Адсорбер для блока осушки воздуха
Владельцы патента RU 2537589:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Техническим результатом является создание блока осушки с адсорбером, конструкция которого позволит исключить попадание капельной влаги на зерна адсорбента.
Адсорбер содержит корпус, выполненный в виде полого цилиндра, профилированные фланцы со штуцерами, установленные с обоих торцев корпуса для подвода и отвода осушаемого воздуха, продольные ребра, установленные внутри корпуса. В адсорбере перед фланцем со штуцером для подвода воздуха в полость адсорбера, установлена профилированная шайба-фильтр, образующая полость для конденсата, причем указанная полость соединена с полостью дополнительного конденсатосборника. В варианте исполнения, внутренняя поверхность фланца со штуцером для подвода воздуха в полость адсорбера выполнена профилированной, предпочтительно, конической, причем вершина конуса обращена к входному отверстию штуцера, при этом на указанной поверхности выполнены профилированные канавки в виде чередующихся колец различного диаметра. 2 ил.
Изобретение относится к очистке воздуха и может быть использовано в газовой, нефтяной, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известны устройства для очистки и осушки воздуха, включающие два адсорбера, соединенных трубопроводами, которые связаны с клапанами, обеспечивающими переключение режимов их работы с режима осушки в режим регенерации по команде от системы управления клапанами (см. заявку Японии №61-35891 В, МКИ В01D 53/26, 53/02 от 86.08.15; заявка ЕПВ №0212101, МКИ В01D 53/04, 53/26 от 87.03.04; заявка ФРГ № 3514473, МКИ В01D 53/26, от 86.10.23).
Известно устройство для очистки и осушки сжатого воздуха (заявка ФРГ № 3304722, кл. В01D 53/26), содержащее два адсорбера, соединенных трубопроводами с установленными на них клапанами, которые обеспечивают поочередное переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, дроссель с трубопроводом подачи осушенного газа при пониженном давлении, в регенерируемый адсорбер и влагоотделитель с влагоотводящим клапаном, открывающимся согласно ритму переключения адсорберов.
Недостатком известного устройства является то, что выброс накопившегося конденсата происходит в окружающую среду, а также при высоком давлении, поэтому использование приведенного устройства невозможно при осушке, например, природного газа, где в конденсате могут содержаться компоненты, опасные для человеческого организма и вредно воздействующие на окружающую среду.
Известно устройство для осушки сжатого газа, в том числе и воздуха, включающее два адсорбера, соединенных трубопроводами, содержащими клапаны, обеспечивающие переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, дроссель с трубопроводом подачи осушенного газа при пониженном давлении в регенерируемый адсорбер и влагоотделитель с влагоотводящим клапаном, в котором влагоотделитель разделен на два резервуара: резервуар высокого давления, в полости которого размещен обратный клапан, механически связанный с поплавковым устройством, и резервуар низкого давления с автономно управляемым влагоотводящим клапаном, снабженный предохранительным клапаном (Патент РФ№2165786, МПК B01D53/26).
Устройство работает следующим образом.
Влажный газ с конденсатом поступает в первичный конденсатосборник, где конденсат накапливается. Отделенный от конденсата влажный газ поступает в один из адсорберов, работающих поочередно: один в режиме осушки, другой в режиме регенерации. Переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, по мере насыщения влагой, обеспечивается при помощи распределительных клапанов.
Для регенерации адсорбера используется часть осушенного газа, который при пониженном давлении, за счет дросселирования дросселем, пропускается через регенерируемый адсорбер. В режиме регенерации часть сухого газа подается в адсорбер в обратном направлении. Газ, проходя через внутреннюю полость адсорбера и слой адсорбента, насыщается влагой. Достигнув верхнего фланца корпуса, имеющего температуру, отличную от температуры газа, влажный газ конденсируется на внутренней поверхности фланца. Капли конденсата, стекая с поверхности фланца, попадают на верхние слои адсорбента, что приводит к переувлажнению, частичному засорению или растрескиванию поверхности гранул адсорбента.
Основным недостатком указанного адсорбера является то, что капли сконденсированной влаги, попадая на слой адсорбента, впитываются гранулами адсорбента, что приводит к ускоренному разрушению адсорбента и сокращению срока службы всего адсорбера в целом.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и создание адсорбера, применение которого позволит исключить попадание капельной влаги на гранулы адсорбента.
Поставленная задача достигается тем, что предложенный адсорбер для блока осушки воздуха, согласно изобретению, содержит, как минимум, корпус, преимущественно выполненный в виде полого цилиндра, профилированные фланцы со штуцерами, установленные с обоих торцов корпуса для подвода и отвода осушаемого воздуха, продольные ребра, установленные внутри корпуса, при этом внутри корпуса размещен абсорбент, а перед фланцем со штуцером для подвода воздуха в полость адсорбера установлена профилированная шайба-фильтр, образующая полость для конденсата.
