SU878182A3

SU878182A3 - Устройство дл адсорбционной очистки газа

Info

Publication number: SU878182A3
Application number: SU782672199A
Authority: SU
Inventors: Вагнер Норберт
Original assignee: Линде Аг (Фирма)
Priority date: 1977-10-18
Filing date: 1978-10-11
Publication date: 1981-10-30
Also published as: FR2406468B1; SE7810871L; BR7806851A; US4364753A; ZA785830B; JPS5468777A; GB2006041A; DE2746673A1; MX146469A; CA1102256A; DE2746673C2; IT1099959B; IT7828823A0; IN151244B; FR2406468A1; ES474056A1; GB2006041B; SE438266B

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДСОРБЦИОННОЙ

Claims

1

Изобретение относитс к очистке газов методом адсорбции.

Известно устройство дл адсорбционной очистки газов, включающее внутреннюю емкость с решеткой и размещенным на ней слоем адсорбента и наружную емкость с патрубками ввода и вывода газа, один из которых соединен с внутренней емкостью 1.

Недостатком этого устройства вл етс то, что в результате расширени внутренней емкое- Q та в процессе регенерации возникают напр жени ,в приварных соединени х между внутренней и наружной емкост ми, которые особенно опасны при частых колебани х тег тературы.

Кроме того, внутренн емкость известного js устройства дл адсорбционной ошстки газа только недостаточно предохранена от колебаний давлени . Согласно одному варианту известного устройства между внутренней и наружной емкост ми расположен патрубок ввода или выво- 20 да газа, снабженный небольшим отверстием, которое служит дл выравнивани давлени внутренней емкости и изол шюниой фугеровкой, так что возможное избыточное давление может быть устранено. Но это, особенно при современ- 25 ОЧИСТКИ ГАЗА

ных адсорбционных способах с мен ющимс давлением, в которых давление должно быстро повьппатьс и С1шжатьс , вл етс недостаточным , поэтому известна конструкци не удовлетвор ет современным требовани м.

Цель изобретени - повышение надежности устройства.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл адсорбционной очистки газа, включающем внутреннюю емкость с решеткой и размещенным на ней слоем адсорбента и наружную емкость с патрубками ввода н вывода газа, один из которых соединен с внутренней емкостью, внутренн емкость выполнена открытой в нижней части, а патрубок, соединенный с ней, снабжен компенсатором.

Целесообразно, чтобы компенсатор был выполнен в виде сильфона.

Целесообразно также, чтобы патрубок, соединенный с внутренней емкостью, был снабжен трубой, размещенной внутри него.

Внутренн емкость предлагаемого адсорбера вьщолнсна таким образом, что может компенотровать колебани тепла в вертикальной плоскости . Этого достигают тем, что в случае высокой

и узкой внутренней патрубок, который соединен с внутренней емкостью (в дальнейшем первый патрубок), снабжен компенсатором, рапример, двум вход щими друг в друга трубами или сильфоном, в то врем как при относительно . широкой и не очень высокой внутренней емкости, а именно при так называемых лежаищх адсорберах, целесообразно выполн ть подвижной верхнюю стенку внутренней емкости (вместо или дополнительно к подвижному выполнению первого патрубка). Так как материал , особенно примен емый дл сильфонов, чувствителен к теплу, предусматриваетс внутри сильфона помещать защитную, трубку, через которую пропускаютс гор чие газы. Форма внутренней емкости в основном похожа на колокол . Внутренн емкость имеет две функции. С одной стороны она должна, особенно в св зи с размещенной между внутренней и наружной емкост ми изол ционной футеровкой, преп тствовать тому, чтобы тепло, вносимое в систему при регенерировании адсорбента гор чими газами, отдавалось адсорбентом наружной емкости. Эту задачу выполн ет -выполненна открытой внизу внутренн емкость, если ее ниж1 шй край доходит приблизительно до зоны, . в которой находитс слой адсорбента. При этом вл етс существенным, чтобы нагретый регенерирующий газ, который, как правило, вводитс противотоком к подлежащему очистке газу, поступал бы в верхнюю часть адсорбера и входил бы из нижней части адсорбера. Иначе имеетс , хот и небольща , опасность, что гор чие регенерирующие газы попадут между внутренней и наружной емкост ми, что вызывает тепловые потери. С другой стороны, внутренн емкость должна быть выполнена так, чтобы она не подвергалась никаким усили м сжати .

