Устройство для адсорбции и десорбции

 

Использование: в адсорбционной технике очистки газов. Сущность изобретения: в устройстве для адсорбции и десорбции, содержащем индуктор, корпус с размещенными в нем адсорбентом и арматурой из ферромагнитного материала, адсорбент и арматура выполнены в виде цилиндрических кассет, установленных коаксиально корпусу с образованием кольцевого пространства, причем адсорбент взят в виде тканого или нетканого полотна и размещен на арматуре, образуя продольные или поперечные гофры, а арматура представляет собой перфорированные листы. 2 з. п. ф лы, 5 ил.

Изобретение относится к конструктивному оформлению процесса очистки газов от вредных примесей углеродным волокнистым адсорбентом, в частности к конструкции адсорбционных аппаратов и может быть использовано в различных производствах для охраны окружающей среды, например, в производствах загрязняющих атмосферу органическими растворителями.

Известно устройство, содержащее индуктор и корпус, заполненный адсорбентом, с размещенной в нем арматурой из ферромагнитного сплава с точкой Кюри 100-600^оС. Десорбция уловленных адсорбентов веществ происходит путем индукционного нагрева металлической арматуры, размещенной внутри корпуса совместно с адсорбентом и выполненной в виде состыкованных вертикальных и горизонтальных стержней. Данное устройство, как наиболее близкое по технической сущности и достигаемому результату принято за прототип.

В известном аппарате необходимо использовать дорогие и дефицитные специальные ферромагнитные сплавы, так как в случае применения в данной конструкции обычной ферромагнитной стали будет иметь место значительная неоднородность нагрева арматуры и адсорбента, так как точка Кюри обычной стали равна примерно 760^оС и нагрев прилегающих к индуктору частей арматуры будет происходить интенсивнее, чем периферийных, что в конечном итоге может привести при наличии кислорода к загоранию адсорбента и адсорбтива, либо к пиролизу последнего при отсутствии кислорода.

Недостатком известного аппарата является также необходимость применения в целях предотвращения пристеночного эффекта утолщений в местах стыковки вертикальных и горизонтальных стержней, что ведет к увеличению гидравлического сопротивления и к неравномерности использования слоя адсорбента; а также сложность применения в данной конструкции одного из наиболее эффективных для целей газоочистки адсорбента углеродного волокнистого адсорбента (УВА), так как вследствие низкой теплопроводности последнего потребовалось бы чрезмерно увеличить длительность нагрева при десорбции, либо увеличить массу арматуры для уменьшения зазора между соседними ее звеньями, что в обоих случаях связано с резким удержанием устройства и снижением его производительности.

Технической задачей изобретения является повышение производительности, снижение материалоемкости и улучшение степени очистки, которая достигается тем, что адсорбент и арматура выполнены в виде установленных коаксиально корпусу с образованием кольцевого пространства цилиндрических кассет, причем адсорбент взят в виде тканого или нетканого полотна и размещен на арматуре, образуя продольные или поперечные гофры. При этом арматуру используют в виде, например, перфорированных листов, а количество кассет равно одной или нескольким.

Применение тонких слоев тканого или нетканого полотна адсорбента, например, углеродного, намотанного на нагреваемую цилиндрическую кассету позволяет уменьшить материалоемкость устройства и сократить время разогрева и охлаждения адсорбента в период десорбции, а следовательно увеличить его производительность. Равномерность разогрева слоя адсорбента позволяет наиболее полно использовать его адсорбционную емкость, что в совокупности с гофрированием поверхности адсорбента увеличивает степень очистки.

На фиг. 1 изображено устройство с одной кассетой и поперечными гофрами, продольный разрез; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 местный вырез I на фиг. 1; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 5, устройство с адсорбентом, уложенным на кассету с продольными гофрами; на фиг. 5 сечение В-В на фиг. 4.

Устройство состоит из диффузора 1 для подвода загрязненного вредными примесями воздуха и отвода десорбента, неэлектропроводного корпуса 2, например, из стеклопластика, кассет 3 из ферромагнитной стали с намотанным на нее углеродным волокнистым адсорбентом 4 в тканой или нетканой форме, патрубка 5 для отвода очищенного воздуха и подвода десорбирующего агента (азота, диоксида углерода), индуктора 6, колец 7 для образования гофр, опор 8 для крепления колец 7 к кассете 3, проволочных хомутов 9, стягивающих волокнистый адсорбент 4, заглушки 10, фланца 11. Для укладки продольных гофров (см. фиг. 4, 5) устройство снабжено внутренними продольными опорами 12, жестко прикрепленными к кассете 3 и наружными продольными опорами 13, обжимающими волокнистый адсорбент 4 с помощью бандажей 14.

Устройство для адсорбции и десорбции работает следующим образом. Загрязненный воздух подается через диффузор 1 внутрь корпуса 2 устройства, где проходя через слой углеродного волокнистого адсорбента, закрепленного в кассете 3 он очищается от вредных примесей и через патрубок 5 выбрасывается в атмосферу. После отработки слоя адсорбента подача загрязненного воздуха в устройство прекращается и в патрубок 5 подается азот, диоксид углерода или какой-нибудь другой инертный газ. После вытеснения инертным газом кислорода из внутренней части корпуса 2 на индуктор 6 подают напряжение. Прохождение по индуктору тока промышленной частоты вызывает индукционный разогрев ферромагнитной арматуры кассеты 3 до 120-200^оС (в зависимости от температуры кипения адсорбированного вещества) и от нее слоя углеродного волокнистого адсорбента. При нагреве адсорбента происходит десорбция поглощенных из воздуха вредных примесей и удаление их из внутренней части корпуса 2 устройства потоком инертного газа. По достижении заданной температуры нагрева напряжение на индукторе отключается с помощью стандартной измерительной и регулирующей аппаратуры, например, с помощью термоэлектрического преобразователя и регулирующего милливольтметра. После охлаждения слоя углеродного волокнистого адсорбента до 20-70^оС в устройство вновь подают на очистку загрязненный воздух.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДСОРБЦИИ И ДЕСОРБЦИИ, содержащее индуктор, неэлектропроводный корпус, в котором размещены адсорбент и арматура из ферромагнитного материала, отличающееся тем, что адсорбент и арматура выполнены в виде цилиндрических кассет, установленных коаксиально с корпусом с образованием кольцевого пространства, причем адсорбент выполнен в виде тканого или нетканого полотна и размещен на арматуре, образуя продольные или поперечные гофры.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что арматуру используют в виде перфорированных листов.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что количество кассет равно одной или нескольким.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5