SU1333382A1 - Способ дл термостатировани адсорбента и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к разделению газов и может быть использовано на установках.и в технологических процессах дл  производства продуктов разделени  воздуха, используемых в качестве эффективной з ащитной среды или рабочего тела особо высокой чистоты и позволит повысить экономичность процесса очистки газа за счет снижени  давлени  хладагента. Способ осуществл ют путем введени  между стенками трубок 6 с адсорбентом и хладагентом промежуточного ламинарно (Л с 00 00 оо оо 00 1с

Description

го сло  паров хладагента. Устройство содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 дл  подвода жидкого хладагента и отвода его паров, камеры 10 и 11 дл  подвода очищаемого газа и отвода очищенного газа, образованные соответствующими крышками 8 и 9 и трубными досками 4 и 5, между которыми в кор1

Изобретение относитс  к разделению газов и может быть использовано на установках и в технологических процессах , предназначенных дл  производства продуктов комплексного разделени  воздуха, используемых в качестве эффективной защитной среды или рабочего тела особо высокой чистоты.

Цель изобретени  - повышение экономичности процесса очистки газа за счет снижени  давлени  хладагента.

На чертеже, схематически показана конструкци  устройства дл  термоста- тировани  адсорбента.

Устройство содержит корпус 1 с патрубком 2 дл  подвода жидкого хладагента и патрубком 3 дл  отвода паров хладагента. Корпус герметично соединен с трубными досками 4 и 5, между которыми наход тс  герметично закрепленные трубки 6 с адсорбентом 7 в виде гранул. К трубным доскам герметично прикреплены крьшки 8 и 9, образующие вместе с ними камеру 10 дл  подвода очищаемого газа, и камеру 11 дл  отвода очищенного газа. Вокруг трубок 6 расположены теплообменные трубки 12, образующие с трубками 6 зазоры 13 сообщающиес  одним концом с пространством 14 между патрубком 3 и трубной доской 5, а другим с коллектором 15, герметично соединенным с трубной доской 4. Внутреннее пространство 16 коллектора 15 через трубу 17, герметично соединенную с трубной доской 4 и проход щую через уплотнение 18 крышки 9, сообщаетс  со сборником паров (не показан) хладагента.

Устройство работает следующим образом .

пусе 1 расположены трубки 6 с гранулированным адсорбентом 7, и кажда  трубка 6 снабжена теплообменной трубкой 12, при этом зазоры 13 между трубками 6 и 12 соединены с источником паров хладагента и с коллектором 15 дл  отвода этих паров. 2 с,п.ф-лы. 1 ил.

5

0

5

0

5

0

В режиме адсорбции подают хладагент через патрубок 2 в пространство между корпусом 1,.трубными досками 4 и 5, трубками 6. Хладагент циркулирует от патрубка 2 через пространство между корпусом 1 и трубками 12 к патрубку 3. Теплота от адсорбента 7 через стенку трубки 6, зазор 13 и стенку трубки 12 передаетс  хладагенту , в результате чего хладагент вскипает. Образовавглиес  пары хладагента заполн ют пространство 14, откуда часть паров поступает к патрубку 3, а друга  часть через зазоры 13 и пространство 16 коллектора 15 - в трубу 17.

Величина коэффициента теплопередачи зависит от скорости движени  паров хладагента через зазор 13, от величины этого зазора и теплопроводности паров хладагента. Последн   величина зависит только от вида хладагента, поэтому дл  ее изменени  можно подавать в зазор 13 пары хладагента другого вида по сравнению с хладагентом, подаваемым через патрубок 2. Дл  этого достаточно выполнить дополнительный коллектор, с которым будут соединены верхние открытые торцы трубок 12 и труба дл  подвода паров хладагента второго вица,

После того как адсорбент достигнет оптимальной температуры, в камеру 10 между крышкой 8 и трубной доской 5 подают предназначенный дл  очистки газ, который равномерно поступает в трубки 6 и проходит через слой адсорбента 7, при этом примеси поглощаютс  адсорбентом, а очищенный от них газ поступает в камеру 11 между крышкой 9 и трубной доской 4, откуда он направл етс  потребителю. Вносима  очищаемым газом теплота через адсорбент 7, стенки трубок 6, зазор 13, стенки трубок 12 передаетс  хладагенту . Количество вносимой очищаемым газом теплоты зависит от теплоемкости и температуры газа, а также от мощности устройства. Так как перед пода- ig венном контакте теплоносител  с тепчей очищаемого газа в устройство его предварительно термостатируют, то количество теплоты, вносимой в устройство , не превыщает номинального значени , соответствующего номинальной мощности устройства. Это значение количества теплоты характеризует стационарный режим работы устройства на номинальной мощности и используетс  дл  опр еделени  величины зазора 13 (толщина сло  паров хладагента) между трубками 6 и трубками 12 при максимальной скорости движени  паров хладагента в этом зазоре. При колебани х мощности устройства в сторону уменьшени  от ее номинального значени  количество теплоты, вносимой в устройство очищаемым газом, уменьшаетс , в результате чего температура очищенного газа снижаетс . В этом случае уменьшают расход паров хладагента через зазоры 13 при помощи запорного органа (не показан), установленного на линии, соедин ющей трубу 17 со сборником паров хладагента, ц избыточного давлени , так как хладв результате чего коэффициенты теплоотдачи уменьшаютс , как и количество теплоты, передаваемой от очищаемого газа к хладагенту.