Конструкци преп тствует тому, чтобы после регенерировани , которое проводитс обычно при пониженном давлении, с подводом давлени в адсорбер,, во внутренней емкости не создавалось давление, дл которого она не предусмотрена . Благодар предлагаемой конструкции вносимое подлежащим очистке газом давление распредел етс равномерно по внутренней зоне внутренней емкост и по зоне между внутренней и наружной емкост м, так что внутренн емкость не подвергаетс никаким нагрузкам сжати . Слой адсорбента расположен внутри внутренней емкости на репютке, отверсти которой меньше, чем величина зерен адсорбента, чтобы последний не мог рассьшатьс через решетку; одновременно эта решетка обеспечивает равномерное распределение, пропускаемого, как правило, снизу вверх подлежащего очистке газа по всему слою адсорбента.

Колоколообразна внзтренн емкость свободно расположена на рещетке дл адсорбента.

При этой конструкций создаетс оптимальна подвижность при тепловом расширении, так как внутренн емкость может расшир тьс также в сторону, что особенно важно при способах, при которых, температура регенерации значительно выше температуры адсорбции,

Пелесообразно выполн ть внутреннюю емкость из материала, имеющего значительный кот эффициент теплового расширени . Таким образом могут быть сведены до минимума тепловые расширени , возникающие вследствие колебани температур между адсорбцией и регенерированием . В соответствии с зтим предъ вл ютс меньшие требовани к эластичности размещенного у первого патрубка компенсатора, что удешевл ет ег,о изготовление. Внутреннюю емкость выполн ют тонкой, чтобы уменьшить ее теплоемкость. При этих услови х, однако, особенно при горизонтально расположенных внутренних емкост х, может оказатьс необходимым снабдить их желобками и кольцами жесткости. Таким образом получают конструкцию, теплоемкость которой значительно меньше, чем у внутренних емкостей с толстыми стенками, которые не нуждаютс в кольцах жесткости.

Предлагаемое выполнение внутренней емкости , котора в верхней части газонепроницаема, но подвижно соединена с наружной емкостью, может быть применено ко всем типам адсорберов . Он годитс не 1Ълько дл здгом нутых сто щих адсорберов и дл так называемых лежащих адсорберов, но также и дл таких конструкций , в которых внутри устойчивой к давлению наружной емкости размещено несколько отделенных крут от друга внутренних емкостей. При этом требуетс больша наружна , но меньшие внутренние емкости, которые выгоднее в изготовлении.

Внутренн емкость снабжена наружной изол цией , котора выполнена, например, в иде изол ционных матов из шлака или минерального волокна толщиной приблизительно 25 мм.

Если предлагаемое устройство работает с небольшой температурной разницей между регенерированием и адсорбцией, можно отказатьс от дополнительной изол ции внутренней емкости, так как наход щийс между внутренней и наружной емкост ми газ представл ет собой достаточную тепловую защиту.

Последн конструкщм рекомендуетс особенно , если врем регенерации относительно коротко , что имеет место, если адсорбент должен только частично регенерироватьс , т.е. на стороне выхода очищенного газа,

