Адсорбер

 

1. АДСОРБЕР, содержащий корпус со слоем адсорбента и.вертикально установленный в нем теплопередающий элемент, патрубки ввода и вывода фаз, о тлич ающий- . с я тем, что, с целью повышения эффективности регенерации адсорбента за счет обеспечения равномерности лрогрева смол адсорбента и ьскяючения проскока газа, теплопередгиоадий элемент выполнен в виде цилиндрической спирали или концентрических цилиндров , с отверстияки, диаметр которых в 2-4 раза больше диаметра зерен адсорбента. 2.Адсорбер по п. 1, о т л и ч а ю 14 и и с я тем, что теплопередающий элемент снабжен равномерно закрепленным на его поверхности нагревателем, выполненным в виде труб, соединенных с коллектором. 3.Адсорбер по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что нагреватель выполнен в виде электрического провода в металлический оболочке .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (!е (и) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3451302/23-26 (22) 02.04.82 (46) 30.03.84. Бюл. 9 12 (72) В.М.Голубев, В.А.Кротов, 3.И.Фонарев, Н.A.Sîðçåíêî, IO.A.Øàìàнаев, В.A.Ãàðèí и С.С.Петухов (53) 66.074.7(088.8) (56) 1. Патент CtdA 9 4038050, кл.. 55-16, 1977.

2. Воротынцев В.Б. Адсорбционные методы разделения воздуха. М., УИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1981, с.25. (54)(57) 1. АДСОРБЕР, содержащий корпус со слоем адсорбента и вертикально установленный в нем теплопередающий элемент, патрубки ввода и вывода фаз, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения эф фективности регенерации адсорбента за счет обеспечения равномерности лрогрева смол адсорбента и исключения проскока газа, теплопередающий элемент выполнен в виде цилиндрической спирали или концентрических цилиндров с отверстиями, диаметр которых в 2-4 раза больше диаметра зерен адсорбента.

2. Адсорбер по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что теплопередающий элемент снабжен равномерно закрепленным на его поверхности нагревателем, выполненным в виде труб, соединенных с коллектором.

3. Адсорбер по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что нагреватель выполнен в виде электри- Е

С2 ческого провода в металлической оболочке.

1082463

Цель изобретения — повышение эффективности регенерации адсорбента за счет обеспечения равномерности прогрева слоя адсорбента и исключения проскока газа.

Поставленная цель достигается тем, что в адсорбере, содержащем корпус со слоем адсорбента и вертикально установленный в нем теплопередающий элемент, патрубки ввода и вывода фаз теплопередающий элемент выполнен в виде цилиндрической спирали или концентрических цилиндров с отверстиями, диаметр которых в 2-4 раза больше диаметра зерен адсорбента.

Изобретение относится к адсорбции газов и паров при их очистке, осушке и разделении, а именно к регенерации адсорбента, например активированного угля, силикагеля и молекулярных сит, и может быть использовано при проектировании адсорберов.

Известен адсорбер, содержащий корпус, заполненный адсорбентом, и расположенный в нем нагреватель. 10

Нагреватель в известном адсорбере выполнен в виде электрода контактирующего со слоем адсорбента. Для регенерации к слою адсорбента через электрод подводят электрический 15 ток j1) .

Недостатком данной конструкции является неравномерность прогрева слоя адсорбента. Это объясняется тем, что размеры электрода незначи- 20 тельны по сравнению с размерами- корпуса, который также является электродом.

Количество адсорбента, которое может быть прогрето в известном устройстве, учитывая высокое термическое сопротивление адсорбента, невелико. Для прогрева большого количества адсорбента необходимое количество

° электродов значительноувеличивается, растут габариты аппарата, ухудшается экономичность и надежность работы аппарата.

Кроме того, аппарат находится под напряжением и зто усложняет эксплуатацию аппарата с точки зрения соблюдения правил техники безопасности.

Известен также адсорбер, содержащий корпус со слоем адсорбента и вертикально установленный в нем теплопередающей элемент, патрубки вво-да и вывода фаз (2) .

В таком аппарате неравномерность прогрева адсорбента при регенерации обусловлена, в частности, возникно- 45 вением пристенного эффекта и проскока газа в зоне размещения плоских теплопередающих поверхностей элемента.

Целесообразно, чтобы теплопередающий элемент был снабжен нагревателем, равномерно закрепленным на его поверхности и выполненным в виде труб, соединенных с коллектором.

Целесообразно, чтобы нагреватель был выполнен из электрического провода в металлической оболочке.

На фиг. 1 изображен адсорбер, общий вид; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1 теплопередающий элемент в виде цилиндрической спирали,.; на фиг. 3 — то же, из концентрических цилиндров.

Адсорбер содержит корпус 1, адсорбент 2, например активированный уголь, теплопередающий элемент 3 и нагреватель 4, закрепленный на поверхности элемента 3, коллектор 5 входа и коллектор 6 выхода регенерирующего потока. Теплопередающий элемент делит адсорбент на слои равной толщины, так что на единицу поверхности приходится один и тот же объем адсорбента в каждом из сечений слоя. Толщина слоя, например, 50-100 мм обеспечивает равномерный прогрев адсорбента до заданной температуры, например 150 С, за задано ный промежуток времени, например

8-12 ч.

Размеры отверстий, расположенных на теплопередающей поверхности (не показаны, равные 2-4 размер:.м зерен адсорбента, выполнены из условия, что зерна засыпаются в отверстия, исключая пристенный эффект, т.е. проскок рабочего потока между теплопередающей поверхностью и слоем адсорбента.

При указанных размерах отверстий часть зерен (1-2) полностью входит в отверстия, а часть входит в отверстия частично, увеличивая поверхность контакта, сокращая время прогрева адсорбента.

Выполнение отверстий диаметром больше предлагаемого существенно уменьшает теплопередающую поверхность.

Адсорбент работает следующим образом.

Очищаемый рабочий поток, например водород, гелий, в количестве

2400-9600 м /ч подают в корпус 1 адсорбера, заполненного адсорбентом

2, например активированным уг ем.

При насыщении адсорбента примесями приводят регенерацию последнего.

Регенерирующий газ, например азот, нагретый до заданной температуры, например 200оС, подают через коллектор 5 в трубы нагревателя 4. 3а счет плотного контакта труб с теплопередающей поверхностью она нагревается до температуры регенерирующего газа, 1082463 образуя развернутую пове;умность нагрева.

Тепло от теплопередающей поверхности передается слою адсорбента 2, равномерно нагревая его до заданной температуры, например 150 С. При о 5 нагреве активированного угля до

150ОС происходит десорбция адсорбированных ранее примесей, которые удаляются, например, вакуумированием.

При выполнении нагревателя из электрического провода с металлической оболочкой (не показан) нагрев теплопередающего элемента производят подводя электрический ток к электроизолированному проводу.

Использование предлагаемого устройства позволяет создавать аппараты практически неограниченной производительности, в которых рабочий поток не загрязняется регенерирующим ra" зом. Захолаживание адсорбента осуществляют через трубы нагревателя.

За счет развитой теплопередающей поверхности и ограниченной толщины нагреваемого слоя, улучшается процесс регенерации адсорбента, сокращается время его нагрева при минимальных затратах тепла.

1082463

Составитель Л.Эпштейн

Редактор С.Пекарь Техред A.Бабинец Корректор Ю.Макаренко

Заказ 1609/6 Тираж 682 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4