Адсорбер

СОЮЗСОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 37 19) 1 Р 53/04 51) ИЯ ИЕ ИЗОБРЕТ ИС К АВ а газо ия: ад нным ителя роизводстве о машиностр отноин, Ю.П, Барин, В.А,з двух ены я к адсорбционно к очистке возГОСУДАРСТВЕ ННЫ И КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 21) 4856054/26(71) Балашихинское научноное объединение криогенноения им, 40-летия Октября(56) Патент ФРГ М 3518367,кл. В 01 О 53/04, 1985. Изобретение относитсной очистке газов, а имендуха для ВРУ.Одним из основных компонентов при комплексной очистке воздуха ВРУ является диоксид углерода. На эффективность очистки от диоксида углерода влияет присутствующая в воздухе влага.Для очистки воздуха от влаги используется активная окись алюминия, а для очистки от диоксида углерода - цеолит.Известно устройство для адсорбционной очистки газа, содержащее расположенные в корпусе слои адсорбента и экраны.Недостатком указанного устройства является то, что при параллельном расположении слоев, первый по ходу воздуха слой активной окиси алюминия работает не эффективно и не полностью используется его адсорбционная емкость. В связи с этим, количество адсорбента берется с избытком. Кроме того не обеспечивается равномерное распределение воздуха по высоте слоя, т.к, в канале между корпусом и слоем формируется не равномерный фронт скоростей. ч)о обусловлено уменьшением расхода воздуха(57) Использование: очистка и осушк адсорбентами. Сущность изобретен сорбер включает корпус с расположе в нем вертикальными слоями поглот экраны, причем слои выполнены с с шением высот Н 1/Н 2 = 2-.3, и т В 1/В 2 = 0,5-,1, а экраны выполнены усеченных конусов, соединенных ме бой большими основаниями и распол соосно слоям аоглотителя. 7 ил. 1 та при его движении и канале между корпусом и слоем снизу вверх, Таким образом нижние слои адсорбента оказываются более нагруженными потоком воздуха и быстрее теряют защитное действие, что так же снижает эффективность использования адсорбента и в целом процесса очистки, Наряду с этим при параллельном расположении слоев для адсорберов большой производительности увеличивается наружный диаметр и аппарат становится не транспортабельным.Наиболее близким к заявленному является адсорбер, включающий расположенные в корпусе вертикальные слои адсорбента и экран. В указанном адсорбере нижний слой расположен в виде конуса и имеет постоянную толщину слоя и частично окружен газопроницаемыми стенками, Экран выполнен только между нижним слоем и корпусом. Недостатком указанного адсорбера является то, что не обеспечивается равномерное распределение потока по высоте слоя цеолита, т.к. нижняя часть слоя более нагружена. а верхняя менее потоком воздуха, 177793745 50 55 Это объясняется тем, что при поступлении воздуха в канал между корпусом и слоем цеолита формируется неравномерный фронт скоростей, это приводит к тому, что нижний слой быстрее, чем верхний наполняется примесями воздуха и в целом слой адсорбента работает не эффективно. В адсорбере не рационально используется свободный объем эдсорбера, т.к. в нижнем адсорбционном слое, выполненном в виде конуса размещается небольшое количество адсорбента, из которого значительная часть не участвует в работе, При большой производительности адсорберов габариты корпуса становятся не транспортабельными.Целью изобретения является повышение эффективности процесса очистки путем равномерного распределения потока воздуха по слоям адсорбентов при сохранении транспортабельных габаритов,указанная цель достигается тем, что в адсорбере, содержащем корпус с вертикально расположенными в нем слоями адсорбента и экраны, слои выполнены с соотношением высот Н 1/Н 2 от 2 до 3 и с толщиной слоев В 1/В 2 от 0,5 до 1, а экраны выполнены из двух усеченных конусов, соединенных между собой большими основаниями и установлены концентрично слоям адсорбентов,Между экранами и слоями адсорбента образованы каналы равных скоростей,На фиг.1 показан общий вид адсорбера; на Фиг.2 показаны размеры слоев адсорбентов при Н 1/Н 2 = 1, В 1/В 2 = 0,25; на фиг.З - размеры слоев адсорбентов для соотношений Н 1/Н 2=2, В 1/В 2 =0,5; на фиг.4 - тоже, при Н 1/Н 2.= 3, В 1/В 2.= 1; на фиг,5 - то же, при Н /Н 2 = 4, В 1/В 2 = 1,5; на фиг,б - узел 1 на Фиг.1 (узел соединения конусов 7 и 8); на Фиг.7 - узел 11 на фиг.1,Адсорбер состоит из корпуса 1 с патрубками 2 входа рабочего потока и патрубка 3 выхода рабочего потока, верхнего слоя 4 эдсорбента, например, цеолита высотой Н 1 и толщиной В 1, и нижнего слоя 5, например, элюмогеля, высотой Н 2 и толщиной В 2, Тепловой экран б, состоящий из нижнего усеченного конуса 7 и верхнего усеченного конуса 8, соединенных между собой большими основаниями. Мекду экраном б и слоями 4 и 5 образованы каналы 9 и 10 равных скоростей, Канал равных скоростей 11 образован трубой 12 для засыпки нижнего слоя 5. Решетки 13 поддерживают слои адсорбентэ, выполнены из перфорированных обечаек и снабжены сетками 14.