Дата опубликования описания 30.03.81 (53) УДК66.046..9(088.8) (72) Авторы изобретения . А. Л. Шепьтгин, В. И. ЗУбко и Г. Ю. БеРдичевс (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ТЕРМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к процессу тер-, мической очистки газовых смесей с низкими концентрациями горючих компонентов за счет их окисления в присутствии катализатора и может найти применение для санитарной очистки воздуха производ ственных помещений и в технологии про.изводства контролируемых газовых атмосфер., Известен адсорбер непрерывного дейст.вия с вращающимся кольцевым Споем, т. включающий секции адсорбции и регенерации, системы подачи очищаемой смеси и вывода готового продукта и источники нагрева адсорбента, используемый дпя очистки газовоздушных смесей без последующей рекуперации адсорбированных компонентов.

В секторе адсорбции через вращающийся кольцевой слой адсорбента пропускают очищаемую газовоздушную смесь, а

20 затем адсорбент после достижения насыщения при адсорбции подвергают регенерации в секции регенерации путем опрыа

2 кив&ния и GpoMbJBKH водой ипи аммиачной водой. Кольцевой слой адсорбента крепится на центральном валу, вращающемся с определенной скоростью (1).

В известном устройстве не решается задача уничтожения вредных компонентов, так как,последние из очищаемой газовой фазы переводятся в регенерирующую сре ду (воду) и "требуют установки дополнительных аппаратов дпя их нейтрапизации.

Кроме того, приведенный принцип регенерации адсорбента приемлем лишь в частном случае, например для обессеривания дымовых газов, и не может быть использован дпя десорбции широкого диапазона углеводородных компонентов, например керосиновых фракций.

Цепь изобретения вЂ” повышение экономичности процесса каталитического окисления за счет предварительного концентрирования горючих компонентов из очища емой газовой смеси в адсорбере.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено катапитическим з 81 реактором, а адсорбер снабжен газоходом десопбированных горючих компонентов и окисляющего воздуха, соединяющим сек« цию регенерации адсорбента с катапитическим реактором, при этом секция регенерации адсорбента снабжена перегородками, разделяющими ее на сектора вЂ” терморадиационной десорбции и охлаждения.

Источники нагрева адсорбента помещены внутри сектора терморадиационной десорбции и выполнены в виде радиационных элементов.

Hs фиг. 1 изображено устройство термической очистки газовых смесей," на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство термической .очистки газовых смесей содержит каталитический реактор 1 и адсорбер 2 непрерывного действия. Каталитический реактор 1 изготавливают из термостойкой cTBJIH и заполняют катализатором 3 (например, окись меди, нанесенная на гранупированную окись алюминия), в котором располагают нагревательные элементы 4 (например, трубчатые электрические нагреватели) .

Адсорбер 2 непрерывного действия содержит неподвижный корпус 5, разделенный неподвижными перегородками 6 вЂ” 9 на секцию 10 адсорбции горючих компонентов и секцию регенерации адсорбента, включающую в себя сектор 11 терморадиационной десорбции и сектор 12 охлаждения адсорбента. Сектор 12 охлаждения регенерируемого адсорбента соединяют с секцией 10 адсорбции горючих компонентов каналом 13 перетока очищенной смеси.

В неподвижном корпусе 5 в секции 10 адсорбции устанавливают штуцер 14 ввода очищаемой смеси, в секторе 11 терморадиационной десорбции - трубопровод 15 окисляющего воздуха и газоход 16 десор бированных горючих компонентов и окисляюшего воздуха, соединяющий адсорбер

2 непрерывного действия с каталитичес- ким реактором 1, а в секторе 12 охпаждения регенерируемого адсорбента вЂ” штуцер 17 вывода очищенной смеси, соединенный вытяжным газоходом 18 с вентилятором 19.

Подвижными, вращающимися эпементами адсорбера 2 явпяются кольцевой слой адсорбента 20 например активный уголь

7 (щирина слоя составляет 20-60 мм, диаметр и высота определяются расходом очищаемой газовой смеси), засыпанный между двумя аксиально расположенными сетками 21 (материал: термостойкая сталь, размер ячеек, выбирается в зави симости от гранулы адсорбента), опорный

6537 4 диск 22, неподвижно соединенный с вращающимся осевым валом 23, который подшипниками 24 и 25 опирается на непод-. вижный корпус 5.

1О резина), 45

55!

В местах сопряжений неподвижных и ь вращающихся элементов устройства устанавливают уплотнительные термостойкие прокпадки 26 (асбоцемент) и 27 (паронит, теплостойкая кремнийорганическая

В секторе 1 1 терморадиационной десорбции с обеих сторон кольцевого слоя адсорбента 20 в наружной полости сектора (за слоем, в радиальном направлении) и во внутренней полости (до слоя) располагают ппаты 28 и 29 с радиационными источниками 30 нагрева, например трубчатые электрические нагреватели. Профили плат 28 и 29 выполняют таким образом, чтобы поверхности излучения р ади8QHoHHblx источников 30 нагрева приближались к внутренней и наружной поверх-. ности кольцевого слоя адсорбента 20 в направлении его вращения.

Количество окисляюшего воздуха, подаваемого в каталитический реактор 1, регулируют вентилем 31, а сам реактор

1 газоходом 32 продуктов каталитического окисления горючих компонентов соединяют с вытяжным газоходом 18 паралпельно газоходу очищенной смеси 33.

Элементы устройства, имеющие повышенную температуру (каталитический реактор 1, газоход 16 десорбированных горючих компонентов и окисляющего воздуха, газоход 3 продуктов каталитического окиспения горючнх компонентов, стенки сектора 11 терморадиационной десорбции), покрывают тепловой изоляцией.

