfinningen att anordna ett skyddsrör inuti den veckade bälgen, genom vilket den heta regenere- ringsgasen strömmar in. ' _ Enligt uppfinningen är innerbehållaren utformad som en behål- lare utan botten och liknar den till sin form huvudsakligen en klocka. 7810871 -9 Med en dylik konstruktion förknippas, jämfört med de kända anord- ningarna, några väsentliga fördelar och konstruktiva förenklingar. Mot förväntan är det nämligen inte nödvändigt att på känt sätt utföra innerbel-nållarerx allsidigt tillsluten bortsett 'från en tillförsel- och avloppsledning för gasen, för att derma skall kunna fylla sin uppgift odx detta frangår av följande. förklaringar.

Innerbelfillarens funktioner är av två slag. Å ena sidan skall denna, i synnerhet i förbindelse med en mellan inner- och ytterbehållaren anbringad isolering, förhindra att den vid regenereringen av adsorptionsmedlet, med hjälp av den heta regenerergasen, införda värmen avgives från adsorptionsmedlet till ytterbehållaren. Denna uppgift fyller den bottenlösa innerbehållaren enligt uppfinningen utan vidare, om dess underkant dras ned huvud- sakligen till det område där adsorptionsmedelfyllrxingern vilar. Härvid är det dock väsentligt att den upphettade regenereriragsgasen, vilken som regel förs i motström mot den gas som skall renas, träder in i adsorptionsanordningen ovanifrån och strömmar ut ur denna nertill. I annat fall består dock den, om än ringa risken att den heta regenerergasen kommer in mellan inner- och ytterbehållarna, vilket skulle ha värmeförluster till följa. Å andra sidan skall innerbehållaren dock även vara så konstruerad att den inte utsättas för några tiyckkrafter.

Korzstruktionen enligt uppfinningen förhindrar verksamt att ett tryck, för vilket den inte är anpassad, byggs upp i innerbehållaren i och med tryckbelastningen av adsorptionsanordningen efter att regenereringen, vilken vanligtvis företas vid ett lägre tryck, ägt mm.

Genom utformningen enligt uppfinningen fördelar sig det tryck som införts med den gas som skall renas likformigt över innerbehållarens inre och över mellanrummet mellan innerbehållarens inre och över mellanrummet mellan innerbehållaren och ytterbehållaren, varigenom innerbehåliaren inte utsattes för någon Inuti innerbehållaren vilar adsorptionsmedlet på vanligt sätt på ett perforerat galler, vars öppningar är mindre än adsorptions- medelfyllningens kornstorlek för att adsorptionsmedlet inte skall strila ned genom gallret. Samtidigt garanterar dock detta galler en likformig fördelning; över hela adsotptionsmedelfyllningen av den som 7810871-9 regel nerifrån och uppåt strömmande gasen san skall renas.

Enligt uppfinningen är den klockformiga innerbehållaren helt enkelt löst uppsatt på gallret för adsorptionsmedlet. Vid denna konstruktion erhålles en optimal rörlighet vid värmeutvidgning, då innerbehållaren även kan expandera åt sidan, vilket i synnerhet är viktigt vid förfaranden vid vilka regenereringstemperaturen ligger betydligt över adsorptionstenlperaturen.

Det har visat sig vara lämpligt att tillverka innerbehållaren av ett specialmaterial (Invarstål eller något liknande material) som har en låg värmeutvidningskoefficient. På detta sätt kan den vid tenperaturvariationerna mellan adsorption och regenerering uppträdande värmeutvidgningen pressas ned till ett minimum. Motsvararxde mindre krav behöver därvid även ställas på elasticiteten hos den vid det första utlopps-Jinloppsröret arlbringade kompensatorn, vilket sänker kost- naderna för dess framställning. I Med tanke på värmebalansen strävar man enligt uppfinningen efter att utforma innerbehållaren så tunn som möjligt så att därigenom dess värmekapacitet blir så liten som möjligt. Under dessa om- ständigheter kan det dodc i synnerhet för de horisontellt utsträckta innerbehållarna vara nödvändigt att förse dessa med falsar och att lägga in förstyvningsringar. I vart odm ett av fallen erhåller man på detta sätt- konstruktioner vars värmekapacitet är betydligt mindre än värmekapaciteten för en tjockväggigt utförd innerbehållare, som inte behöver några förstyxmirzgsringar.