Адсорбер работает следующим образом,5 10 15 20 25 30 35 40 Поток воздуха при температуре 5 С. содержащий пары воды, диоксид углерода и углеводороды, через патрубок 2 равномерно распределяются по нижнему слою эдсорбента, В нижнем слое идет адсорбционная очистка воздуха от паров воды. Очищенный от паров воды поток воздуха выходит из нижнего слоя, проходит по каналу 10 равных скоростей, образованному тепловым экраном 7; поступает в канал 9, образованный экраном 8, и равномерно распределяется по верхнему слою, где очищается от диоксида углерода и углеводородов, проходит по каналу 11 равных скоростей, образованному конусной трубой 12 для засыпки нижнего слоя и выводится из адсорбера через патрубок 3. При регенерации поток регенерирующего газа проходит противотоком потоку воздуха и десорбирует поглощенные примеси, Тепловые экраны 7 и 8 препятствуют нагреву корпуса 1, благодаря чему снижается потеря тепла.Выполнение теплового экрана по изобретению позволяет выполнить подводы рабочего потока каналами равных скоростей. Между адсорбционным слоем и тепловым экраном образуется канал равных скоростей треугольного сечения, в котором поток воздуха равномерно распределяется по высоте слоя, что позволяет равномерно распределять поток по адсорбционной поверхности, тем самым повысить эффективность адсорбции и сократить габариты,В таблице приведены данные о зоне использования слоя активной окиси алюминия в о в зависимости от соотношений высот Н 1 и Н 2 и толщиной слоев В 1 и В 2, адсорбентов и соответствующие им отношения объемов Ч 1 активной окиси алюминия и Ч 2 - цеол итд.Толщина слоя цеолита Н = 1 м является необходимой для обеспечения очистки воздуха от диоксида углерода. При соотношении Н /Н 2 = 1 полностью используется слой активной окиси алюминия, когда В 1/В 2 = =0,25, чему соответствует Ч 1/Ч 2 = 0,3. Для других соотношений: при 100% использовании слоя активной окиси алюминия при Н 1/Н 2 = 2; В 1/В 2 = 0,5; Ч 1/Ч 2 = 0,25;при Н 1/Н 2 = 3; В 1/В 2 = 1; Ч 1/Ч 2 = 0,34;при Н 1/Н 2 = 4; В 1/В 2 = 1,5; Ч 1/Ч 2 = 0,3 б. Приведенные соотношения иллюстрируются Фиг.2.3,4,5. На фиг.2 показаны размеры слоев адсорбентов при Н 1/Н 2 = 1, В 1/В 2 = 0,25. Из фиг,2 видно, что слои сформированы нерационально, адсорберы имеют значительную длину, что вызывает неравномерное распределение потока по высоте слоя.1777937 55 роскок паров водь 100оскск паров во 100Проскок На фиг.З и 4 приведены размеры слоевадсорбентов при соотношении Н 1/Н 2 = 2,3,В этом случае слои выполнены пропорционально. что позволяет равномерно распределить поток по высоте слоя адсорбента и 5эффективная очистка обеспечивается соответственно при соотношениях В /82 = 0,5 и1,На фиг.5 видно, что при соотношенииН 1/Н 2 = 4 и 81/82 = 1,5 (для соотношений, 10обеспечивающих эффективную очистку,происходит уменьшение сечения полостиадсорбента на входе воздуха), что приводитк неравномерному распределению потокапо нижнему слою, повышению гидравлического сопротивления. и, следовательно, увеличению затрат энергии на очистку,Таким образом, оптимальными являются соотношения Н 1/Н 2 = 2 и 3 и 81/82 = 0,5и 1 соответственно, при которых обеспечивается эффективная очистка, Кроме того,при этих соотношениях имеется минимальное значение отношений Ч 1/Ч 2 = 0,23 и 0,30,соответственно, что обеспечивает минимальный расход энергии на нагрев и охлаж дение адсорбента, Наряду с этим тепловые экраны, выполненные в виде усеченных конусов, образующих каналы равных скоростей, соединенные между собой большими основаниями и установленные концентричнд слоям при принятых соотношениях размеров слоев, обеспечивают равномерное распределение потока воздуха по высоте слоев, что так же способствует повышению эффективности очистки. Формула изобретения Адсорбер, включающий установленные в корйусе вертикальные слои адсорбента, экраны и технологические патрубки, о т л ич а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения эффективности и роцесса очистки путем равномерного распределения потока воздуха по слоям адсорбента при сохрании транспортабельных габаритов, слои выполнены с соотношением высот Н 1/Н 2 = 2 - 3 и толщин 81/82=0,5 - 1,0, а экраны выполнены из двух усеченных конусов, соединенных между собой большими основаниями, и расположены соосно слоям адсорбентов,О, 0 0,23 0,36 0,41 0,55 0,23 0,25 0,390,5 0,52 0,25 О,ЗО 0,34 0,47 0.58 0,32 0,36 03 а 0,45 0,54Составитель А,ФедороТехред М,Моргентал Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5