Аппарат для разделения газов

 

1. АППАРАТ ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗОВ, имеющий коаксиально установл ные перфорированные цилиндры, слои зернистого материала, газонепроницаемые перегородки и патрубки для ввода и вывода газа и зернистого материала, отличающи.йся тем, что, с целью повьпиения эффективности разделения газов путем повышения степени использования рабочего объема аппарата, он снабжен соединенньми с внутренним и перфорированным цилиндрами двумя перфорированными перегородками, установленными на расстоянии одна от другой перпенди- . кулярно к направлению движения газового потока. 2. Аппарат по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что газонепрони- i цаемые перегородки размещены ради (Я CZ апьно во внешнем слое зернистого материала перпендикулярно к направлению движения газового потока.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСтиЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1151274

4(5D В 01 D 53/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3627299/23-26 (22) 27.07.83 (46) 23.04.85. Бюл. У 15 (72) И.M.Çèí÷åíêî, С.Н.Хлюпин, А.А.Ерин и А.В.Дроздов (71) Рубежанский филиал Ворошиловградского машиностроительного института (53) 66.074.7(088.8) (56) 1. Серпионова Е.Н. Промьппленная адсорбция газов и паров. И., 1969, с. 1 79-180.

2. Авторское свидетельство СССР и 583549, кл. В 01 D 46/30, 1974. (54) (57) 1. АППАРАТ ДУЩ РАЗДЩЕНДД

ГАЗОВ, имеющий коаксиально установленные перфорированные цилиндры, i слои зернистого материала, газонепроницаемые перегородки и патрубки для ввода и вывода газа и зернистого материала, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разделения газов путем повьппения степени использования рабочего объема аппарата, он снабжен соединенными с внутренним и перфорированным цилиндрами двумя перфорированными перегородками, установленными на расстоянии одна от другой перпендикулярно к направлению движения газового потока.

2. Аппарат по п. t, о т л и ч аю шийся тем, что газонепрони- .а цаемые перегородки размещены радиально во внешнем слое зернистого материала перпендикулярно к направлению движения газового потока.

1 1151

Изобретение относится к конструк1 ции .аппаратов для проведения адсорбцнонных процессов и может быть использовано во всех отраслях, где .необходимо осуществлять очистку 5 газов, разделение трехкомпонентных газовых смесей или селективное выделение двух компонентов из многокомпо1нентной газовой смеси в системе газ (цар) — адсорбент.

Известны адсорбенты с кольцевым слоем адсорбента, содержащие корпус, перфорированные цилиндры для создания. кольцевого слоя поглотителя, загрузочный и разгрузочный люки и патрубки для ввода и вывода газовой фазы 113.

Недостатками этих адсорберов являются большие габариты, слипание апсорбеита1 периодичность работы.

Известен аппарат для очистки га". зов, содержащий фильтрующий элемент, выполненный. s виде хоаксиально расположенных перфорированных цилиндров с радиальными перегородками и проду25 вочными соплами, слои зернистого материала и регенерирующий экран из газоиецроницаемого материала, патрубки для ввода и вывода газа и зернистого материала (23.

Однако известная конструкция характеризуется высоким гидравлическим сопротивлением, неполным использованием объема аппарата, отсутствием условий для создания плотных движу- З5 щихся слоев поглотителя и недостаточной эффективностью работы.

Разделение кольцевых фильтрующих слоев с помощью радиальных газонепроиицаемых перегородок и установка между слоями трубопроводов с продувочиыми соплами значительно усложняет конструкцию и обуславливает высокое

k гидравлическое сопротивление аппарата. Значительная часть внутреннего "5 объема аппарата (цилиндрический объем внутри второго фильтрующего слоя) не работает, так как не заполнена фильтрующим материалом. Кроме того, в конструкции отсутствуют необходимые 50 условия для создания плотных движущихся слоев поглотителя. Загрузочные патрубки для первого и второго слоев по своей конфигурации и расположению не в состоянии обеспечить равномер- 55 ное заполнение кольцевых слоев поглотителем, исключить образование пустот и зависание сыпучего матери274 ала. Rce это приводит к низкой эффективности процесса разделения трехкомпонентной газовой смеси или селектинного выделения двух компонентов из многокомпонентной газовой смеси, так как газовая смесь, поступая в аппарат, может проходить через секцию с наименьшим сопротивлением, минуя все остальные. Возможно неравномерное распределение газового потока во втором Фильтрующем слое ввиду наличия незаполненного пространства между первым и вторым фильтрующими слоями.

Пель изобоетения - повышение эФФективности оазпеления газов путем повышения степени использования рабочего объема аппарата.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее коаксиально расположенные перфорированные цилиндры, слои зернистого материала, газонепроницаемые перегородки и патрубки для ввода и вывода газа и зернистого материала, снабжено соединен" ными с внутренним и перфорировапиьи цилиндрами двумя перфорированными перегородкамй, установленными на расстоянии одна от другой перпендикулярно к направлению движения газового потоке

При этом газонепроницаемые перегородки размещены радиально во внешнем слое зернистого материала перпен-. дикулярно к направлению движения газового потока.

На фиг. 1 изображен аппарат для разделения трехкомпонентной газовой смеси; на фиг. 2 — разрез А-А иа фиг. 1 (газовые патрубки имеют форму полутора); на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1 (газовые патрубки прямоугольного сечения).