Principen enligt uppfinningen med den bottenlösa inner- behållaren vilken i sitt övre område är gastät men vilken emellertid rörligt står i förbindelse med ytterbehållaren låter sig användas på alla typer av adsorptionsanordrnngar. Sålunda är den inte endast lämpad för de redan nämnda på wgkant ställda aasorptiorsbamållarra can ae så kallade liggande adsorptionsbehållarna utan även för dylika adsorp- tionsanordningskonstruktioner där ett flertal från varandra åtskilda innerbehållare är anordnade inuti en trycksäker ytterbehållare. De senare kräver visserligen en något större ytterbehållare men är dock tillverkningstekniskt fördelaktigare än en enda stor innerbeïxållare ß därmed betydligt mera ëænomiska.

Innerbehållaren enligt uppfinningen kan på sin yttersida vara 7810871-9 ' försedd med en värmeisolering. Därvid har det visat sig vara lärrpligt att anbringa en veckad isolering i form av cirka 25 mm tjocka isoler- mattor, exexrpelvis av rráneralf eller stenull, på zinnerbehållarna.

On en adsorptiorzsaxxläggrïing enligt uppfinningen endast skall köras med inte allt för stora tenperaturdiffererxser mellan regenere- ringen och adsorptionen kan man eventuellt helt och hållet avvara en extra isolering av innerbehållaren, då därvid den mellan inner- och ytterbehållaren sig befinnande gasen utgör en tillräcklig värmedzydds- sköld. I synnerhet rekommenderas sålunda den senare konstruktionen när regenereringstiderna är relativt korta, vilket i synnerhet alltid är fallet när adsorptionsmedlet endast delvis, dvs företrädesvis på den renade gasers utströxnningssida, måste regenereras.

Enligt en arlnan utformning av uppfinningstanken är det lämpligt att anordna fördelningsfilter framför oda efter, med avseende på strömningsriktningen, adsorptionsmedelfyllningen, vilka kan bestå av hålskivor eller metalltrådsväv, för att man skall kunna erhålla en god fördelning av gasen över adsorptionsmedlets hela tvärsnitt.

Dessa åtgärder kan understödjas genom att man i enlighet med lippfirmirzgen anordnar gasavläxflmingsplåtar i gasvägen mellan vart och ett av irxlopperx od1 adsorptiorlsmedelfyllnixxgen.

Diametern respektive kantlängden för gasavlaxflummg" ' splåtarna är i allmänhet 1,2 - 2,0 gånger, lärrpligtvis 1,4 - 1,6 gånger, gasinlqaps- rörets innerdianeter. Gasavlärkriingsplåtarnas avstånd från gasinlopps- rören är i allmänhet 0,8 - 1,8 gånger, lämpligtvis 1,3 - 1,5 gånger, deras innerdiametrar, varvid detta avstånd vid välvda plåtar mäts från deras från inloppsrören mest avlägsna delar. _ I Storleken, väggtjockleken, mängden och fyllhöjden för det insatta adsorptionsmedlet odx andra konstruktiva detaljer för adsorp- tioxasarzordningskorzstrmtiorxen enligt uppfinningen är beroende av flera parametrar, såsom exenpelvis temperaturen vid adsorptiorxen och desorp- tionen, av gastrycket, av gasgenoxmnatriingen, av mängden föroreningar som skall upptas, av den önskade renheten hos gasen samt av de enskilda adsorptions- och desorptionscyklernas varaktighet.

Av denna anledning är det inte hellermöjligt att angiva data för konstruktionsdetaljerna, vilka har universell giltighet. Endast såsom exempel kan därvid hänvisas till att adsorptionsanordningens '7810871-9 6 ytterdiameter vid vanliga konstruktioner med stående byggnadssätt är mellan en odi fyra meter. att ytterbehållarers väggtjocklek är mellan 6 och 12 mm och att inrlerbeliållarens väggtjoclclek är mellan 2 och 3 mm.

Vid vanliga liggande adsoqtionsaxaordrángar uppgår längden till mellan 2 och 12 meter, ytterdiametern till mellan 3 och 5 mm. ytter- behållarens väggtjocklek till cirka 12 mm och innerbehållarens vägg~ tjodaek :in cirka 2 mm.

Uppfinningen beskrivas närmare ii anslutning till bifogade ritninær, på vilka fig. 1 visar en upprättstående adsor-ptionsanordnjng med en enda innerbehållare, fig. 2 visar en liggande adsorptionsanordníng med en inner- behållare od1 fig. 3 visar en liggande adsorptionsanordrxing med flera inner- belxållare. * .