Согласнб другому варианту предлагаемого адсорбента до и после сло адсорбента размешены распределительные сита, которые состо т из перфорированных плит или металлической ткани, чтобь достигнуть хорошего распределени газа по всему поперечному сечению адсорбента . Кроме того, по пути гаЗа от входа до сло адсорбента можно размещать направл ющи листы. Размер, толщина стенок, количество и высота сло адсорбента и другие конструктивные детали предлагаемого адсорбера завис т от многих параметров, так, например, от температуры адсорбции и десорбщш, давлени газа, расхода газа, количества загр знений, желаемой степени чистоты газа и длительности отдельных циклов адсорбции и десорбции. Можно указать, что при общеизвестных конструкци х сто чего типа наружный диаметр адсорбера 1-4 м, толщина стенок наружной емкости 6-12 мм, а внутренней емкости 2-3 мм Лиаметр или длина кромок .направл ющих листов составл ет 1,2-2, предпочтительно 1,4-1,6 внутреннего диаметра патрубка дл ввода газа. Рассто ние между направл ющими листами и патрубком дл ввода газа составл ет 0,8-1,8, предпочтительно 1,3-1,5 внутреннего диаметра патрубка, причем при изогнутых листах это рассто ние измер етс от наиболее отдаленных от патрубка точек. При общеизвестных лежащих адсорберах длина составл ет 2-12 м.. наружный диаметр 3-5 м толщина стенок наружной емкости - приблизительно 12 мм и внутренней емкости примерно 2 мм. На фиг. 1 представлен вертикальный адсорбе с одной внутренней емкостью; на фиг. 2 - горизонтальныйадсорбер; на фиг. 3 - адсорбер с несколькими внутренними емкост ми. Адсорбер имеет наружную, устойчивую к дав лению емкость 1 и тонкостенную внутреннюю емкость 2. Внутренн емкость 2 свободно размещена на рещетке 3, котора опорами 4 укреплена на наружной емкости 1. Внутри внутренней емкости 2 на рещетке 3 находитс слой 5 адсорбента. Внутренн емкость 2 снабжена наружным изол ционным матом 6. Адсорбер имеет кроме того патрубок 7, выполненный по вижным при помощи сильфона. Подвижный пат рубок 7 вл етс частью системы 8 дл подачи и отвода газа, коюра снабжена гаищтнрй труб кой 9 дл подачи гор чего регенерирующего газа и патрубком 10 дл вывода очищенного газа. На нижнем конце наружной емкости 1 пр дусмотрен жесткий патрубок 11 дл ввода и вывода газа. На верхнем конце этого патрубка размещен теплоизол ционный щиток 12. Дл лучщего распределени потоков газа, в адсорбере предусмотрены направл ющие газ листь 13 и 14 и распредел ющие гаа сита 15 и 16. Дл подачи адсорбента и возможного ремонта предусмотрен люк 17. Адсорбер работает следующим образом. 6 Подлежащий очистке газ пропускают через патрубок 11 и при помощи направл ющего листа 14 и распределительного сита 16 он равномерно распредел етс по всей поверхности решетки 3, протекает затем через слой 5 адсорбента, где удерживаютс загр знени . Очищенный газ выходит из сло 5 и покидает адсорбер через патрубок 7 и патрубок 10. Если адсорбент насыщен загр знени ми, отключают поток подлежащего очистке газа, понижают давление в адсорбере через патрубок 10 до давлени регенерации и затем при пониженном давлении пропускают через защитную трубу 9 гор чий регенерирующий газ. Гор чий регенерирующий газ посредством направл ющего листа 13 и распределительного сита 15 равномерно распредел етс по поверхности сло 5. При пропускании через слой 5 повышаетс температура газа, вследствие чего повыщаетс реактивное давление адсорбированных компонентов и они вынос тс с регенерирующим газом из сло адсорбента. Регенерирующий газ с захваченными загр знени ми покидает адсорбер через патрубок 11. После окончани регенерации прекращают подвод регенерирующего газа и адсорберу дают охлаждатьс перед новым циклом адсорбщш. На фиг. 1 показан другой вариант предлагаемого устройства, а именно горизонтальный адсорбер . При этом варианте патрубок системы 8 выполнен неподвижным. Вызьтаемые при пропускании регенерирующего газа тепловые колебани внутренней емкости компенсируютс тонкостенно выполненной поверхностью внутренней емкости 2. Но и в этом случае патрубок 8 снабжаетс компенсатором. Принцип работы такого горизонтального адсорбера такой же, что и принцип работы вертикального адсорбера (фиг. 1). В горизонтальном адсорбере предусмотрены два люка 17. Кроме того, удвоены распредел ющие газ сита 15 и 16 и направл юадае газ листы 13 и 14 изготовлены изогнутыми. Дл лучшего распределени газа в верхнем и нижнем пустом пространстве предусмотрены косые направл ющие листы 18 и 19. На фиг. 3 показан другой вариант предлагаемого устройства. Здесь внутри устойчивой к давлению наружной емкости 1 размещены неоколько тонкостенных внутренних емкостей

2. Кажда тонкостенна внутренн емкость снабжена патрубками 7 и 11. Дл упрощени чертежа необходима дл больпшнства способов теплоизол ци внутренней емкости 2, а также люки не показаны. Показанный на фиг. 3 адсорбер работает в принципе так же, что и адсорбер по фиг. 1. Таким образом предлагаемое устройство дл очистки газов надежно в эксплуатации, так как его узлы предохранены от воздействи повыщенного давлени и температуры как в процессе адсорбции, так и в процессе регенерации адсорбента . Р м у л а из Р е т е н и 1. Устройство дл адсорбционной очистки газа , включающее внутреннюю емкость с решеткой и размещенным на ней слоем адсорбента и наружную емкость с патрубками ввода и вывода газа, один из-которых соединен с внутренней емкостью, отличающеес тем, что, с целью повышени надежности устройства.

8

12 внутренн емкость выполнена открытой в нижней части, а патрубок, соединенный с ней, снабжен компенсатором. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с тем, что компенсатор вьшолнен в виде сильфрна.

3.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю ш ее с тем, что патрубок, соединенный с внутренней емкостью, снабжен трубой, размещенной внутри него. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе I. Патент США № 2083732, кл. 55-196, 1937.