Насадочный абсорбер осушки газа



Насадочный абсорбер осушки газа
Насадочный абсорбер осушки газа

 

B01D53/00 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Владельцы патента RU 2624701:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к осушке и/или очистке газов в химической, металлургической или других областях народного хозяйства. Насадочный абсорбер осушки газа содержит корпус с патрубками подвода газа, отвода осушенного газа, подвода и отвода абсорбента и расположенные в корпусе входную сепарационную секцию, массообменную абсорбционную насадочную секцию и выходную фильтрующую секцию. Патрубок подвода газа имеет вид суживающегося сопла к меньшему отверстию, причем у большого отверстия суживающегося сопла выполнена круговая канавка, соединенная с грязесборником, при этом на внутренней поверхности сопла выполнены криволинейные канавки по линии циклоида как брахистохрона, а профиль криволинейной канавки имеет вид ласточкина хвоста. Изобретение позволяет предотвратить забивание канавок патрубка твердыми каплеобразующими частицами. 4 ил.

 

Изобретение относится к осушке и/или очистке газов в химической, металлургической или других областях народного хозяйства.

Известен абсорбер осушки газа (см. патент на полезную модель № 37471 МПК В 01 Д 53/26, опубл. 27.04.2004), содержащий корпус с патрубками подвода газа, отвода осушенного газа, подвода и отвода абсорбента и расположенные в корпусе входную секцию, массообменную абсорбционную насадочную секцию и выходную фильтрующую секции, технологически соединенные между собой.

Недостатком является снижение степени очистки газа при длительной эксплуатации, обусловленное наличием в очищаемом потоке высокой концентрации мелкодисперсных твердых и каплеобразных частиц, которые, соприкасаясь с материалом насадочных секций, способствующих интенсивному загрязнению и, соответственно, уменьшению поглощающей способности секции, что приводит к возрастанию «проскока» неочищенного газа к потреблению или в окружающую среду с последующим загрязнением.

Известен насадочный абсорбер осушки газа (см. патент РФ на полезную модель № 134818 МПК В01D 53/26, опубл. 27.11.2013), содержащий корпус с патрубками подвода газа, отвода осушенного газа, подвода и отвода абсорбента и расположенные в корпусе входную сепарационную секцию, массообменную абсорбционную насадочную секцию и выходную фильтрующую секции, технологически соединенные между собой, причем патрубок подвода газа имеет вид суживающегося сопла к меньшему отверстию, причем у большого отверстия суживающегося сопла выполнена круговая канавка, соединенная с грязесборником.

Недостатком является дополнительные энергозатраты, связанные с внеплановыми демонтажными работами по замене и/или чистке патрубка подвода газа, выполненного в виде суживающегося сопла, из-за забивания полостей винтообразных канавок загрязнениями, которые впоследствии витают по всему внутреннему объему суживающегося сопла и сносятся движущимся потоком газа в насадочные секции с последующим налипанием на материал, что приводит, соответственно, к уменьшению поглощающей способности секции.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат, возрастающих при длительной эксплуатации насадочного абсорбера осушки газа, за счет устранения дополнительных демонтажных работ по замене или чистке патрубка подвода газа от налипающих на внутреннюю поверхность загрязнений, достигается предотвращение забивания твердыми каплеобразующими частицами криволинейных канавок, путем выполнения кривизны их по линии циклоида как брахистохрона, а профиля в виде ласточкина хвоста.

Технический результат достигается тем, что насадочный абсорбер осушки газа содержит корпус с патрубками подвода газа, отвода осушенного газа, подвода и отвода абсорбента и расположенные в корпусе входную сепарационную секцию, массообменную абсорбционную насадочную секцию и выходную фильтрующую секцию, технологически соединенные между собой, причем патрубок подвода газа имеет вид суживающегося сопла к меньшему отверстию, причем у большого отверстия суживающегося сопла выполнена круговая канавка, соединенная с грязесборником, при этом криволинейные канавки выполнены по линии циклоида как брахистохрона, а профиль криволинейной канавки имеет вид ласточкина хвоста.

На фиг. 1 изображен насадочный абсорбер осушки газа, на фиг. 2 – внутренняя поверхность патрубка подвода газа в виде суживающегося сопла с грязесборником, на фиг. 3 – кривизна криволинейной канавки по линии циклоида как брахистохрона, на фиг.4 - профиль криволинейной канавки в виде ласточкина хвоста.