I figurerna är rnotsvararxde detaljer försedda med samma Ixänvis- ningsbetecltrfingar.

I fig. l visas en upprättstående adsorptionsanordning, som har en trycksaker ytterbehållare 1 och en tunnväggig innerbehållare 2- Innerbehållaren 2 står lös på ett bärande galler 3 som är fästat med hjälp av 'stagningar 4 vid ytterbehållaren l. På det bärande gallret 3 och inuti innerbehållaren 2 befinner sig en fyllning av adsorp- tionsmedel 5. I det visade exemplet är innerbehållaren 2 försedd med en utanpå anbringad isoleringsmatta 6. Adsorptionsanordningen har dessutom ett med hjälp av en veckad bälg rörligt utformat första utlopps- /inloppsrör 7. Det rörliga utlopps-/inloppsröret 7 är en del av ett större gastillförsel- och avledningssystem 8, vilket dessutom är försett med ett skyddsrör 9 för het regenerergas och rör lO för renad gas. Vid sin undre ände är ytterbehållaren 1 försedd med ett styvt andra gasutlopps- och inlcppsrör ll. Vid den övre änden av detta rör är en vänneskyddssköld 12 anbringad. För bättre fördelning av gasströnunen är gasavlänkningsplåtar 13 och 14 och gasfördelningsfilter 15 od: 16 anordnade i adsorptionsaruordningen. För påfyllning respektive förnyande av adsorptionsmedlet och för eventuella reparationer är adsorptiorxs- armraninga; aessumm farsan med ett nanhåi 17. g Vid drift av adsorptionsanordningen tillföres den gas som skall 7810871 -9 renas under tryck genom det andra utlopps-/zíxxloppsröret ll och fördelas med hjälp av gasavlärflcningsplåtenilfll och gasfördelningsfiltret 16 likformigt över det bärande gallrets 3 yta, strömmar i anslutning därtill genom fyllningen 5, varvid adsorberbara föroreningar fast- hålles, och strömmar därefter renad upp ur fyllningen 5 och lämnar adsorptiorusarnrmingezx genom det första utlopps-/inloppsröret 7 och röret lO. Är adsorptionsxnedlet belastat avstängs strömmen av den gas som skall renas, sänks trycket i adsorptiorxsanordxzingerx via röret lO till regenerertrycket och därefter tillföres, vid lågt tryck, heta regenerergaser genom skyddsröret 9. Den heta regenerergasen fördelas likformigt över fyllningens 5 yta med hjälp av gasavlärflcningsplåten 13 och gasfördelningsfiltret 15. Medan den tränger genom fyllningen 5 höjes dess ternperatur varigenom de adsorberade koxnponenterrxas återtryck stiger och dessa bäras med regenerergasen ur adsorptionsmedlet. Regene- rergasen med de upptagna föroreningarna lämnar adsorptiorxsaraordrxingen genom det andra utlopps-/inloppsröret ll. Efter avslutad regenerering avstänges tillförseln av regenerergasen och adsorptionsanordningen tillåtes svalna. Därefter står den åter till förfogande för en ny adsorptionstakt.

I fig. 2 visas en annan utföringsform av föreliggande uppfin- ning, nämligen en liggande adsorptionsanordning. Vid denna ut- föringsform av adsorptiorxsariordningen erlligt uppfinningen är det första utlopps-/inloppsröret inte rörligt utformat, utan ersatt av ett styvt gasutlopps- och inloppsrör 8. Innerbehållarens vid genomledning av regenerergasen uppträdande värmerörelser upptas härvid av inner- behâllarens 2 tunnväggigt utformade yta. Alternativt respektive dess- utom kan dodc röret 8 redan vara försett med en expansionsförbiruirxirxg.

Driften av en dylik liggande adsorptiorxsanordrzixxg är i princip densamma som för den i fig. 1 visade stående adsorptionsanordningen.

Till skillnad från den stående adsorptionsanordningen är dock den liggande utrustad med två marmål l7. Dessutom är gasfördelniragsfiltren och 16 fördubblade och gasavlärlkníngsplåtarna 13 och 14 är utformade välvda. Slutligen är lutande avlänlfirxingsplåtar 18 och 19 anordnade för bättre gasfördelxiing i övre och undre dödrununet.