агент омывает их внешние и внутренн стенки. Приведенные обсто тельства позвол ют снизить расход металла на изготовление конструкции предлагаем

В режиме десорбции отключают поток 40 Устройства и снизить эксплуатационные очищаемого газа, удал ют хладагент затраты, св занные с амортизацией

оборудовани . Снижение давлени  хладагента позвол ет снизить расход энер- куумной системе и подают через патру- гии на привод циркул ционных насосов бок 2 теплоноситель в пространство / 45 хладагента,Снижение давлени  хлад- между трубками 6, после чего теплоно- агента повышает величину теплоты паро- ситель отвод т через патрубок 3, За- образовани , что позвол ет снизить

из внутреннего пространства устройства , присоедин ют камеры 10 и 11 к ватем перекрывают проход теплоносител  через трубу 17, в результате чего скорость теплоносител  в зазорах 13 практически равна нулю. При дальнейшей прокачке теплоносител  его теплота передаетс  через стенки трубок 12, слой теплоносител  в зазоре 13 и стенки трубок 6 к адсорбенту 7, в результате чего он нагреваетс  и вьщел ет ранее поглощенные примеси, которые отсасынаютс  вакуумной системой. Если верхние концы трубок 12 соединены

с коллектором, то перед подачей теплоносител  заполн ют коллекторы и зазоры 13 промежуточной жидкостью или паром. Термическое сопротивление сло  теплоносител  (промежуточной жидкости или пара) больше, чем термическое сопротивление между теплоносителем и адсорбентом при непосредстлообменными трубами, поэтому слой теплоносител  между трубками 12 и трубками 6 снижает скорость нагрева ад-сорбента, что уменьшает термические

напр жени  в гранулах адсорбента. Последнее обсто тельство увеличивает срок службы адсорбента. После удале-- ни  примесей из адсорбента из устройства удал ют теплоноситель ( в случае

необходимости промежуточную жидкость или пар) и приступают к новому циклу термостатировани  адсорбента и очистки газа.

Использование устройства позвол ет

компенсировать рост величины температурного напора при передаче тепла от адсорбента к хладагенту, вызванньй уменьшением температуры кип щего хладагента из-за снижени  давлени , Снижение давлени  хладагента позвол ет снизить толщину стенок корпуса, трубных досок и теплообменных трубок. Теп- лообменные трубки и их коллектор работают практически без воздействи 

агент омывает их внешние и внутренние стенки. Приведенные обсто тельства позвол ют снизить расход металла на изготовление конструкции предлагаемого

50

55

расход хладагента и св занные с ним затраты на привод циркул ционных насосов . Использование предлагаемого устройства позвол ет нивелировать режим работы адсорбера по величине давлени  хладагента, т.е. производить термостатирование адсорбента и очистку газа практически при атмосферном давлении хладагента, что позвол ет примен ть более дешевый хладагент (ж1щкий азот, жидкий воздух или кубовую жидкость вместо примен емых в

Claims (2)

1. Способ дл  термостатировани  адсорбента путем теплообмена адсорбента с кип щим хладагентом, отличающийс  тем, лто, с цель повышени  экономичности процесса за счет снижени  давлени  хладагента, теплообмен адсорбента с кип щим хладагентом осуществл ют через промежуточ ный ламинарный слой паров хладагента.

Редактор Э. Слиган

Составитель Л. Эпштейн

Техред Л.Олийнык Корректор А. Обручар

Заказ 3864/7 Тираж 656 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

2. Устройство дл  термостатировани  адсорбента, включающее корпус с патрубками подвода и отвода хладагента , камеры дл  подвода и отвода очищаемого газа, между которыми размещена трубка с адсорбентом, отличающеес  тем что, с целью повышени  экономичности за счет снижени  давле- . ни  хладагента, оно снабжено коллектором с дополнит ельным патрубком отвода хладагента и соединенными с коллектором теплообменными трубками, кажда  из которых размещена коаксиально трубке с адсорбентом и вьтолнена с одного конца открытой.