ФИЛЬТР-СОРБЕР НАСЫПНОГО ТИПА

Изобретение относится к фильтрам-сорберам для очистки технологических воздушных сред от газовых примесей и может быть использовано в атомной, химической, медицинской и металлургической промышленности.
Известен адсорбер [А.с. СССР на изобретение №1581357. Адсорбер. Заявлено 13.08.1987. Опубликовано 30.07.1990].
Адсорбер состоит из вертикального цилиндрического корпуса с размещенными в нем на опорной плите коаксиальными слоями адсорбента: наружным и внутренним. Слои адсорбента отделены друг от друга межслоевым пространством адсорбера и ограничены соответственно цилиндрическим корпусом и перфорированным цилиндром (на наружный слой) и перфорированными цилиндрами (внутренний слой). Для подвода газового потока, содержащего сорбибируемый компонент, а в межтрубное пространство в нижней части корпуса адсорбера над опорной плитой тангенциально расположен штуцер, а для подвода десорбирующего поток в верхнюю часть межслоевого пространства тангенциально установлен штуцер.
Недостатком известного устройства является сложность конструкции и неудобство сборки.
Наиболее близким техническим решением является адсорбер, рассмотренный в следующем авторском свидетельстве [А.с. СССР на изобретение РФ №1353478. Адсорбер. Заявлено 25.05.1985. Опубликовано 23.11.1987]. Адсорбер содержит корпус, трубчатку, состоящую из трубок, выполненных из эластичного материала, внутреннюю полость корпуса (межтрубная полость), сообщенную с источником избыточного давления рабочей среды и с источником создания разряжения, дополнительную кольцевую сорбционную полость с каналами, выполненную со стенками из упругоэластичного материала, и снабженную контактирующим с ним ограничительными кольцевыми перегородками, обеспечивающими заранее заданные предельные значения колебаний расстояния между ними и придающими требуемую конфигурацию.
Недостаток известного технического решения состоит в том, что в адсорбере не предусмотрена возможность замены отработавшего сорбента на новый.
Задача изобретения состоит в устранении указанного недостатка, а именно, в обеспечении возможности замены отработавшего сорбента в кассете на новый сорбент.
Технический результат изобретения состоит в расширении функциональных возможностей установки.
Для решения указанной задачи в фильтре-сорбере насыпного типа, состоящем из цилиндрического корпуса, днища и съемной крышки, нижней и верхней кассетных плит, входного и выходного патрубков, и, по меньшей мере, одной кассеты, размещенной вертикально внутри корпуса фильтра-сорбера, установленной между нижней и верхней кассетными плитами с упором в них торцевыми частями, имеющей цилиндрический корпус и снаряженную сорбентом, предлагается:
- в верхней и нижней кассетных плитах выполнить, по меньшей мере, один канал, соответствующий положению сорбента в кассете;
- входной и выходной патрубки установить на корпусе фильтра-сорбера;
- входной патрубок расположить над верхней кассетной плитой, а выходной патрубок - под нижней кассетной плитой.
В частных случаях исполнения устройства предлагается следующее:
Во-первых, в качестве сорбента использовать гранулированный органический материал марки СКТ-3 и(или) силикагель марки типа КСКГ.
Во-вторых, верхний и нижний слои сорбента выполнить из силикагеля типа КСКГ, а промежуточный слой сорбента - из гранулированного органического материала марки СКТ-3.
Технический результат состоит в расширении функциональных возможностей обусловленных возможностью извлечения сорбента из кассет фильтра-сорбера.
Принципиальная схема одного из вариантов исполнения фильтра-сорбера насыпного типа представлена на фиг.1 и 2, на которых представлены соответственно часть продольного осевого и поперечное сечения фильтра-сорбера. На фигурах приняты следующие обозначения: 1 - верхняя кассетная плита; 2 - входной патрубок; 3 - выходной патрубок; 4 - днище; 5 - канал верхней кассетной плиты; 6 - канал нижней кассетной плиты; 7 - корпус кассеты; 8 - корпус фильтра-сорбера; 9 - крышка; 10 - нижняя кассетная плита; 11 - сорбент.
