Адсорбер

 

Изобретение относится к химическому машиностроению, холодильной и криогенной технике, а именно к аппаратам для проведения процессов в системе газ - твердое тело. Сущность изобретения: для повышения качества очистки путем распределения газа по сечению двугорлового баллона, максимально возможного использования адсорбента в очистке газов в адсорбере, содержащем двугорловый баллон 1, стакан 2, фильтры-распределители 3, узел 4 крепления фильтров и адсорбента 5, фильтры 3 дополнительно снабжены фильтрующими элементами цилиндрической изогнутой формы в виде пятилепесткового якоря, размеры которого выбираются из соотношений R ≥ L; S_ф≥ S_ст/n, где R - внутренний радиус изгиба лепестков якоря; L - расстояние между верхней кромкой стакана и ближайшей кромкой ложемента; S_ф - площадь проходного сечения фильтра; S_ст - площадь проходного сечения стакана; n - количество лепестков. 2 ил.

Изобретение относится к криогенной и холодильной технике и предназначено для применения в баллонах адсорбционной осушки или очистки воздуха, газовых смесей от влаги, углекислоты и углеводородов.

Известны адсорберы, состоящие из одногорлового баллона, крышки, фильтра, стаканов, патрубков для входа и выхода воздуха, штуцеров для загрузки и выгрузки адсорбентов и непосредственно адсорбента (Глизманенко Д.М. Получение кислорода. М.: Химия, 1972, с.409, рис.7.12).

Недостатком известного адсорбера является наличие застойной зоны в месте ввода воздуха в адсорбер, а значит, и исключение части адсорбента из режима в зоне, где по закону распределения скоростей потока скорость воздуха приближается к нулю. Кроме того, адсорбер характеризуется потерями из-за негерметичности и значительных затрат на изготовление головной части адсорбера.

Известны адсорберы, состоящие из цилиндрического сосуда со сферическими крышками и двумя решетками с сетками и адсорбентами. Решетки с сетками и адсорбентом расположены в цилиндре так, что в нем образуются две камеры на входе и выходе воздуха (Разделение воздуха методом глубокого охлаждения. / Под ред. В.И.Епифанова, Л.С.Аксельрод, т.2, рис.30, с.481; авт. св. СССР N 1326851, кл. F 25 B 37/00, 1987).

Недостатками известной конструкции являются значительные материальные и трудовые затраты на изготовление и эксплуатацию (замена адсорбентов) и невозможность использования надежных стандартных баллонов.

Известен адсорбер, состоящий из корпуса, штуцеров ввода и вывода газа, штуцеров загрузки и выгрузки адсорбента и вставок из усеченных конусов (авт.св. СССР N 1484361, кл. B 01 D 53/04, 1989).

Недостатками известной конструкции являются ее конструктивная сложность как при изготовлении, так и при эксплуатации и обязательность герметичности, что при известных габаритах и давлениях адсорберов трудно исполнимо.

Известны адсорберы, состоящие из двугорлового баллона, двух сетчатых фильтров и фланцев (Герш С.Я. Глубокое охлаждение. Госэнергоиздат, 1960, часть II, с.127, рис.2-38; АКДС-70 М2. Альбом рисунков к техническому описанию и инструкции по эксплуатации КО 101.000.000-ТО1. РИО Упрполиграфиздата, Омск, 1985, с.16, рис.16).

Недостатками известной конструкции являются наличие застойных зон в местах ввода и вывода воздуха (газов), неполное использование свойств материала по очистке и осушке из-за известной неравномерности распределения скоростей движения газов по поперечному сечению баллона.

Целью изобретения является повышение качества очистки путем равномерного распределения газа по сечению двугорлового баллона, максимально возможного использования адсорбента в очистке газов, экономия энергозатрат при производстве и эксплуатации адсорберов.

Цель достигается тем, что в адсорбере, содержащем двугорловый баллон, адсорбент, подводящий и отводящий фильтры, выполненные в виде перфорированных стаканов, фильтры дополнительно снабжены фильтрующими элементами цилиндрической изогнутой формы в виде пятилепесткового якоря, размеры которого выбирают по следующим соотношениям: R≥ L; S_ф ≥S_ст/n, где R - внутренний радиус изгиба лепестка якоря; L - расстояние между верхней кромкой стакана и ближайшей кромкой ложемента (установочного отверстия) под фильтр-распределитель; S_ф - площадь проходного сечения фильтра; S_ст - площадь проходного сечения стакана; n - количество лепестков якоря.

На фиг.1 изображена одна из горловин двугорлового адсорбера, продольный разрез; на фиг.2 - адсорбер, поперечный разрез.

Адсорбер содержит двугорловый баллон 1, стакан 2 якорного фильтра, фильтры-распределители 3, узел 4 крепления фильтров и адсорбента 5.

Адсорбер работает следующим образом.

Воздушный поток поступает в нижнюю горловину, через стакан попадает в фильтры-распределители и по кратчайшему пути направляется к ближайшим фильтрам распределителям верхней горловины и далее к потребителю.

Ввиду того, что фильтров несколько, движение потоков осуществляется секторами с равными скоростями, что уменьшает общее сопротивление баллона.

В связи с тем, что исключаются застойные зоны в адсорбере, увеличивается количество адсорбента, участвующего в очистке, что увеличивает время работы адсорбера в режиме очистки, уменьшается и время регенерации адсорбента, ибо регенерирующий поток, поступающий в верхнюю горловину адсорбера, также направляется к нижней горловине по тем же фильтрам-распределителям.

Формула изобретения

АДСОРБЕР, содержащий двугорлый баллон, адсорбент, подводящий и отводящий фильтры, выполненные в виде перфорированных стаканов, отличающийся тем, что, с целью повышения качества очистки путем распределения газа по сечению двугорлого баллона, максимально возможного использования адсорбента в очистке газов, фильтры дополнительно снабжены фильтрующими элементами цилиндрической изогнутой формы в виде пятилепесткового якоря, размеры которого выбирают по следующим соотношениям: R ≥ L; S_ф ≥ S_ст/n, где R - внутренний радиус изгиба лепестка якоря; L - расстояние между верхней кромкой стакана и ближайшей кромкой ложемента (установочного отверстия) под фильтр-распределитель;
S_ф - площадь проходного сечения фильтра;
S_ст - площадь проходного сечения стакана;
n - количество лепестков.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2