Адсорбер непрерывного действия

Изобретение откосится к оборудованию для проведения адсорбционных процессов в системе газ (пар) - адсорбент. Адсорбер непрерывного действия включает цилиндрический корпус, верхняя часть которого выполнена в виде коническо-цилиндрической камеры, в которой смонтирован бункер в виде опрокинутого вершиной вниз конуса с перфорированной боковой поверхностью, сетчатые тарелки со взвешенными слоями адсорбента и переточные устройства, при этом в бункере, смонтированном в коническо-цилиндрической камере, с зазором относительно его боковых поверхностей дополнительно установлена воронка, состоящая из цилиндрических поверхностей большого и малого диаметра, между которыми расположена перфорированная коническая поверхность, причем крепление воронки осуществляется, по крайней мере, тремя ограничительными элементами, связывающими конические поверхности бункера и воронки, и, по крайней мере, тремя ограничительными элементами, связывающими конические поверхности бункера и цилиндрическую поверхность малого диаметра воронки. Изобретение позволяет повысить степень очистки газового потока от целевого компонента и пыли за счет увеличения площади контакта адсорбента с целевым компонентом. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение откосится к оборудованию для проведения адсорбционных процессов в системе газ (пар)-адсорбент.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является адсорбер непрерывного действия, включающий цилиндрический корпус, верхняя часть которого выполнена в виде коническо-цилиндрической камеры, в которой смонтирован бункер в виде опрокинутого вершиной вниз конуса с перфорированной боковой поверхностью, ситчатые тарелки со взвешенными слоями адсорбента и переточные устройства по а.с. СССР №516415, В 01 D 53/02 от 23.01.74.

Недостатком известного адсорбера является то, что он не обеспечивает высокой степени очистки газового потока от целевого компонента и пыли.

Цель изобретения - повышение степени очистки газового потока от целевого компонента и пыли за счет увеличения площади контакта адсорбента с целевым компонентом.

Это достигается тем, что в адсорбере непрерывного действия, включающем цилиндрический корпус, верхняя часть которого выполнена в виде коническо-цилиндрической камеры, в которой смонтирован бункер в виде опрокинутого вершиной вниз конуса с перфорированной боковой поверхностью, ситчатые тарелки со взвешенными слоями адсорбента и переточные устройства, в бункере, смонтированном в коническо-цилиндрической камере с зазором относительно его боковых поверхностей дополнительно установлена воронка, состоящая из цилиндрических поверхностей большого и малого диаметра, между которыми расположена перфорированная коническая поверхность, причем крепление воронки осуществляется по крайней мере тремя ограничительными элементами, связывающими конические поверхности бункера и воронки, и по крайней мере тремя ограничительными элементами, связывающими конические поверхности бункера и цилиндрическую поверхность малого диаметра воронки.

На чертеже изображен адсорбер, продольный разрез.

Адсорбер непрерывного действия содержит цилиндрический корпус 1, верхняя часть которого выполнена в виде коническо-цилиндрической камеры 4, в которой смонтирован бункер в виде опрокинутого вершиной вниз конуса с перфорированной боковой поверхностью 5, ситчатые тарелки 2 со взвешенными слоями адсорбента и переточные устройства 3. В бункере, смонтированном в коническо-цилиндрической камере 4, с зазором S относительно его боковых поверхностей 5 дополнительно установлена воронка, состоящая из цилиндрических поверхностей 11 и 13 большого и малого диаметра, между которыми расположена перфорированная коническая поверхность 12, причем крепление воронки осуществляется по крайней мере тремя ограничительными элементами 15, связывающими конические поверхности бункера 5 и воронки 12, и по крайней мере тремя ограничительными элементами 14, связывающими конические поверхности бункера 5 и цилиндрическую поверхность 13 малого диаметра воронки. Зазор между коническими боковыми поверхностями бункера 5 и воронки 12 находится в оптимальном интервале величин: S=(10...20)D/d см,

где D - диаметр цилиндрической части коническо-цилиндрической камеры,

d - диаметр цилиндрического корпуса адсорбера.

Боковая перфорированная поверхность 12 воронки выполнена в виде ступенчато расположенных усеченных конусов, причем нижний торец вышележащего конуса входит с зазором 6 в верхний торец нижележащего конуса, а зазор δ находится в оптимальном интервале величин: δ=(1,0...2,0)D₁/d₁ см,

где D₁ - диаметр цилиндрической поверхности большого диаметра воронки,

d₁ - диаметр цилиндрической поверхности малого диаметра воронки.