В варианте исполнения, внутренняя поверхность фланца со штуцером для подвода воздуха в полость адсорбера выполнена профилированной, предпочтительно, конической, причем вершина конуса обращена к входному отверстию штуцера, при этом на указанной поверхности выполнены профилированные канавки в виде чередующихся колец различного диаметра.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показана принципиальная схема блока осушки воздуха с предложенным адсорбером, на фиг. 2- продольный разрез адсорбера.
Предложенный адсорбер может быть использован в составе блока осушки следующей конструкции.
Блок осушки воздуха содержит адсорберы 1 и 2, основной конденсатосборник 3, распределительные клапаны 4 и 5, предназначенные для периодического переключения адсорберов, по мере насыщения влагой, с режима осушки в режим регенерации; дроссели 6 и 7 с трубопроводами подачи осушенного воздуха низкого давления в регенерируемый адсорбер, дополнительный конденсатосборник 8.
Адсорбер 1 содержит корпус 9, преимущественно выполненный в виде полого цилиндра, профилированные фланцы 10 и 11 со штуцерами 12 и 13 соответственно, установленные с обоих торцов корпуса 9 для подвода и отвода осушаемого воздуха. Внутри корпуса 1 установлены продольные ребра 14. Перед фланцем 10 со штуцером 12 для подвода воздуха в полость адсорбера установлена профилированная шайба-фильтр 15, образующая полость 16 для конденсата, причем указанная полость 16 соединена с полостью дополнительного конденсатосборника 8.
Предложенный адсорбер в составе указанного устройства работает следующим образом.
Влажный воздух с конденсатом подается в основной конденсатосборник 3, где конденсат накапливается. Отделенный от конденсата влажный воздух подается в один из адсорберов 1 или 2, работающих поочередно: один в режиме осушки, другой в режиме регенерации.
Переключение адсорберов с режима осушки в режим регенерации, по мере насыщения влагой, обеспечивается при помощи распределительных клапанов 4 и 5. Для регенерации адсорберов как 1, так и 2, используется часть осушенного воздуха, который при пониженном давлении за счет дросселирования дросселем 6 или 7 пропускается через регенерируемый адсорбер.
В режиме осушки влажный воздух подается в корпус 9 адсорбера 1 сверху через штуцер 12, после чего он проходит через слой адсорбента, осушается и выходит из адсорбера через штуцер 13.
В режиме регенерации часть сухого, уже очищенного и осушенного воздуха подается во внутреннюю полость корпуса 1 адсорбера в обратном направлении через штуцер 13. Воздух, проходя через внутреннюю полость корпуса адсорбера 1 и слой адсорбента, в котором содержится влага после осушки воздуха, насыщается влагой. Достигнув верхнего фланца 10, имеющего температуру, отличную от температуры потока воздуха, влажный воздух конденсируется на внутренней поверхности фланца. Капли конденсата, стекая с поверхности фланца 10, накапливаются на поверхности профилированной шайбы-фильтра 15 и скапливаются в полости 16, откуда удаляются через штуцер в дополнительный конденсатосборник 8.
В варианте исполнения, капли влаги, стекая по конической поверхности фланца 10, попадают на профилированные канавки 17 и срываются вниз под действием силы тяжести, что позволяет локализировать места сбора капельной влаги.
Установка профилированной шайбы-фильтра 15 позволит защитить верхние слои адсорбента от контакта с капельной влагой, улучшить условия осушения и тем самым увеличить срок службы адсорбента.
Использование предложенного технического решения позволит улучшить условия работы адсорбента и тем самым увеличить срок службы адсорбера и блока осушки в целом.
Адсорбер для блока осушки воздуха, характеризующийся тем, что он содержит корпус, преимущественно выполненный в виде полого цилиндра, профилированные фланцы со штуцерами, установленные с обоих торцов корпуса для подвода и отвода осушаемого воздуха, продольные ребра, установленные внутри корпуса, при этом внутри корпуса размещен абсорбент, а перед фланцем со штуцером для подвода воздуха в полость адсорбера установлена профилированная шайба-фильтр, образующая полость для конденсата, при этом внутренняя поверхность фланца со штуцером для подвода воздуха в полость адсорбера выполнена профилированной, предпочтительно, конической, причем вершина конуса обращена к входному отверстию штуцера, при этом на указанной поверхности выполнены профилированные канавки в виде чередующихся колец различного диаметра.
