СПОСОБ АДСОРБЦИИ КОЧЕТОВА
KOCHETOV ADSORPTION METHOD

Изобретение относится к оборудованию для проведения адсорбционных процессов в системе газ (пар) - адсорбент.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является способ адсорбции по патенту РФ №2411064, В01D 53/02, заключающийся в том, что газовый поток на очистку подают в нижнюю часть аппарата через распределительную сетку, который пропускают затем через внешний и внутренний перфорированные цилиндры, между которыми размещают адсорбент, очищенный газовый поток выводят из адсорбера через штуцер, а адсорбент загружают через загрузочный люк, расположенный в крышке, а отработанный адсорбент удаляют через разгрузочный люк (прототип).
Недостатком известного способа адсорбции является то, что он не обеспечивает высокой степени очистки газового потока от целевого компонента.
Технический результат - повышение степени очистки газового потока от целевого компонента за счет увеличения площади контакта адсорбента с целевым компонентом.
Это достигается тем, что в способе адсорбции, заключающемся в том, что газовый поток на очистку подают в нижнюю часть аппарата через распределительную сетку, который пропускают затем через внешний и внутренний перфорированные цилиндры, между которыми размещают адсорбент, очищенный газовый поток выводят из адсорбера через штуцер, а адсорбент загружают через загрузочный люк, расположенный в крышке, а отработанный адсорбент удаляют через разгрузочный люк, при этом десорбцию осуществляют путем подачи через штуцер водяного пара к барботеру, имеющему перфорированную тороидальную поверхность для более равномерного протекания процесса десорбции по всей высоте перфорированных цилиндров, причем процесс адсорбции и десорбции осуществляют при следующих оптимальных соотношениях составляющих аппарат элементов: коэффициент перфорации тороидальной поверхности барботера лежит в оптимальном интервале величин: К=0,5÷0,9; отношение высоты Н цилиндрической части корпуса к его диаметру D находится в оптимальном соотношении величин: H/D=2,0÷2,5; отношение высоты Н цилиндрической части корпуса к толщине S его стенки находится в оптимальном соотношении величин: H/S=580÷875, причем адсорбент выполняют тороидальной формы, имеющей в сечении круг, в котором выполнены несквозные выемки с одной и с другой стороны диаметра, причем выемки имеют в сечении вытянутую форму по направлению, параллельному оси тора, а выемка с одной стороны расположена между двумя соседними выемками, выполненными с другой стороны.
На фиг. 1 изображена схема адсорбции и устройство для реализации предлагаемого способа, на фиг. 2-7 - схемы формы выполнения адсорбента.
Адсорбер для реализации предлагаемого способа (фиг. 1) содержит цилиндрический корпус 1 с крышкой и днищем эллиптической формы (на чертеже не показано), в которых смонтированы загрузочный и смотровой люки, штуцер для подачи исходной смеси, сушильного и охлаждающего воздуха. В нижней части корпуса закреплены опоры для базы под внешний 2 и внутренний 3 перфорированные цилиндры. Выгрузка отработанного адсорбента 4 осуществляется через разгрузочный люк, установленный в нижней части корпуса 1. Штуцер для отвода паров и конденсата при десорбции и для подачи воды (на чертеже не показано) расположен в днище, в котором закреплен штуцер 6 для отвода очищенного газа и отработанного воздуха и для подачи водяного пара. Штуцер 6 закреплен через коллектор, имеющий два канала, причем в одном из которых расположена заслонка для соединения с барботером, выполненным тороидальной формы по всей высоте перфорированных цилиндров 2 и 3. Штуцер для предохранительного клапана для безаварийного протекания процесса установлен в верхней части корпуса 1.
Способ адсорбции осуществляют при следующих оптимальных соотношениях составляющих аппарат элементов: коэффициент перфорации тороидальной поверхности барботера лежит в оптимальном интервале величин: К=0,5÷0,9; отношение высоты Н цилиндрической части корпуса к его диаметру D находится в оптимальном соотношении величин: H/D=2,0÷2,5; отношение высоты Н цилиндрической части корпуса к толщине S его стенки находится в оптимальном соотношении величин: H/S=580÷875.
Способ адсорбции осуществляют следующим образом.
Газовый (паровой) поток на очистку подают в нижнюю часть аппарата через штуцер 5 для подачи исходной смеси через распределительную сетку (на чертеже не показано), который пропускают затем через внешний 2 и внутренний 3 перфорированные цилиндры, между которыми размещают адсорбент 4. Очищенный газовый поток выводят из адсорбера через штуцер 6. Адсорбент 4 загружается через загрузочный люк, расположенный в крышке, а отработанный адсорбент удаляется через разгрузочный люк (на чертеже не показано). Десорбцию осуществляют путем подачи через штуцер 6 водяного пара к барботеру, имеющему перфорированную тороидальную поверхность для более равномерного протекания процесса десорбции по всей высоте перфорированных цилиндров 2 и 3. В качестве адсорбента применяют активные угли марок БАУ, АР-А, СКТ-3 и др.
Адсорбент 4 выполняют по форме в виде шариков, а также сплошных или полых цилиндров, зерен произвольной поверхности, получающейся в процессе его изготовления, а также в виде коротких отрезков тонкостенных трубок или колец равного размера по высоте и диаметру: 8, 12, 25 мм. Чтобы повысить степень очистки газового потока от целевого компонента за счет увеличения площади контакта адсорбента с целевым компонентом, адсорбент выполняют тороидальной формы (фиг. 2), имеющей в сечении круг 7, в котором выполнены несквозные выемки с одной стороны 9, 11, 13, 15 и с другой стороны 10, 12, 14, 16 диаметра (ось 8), причем выемки имеют в сечении вытянутую форму по направлению, параллельному оси тора 17, а выемка с одной стороны расположена между двумя соседними выемками, выполненными с другой стороны.
Возможно выполнение формы адсорбента (фиг. 3) в виде цилиндрического кольца, на боковых, внутренней и наружной поверхностях которого выполнена винтовая нарезка (на чертеже не показано) в противоположных направлениях.
Возможно выполнение формы адсорбента (фиг. 4) в виде шара, на поверхности которого выполнены несквозные отверстия полусферической формы (на чертеже не показано).
Возможно выполнение формы адсорбента (фиг. 5) в виде кольца, на внешней поверхности которого выполнена винтовая поверхность по типу пластинчатого шнека.
Возможно выполнение формы адсорбента (фиг. 6) в виде, по крайне мере, трехлопастного пропеллера.
Возможно выполнение формы адсорбента (фиг. 7) в виде цилиндрического кольца, к боковой поверхности которого оппозитно друг другу прикреплены две полусферические поверхности таким образом, что диаметральные плоскости полусфер совпадают соответственно с верхним и нижним основаниями цилиндрического кольца, а вершины полусферических поверхностей находятся на оси кольца и направлены навстречу друг другу, при этом выполнена перфорация как на боковой поверхности, так и на полусферических поверхностях, а пространство между боковой внутренней поверхностью перфорированного цилиндрического кольца и двумя перфорированными полусферическими поверхностями, прикрепленными к его боковой поверхности, заполнено дополнительными инертными элементами, например в виде шариков, диаметры которых больше диаметра перфорации кольца и полусферических поверхностей.
3
Предлагаемый способ адсорбции позволяет существенно повысить степень очистки газового потока от целевого компонента и может применяться также в рекуперационных установках производительностью более 30000 м/час.