Фильтр-сорбер насыпного типа состоит из цилиндрического корпуса 8, днища 4 и съемной крышки 9, нижней 10 и верхней 1 кассетных плит, входного 2 и выходного 3 патрубков, и, по меньшей мере, одной кассеты. Кассета размещена вертикально внутри корпуса 8 фильтра-сорбента, установлена между нижней 10 и верхней 1 кассетными плитами с упором в них торцевыми частями, имеет цилиндрический корпус 7 и снаряжена сорбентом 11.
В верхней 1 и нижней 10 кассетных плитах выполнен, по меньшей мере, один канал 5, 6, соответствующий положению сорбента 11 в кассете.
Входной 2 и выходной 3 патрубки установлены на корпусе 8 фильтра-сорбера. Входной патрубок 2 расположен над верхней кассетной плитой 1, а выходной патрубок 3 -под нижней кассетной плитой 10.
В частных случаях исполнения фильтра-сорбера насыпного типа имеет место следующее.
Во-первых, в качестве сорбента 11 используют гранулированный органический материал марки СКТ-3 и(или) силикагель марки типа КСКГ.
Во-вторых, верхний и нижний слои сорбента 11 представляют собой силикагель типа КСКГ, а промежуточный слой сорбента 11 - гранулированный органический материал марки СКТ-3.
Фильтр-сорбер насыпного типа работает следующим образом. Очищаемый поток воздуха поступает в проточную часть устройства через входной патрубок 2, последовательно проходит через канал 5 в верхней кассетной плите 1, корпус кассеты 7, движется сверху вниз в каналах, образованных гранулами сорбента 11, очищается в них взаимодействуя с сорбентом 11, очищенный воздушный поток выходит из кассеты через канал 6 в нижней кассетной плите 10 и выходит из проточной части фильтра-сорбера через выходной патрубок 3
Данная схема движения очищаемого потока в результате динамического напора исключает возникновение псевдоожиженного слоя сорбента 11, что способствует более эффективной очистки воздушного потока.
При эксплуатации фильтра-сорбера осуществляется относительно простая процедура замены отработанного сорбента 11 при сохранении комплектующих конструктивных элементов фильтра-сорбера, например, кассеты, нижней 10 и верхней 1 кассетных плит.
Пример конкретного выполнения фильтра-сорбера насыпного типа
Изготовлен опытный образец фильтра-сорбера и проведены его испытания.
Фильтр-сорбер имеет следующие характеристики:
Номинальная производительность по воздуху (газу),
м<sup>3</sup>/ч
1500
Эффективность очистки по метилиодиду, %
не менее 99,0
Потери избыточного давления на прокачку потока
воздуха, Па
не более 2200
Относительная влажность очищаемого воздушного
потока, %
до 95
Максимальная рабочая температура, °С
150
Габариты, мм
1300×800
Масса, кг
300
Количество кассет, шт
1
Комплектующие элементы фильтра-сорбера имеют следующие характеристики:
- корпус кассеты 7: наружный диаметр - 1020 мм, внутренний диаметр - 1016 мм, высота - 600 мм;
- корпус фильтра-сорбера 8: внутренний диаметр - 1094 мм, высота - 800 мм;.
2
- сорбент 11: максимальный размер гранул из угля типа СКТ-3 - 1-2 мм; объемная пористость - не менее 70%; эффективная поверхность - не менее 1000 м/г; упаковка гранул в кассете - плотная.
Диаметр входного 2 и выходного 3 патрубков - 150 мм.
Верхний и нижний слои сорбента 11 - силикагель типа КСКГ, а промежуточный слой сорбента 11 - гранулированный органический материал марки СКТ-3.
Толщина слоев сорбента 11 в кассете - идентична.
Часть площади нижней 10 и верхней 1 кассетных плит, расположенных соответственно над и под сорбентом 11 выполнена в виде сеток из проволоки диаметром 0,8 мм из нержавеющей стали с размером ячейки сетки - 0,6 мм × 06 мм.
Проведенные испытания опытного образца фильтра-сорбера насыпного типа подтвердили его работоспособность и технические характеристики, в том числе показали удобство замены отработавшего сорбента.