SU946645A1 - Адсорбер дл очистки газов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к аппаратам .Щ1Я адсорбционной очистки газов.

Известен адсорбер дл  низкотемпературной очистки газа от газообразных примесей, в которых отвод от очищаемого газа тепла адсорбции осуществл етс  в отдельном,.внешнем по отношению к адсорберу теплообменнике-змеевике , который вместе с адсорбером погружен в сосуд с жидким хладагентом , например азотом, а предварительное охлаждение поглотител  до рабочей температуры процесса адсорбции при запуске аппарата и после проведени  регенерации поглотител , сопровождаемой его разогревом, осуществл етс  жидким хладагентом через корпус и через осевой канал в корпусе ci:.

Известен адсорбер дл  очистки газов , включающий корпус, заполненный адсорбентом с установленным внутри него теплообменником., выполненным в виде пучка труб С2.

Недостатками известной конструкции адсорбера  вл ютс  неравномерное распределение в слое поглотител  теплопередающей поверхности, вследствие чего невозможно получение достаточно однородного температурного пол  в массе поглотител  и малых температурных градиентов в поперечных сечени х адсорбера, что снижает эффективность работы поглотител , а также то, что использование экстенсивного процесса передами тепла в адсорбере путем теплопроводности частиц поглотител  и газа требует дос10 таточно большого времени дл  охлаждени  поглотител  до рабочей температуры , что в р де случаев  вл етс  лимитирующим фактором.

15

Цель изобретени  - увеличение Эффективности очистки газов от примесей за счет сокращени  времени на охлаждение поглотител  до рабочей температуры адсорбции.

20

Поставленна  цель достигаетс  тем, что адсорбер дл  очистки газов,включающий корпус, заполненный адсорбентом с установленным внутри него теплообменчиком , выполненным в виде

25 пучка труб, снабжен соединенными с теплообменником торообразными коллекторами , сообщающейс  с ними центральной вертикальной трубой и размещенной коаксиально внутри, нее тру30 меньшего диаметра, заглушенной сверху и выполненной с перфорацией в верхней и нижней част х. На фиг. 1 изображен адсорбер со встроенным теплообменником, однор д ный трубный пучок которого образова из вертикальных пр молинейных труб; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - адсорбер, в который встроен многор дный трубный пучок и вертикальных пр молинейных труб; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 и 6- - адсорберы с однор дным и многор дным тpyбны и пучками; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 8 - разрез Г-Г на фиг. б. Алсорбер состоит из корпуса I, заполненного поглотителем 2, наприм активированным углем. Внутри адсорбера имеетс  теплообменник 3, все элементы которого симметричны относительно геометрической оси адсорбе ра. Теплообменник состоит из труб 4 пр молинейных (фиг. 1 и З), или изо нутых по винтовой линии (фиг. 5 и 7 Трубный пучок расположен вертикально В трубном пучке трубы расположены по окружности на равном рассто нии друг от друга и на равном удалении от оси адсорбера. Трубы, изогнутые по винто вой линии, расположены в каждом р ду по концентрическим цилиндрическим по верхност м и в совокупности составл  ют многозаходные змеевики. Нижние и верхние концы труб 4 объединены в пучки при цомощи торооб разных коллекторов 5 .иб. По геометрической оси адсорбера расположена центральна  вертикальна  труба 7, котора  соединена с торообразными коллекторами 5 и 6 радиальными трубами а и 9, расположенными с одинаковыми центральными углами в горизонтальных плоскост х. Внутри трубы 7 коаксиально расположена труба 10 меньшего диаметра, верхний конец которой находитс  ниже коллектора б, имеет отверсти  11 и с торца заглушен. Трубка 10 меньшего диаметра также имеет отверсти  12 на уровне коллектора 5. Диаметр и количество отверстий 11 и 12 выбираетс  та КИМ образом, чтобы суммарна  площадь отверстий 11 была больше, а суммарна  площадь отверстий 12 - меньше площади поперечного сечени  трубы меньшего диаметра. В верхней части трубы 7 имеетс  паросборник 13. Теплообменник снабжен штуцером 14 дл  ввода жидкого -хладагента и удалени  жидкости, и штуцером 15 дл  отвода паров хладагента и дл  подвода инерт ного газа при удалении из трубной системы жидкости. На корпусе адсорбе ра имеетс  штудер 16 дл  ввода газа на очистку и штуцер 17 дл  выхода очищенного газа. : Адсорбер работает следующим образом . Жидкий хладагент, например азот, обычно содержащий в небольших количествах паровую фазу, при температуре насыщени  поступает в теплообменник через штуцер 14 в трубу 10 меньшего диаметра. Двухфазный поток хладагента выходит из трубы 10 меньшего диаметра через отверсти  11 и подвергаетс  сепарации. Отсепарированна  жидкость стекает по кольцевому зазо-/ ру, образованному трубой 7 и трубой ;10 меньшего диаметра и поступает по радиальным трубам 8 в торообразный коллектор 5, из которого хладагент растекаетс  по трубам 4. В трубах 4 и 7 устанавливаетс  одинаковый уровень жидкости, который регулируетс  системой автоматики. В трубах 4 хладагент испар етс  под воздействием тепловых потоков, направленных к ним от сло  поглотител  и из окружающей среды через слой теплоизол ции Истенку корпуса. В трубе 7 хладагент испар етс  только под воздействием теплового потока, направленного к ней от сло  поглотител . Образующа с  парова  фаза отводитс  из труб 4 в то-..; рообразный коллектор б и из него пар поступает по радиальным трубам 9 в паросборник 13. В паросборнике к этому пару присоедин етс  пар, образованный в трубе 7 как за счет испарени  в ней жидкого хладагента, так и за счет сепарации двухфазного потока на выходе из трубы 10 меньшего диаметра . Из паросборника 13 пар выводитс  из адсорбера через штуцер 15. Опорожненные трубной системы от жидкого хладагента производитс  под избыточным давлением собственных паров или под давлением инертного газа, вводимого в паросборник через штуцер 15. Жидкость удал етс  через отверсти  12 в трубе 10 меньшего диаметра и далее выводитс  из трубной системы через штуцер 15 в дренажную емкость. Наличие в трубе 7 гидростатического столба жидкого хладагента обеспечивает некоторое переохлаж/ (ёние жидкости в нижней ее части на уровне радиальных труб 8, что создает благопри тные гидравлические услови  дл  равномерной раздачи хладагента по трубам 4. Осесимметричное расположение и равномерное распределение в слое..поглотител  труб 4 способствует получению в. слое поглотител  более однородного температурного пол  с меньшими температурными градиентами по нормали к поверхности труб. Это повышает эффективность поглотител .л улучшает качество очистки газа от примесей. Вследствие этого положительного эффекта дл  достижени  заданной степени очистки газа

потребуетс  меньше поглотител  и меньший объем адсорбционного аппарата , т.е. будет иметь место снижение удельных капитальных затрат.

Ожидаемый экономический эффект от использовани  предлагаемого изобретени  ориентировочно составит 30-тыс. руб за счет снижени  капитальных эатрат на адсорбционную аппаратуру установок очистки газов от примесей в расчете на одну установку по типу установки получени  чистого гели  из гелиевого концентрата производительностью 3 млрд. год по перерабатываемому газу Оренбургского месторождени .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 175982, кл. В 01 D 53/02, 1965,

2.Авторское свидетельство СССР 536832, кл. В 01 D 53/02, 1972.

/5

fff

/

А-/1

сриг 3

в-в

(риг-f

/г