I fig. 3 visas en ytterligare utföringsform av föreliggande uppfinning. Här ett flertal tunnväggiga innerbehållare 2 anordnade Pßfilï 7810871-9 inuti en trycksäker ytterbehållare l. Var och en av de tunnväggiga innerbelzållanma 2 är tíllordnade första od1 andra utlqnps-/inloppsrör 7 och ll; För förenkling av figuren har den för de flesta förfaranden nödvändiga värmeisoleringerz av irmerbelxållanxa 2 borttagits liksom även framställningen av flera Inanhål.

Driften av adsorptionsanordningen enligt fig. 3 sker i princip på. samma sätt "som skildrats i samband med fig. 1.

Claims (16)

7810871 PATENTKRAV

1. Anordning för adsorptiv rening av gaser, bestående av en ytterbehållare och en på ett avstånd därifrån anordnad, nedåt öppen innerbehållare, vilken innehåller det på ett bärande galler vilande adsorptionsmedlet, varvid ytterbehållaren vid sin övre ände är försedd med ett in till innerbehållaren sig sträckande och med denna gastätt förbundet första utlopps-/in- loppsrör för den renade gasen resp. regenerergasen och vid ett annat ställe är försedd med ett andra utlopps-/inloppsrör för regenerergasen resp. den gas som skall renas, k ä n n e ~ t e c k n a d att det första utlopps-/inloppsröret (7) och/eller det övre området av innerbehållaren (2) är utformat äV deformerbart för utjämning av värmerörelser.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d att innerbehållaren (2) är löst påsatt på det bärande gallret (3).

3. att det första utlopps-/ínloppsröret (7) är försett med en ex- aV Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av pansionsförbindning.

4. Anordning enligt krav 1, att det första utlopps-/inloppsröret (7) är försett med en k ä n n e t e c k n a d av veckad bälg.

5. Anordning enligt något eller några av kraven 1 - 4, k ä n n e t e c k n a d att ett skyddsrör (9) är anord- nat inuti det första utlopps-/inloppsröret (7).

6. Anordning enligt något eller några av kraven 1 - 5, k_ä n n e t e c k n a d att innerbehållaren (2) består äV av av ett material med låg värmeutvidgningskoefficient.

7. i k ä n n e t e c k n a d sedd med falsar innehållande förstyvningsringar. Anordning enligt något eller några av kraven 1 - 6, av att innerbehållaren (2) är för- FOG -s ïå 1~ 1 .knä ~._~-v~- fi? ”I L f 781Û$71-9 10

8. Anordning enligt något eller några av kraven l - 7, k ä n n e t e c k n a d av att ytter- och innerbehållarnas (l resp. 2) breddmått är större än deras höjder.

9. Anordning enligt något eller några av kraven l - 8, k ä n n e t e c k n a d av att ytterbehållarens (1) bredd är större än dess höjd och att innerbehållaren (2) består av flera från varandra åtskilda enheter vilka var och en är för- sedd med ett första utlopps~/inloppsrör (7).

10. Anordning enligt något eller några av kraven I - 9, k ä n n e t.e c k n a d av att en isolering (6) är anord- nad mellan inner- och ytterbehållaren (2 resp. 1).

11. ll. Anordning enligt något eller några av kraven l - 10, k ä n n e t e c k n a d av att gasfördelningsfilter (15, 16) är anordnade mellan det första (7) resp. det andra (ll) utlopps-/inloppsröret och adsorptionsmedlet.

12. Anordning enligt något eller några av kraven l - ll, k ä n n e t e c k n a d av att gasavlänkningsplåtar (13, 14) är anordnade inuti ytterbehållaren (1).

13. Anordning enligt krav 12, k ä n n e t e c k n a d av att gasavlänkningsplåtarna (13, 14) är anordnade mellan de första (7) resp. de andra (ll) utlopps-/inloppsrören och adsorptionsmedelsfyllningen.

14. Anordning enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a d av att gasavlänkningsplåtarna (13, 14) sträcker sig vinkelrätt mot strömningsriktningen.

15. Anordning enligt krav l3, k ä n n e t e c k n a d av att gasavlänkningsplåtarna (13, l4) är konvext eller konkavt välvda.

16. Anordning enligt krav 13, k ä n n e t e c k n a d av att sneda avlänkningsplåtar (18, 19) är anordnade vid sidan av gasavlänkningsplåtarna (13, 14) och i vinkel mot dessa.