Насадочный абсорбер осушки газа содержит корпус 1 с патрубком подвода газа 2 и патрубком отвода осушенного газа 3, патрубок 4 подвода абсорбента и патрубок 5 отвода абсорбента, расположенные в корпусе 1. Входная сепарационная секция 6, массообменная абсорбционная насадочная секция 7 и выходная фильтрующая секция 8, технологически соединенные между собой. Патрубок подвода газа 2 имеет вид суживающегося сопла, на внутренней поверхности 9 которого выполнены криволинейные канавки 10, продольно расположенные от большого отверстия 11 суживающегося сопла 2 к меньшему отверстию 12, причем у большого отверстия 11 выполнена круговая канавка 13, соединенная с грязесборником 14. При этом насадочный материал 15 массообменной абсорбционной секции 7 выполнен, например, из ультратонкого базальтового волокна. Кривизна криволинейной канавки 10 выполнена по линии циклоида как брахистохрона 16, а профиль 17 криволинейной канавки 10 имеет вид ласточкина хвоста.

Насадочный абсорбер осушки газа работает следующим образом. Очищающий газ, насыщенный мелкодисперсными твердыми и каплеобразными частицами, поступает в патрубок подвода газа 2 и далее во входную сепарационную секцию 6, где распространяется по внутреннему объему корпуса 1 и вступает в контакт с насадочным материалом 15 массообменной абсорбционной секции 7. Мелкодисперсные твердые и каплеобразные частицы налипают на насадочный волокнистый материал 15 и практически не полностью смываются и/или растворяются абсорбционной жидкостью. В результате последующее массовое поступление газа контактирует с меньшей поглощающей поверхностью насадочного волокнистого материала 15, а это приводит к тому, что в выходную фильтрующую секцию 8 направляется неочищенный до нормированных параметров газ, что особенно при длительной эксплуатации резко снижает эффективность абсорбционной сушки.

Для устранения данного явления патрубок подвода газа 2 выполнен в виде суживающего сопла, в этом случае по мере движения от большего отверстия 11 к меньшему отверстию 12 очищаемый газ, насыщенный мелкодисперсными твердыми и каплеобразными частицами, перемещается по продольно расположенным криволинейным канавкам 10. В результате образуется вращающийся вихревой поток, термодинамически расслоенный на «горячий» (температура больше чем температура газа перед входом в патрубок подвода газа 2 в виде суживающегося сопла) периферийный слой, насыщенный мелкодисперсными твердыми и каплеобразными частицами, и «холодный» (температура меньше чем температура газа перед входом в патрубок подвода газа 2) осевой слой, очищенный от загрязнений (см., например, Меркулов В. П. Вихревой эффект и его применение в технике. Самара 1992 г. - 209 с.). Отброшенные центробежной силой вихревого потока мелкодисперсные и каплеобразные частицы к внутренней поверхности 9 в криволинейных канавках 10 сталкиваются между собой, коагулируют, укрупняются и под действием возросшего давления перемещаются от меньшего отверстия 12 в сторону большего отверстия 11, накапливаясь в круговой канавке 13 (см., например, Нашокин В. В. Техническая термодинамика и теплопередача. М. : 1980 – 415 с.), откуда загрязнения перемещаются в грязесборник 14 для последующего удаления вручную или автоматически (не показано).

По мере укрупнения частиц загрязнений, особенно присоединения твердых и мелкодисперсных каплеобразных частиц, скорость перемещения в полости 17 криволинейной канавки 10 уменьшается из-за возрастающего трения, что приводит к закупориванию полости 17 и, как следствие, вытеснению последующих частиц во внутренний объем патрубка подвода газа 2 в виде суживающегося сопла, т.е. счищающая от загрязнений функция его не осуществляется частично или даже полностью.

При выполнении кривизны криволинейных канавок 10 по линии циклоида как брахистохрона 16 частицы загрязнений твердые или каплеобразные, а также укрупнения при объединении и в условиях быстрейшего спуска (см. стр. 802. Некоторые замечательные кривые. М.Я. Вагодский. Справочник по высшей математике. М.: Наука, 1965 – 872 с. ) перемещение, например, из точки А, расположенной у меньшего отверстия 12 патрубка подвода газа 2 в виде суживающегося сопла, к точке Б кривой канавки 13. В результате наблюдается возрастание скорости перемещения частиц загрязнений до 25%, что устраняет закупоривание криволинейных канавок 10.

Кроме того, выполнение полости 17 криволинейных канавок в виде ласточкина хвоста не только препятствует вытеснению во внутренний объем сопла 2 сталкивающихся и укрупняющихся частиц загрязнений, перемещающихся от меньшего отверстия 12 к большему отверстию 11, но и способствует в процессе дросселирования газа, выходящего через щелевое сечение 18, создающего перепад давления по сечению полости 17, дополнительно воздействующему в канаве проталкивающей силы на перемещающиеся частицы загрязнений (см., например, стр.136, Коваленко Л.М., Глушков А.Ф. Теплообмен частиц с интенсификацией теплоотдачи. М.: Энергоатомиздат. 1986 – 240 с., ил.).