Предлагаемое устройство имеет корпус 1 с верхним 2 и нижним 3 коническими днищами. В корпусе 1 расположены коаксиально периферийный 4 и внутренний 5 перфорированные цилиндры, причем внутренний цилиндр 5 разделен продольно на два полуцилиндра перфорированными перегородками 6 и 7 с целью образования зазора 8 для перемещения в нем некоторого количества второго селективного поглотителя. Сверху и снизу внутреннего певфорнрованного цилиндра 5 установлены конические распределители 9и 10, рассеченные параллельными плоскостями

11 и 12, причем зазор между частями

1151274 4 распределителей равен величине зазора между полуцилиндрами : Между корпусом 1 адсорбера и периферийным перфорированным цилиндром 4 расположен первый сорбирующий элемент 13, представляющий собой движущийся кольцевой слой зернистого материалапервого селективного поглотителя.

Между периферийным 4 и внутренним 5 перфорированными цилиндрами, а также Ю в зазоре 8 расположен второй сорбирующий элемент 14 — движущийся слой второго селективного поглотителя.

Первый сорбнрующий элемент снабжен двумя газонепроницаемыми перегород- 15 ками 15, установленными радиально перпендикулярно направлению движения газов. Подача и выгрузка первого селективиого ноглотителя иэ адсор- бера осуществляется с помощью двух 30 пар патрубков 16 и 17 соответственно, расположенных под углом к вертикальной оси аппарата, превышающим угол естественного откоса данного сарбента. Подача и выгрузка второго селек- И тивного поглотителя осуществляется с помощью патрубков 18 и 19 соответственно, выполненных в виде ци линдра, переходящего в коническую поверхность. 36

Для ввода и вывода газовой фазы адсорбер снабжен патрубками 20 и 21 соответственно, причем патрубки могут уметь прямоугольное сечение, переходящее в цилиндр, либо в месте подсоещинения к корпусу 1 адсорбера форму полутора. В местах подсоединения газовых патрубков к корпусу 1, последний снабжен перфорацией 22.

Предлагаемый аппарат работает 4 следующим образом.

Первый селективный поглотитель через пару загрузочных патрубков 16 поступает в первый кольцевой зазор между корпусом 1.и периферийньм

45 перфорированным цилиндром 4, где образуется первый сорбирукиций элемент

13 — движущийся слой первого селективного поглотителя, продвигающийся вниз под действием силы тяжести. Вто-® рой селективный поглотитель через загрузочный патрубок 18 поступает в аппарат, где с помощью верхнего конического распределителя 9 равномерно распределяется в кольцевом пространстве между периферийным 4 и внутренним 5 перфорированными цилиндрами, а в зазоры 8 и под действием силы тяжести продвигается вниз в виде плотного движущегося слоя. Отработанные первый и второй селективные поглотители выводятся через пару патрубков

17 и патрубок 19 соответственно.

Газовый поток, представляющий трехили многокомпонентную смесь, которую необходиио разделить на три компонента или выделить два.компонента из многокомпонентной смеси, через пат-рубок 20 проходит через перфорацию 22 и пЗступает в первый еорбирующий элемент 13, где происходит селективное поглощение первого газового компонента, а затеи, благодаря установке двух газоиепроницаемых перегородок 15, поступает во второй copvирующий элемент 14, где происходит. селективное поглощение второго газового компонента. После прохождения двух сорбирующнх элементов газовый поток, содержащий третий компонент s случае трехкомпонентной газовой смеси нли газовую смесь остажиихся других компонентов, выводится as адсорбера через патрубок 21

Благодаря наличию во втором сорбирующем элементе зазора, образованного двумя перфорированными параллельными перегородками и расположенного перпендикулярно направлению движения газового потока, более рационально используется обьем аппарата и одновременно подается равнозначное количество обоих селективных поглотителей, что увеличивает эффективность работы устройства.

Наличие в первом сорбирующем элементе двух газонепроницаемых перегородок, установленных по осевой плоскости перпендикулярно к осн патрубка для подачи газовой смеси, устраняет возможность прохода газовой смеси в аппарате только через первый сорбируннций элемент, минуя второй слой другого поглотителя, и повышает эффект разделения газов. Образование плотных движущихся кольцевых слоев сорбентов без пустот и зависаний поглотителя в первом и втором сорбирующих элементах достигнуто благодаря наличию пары патрубков для подвода адсорбента, в первом случаепри установке цилиндрического патрубка, переходящего в коническую поверхность — во втором, 1151274

13

° Ф

° ° 1 °

° е °

° ° °

?

22 о о

Ор ре

5 . Фи@.2

° Ф °

° ° ° ° ° °

° °

4 ° 444 °

° Ф ° ° ° ° ° °

° Ф

° Ф 4 ° °

° 4 ° °

° ° ° ее

° ° ° ° ° oo ° Ор О

:",. 0 о ро б

° Ф °

° ° 44

° °

° ° °

° ° е

° ° ° Ф °

44 ° е

° ° 4 °

° Ф ° о

41 1 ° °

°, ° ° 13 ° °, ° ° ° ° °

° ° Фее

° °

° ° ° ° °

° ° ° °

° ° ° ° ° ° °

° ° \ °

° ° ° ° 4 4 ° °

° ° ° 4444 °

Ф ° ° °

° ° ° ° е ° ° ° ° .

° °

° 1 ° O

° Ф °

° ее ° ° 5

Ж

° ° р

° ° ° о

° ° ФФ ° рр о

° ° ° р ° Ф ° 44 °

° 1 ° ° 44 °

1r ° ° Ф ° ° 4„°

° ° ° ° °

° O ° ° ° ° ° O .ФФ ° ° ° ° °

° 1 ° ° ° °

° °

1151274

Составитель Д. Эпштейн

Техред С.Мигунова

Корректор А. Обручар

Редактор А, Шишкина

Заказ 2202/3. Тираж 659

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4