Устройство термической очистки газовых смесей работает следующим образом.

Газовую смесь, содержащую горючие компоненты, при температуре производственного помещения через штуцер 14 ввода очищаемой смеси подают во внутреннюю полость секции 10 адсорбции на выходе кольцевого слоя адсорбента 20 из секции. При прохождении газовой смеси (со скоростью 0,15-0,2 м/сек) через вращающийся кольцевой слой адсорбента

20 (скорость вращения кольцевого слоя определяется физико-химическими свойствами адсорбента и компонентов очищаемой газовой смеси, кинематическими характеристиками процесса адсорбции горючих компонентов смеси и находится в интервапе от 0: до 5 об/мин)содержащиеся в ней горючие компоненты адсорбируются

Устройство термической очистки газовых смесей позволяет исключить необходимость нагрева до температурного уровня реакции окисления бапластовых компо- . нентов газовой смеси, не участвующих в реакции (несорбируемых), но, как прави15 ло, представпякицих основную массову ю допю смеси, и тем самым резко снизить энергоэатраты: компенсировать расход йополнитепьной энергии, подводимой к ката2О питическому реактору, посредством предварительного концентрирования горючих компонентов; катапитически окиспять горючие компоненты гвзовых смесей, не содержащих окислителя.

При сжигании полученной в процессе десорбции концентрированной смеси паров керосина в воздухе (концентрация 80гlм ) в присутствии ка анализатора (гофрирован- ° ная нахромовая плюшенка с палладиевым покрытием) при 440 С и скорости газоо вого потока 15000 и/ч достигнута степень .термической очистки 100%.

1. Устройство термической очистки газовых смесей, преимущественно с низкими концентрациями горючих компонентов, содержащее адсорбер непрерывного действия с врвщакщимся кольцевым спо. ем, включающий секции адсорбции и регенерации, системы подачи очищаемой смеси и вывода готового продукта, источники нагрева адсорбента, о т и и ч а ющ е е с я тем, что, с цепью повыше ния экономичности процесса квтапитического окисления за счет предввритепьного концентрирования горючих компонентов

50 иэ очищаемой газовой смеси в адсорбере, оно снабжено катвпитическим реактором, а адсорбер снабжен газоходом десорбированных горючих компонентов и окиспяюшего воздуха, соединяющим секцию регенерации вдсорбента с катапитическим реак5$ тором, при этом секция регенерации адсорбента снабжена перегородками, раэдепяющими ее на сектора - терморадиационной йесорбции и охлаждения.

5 816 и остаются в слое, а несорбируюшиеся из наружной полости секции 10 адсорбции по каналу 13 перетока, образованному наружной поверхностью враща1ошегося слоя адсорбента 20 и неподвижным корпусом 5, направляют при температуре вдсорбции в наружную полость сектора 12 охлаждения регенерируемого адсорбентв.

Насыщенный горючими компонентами в секции 10 адсорбции участок слоя ад- . сорбента 20 непрерывным вращением в направлении против часовой стрелки переводят в сектор 11 терморадиационной десорбции секции регенерации адсррбента, где под двухсторонним радиационным тепповым воздействием радиационных источо ников 30 нагрева при 140-150 С вйсорбированные горючие компоненты десорбируются и в потоке окиспяющего воздуха, подаваемого через трубопровод 15 окиспяюшего воздуха и регулирующий вентиль

31 во внутреннюю полость сектора и транспортируемого в радиапьном направлении через регенерируемый участок споя адсорбента 20, с концентрацией ниже нижнего предела восппаменяемости (например, дпя паров керосина около 50 r/м ) нвЪ правпяют по газоходу 16 десорбированных горючих компонентов и окиспякицего воздуха в каталитический реактор 1.

В катапитическом реакторе 1 десорбированные горючие компоненты сжигают в среде окиспяюшего возйуха в присутствии о катализатора при 250-500 С, а продукты каталитического окисления горючих десорбироввнных компонентов по трубопроводу 32 совместно с очищаемой смесью через вытяжной газоход 18 вентилятором

19 выводят в атмосферу.

При этом очищенную с секции 10 вд- . сорбции газовую смесь, имеющую температуру, близкую к температуре производствен ного помещения (- 25 С) перед поступо пением в вытяжной гвзохой 18, испопьзуют в качестве хладоагента в секторе

12 охлаждения регенерируемого айсорбента посредством пропускания ее из наружной полости сектора через регенерируемый слой адсорбента, разогретый до

150 С, во внутреннюю и подачи к штуо церу 17 вывода очищенной смеси.

Охлажденный до 30 С участок рео генерируемого слоя адсорбента 20 из сектора 12 охлаждения регенерируемого адсорбента вращением перемещают в секцию 10 адсорбции горючих компонентов, и цикл непрерывного адсорбционного кон« центрирования при постоянном сжигании сконцентрированных йесорбированных го рючих компонентов смеси повторяют.

537 6

Использование принципа противотокв в направлениях движения твердой и газовой фаз при конструктивном оформлении секции адсорбции и сектора охпаждения

5 регенерируемого адсорбента позволяет повысить эффективность и надежность в первом случае массообменного, а второмвЂ” теплообменного процессов.

Формула изобретения

816537.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что источники нагрева адсорбента помещены внутри сектора терморадиационной десорбдии и выполнены в виде радиационных элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Уэд К. и Сакаи Я. Современные конструкции адсорберов. Кагаку кодзе", т. 13, 1969, № 9, с. 28-34, ,4 аз 1096/7

Подписное

ППП "Патент", r. Ужгород,ул.Проектная,4 !