Очищенный от мелкодисперсных твердых и каплеобразных частиц завихренный поток газа, выходя из меньшего отверстия 12 на патрубке подвода газа 2 в виде суживающегося сопла во входную сепарирующую секцию 6 внезапно расширяется, снижая свою температуру, ((эффект Джоуля-Томсона) см., например, стр. 199 там же)), что приводит к дополнительной очистке газа путем конденсации паров влаги и последующей ее коагуляции на насадочном материале 15 при контакте с абсорбирующей дикостью, поступающей через патрубок 4 подвода абсорбента в массообменную абсорбирующую насадочную секцию 7 и входящую через патрубок 5 отвода абсорбента. После выходной фильтрующей секции 8 газ с нормированными параметрами по степени очистки выбрасывается по патрубку 3 отвода осушаемого газа в окружающую среду, поддерживая чистоту экологической промзоны или направляется к потребителю для технологических процессов.

Оригинальность предлагаемого изобретения по поддержанию заданного качества при нормированных энергозатратах в процессе длительной эксплуатации насадочного абсорбера заключается в том, что осуществляется отделение загрязнений сопутствующих осушаемому газу перед поступлением в сепарирующую секцию путем выполнения кривизны криволинейных канавок на внутренней поверхности суживающегося сопла по линии циклоида как брахистохрона с профилем в виде ласточкина хвоста.

Насадочный абсорбер осушки газа, содержащий корпус с патрубками подвода газа, отвода осушенного газа, подвода и отвода абсорбента и расположенные в корпусе входную сепарационную секцию, массообменную абсорбционную насадочную секцию и выходную фильтрующую секцию, технологически соединенные между собой, причем патрубок подвода газа имеет вид суживающегося сопла к меньшему отверстию, причем у большого отверстия суживающегося сопла выполнена круговая канавка, соединенная с грязесборником, отличающийся тем, что криволинейные канавки выполнены по линии циклоида как брахистохрона, а профиль криволинейной канавки имеет вид ласточкина хвоста.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу производства галобутилкаучуков, а именно к способу сушки влажной крошки этих каучуков. Техническим результатом является повышение эффективности сушки каучука без снижения его качества.

Способ и установка очистки природного газа от диоксида углерода и сероводорода с выделением указанных примесей в качестве новых видов сырьевых потоков могут быть использованы в газоперерабатывающей промышленности.

Изобретение может быть использовано в пивоваренной и масложировой промышленности при использовании кизельгуровых фильтров. Для автоматического управления процессом термической регенерации кизельгура по измеренным параметрам расходов и мощностей в ходе процесса по программно-логическому алгоритму, заложенному в микропроцессор, осуществляют оперативное управление технологическими параметрами с учетом накладываемых на них двухсторонних ограничений.

Изобретение относится к нефтегазохимической промышленности и предназначено для очистки природного газа, попутного нефтяного газа, отходящих газов после сжигания топлива в печах, котлах, двигателях внутреннего сгорания большой мощности (судовых, дизельных электростанций) и других газов.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к способам переработки тяжелых нефтей и/или природных битумов. Способ переработки тяжелой нефти и/или природного битума включает разделение сырья на дистиллят и остаточные фракции путем подачи нагретого до 360°С сырья в испаритель под давлением и распыливания его через форсунку по направлению снизу вверх.

Способ разделения компонентов в системе получения полимеров, включающий разделение потока продуктов полимеризации на газовый поток и поток полимеров, при этом газовый поток содержит этан и непрореагировавший этилен, дистилляцию газового потока с получением потока легких углеводородов, содержащего этан и непрореагировавший этилен, приведение потока легких углеводородов в контакт с системой абсорбирующих растворителей, при этом по меньшей мере часть непрореагировавшего этилена из потока легких углеводородов поглощается системой абсорбирующих растворителей, и извлечение потока отработанных газов из системы абсорбирующих растворителей, при этом поток отработанных газов содержит этан, водород или их комбинации.

Изобретение относится к технике проведения тепло- и массообменных процессов, а именно испарению жидких сред в режиме кипения, и может быть использовано в разных отраслях промышленности в различных тепло- и массообменных аппаратах.

Изобретение относится к отделению диоксида углерода от газового потока. Заявлены способ отделения диоксида углерода (CO2) от газового потока и устройство отделения диоксида углерода (CO2) от потока, содержащего CO2.

Изобретение относится к способу и устройству для восстановления содержащих оксиды железа сырьевых материалов, при котором в восстановительный реактор (1), содержащий сырьевые материалы, включающие оксиды железа, подается восстановительный газ.

Изобретение относится к атомной энергетике, в частности к выпарным аппаратам радиохимических производств, предназначенным для упаривания высокоактивных растворов, а более конкретно к устройствам для создания тонкой пленки в греющих камерах (испарителях), и может найти применение в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Наверх