Форма ситчатых тарелок 2 может быть выполнена в виде вогнутой криволинейной поверхности второго порядка (например, частью эллипсоида вращения), что существенно увеличит площадь контакта сорбента и целевого компонента.

Для того чтобы перфорация боковой поверхности бункера не забивалась мелкой частью адсорбента (крошкой) или его пылью, он выполнен в виде ступенчато расположенных усеченных конусов, причем нижний торец вышележащего конуса входит с зазором в верхний торец нижележащего конуса. Образованные таким образом кольцевые щели 6 служат для прохождения газового потока в бункер, нижняя часть которого переходит в цилиндрический переток 7. В коническо-цилиндрической части корпуса по оси установлен штуцер 8, через который подается адсорбент в бункер. Нижний торец штуцера определяет высоту слоя адсорбента в бункере. Опуская или поднимая торец штуцера, можно создать в промежуточном бункере слои адсорбента различной высоты. Адсорбер снабжен штуцерами 9-11 соответственно для подачи газа, вывода очищенного газа и отвода адсорбента.

Адсорбер работает следующим образом.

Газовый (паровой) поток на очистку подается в нижнюю часть аппарата через штуцер 9 и проходит через все тарелки, расположенные по его высоте, на которых контактирует с адсорбентом, приводя его во взвешенное состояние. С верхней тарелки газовый поток направляется в коническо-цилиндрическую камеру 4 корпуса и через перфорированную боковую поверхность 5 бункера поступает в коническое пространство, образованное зазором S относительно боковых поверхностей 5 бункера и перфорированной конической поверхностью 12 дополнительно установленной воронки. В этой зоне движущегося плотного слоя адсорбента происходит доочистка газового потока от целевого компонента и одновременно очистка его от мелких частиц (пыли), образовавшихся в результате истирания адсорбента в условиях работы аппарата.

Очищенный газовый поток выводится из адсорбера через штуцер 10. Адсорбент из штуцера 8 поступает в бункер, в котором создается движущийся плотный слой адсорбента. Движение газового потока и адсорбента здесь противоточное. Через цилиндрический перетек 7 бункера 5 адсорбент попадает на верхнюю тарелку 2, где контактирует с газовым потоком, а затем по переточным устройствам 3 перемещается на нижележащие тарелки 2. Отработанный адсорбент выводится из нижней части колонны через штуцер 11.

Предлагаемое устройство позволяет существенно повысить степень очистки газового потока от целевого компонента и пыли за счет увеличения площадей контакта движущегося адсорбента с целевым компонентом при тех же габаритных размерах колонны.

1. Адсорбер непрерывного действия, включающий цилиндрический корпус, верхняя часть которого выполнена в виде коническо-цилиндрической камеры, в которой смонтирован бункер в виде опрокинутого вершиной вниз конуса с перфорированной боковой поверхностью, сетчатые тарелки со взвешенными слоями адсорбента и переточные устройства, отличающийся тем, что в бункере, смонтированном в коническо-цилиндрической камере, с зазором относительно его боковых поверхностей дополнительно установлена воронка, состоящая из цилиндрических поверхностей большого и малого диаметров, между которыми расположена перфорированная коническая поверхность, причем крепление воронки осуществляется по крайней мере тремя ограничительными элементами, связывающими конические поверхности бункера и воронки, и по крайней мере тремя ограничительными элементами, связывающими конические поверхности бункера и цилиндрическую поверхность малого диаметра воронки.

2. Адсорбер непрерывного действия по п.1, отличающийся тем, что зазор между коническими боковыми поверхностями бункера и воронки находится в оптимальном интервале величин:

S=(10÷20)D/d, см,

где D - диаметр цилиндрической части коническо-цилиндрической камеры;

d - диаметр цилиндрического корпуса адсорбера.

3. Адсорбер непрерывного действия по п.1, отличающийся тем, что боковая перфорированная поверхность воронки выполнена в виде ступенчато расположенных усеченных конусов, причем нижний торец вышележащего конуса входит с зазором δ в верхний торец нижележащего конуса, причем зазор δ находится в оптимальном интервале величин:

δ=(1,0÷2,0)D₁/d₁, см,

где D₁ - диаметр цилиндрической поверхности большого диаметра воронки;

d₁ - диаметр цилиндрической поверхности малого диаметра воронки.

4. Адсорбер непрерывного действия по п.1, отличающийся тем, что форма ситчатых тарелок является вогнутой криволинейной поверхностью второго порядка, например, частью эллипсоида вращения.